Trabajo de Tunel de Exploracion

UNIVERSIDAD DANIEL ALCIDES CARRION FACULTAD DE INGENIERIA

INTRODUCCION La investigación del subsuelo tiene como fin principal identificar la estratigrafía del macizo rocoso y posibles zonas débiles o de fractura, y obtener muestras representativas, que al ser sometidos sometidos a prueba de laboratorio permiten definir los parámetros requeridos para la clasificación clasificación geomecánica de la masa rocosa. La investigación investigación geomecánica se planea planea teniendo teniendo en cuenta la información información geológica de la cartografía realizada en el sector, y con los reconocimientos y visitas de campo realizados por el grupo de profesionales de las área de geología y geotecnia. La exploración geotecnia que se ejecuta en la zona de influencia de túnel tiene como objetivo principal conocer los los parámetros geomecánicos del macizo macizo rocoso, rocoso, Mediante métodos directos como los sondeos sondeos geotécnicos, y métodos indirectos como es el caso de las pruebas geofísicas geofísicas ejecutadas en el sector. Los Sondeos geotécnicos se caracterizan por su pequeño diámetro y por la ligereza, versatilidad y fácil desplazamiento de las máquinas. Estas pruebas pueden alcanzar una profundidad de unos 2000 m, a partir de la cual los equipos son más pesados. Permiten atravesar cualquier tipo de material, así como extraer testigos y efectuar ensayos en su interior. Los procedimientos de perforación dependen de la naturaleza del terreno y del tipo de muestreo y testificación que se vaya a realizar. Los más usuales son los sondeos a rotación, los sondeos a percusión y calicatas.


OBJETIVO Conocer los parámetros geo mecánicos mecánicos del macizo macizo rocoso, rocoso, mediante métodos directos directos como los los sondeos sondeos geotécnicos, y métodos indirectos como es el caso de las pruebas geofísicas geofísicas ejecutadas en el sector.


OBJETIVO Conocer los parámetros geo mecánicos mecánicos del macizo macizo rocoso, rocoso, mediante métodos directos directos como los los sondeos sondeos geotécnicos, y métodos indirectos como es el caso de las pruebas geofísicas geofísicas ejecutadas en el sector.


Estudios Geológicos Se realizó un levantamiento fotogeológico regional básicamente orientado a la identificación de las principales discontinuidades (fracturas, seudoestratificaciones e hidrología del sitio, entre otros). A partir de ese estudio, se detectaron las estructuras geológicas mayores, tales como mega fallas y sistemas de fracturas regionales. Se realizó entonces el acopio de la información de todos los túneles, la cual se organizó, sintetizó y estructuró para poder visualizarla e interpretarla (Fig. 6).Se procuró uniformar los términos y simbologías aplicables a las unidades litológicas identificadas en cada túnel, para lograr una correlación litoestratigráfica y geotécnica coherente

(Fig. 6) Plano topográfico del túnel Santa Lucía, para indicar la ubicación de los sondeos geotécnicos realizados.


Geofísicos El estudio geofísico con enfoque geotécnico se realizó con el propósito de conocer de manera indirecta las características del subsuelo mediante la aplicación de métodos geofísicos de resistividad en su modalidad de sondeo eléctrico vertical (SEV). La aplicación del método de prospección eléctrica permite evaluar la variación de la resistividad con la profundidad asociada, por una parte, con respecto al contenido de agua que se aloja entre los poros y fracturas internas de la roca y, por otra, a la presencia de minerales formadores de rocas (conductores o resistivos). Con estos estudios, se correlacionó la información geofísica de las unidades estratigráficas de superficie, para establecer un modelo geológico conceptual, determinando la calidad de roca de los horizontes detectados. Previamente a la modelación de los datos geofísicos de campo, se revisaron los cálculos de la resistividad aparente y la coherencia de las curvas obtenidas.

(Fig. 7)Equipo sondeo eléctrico vertical


Geotécnicos Los ensayes geotécnicos consistieron en pruebas índice y mecánicas. En las Primeras se obtuvo el peso y módulo volumétrico de la roca. En la segunda, su resistencia a la compresión simple y en pruebas triaxiales se determinaron los parámetros de resistencia y deformabilidad de la roca intacta; así mismo se efectuaron ensayos de resistencia por compresión diametral (prueba brasileña) y se determinó el índice de calidad de la roca (RQD, por sus siglas en inglés). Las pruebas de resistencia a la compresión simple se realizaron con carga controlada, con capacidad de hasta 500 t de carga.

