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ANEJO Nº 2 DE: GEOLOGÍA Y GEOTECNIA.
ÍNDICE DEL ANEJO
1.- INTRODUCCIÓN.
2.- GEOLOGÍA.
2.1.- MARCO GEOLÓGICO
2.2.- ESTRATIGRAFÍA.
2.3.- TECTÓNICA.
2.4.- HIDROGEOLOGÍA.
2.5.-SISMICIDAD
3.- GEOTECNIA
3.1.- PERFIL TIPO
3.2.- EXCAVABILIDAD.
3.3.- CONTENCIONES.
3.4.- TALUDES.
3.5.- CIMENTACIONES.
3.5.1.- CAPACIDAD PORTANTE.
3.5.2.- TIPOLOGÍA DE CIMENTACIÓN.
3.5.3.- AGRESIVIDAD DEL MEDIO,
4.- CONCLUSIONES Y CONSIDERACIONES.
4.1.- PERFIL TIPO.
4.2.- CARGA ADMISIBLE Y TIPOLOGÍA DE CIMENTACIÓN.
4.3.- AGRESIVIDAD DEL MEDIO.
4.4.- EXCAVABILlDAD.
4.5.- CONTENCIONES.
4.6.- AGUA EN LAS EXCAVACIONES.
5.- OBSERVACIÓN FINAL
1.- INTRODUCCIÓN.
2.2.- ESTRATIGRAFÍA.
El objeto de este anejo incluido
en el Proyecto de Construcción de la
“Prolongación del Vial Urki Hegoalde y su conexión con la N-636” es recoger una serie de
recomendaciones, para acometer la ejecución de muros de escollera, desmontes y rellenos a
lo largo del trazado previsto.
En el terreno excavado en Urki Kalea encuentra en la cabeza de talud un pequeño
estrato de tierra vegetal y subyacente un de rellenos y de suelo residual. El sustrato rocoso es
de ed ad Cretácica; pertenece al co mplejo Suprau rgoniano, dentro de la Unidad Oiz, y está
constituido por lutitas negras con intercalaciones areniscosas.
La actuación programada no requiere la ejecución de obras de fábrica apreciables,
tan sólo un pequeño m uro en “L” de horm igón armado y otro muro de fábrica de escollera en
el Vial -1, adem ás los taludes resultantes son de escasa altura siendo el m ás importante de
seis (6) metros, pero con un talud diseñado que os cila entre el d e 2(H): 1(V) y el 3(H):1(V).
Las inclinaciones de los terraplenes es de 3(H):1(V) para posibilitar su tratam iento vegetal y
posteriores labores de mantenimiento. Tan sólo en el Vial-1 y en el Vial-4 se adoptan valores
más estrictos de desm onte 2(H): 1(V); son talude s en cuyos pies se realizarán obras de
fábrica de contención.
Las lutitas tienen com ponentes limosos y arenosos. P resentan tramos de aspecto
masivo, y otros tram os finam ente estratifi cados. Las areniscas tienen colo res acres por
meteorización.
Por todo ello no se ha acom etido una campaña de reconocim iento geológico
específico (sondeos m ecánicos, calicatas, ensayo s de laboratorio, etc.) Para esta obra sino
que se ha utilizado los datos del “ Estudio Geotécnico para la Unidad UE 14 en Durango"
(Euskontrol, S.A. julio del
2.007) y la experiencias adquirida durante la obra de
urbanización de Urki Kalea, ambas zonas muy contiguas al Eje Hegoalde-Etorbidea.
La falla d e Durango, de dirección N 1 00º E, supone el accidente estructural m ás
importante de la zona. Divide en dos s
ectores, Gernika y Durango, los m
ateriales
pertenecientes a la u nidad Oiz. La zona de la futura obra, se en cuentra situada en el flanco
sur d e un pliegue anticlinal, cuya dirección coin cide con la d e la falla de Durango. Se
aprecian zonas rep legadas, por la plasticid ad de los m ateriales lutíticoslim olíticos. Las
areniscas, más rígidas, reaccionan a los esfuerzos con sistemas de juntas de poco desarrollo.