(Fig. 8) Estudio Geotécnico. 2.- EL RECONOCIMIENTO GEOTECNICO Las actividades y los objetivos objetivos de un reconocimiento geotécnico, así como como extensión y nivel de información resultante, depende directamente directamente del proyecto u obra a realizar, y de las características características del terreno donde se sitúa. Como este último dato es el resultado de la campaña, el desarrollo de un reconocimiento geotécnico debería ser un proceso dinámico, no dimensionado rígidamente rígidamente (a priori), sino más bien, mediante mediante una serie serie


de aproximaciones sucesivas donde la necesidad y extensión de cada etapa fuera consecuencia de la extensión y resultados de las realizaciones previamente .

2.1 TECNICAS DE RECONOCIMIENTO Para el reconocimiento geotécnico del terreno puede utilizarse desde la básica inspección visual, (muy utilizadas en la caracterización de macizo rocoso), hasta técnicas de campo o laboratorio más o menos sofisticadas y que se agrupan en dos conjuntos: -

METODOS DIRECTOS.- a este grupo pertenecen las técnicas que permitan el acceso y observación directa al subsuelo, permitiendo a su vez la obtención de muestras. Eventualmente permiten la realización de ensayos “in situ”. Se incluyen a este grupo: 

-

Sondeos geotécnicos.



Calicatas y zanjas



Galerías

METODOS INDIRECTOS: son aquellos que se llevan a cabo

sin necesidad de acceder

directamente al terreno, midiendo desde la superficie algunas propiedades físicas de los materiales que constituyen los diferentes niveles o estratos del terreno. Se incluyen en este grupo, entre otros, los siguientes. 

Prospección Geofísica (gravimetría, eléctricas, sísmicas, electromagnéticas)



Ensayos “en situ”

Pueden utilizarse por separadamente o conjuntamente y siempre son complementarios unos de otros. La elección de uno a otro método depende del de la envergadura del proyecto.


Hay que tener encuentra que en un estudio de investigación geotécnica se plantea, con bastante frecuencia, la utilización tanto de ensayos “in situ” como de ensayos de laboratorio, para poder determinar

los

parámetros fundamentales del terreno.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS METODOS METODOS

VENTAJAS

Sondeos geotécnicos.

Estudios

a

DEVENTAJAS

grandes Es demasiado costoso

profundidades

METODOS

Calicatas y zanjas



DIRECTOS

Se pude observar Estudios directamente.



a

pocas

profundidades

son económicos

Galerías Prospección METODOS INDIRECTOS

Geofísica Son económicos

(gravimetría, eléctricas,

Los estudios no son de poca e precisión.

sísmicas, electromagnéticas)

OBTENCION DE MUESTRAS La toma u obtención de muestras, es como se conoce al procedimiento por el que se recogen partes, porciones representativas del terreno, a partir de las cuales se realizara un reconocimiento geotécnico del mismo. Las muestras son porciones representativas del terreno que se extraen para la realización de ensayos de laboratorio. Dependiendo de la forma de obtención, pueden clasificarse de forma general en dos tipos




MUESTRAS ALTERADAS.- Conservan solo algunas de la propiedades del terreno en su estado natural.



MUESTRAS INALTERADAS.- Conservan, al menos teóricamente, las mismas propiedades que tiene le terreo “in situ”.

MUESTRAS OBTENIDAS EN CALICATAS

Muestras alteradas: Se toman de trozos de suelo arrancado por la pala excavadora, introduciéndolo en bolsas. Si se pretende obtener la humedad del terreno, puede guardarse la muestra en un recipiente estanco, o parafinarla.

Muestras inalteradas: Requieren una limpieza superficial previa a la toma de la muestra, y un parafinado posterior de las caras de la muestra, en las que el suelo queda en contacto con el exterior. Pueden ser: • En bloque: tallando a mano un bloque aproximadamente cúbico, con dimensiones superiores a 15

ó 20 cm. La calidad de esta muestra es excelente. • Cilíndrica: mediante la hinca por golpeo manual de un tomamuestras cilíndrico de diámetro no

menor de 15 cm. MUESTRAS OBTENIDAS EN SONDEOS

Muestras alteradas: Obtenidas de trozos de testigo o de muestras de ensayo SPT. Análogamente al caso de muestras alteradas obtenidas en calicatas, se tienen en cuenta las mismas consideraciones.


Muestras inalteradas: Se consiguen mediante tomamuestras adecuados. Los más utilizados son los tomamuestras abiertos de pared gruesa y el tomamuestras de pared delgada o Shelby. También, en suelos muy sensibles a la alteración inherente a la maniobra, puede utilizarse el tomamuestras de pistón de pared gruesa o delgada. El utilizado con mayor frecuencia es el primero de los citados. Consta de un tubo cilíndrico de pared gruesa dotado de una zapata separable. El resto del tubo es bipartido (por dos generatrices), para la extracción posterior de la muestra una vez tomada. En el interior se aloja una camisa fina que generalmente es de PVC, aunque puede ser metálica, donde se introduce la muestra para enviarla al laboratorio, habiendo parafinado previamente las caras extremas para evitar pérdidas de humedad. En suelos blandos, el grosor de la zapata provoca una fuerte alteración de la muestra. Para evitarlo, se recurre al tomamuestras de pared delgada, también denominado Shelby. En este caso, no se introduce ninguna camisa en el interior del tomamuestras, sino que la muestra se envía al laboratorio dentro del mismo tubo Shelby, convenientemente tapado y parafinado. En suelos arcillosos muy duros o en rocas, no se pueden introducir tubos tomamuestras mediante presión o percusión: en el caso de arcillas muy firmes, la introducción del tubo tomamuestras por medio de un gran número de golpes, provoca la total alteración del suelo. Por ello, debe obtenerse la muestra con la batería de perforación. Si este suelo duro o roca requiere agua para el avance, (y esto puede dar lugar a una alteración de la muestra), se debe utilizar tubo sacatestigos doble. El


testigo que va a ser enviado como muestra al laboratorio, debe ser envuelto en un mallazo y parafinado posteriormente. ENSAYOS “IN SITU” se incluye los siguientes 

Pruebas de penetración



Métodos geofísicos

Tanto los métodos geofísicos como las puebas de penetración pueden considerarse como subgrupos de los ensayos “in situ”, si bien el amplio contenido de ambos campos puede aconsejar su estudio por

separado.

PLANEAMIENTO GENERAL DE ESTUDIO El estudio geotécnico reúne la conjunta de reconocimientos de terrenos y la interpretación de los datos obtenidos, que permiten caracterizar los diversos suelos y subsuelos presentes en la zona de estudio. A plantear cualquier reconocimiento se debe recabar, como paso previo, toda la información posible de la zona a estudiar, que debe incluir al menos: Tipo de proyecto para el que se solicita el estudio geotécnico (túneles). Características del proyecto Situación geográfica Planos -

Situación del área a estudiar

-

Topografía original del emplazamiento

-

Planta del proyecto

-

Perfiles (longitudinal, transversal)

Plazos


Construcción próximas y existentes en los propios terrenos Información sobre posibles comunicaciones subterráneas Datos geológicos e información hidrológicos Recopilación de datos de otros estudios de sondeos próximas a la zonas Otros. En función del tipo de proyecto para el que se lleva acabo el estudio geotécnico (túneles), serán de aplicación distintas normativas que dan recomendaciones sobre: Números de puntos a recoger Profundidad a alcanzar en cada punto Técnica de reconocimiento a emplear Números y tipos de muestras a extraer Ensayos a realizar “in situ” y en laboratorio

ACTIVIDADES INCLUIDAS EN LA ORGANIZACIÓN Y DIRECCION DE UN ESTUDIO La organización y dirección de una campaña de perforación de sondeos geotécnicos incluye un conjunto de trabajos que abarca las siguientes actividades: 

Reunión y coordinación de todo el personal, medios y equipos necesarios para la correcta ejecución de los trabajos, así como el seguimiento en campo de los mismos.