2.- GEOLOGÍA.
En el “Estudio Geotécnico para la Unidad UE 14 en Durango" (Euskontrol,
S.A. julio del 2.00 7) no se detectó m ediante la investigación realizada y antecedentes
geológicos, la existencia de estructuras tect ónicas tales com o pliegues o fallas que pudieran
afectar a la cimentación de la futura edificación. Por razones de inmediatez puede aventurarse
la no aparición de esos accidentes a lo largo del eje Hegoalde.
2.1.- MARCO GEOLÓGICO
El área donde se desarrollará la actuación prevista en el
Proyecto de
Construcción de la “Prolongación del Vial Urki Hegoalde y su conexión con la N-636” se
localiza en la hoja “62-IV DURANGO" del Ma
pa Geológico del País Vasco a escala
1:25.000, publicada por el Ente Vasco de Energía (EVE).
La zona de estudio se sitúa geológicam ente en las estribaciones occidentales de
los P irineos, dentro del dom inio tectónico conoc ido com o Arco Vasco. El sustrato rocoso,
corresponde a m ateriales del Cretácico inferi or, estructurados según directrices generales
ONO - ESE, concordantes con las estructuras
regionales m ás im portantes de la Cuenca
Vasco - Cantábrica, sobre las cuales se depositan los sedimentos cuaternarios.
2.3.- TECTÓNICA.
2.4.- HIDROGEOLOGÍA.
El sustrato rocoso sano (en grado de meteorización II a III aunque puntualm ente
pueda clasificarse en grado de m eteorización IV en alguna zona fuertem ente meteorizada) es
de muy baja perm eabilidad, por el predominio de las lutitas. La capacidad acu ífera de estas
rocas depende de la fracturación que presenten. Para que el agua pueda percolar desde los
suelos y penetre en el m acizo rocoso, debe haber una red de diaclasas que sea capaz de guiar
el agua hacia el interior del macizo.
Los nive les de arenisca de tam año m ilimétrico-centimétrico inclus o decim étrico
(niveles del orden de 0,50 m.) presentan porosidad, sobre todo por su grado de meteorización,
y pueden ser tramos transmisivos, aunque se encuentran confinados entre materiales de baja a
muy baja permeabilidad, lo cual dificulta la posibilidad de que alberguen acuíferos.
En cualq uier caso, se h a detectado co n m otivo de las obras de urb anización de
Urki algún afloramiento de agua en los taludes. E n el “Estudio Geotécnico para la Unidad
UE 14 en Durango" ya se tomó alguna muestra de agua para analizar su agresividad, aunque
no se pudo definir un nivel freático
en sentido estricto, ya que la circulación de agua se
limitaba a las zonas de debilidad del macizo. Las aguas que se encontraron eran fuertemente
ferruginosas. El sustrato rocoso en grado de meteorización IV-III que se puede aparecer m uy
localmente en la pa rte superior de los talude s p resenta perm eabilidad baja-m edia, por sus
características preferentemente arcillosas.
o C= Coeficiente de terreno. Depende de las características geotécnicas del
terreno de cimentación. En el caso de esta obra se toma C= 1.
2
Se ha obtenido un valor de aceleración sísmica de cálculo ac < 0,032 m /sgdo.. En
cualquier caso, la aplicación de la Norma no es obligatoria en las edificaciones de importancia
normal o especial cu ando la aceleración sísm ica básica ab sea inferior a 0,04*g, siendo g la
aceleración de la gravedad.
3.- GEOTECNIA
3.1.- PERFIL TIPO
2.5.-SISMICIDAD
La Norm a de Constru cción Sism orresistente NCS E-2 es de aplicación al
proyecto, construcción y conservación de edific aciones de nueva plan ta. A los efectos de
aquella Norm a, para posibles daños en m
uros que puedan ocasionar su destrucción e
independientemente del tipo de obra de que se tr ate, la obra pro yectada se clas ifica como de
importancia normal.