Realización de todos los trabajos necesarios para el replanteo de los sondeos u otros puntos o zonas de investigación y registro de las coordenadas y cota de la boca de los mismos.



Obtención de los permisos necesarios para para la correcta ejecución de los trabajos.



Ejecución de los sondeos mecánicos



Toma de muestras de rocas y suelos inalteradas y testigos parafinados.



Ensayos de penetrabilidad “ in situ ” en suelos y en macizos rocosos.




Identificación, preparación, conservación y envió al laboratorio de las muestras representativas obtenidas.



Testificación geofísica de sondeo.



Medición y registro de niveles freáticos.



Realización de ensayos de laboratorio.



Medición y registro de niveles piezómetros en sondeos (piezómetros abiertos u piezómetros de cuerdas vibrantes)



Calicatas manuales (manuales o mecánicos).



Trabajos de prospección geofísicas mediante métodos sísmicos, eléctricos, gravimétricos y electromagnéticos.



Medidas “in situ” de parámetros físicos y químicos básicos.



Puntos de observación geológica.

La supervisión de los trabajos y ensayos de campo consistirá en la disposición permanente a pie de obra de títulos expertos en la materia y que serán los encargados de la supervisión y correcta ejecución de todo los tr abajos de campo que se están realizando, la testificación “in situ” de los sondeos y calicatas, la petición de permisos si fueran necesarios, etc. Estos técnicos actúan según el plan de trabajos previsto o según indiquen el Director de Estudio

I METODOS DIRECTOS

LOS SONDEOS GEOTECNICOS Están encaminados a: • El reconocimiento de la naturaleza y localización de las diferentes capas del terreno.


• La extracción de muestras: o Alteradas en toda la columna.

o Inalteradas. o De agua • La realización de ensayos “in situ”. • La realización de ensayos de permeabilidad: o Lefranc (suelos)

o Lugeon (roca) • La instalación de piezómetros

Dependen de la finalidad concreta y de la aptitud para conseguir la finalidad perseguida, así como de la rapidez y economía.


Generalmente son de pequeño diámetro, ya que no hay que olvidar que tienen por objeto reconocer la naturaleza y localización de las diferentes capas del terreno (y consecuentemente, establecer la columna litológica del terreno en el punto de investigación), así como extraer muestras del mismo a partir de los testigos de perforación y realizar ensayos “in situ” para determinar ciertas características mecánicas

asociadas a cada litología. Por ello, en geotecnia las técnicas de prospección mediante las que no se obtiene muestra o se obtiene totalmente alterada deben ser utilizadas con suma prudencia. Los tipos de equipos de perforación (también conocidas bajo la simple denominación de “sondas”) utilizadas en prospección geotécnica pueden diferenciarse en función del dispositivo tractor al que vayan asociadas: • Un camión • Una máquina sobre orugas • Sin elemento tractor alguno, denominándose “máquina apeada”.

Si bien es necesario acudir a sondeos a rotación en cuanto la investigación se adentra en roca, si solo se investigan suelos es frecuente la utilización de sondeos solo a percusión. A continuación se describen unos y otros.

SONDEOS A PERCUSION: El principio general del método consiste en el empleo de un útil que avanza por golpes sucesivos, aplicados por la caída de una maza, cuya energía se transmite mediante un varillaje a un útil macizo (puntaza) o a un tubo hueco (tomamuestras) situado en el fondo de la perforación. El campo de utilización en el que el empleo de ésta empleo presenta más ventajas es el de los suelos no coherentes (limos, arenas, gravas, bolos y mezclas de los mismos) si se utiliza un tomamuestras, pues permite un reconocimiento de calidad al obtenerse un testigo continuo, provocando una alteración en el medio inferior a la que realizan los sistemas de sondeo mediante rotación. Sin embargo, desde el punto de vista


económico es un sondeo cuya perforación es lenta y, consecuentemente, tiene un precio caro y poco competitivo. La perforación más habitual consiste en la hinca en el terreno de los tubos de acero, que harán de entibación, y en la extracción del suelo contenido dentro del taladro, mediante cucharas, trépanos, etc. El conjunto de tubos, rígidamente empalmados, forma la columna de entibación o revestimiento del taladro. El exacto conocimiento de la energía empleada en la hinca, da una primera información de las características mecánicas del terreno; de ahí la importancia realizar esta operación en condiciones normalizadas (un útil de uso habitual es una maza: 120 Kg, con altura de caída de 1 m, midiendo el número de golpes necesarios para hincar 20 cm de tubería). Los rendimientos que se pueden esperar varían según los tipos de terrenos, sin embargo, a título orientativo, éstos están comprendidos entre 5 – 15 m/día/turno.

SONDEOS A ROTACION: El sondeo a rotación es el procedimiento más extendido para obtener muestra o testigo en cualquier investigación geotécnica. El útil de corte que se emplea para la obtención de muestra de forma continua es una batería en cuya boca se implementa una corona, cuyos elementos de corte más habituales son de widia o diamante. Un sistema alternativo que permite el avance de la perforación pero no la recuperación de muestra, es el sondeo que utiliza una barrena helicoide (a forma de sacacorchos), el cual precisa para la determinación discontinua de la columna de terreno de la toma de muestras con métodos alternativos.

Perforación con hélice Las barrenas helicoidales pueden utilizarse en terrenos de consistencia blanda a media y no cementados. Las barrenas helicoidales pueden ser de varios tipos:


• Con cabeza helicoidal exclusivamente. Con ellos se re alizan agujeros de gran diámetro. Este procedimiento

es usual en pilotajes, fijación de postes y plantaciones.

Con barrena continua: puede ser normal o hueca. La barrena continua consta de una serie de barrenas que se empalman sucesivamente. Se emplea para realizar sondeos más pequeños. La perforación debe realizarse a pocas revoluciones y conviene subir y bajar la hélice para facilitar la evacuación de detritus. En el caso de la hueca, ésta se emplea en formaciones poco consolidadas en las que la propia barrena hace de camisa y evita el hundimiento de las paredes del sondeo. El tren de varillas y la cabeza pueden retirarse y en su lugar introducir un tomamuestras. Los sondeos con barrena helicoidal pueden utilizarse cuando: o

El terreno es relativamente blando y cohesivo.

o

No existen capas cementadas de gravas, ni arenas bajo el nivel freático.

o

No se necesita atravesar o penetrar suelos duros (y rocas).

o

No se requieren precisiones inferiores a los intervalos entre los que se realiza la toma de muestras a lo largo de la perforación.


Perforación a rotación con corona y obtención de testigos Con este sistema puede obtenerse testigo en cualquier tipo de terreno, aunque en suelos cohesivos blandos, grandes bolos y limos deben tomarse grandes precauciones. En este procedimiento de perforación con obtención de testigo el útil de corte es la corona. La corona tiene sección circular y puede ser de dos naturalezas: • Widia. El cuerpo de la corona es de acero y en el borde cortante se incrustan prismas de widia (carburo de

wolframio con un 10% de cobalto para darle resistencia al choque). Estas coronas son adecuadas para su uso en suelos y en rocas blandas o medias, pero nunca en duras o semiduras, donde es aconsejable el uso de diamante.

Corona de widia


• Diamante. Las coronas diamantadas tienen un cuerpo de acero que está unido a la matriz. Es ta matriz es

una aleación metálica que contiene los diamantes, está compuesta por polvo de carburo de wolframio y bronce con pequeñas cantidades de otros metales. Según el tamaño de los diamantes existen dos tipos fundamentales de corona diamantada: 

Concreción: El tamaño oscila entre 80 y 1000 p.p.q.



Inserción: El tamaño de los diamantes oscila entre 10 y 80 p.p.q.

Coronas de diamante La corona, al ir avanzando en el terreno, va cortando un cilindro de roca llamado testigo y que va quedando alojado en un tubo roscado a la corona, llamado portatestigo, tubo testiguero o batería. Éste puede ser un tubo simple o un tubo doble giratorio en el que el tubo interior va montado sobre un rodamiento a bolas y no tiene por qué girar. Para los terrenos sueltos o muy blandos debe emplearse el tubo simple y para el resto el doble giratorio. Los tubos sencillos se denominan con la letra B seguida del diámetro exterior en mm y los tubos dobles giratorios con la letra T seguida del diámetro exterior. El diámetro exterior de las coronas de las baterías sencillas oscila


entre 36 y 146 mm (B-36 a B-146) y el de las coronas de los tubos dobles giratorios entre 36 y 101 mm (T-36 a T-101). La tubería de revestimiento o camisa se introduce en el sondeo para contener hundimientos o cortar fugas de agua (si no se perfora en seco), son de tipo telescópico y permiten el paso del tubo testigo para continuar la perforación. Están normalizadas y su diámetro exterior oscila entre 143 y 54 mm .