La aceleración sísmica de cálculo ac se define como el producto: ac= S * ρ * ab
Donde:
 ac = aceleración sís mica básica. D e acu erdo con la Norm a de Construcción
Sismorresistente NCSE-02, y según el m apa de peligrosidad sísmica y la lista que
detalla por municipios, la zona investigada se sitúa con un valor de la aceleración
sísmica básica, (ab), inferior 0,04 g.
 ρ = C oeficiente adimensional de riesgo, función de la probabilidad aceptable
de que se exceda 8e en el período de vida para el que se proyecta la construcción.
Para construcciones de importancia normal ρ =1,0.
 S = Coeficiente de amplificación del terreno. Para ρ * ab<0,1* g se toma S=
C/1,25 siendo
Extrapolando los horizontes observados en la ejecución de Urki K alea y de los
datos del estudio m encionado se considera que las características de los diferentes niveles
atravesados por la traza del Eje Hegoalde pueden ser las siguientes:
NIVEL 1. SUELO VEGETAL
Su presencia se limita a las zonas superficiales (del orden de 0,30 m.a 0,60 m.) en
las cabezas de los taludes. Carece de interés geotécnico por su poca potencia.
NIVEL
METEORIZADA.
2.
SUELO
A
ROCA
COMPLETAMENTE
A
MUY
En este n ivel se incluy e el sustrato ro coso en alto grado de m eteorización, de
comportamiento asimilable a un su elo. Pude alcan zar espesores de hasta seis (6) m etros con
posibilidades de pequeñas roturas de carácter circular.
Se trata de un suelo limoso arenoso, cuya afección en el proyecto únicamente es el
de su posible presencia en las zonas superiores y medias de los taludes.
NIVEL 3.-SUSTRATO ROCOSO METEORIZADO LIGERAMENTE A
MODERADAMENTE (G.M. II-III)
El sustra to rocoso m ayoritario en los taludes es un a roca def inida com o lutita
(argilita-limolita) con pasadas areniscosas en algun os tramos. Es una serie detrítica que tiene
tramos estratificado s, con espaciados centim étricos a decim étricos y otro s tram os de
apariencia m asiva. U n dato m uy c aracterístico, e n esta zona, es la presencia de planos de
estratificación de asp ecto satinado, muy pulido, que condiciona un bajo valor d el ángulo de
fricción interna.
En los sondeos realizados en el estudi o geotécnico se defi nieron índices de
calidad de la roca variables. Así, superficialmente en el sondeo S-l los valores del índice RQD
fueron del 50%, m ientras que en el sondeo S-2, no se superó un valor del 20% para dicho
índice. A partir de esa profundidad, el índice es del 60%.
Es m uy frecuente la p resencia de nó dulos o incluso niveles ferruginosos, de
colores rojos por procesos de oxidación. Se r ealizaron dos ensayos para la determ inación de
la resistencia a compresión simple de la roca, con los siguientes resultados:
Muestra
Prol. (m)
Humedad
(%)
S-1 TP-1
S-1 TP-2
2,20-2,50
5,00-5,45
1,83
1,81
Peso
específico
3
(kN./m )
25,83
25,95
RCS
(MPa)
10,42
4,58
Por los valores obtenidos, se considera que se trata de una roca de resistencia muy
baja a baja (se considera baja a partir de 5
Mpa). En el cuadro siguiente se m uestran los
criterios seguidos pa ra la clasif icación e identif icación del sustrato rocoso en función de su
meteorización o alteración, también utilizado en la descripción de aquellos sondeos.
ESCALA DE METEORIZACIÓN DE LAS ROCAS (ISMR)
GRADO DE
METEORIZACIÓN
TIPO
CRITERIOS DE RECONOCIMIENTO
I
Fresco
No aparecen signos de meteorización.
II
Ligeramente
meteorizado
La decoloración indica alteración del material
rocoso y de las superficies de discontinuidad.
Todo el conjunto rocoso está decolorado por
meteorización.
III
Moderadamente
meteorizado
Menos de la mitad del macizo rocoso aparece
descompuesto y/o transformado en suelo. La
roca fresca o decolorada aparece como una
estructura continua y como núcleos aislados.