SONDEOS Se realizaron un total de diez sondeos mecánicos a rtacion con recuperación de testigos, con profuendidades qie oscilan entre los 24.80 m y os 450 m, alcanzado una longitud total de 1392 m perforados. En la testificación realizada se obtuvo sistemáticamente el RQD, RMR Y Q de Barton, además de un muestreo representativo de las distintas formaciones y litotipos . En la foto 01, se muestra una máquina de sondeos Longyear 44, empleada para la perforación de los sondeos más profundos. -

Pesio – dilatometria: en el interior de los sondeos se realizaron


-

Sondeos a rotación Los sondeos a rotación pueden perforar cualquier tipo de suelo o roca hasta profundidades muy elevadas y con distintas inclinaciones. La profundidad habitual no excede los 100 metros, auque pueden alcanzarse los 1,000 metros. La extracción de testigos es continua y el porcentaje de recuperación del testigo con respecto a la longitud perforada puede ser muy alto, dependiendo del sistema de extracción. Algunos tipos de materiales son difíciles de perforar a rotación, como las gravas, y los bolos o las arenas finas bajo el nivel freático, debido al arrastre del propio fluido de perforación. Foto No 1. Sondeo de rotación, equipo ligero sobre Neumáticos en Miramar (León, Nicaragua). (Foto T. Obando)


Foto No 1. Sondeo de rotación, equipo ligero sobre Neumáticos en Miramar (León, Nicaragua). (Foto T. Obando) En un sondeo a rotación el sistema de perforación consta de los siguientes elementos integrados en las baterías: cabeza, tubo portatestigos, extractor, manguito portaextractor y corona de corte. La perforación a rotación se puede efectuar con circulación de agua, o lodo bentonítico, o en seco, aunque haya presencia de agua o lodo en el taladro. La circulación normalmente es directa, con flujo descendente a través del varillaje. Para obtener buenos resultados y rendimientos la técnica operativa debe ser adaptada a la naturaleza del terreno, con una oportuna selección del tipo de sonda, de la batería y de la corona, adecuado también la velocidad de rotación, la presión sobre la corona y la frecuencia de las maniobras según el material que se perfore.


Foto No 2. Equipos accesorios de un sondeo a rotación (Foto T. Obando)

Sondeos a percusión Se utilizan tanto en suelos granulares como en suelos cohesivos, pudiendo atravesar suelos de consistencia firme a muy firme. Este tipo de sondeos puede alcanzar profundidades de hasta de 30 ó 40 metros, si bien la más frecuentes son de 15 a 20 metros. El sistema de perforación consiste en la hinca de tubos de acero mediante el golpeo de una maza de 120 kg que cae desde una altura de 1 m. Se deben contar sistemáticamente los golpes necesarios para la penetración de cada tramo de 20 cm, lo que permite conocer las compacidad del suelo atravesado. Las tuberías empleadas, que pueden tener diámetros exteriores de 91, 128, 178 y 230 mm, actúan entibación durante la extracción de muestras mediante cucharas y trépanos. Este tipo de sondeos no se utiliza en España, aunque está muy extendido su uso en otro países de Europa.

Presentación de los datos de perforación Los resultados de las operaciones de perforación se presentan en estadillos juntos con los datos de la testificación geotécnica realizada en los testigos. La testificación geotécnica consiste en la descripción geológico-geotécnica de los testigos y muestras obtenidas en los sondeos (Foto No 3), así como de los datos de la perforación. Esta tarea debe ser llevada a