IV
Altamente
meteorizado
Más de la mitad del macizo rocoso aparece
descompuesto y/o transformado en suelo. La
roca fresca o decolorada aparece como una
estructura continua o como núcleos aislados.
V
Completamente
meteorizada
Todo el macizo rocoso aparece descompuesto
y/o transformado en suelo. Se conserva la
estructura original del macizo rocoso.
Suelo residual
Todo el macizo rocoso se ha transformado en un
suelo. Se ha destruido la estructura del macizo y
la fábrica del material.
VI
3.2.- EXCAVABILIDAD.
Es un apartado importante en la creación de la explanada del Eje Hegoalde dado
que la casi totalidad de su traza se produce m
ediante excavación. . Los niv eles de suelo
vegetal y desuelo y/ó roca alto grado de m eteorización son fácilm ente excavables m ediante
pala retroexcavador a o sim ilar. E l sustrato roco so lutítico que pueda encon trarse a cotas
inferiores (profundidades superiores a 6 m etros) es f ácilmente ri pable según la tabla de
excavabilidad de Franklin (1.974) que se adjunta, en función de los valores que se obtuvieron
en aquellos ensayos de resistencia a com presión sim ple. Por lo tanto, podrá requerir de la
utilización de martillo rompe-rocas en alguna ocasión.
En el caso de las dos (2) obras de fábrica emplazadas en el Vial-1 y en el Vial4, donde se ejecutarán un m uro de hor migón armado, de tipología en “ L”, y un m uro de
contención en escollera, respectivam ente, se podrán asignar los siguientes parám etros
geotécnicos para utilizar en cualquier tipo de cálculo relativo a la estabilidad de los taludes o
fuerzas de empuje en el caso de muros:
NIVEL
DESCRIPCION
Peso
específico
3
(kN./m )
2
Roca muy meteorizada
19,00
2
c'(kN./m )
Ø´ (º)
0
30°
3.4.- TALUDES.
Una característica des tacable del proyecto “
Prolongación del Vial Urki
Hegoalde y su conexión con la N-636” es la notable preponderancia de las excavaciones
sobre la formación de rellenos, dentro de las activ idades del movimiento de tierras, si bien la
altura de los desmontes no es muy relevante (máximo de seis a siete m etros), en éllos pueden
aparecer planos de estratificación subvertical es, con inclinaciones hacia la excavación o
hacia el interior del talud. No se prevén, a la vista del estudio y de lo acontecido en la obra de
Urki Kalea roturas para un talud 2(H):3(V), a favor de las discontinuidad del macizo rocoso,
cuando no sea de elevado grado de meteorización
En aquellos desm ontes que alcancen los niveles de roca lutítica (lim olítica) con
grado III-II, pueden considerarse, e n general, es tables taludes provisionales has ta 2(H):3(V).
Sin embargo para desmontes definitivos en roca de grado de meteorización III-II , se aconseja
un talud definitivo 1 (H):1(V), por la facilidad de meteorización del sustrato rocoso, ya que se
pueden producir roturas que generen desprendim ientos. En las zonas m edias y superiores de
los taludes excavad os puede enco ntrarse suelo ó sustrato ro coso de color m arrón, m ás
meteorizado que se puede considerar de gra do IV. Para estos m ateriales, se aconseja no
superar taludes definitivos 3(H):2(V ). En gene ral se ha elegido un valor m ás conservador
3(H):1(V) para facilitar el tratam iento vegetal y el posterior m antenimiento de jardinería en
esas superficies inclinadas.
Se considera que el material excavado no va a ser apto para terraplenar, por lo que
se estima como aprovechable un porcentaje muy bajo de su volumen: el diez (10%) por ciento
tan sólo.
3.3.- CONTENCIONES.
3.5.- CIMENTACIONES.
3.5.2.- TIPOLOGÍA DE CIMENTACIÓN.
Por las c aracterísticas del sustrato la s cimentaciones de los m uros debieran
apoyar en el Nivel 3 Sustrato rocoso ligeramente a moderadamente meteorizado, sin embargo
si no se sobrepasa la tensión en punta de 1,50 kp/cm2. podría cimentarse en zonas del estrato
ó Nivel 2. A continuación se estudia la carga admisible del nivel de cimentación.
Se aconseja realizar cimentación superficial mediante zapatas empotrados sobre el
2
sustrato rocoso GM II-III, con la tensión adm isible de 0,5 MPa (5,0 kp/cm ) anteriormente
calculada. Con el f in de evitar la alteración
del sustrato lutítico, una vez realizada la
excavación de las zapatas, se recomienda proteger éste, lo más rápidamente posible, mediante
la co locación de ho rmigón pobre o de lim pieza. Debido a la posibilidad de que existan
heterogeneidades en la superf icie de apoyo de la cim entación (niveles m ás fracturados y
meteorizados, de peores características resist entes), podrá ser n ecesario el saneam iento de
estas zonas más meteorizadas, que se rellenarán con hormigón ciclópeo hasta alcanzar el nivel
de apoyo de la zapata.
3.5.1.- CAPACIDAD PORTANTE.
Capacidad portante para cim entación dir ecta en el Nivel 3. Se ha seguido la
metodología propuesta por el Código Técnico de Edificación (CTE), que calcula la resistencia
unitaria por punta a partir de la siguiente expresión:
qadm = Ksp * qu
Se recogió, en julio del 2.007, una muestra de agua de un afloramiento en el talud
excavado, de cara a comprobar la agresividad al horm igón, según la Norma EHE 08 para la
"Instrucción del Horm igón Estructural". Según la citada norm a el grado de agresividad del
agua frente al hormigón se establece según los intervalos que se exponen en la siguiente tabla.
En la segunda columna se pueden observar los valores obtenidos para cada componente.
Siendo:
0.5
Ksp = (3 + s/B)/(10*(1 +300(a/s))
3.5.3.- AGRESIVIDAD DEL MEDIO,
)
s = espacia miento entre discontinuidades; s > 300 mm.
ANÁLISIS DE AGUA
GRADO DE AGRESIVIDAD
B = anchura del cimiento, en metros 0,05 < s/B < 2
a = apertura de las discontinuidades; a < 5 m m en junta lim pia; a < 25 m m en
junta rellena con suelo o con fragmentos de roca alterada; siendo 0<a/s>0,02
qu = resistencia a compresión simple de la roca. En este caso, qu = 5,0 Mpa
Así, para s/B = 0,2 y a/S = 0,02 se obtiene Ksp = 0,12
y qadm = 0,60 MPa
2
Se aconseja no superar un valor de tensión adm
kp./cm ) para cimentaciones directas.
PARAMETRO
RESULTADOS
pH 6,6
Magnesio (Mg+2) (mg/l.)
DÉBIL
MEDIA
FUERTE
6,5-5,5
5,5-4,5
<4,5
1.000-3.000
>3.000
30-60
>60
3,40 300-1.000
1,48 15-30
Amonio (NH+4) (mg/l.)
=
Sulfatos S04 (mg/l.)
376,9
C02 (mg/l.)
44,0
15-40 40-100
Residuo seco(mg/l.)
775
75-150
200-600 600-3.000
>3.000
>100
50-75
<50
isible qadm = 0,50 Mpa ( 5
Siguiendo los criterios establecidos en la Norma EHE-08 se ha analizado el
contenido de sulfato s y el grado d e Acid ez Baum ann-Gully de una m uestra m achacada del
sustrato rocoso:
Muestra
Profundidad
$-1 TP- 1
5,00-5,45
Baumann Gullv
0 ml./kg.
Sulfatos
4.2.- CARGA ADMISIBLE Y TIPOLOGÍA DE CIMENTACIÓN.
53 mg./kg.
Por los r esultados de la analítica de la s m uestras, se determ ina un grado de
agresividad al horm igón débil por el contenido en sulfatos y m edio por el contenido en C0 2,
en la muestra de agua. Estos datos deberán se r tenidos en cuenta en la elección del hormigón
y armaduras que se utilicen en la futura obra.
Sería conveniente acometer la cim entación superficial m ediante zapatas o pozos
(en función de la profundidad de aparición del su strato) que se em potrarían en el sustrato
2
rocoso GM II-III, co n una tensión admisible de 5,0 kp./cm anteriormente calculada. Con el
fin de evitar la altera ción del sustrato lutítico, una vez realizada la excavación d e las zapatas,
se recomienda proteger éste, lo más rápidamente posible, mediante la colocación de hormigón
pobre o de lim pieza. En caso d e ser necesar io el saneam iento de posibles zonas m ás
meteorizadas, éstas se rellenarán con hormigón ciclópeo.
4.- CONCLUSIONES Y CONSIDERACIONES.
4.3.- AGRESIVIDAD DEL MEDIO.
Basándose en los apartados tratados c
siguientes conclusiones y consideraciones:
on anteriorid ad, pueden establecerse las
Se ha determinado una agresividad de tipo medio por el contenido en C0 2 de agua
de un afloramiento, dato que deberá ser tenido en cuenta en la elección del hormigón.
4.1.- PERFIL TIPO.
4.4.- EXCAVABILlDAD.
El terreno está constituido por cuatro niveles diferenciados:
geotécnico.
NIVEL 1. - SUELO VEGETAL. Prácticam ente inexistente y
sin interés
NIVEL 2. - SUELOS Y R
OCA COMP LETAMENTE A MUY
METEORIZADA. Sustrato rocoso en alto grado de m
eteorización (G M IV), de
comportamiento asim ilable a un suelo lim oso arenoso, con presencia en las cabezas y
superficies medias de los taludes.
NIVEL 3.- SUSTRATO ROCOSO
METEORIZADO
(G.M.
II-III)
LIGERAMENTE A MODERADAMENTE. El sustrato rocoso es lutita (argilita-limolita) con
pasadas areniscosas en algunos tram os y bajo valor del ángulo de fricción interna. Es m uy
frecuente la presencia de nódulos o incluso niveles ferruginosos, de colores rojos por procesos
de oxidación. En los sondeos efectuados en el año 2.007 se definieron índices de calidad de
la roca variables, desde 20% al 60%. Por lo s valores que se obtuvieron en los ensayos de
laboratorio de resis tencia a com presión sim ple, se considera q ue se trata de una roca de
resistencia muy baja a baja.
En f unción de su excav abilidad se pu ede considerar los niveles de suelo, com o
fácilmente excavables m ediante p ala retroexcav adora o sim ilar. Para la excavación de los
niveles de roca ligeram ente a m oderadamente meteorizada po drá ser necesario el uso de
martillo picador con bajo rendimiento.
4.5.- CONTENCIONES.
En el diseño de estructuras de cont
ención y/ó sostenim iento, se deberán
considerar, salvo datos extraídos de ensayos
in situ y m ás actualizados, los siguientes
parámetros geotécnicos:
NIVEL
DESCRIPCION
Peso
específico
3
(kN./m )
2
Roca muy meteorizada
19,00
c'
2
(kN./m .)
Ø´ (°)
0,0
30°
4.6.- AGUA EN LAS EXCAVACIONES.
No se espera que se pro duzcan entradas significativas de agua a las excavaciones
y podrán ser extraídas mediante sistemas convencionales de bombeo.
5.- OBSERVACIÓN FINAL
Las conclusiones de este Anejo inform e se basan en datos puntuales del Estudio
redactado en el año 2.007 y de las observacione s efectuadas en las obras de urb anización que
se concluyen en m arzo del 2.012 en Urki
K alea que necesariam ente han debido ser
extrapolados.
Se recom ienda pues, la supervisión de la obra po r técnicos con experiencia
geotécnica, para lo que se ha establecido, en el presupuesto, una Partida Alzada a Justificar
por importe de doce mil (12.000) euros.
APÉNDICES.
1.- PLANO GEOTÉCNICO Y DE SITUACIÓN.
2.- REPORTAJE FOTOGRÁFICO. OBRA DE URKI KALEA.
1.- PLANO GEOTÉCNICO Y DE SITUACIÓN.
2.- REPORTAJE FOTOGRÁFICO. OBRA DE URKI KALEA.