cabo por un especialista en ingeniería geológica que controle el proceso de perforación y estudie detalladamente los testigos obtenidos en los sondeos. En la descripción del proceso de perforación se debe registrar los siguientes datos: - Básicos: proyecto, nombre y número de referencia, localización, número de sondeo, coordenadas, inclinación y orientación, fecha, contratista, supervisor y sondista - Método de perforación: máquina, tipo de perforación, diámetro, características de los útiles de perforación, tipos de lodos (si se emplearan), tipo de circulación (directa o inversa) y otras características técnicas. - Progreso de perforación: maniobras, metros de avance, velocidad de avance, resistencia al avance, recuperación, pérdidas y filtraciones de fluidos, inestabilidades de las paredes, averías, niveles freáticos, número de golpes para la hinca del tomamuestras, ensayos realizados. La testificación geológica-geotécnica consiste en el registro y descripción de los testigos obtenidos de la perforación en sondeos mecánicos. Los testigos deben colocarse y conservarse en cajas de madera o cartón parafinado, etiquetadas, señalándose con tablillas las cotas en las que se produce un cambio litológico o aparece alguna estructura de importancia (falla, fractura, hueco, etc.). Los espacios vacíos correspondientes a las muestras extraídas, deben acotarse e indicarse sus características (muestras inalteradas, testigo parafinados, SPT, etc.).


Foto No 3. Caja portatestigos de sondeo geotécnico en suelos en Miramar (León, Nicaragua). Foto T. Obando La descripción geológicageotécnica de los testigos puede realizarse de forma simultanea a la perforación o justo a continuación, no debiendo retrasarse, ya que determinados tipos de materiales sufren alteraciones que modifican sus propiedades (como la pérdida de humedad en los suelos). El procedimiento a seguir es el siguiente:

Foto No 4. Caja porta testigos de sondeo geotécnico en rocas de Miramar (León, Nicaragua). (FotoT.Obando)


Descripción sistemática: naturaleza y composición de visu, litología, tamaño de grano, color, textura, grado de meteorización, consistencia y resistencia a la penetración con penetrómetro de bolsillo (en suelos), etc. - En materiales rocosos: descripción de discontinuidades (tipo, espaciado, rugosidad, rellenos), porcentaje de recuperación de testigos. - Índice RQD e índice N30 que representa el número de fracturas por cada 30 cm de testigo. - Datos de los ensayos realizados en interior del sondeo. - Fotografías de las cajas, realizadas de forma que sea claramente identificables las tablillas separadoras con sus cotas, colores, texturas, fracturas de los testigos, así como el número de la caja y las profundidades perforadas. Además deben registrarse los siguientes datos: - Profundidad y tipo de las muestras obtenidas - Profundidad del nivel freático.


SUPERVICION EN CAMPO 1. CONTROL PERMANENTE EN CAMPO Con el fin de conseguir la máxima recuperación posible de testigos, se controla permanentemente: La velocidad y la presión de la perforación. Caudal y presión de agua Longitud de carrera. Se debe de proceder la registro continuo de los principales parámetros de perforación, tanto analógica como digitalmente. Los parámetros a registrar serán principalmente los siguientes: Velocidad de avance, Revolución por minuto, Carga sobre la corona, Presión de inyección caudal de inyección otros En sondeos inclinados con longitud superior a 70 metros debe medirse y registrarse la desviación producida.


PARTE DE CAMPO DEL SONDISTA Es práctica habitual y así ha quedado reflejado habitualmente en muchos pliegos de condiciones para la ejecución de este trabajo, el que se lleve un registro o parte de campo continuo de la ejecución de cada sondeo. En este parte, que es el sondista quien debe redactarlo y presentarlo con independencia de que desde la dirección de obra se emprendan iniciativas independientes y similares. Deberá constar, al menos de los siguientes datos: Maquinarias y equipos utilizados Fecha de ejecución Coordenadas y cota de boca Diámetros del sondeo Operaciones realizadas Columna estratigráfica y descripción de los terrenos encontrados indicando en que tramos se ha perforado en seco y cuales con adición de agua u otros fluidos. Resultados de los ensayos de penetración realizadas Situaciones y características de las muestras obtenidas


Ganancias y / o perdidas del líquido de perforación Cotas del nivel freático y de otros niveles acuíferos Recuperaciones obtenidas. Incidencias producidas durante la perforación Este registro o parte de campo, es un comprobante de la marcha del sondeo y de su ejecución en tiempo real. Una vez terminado el sondeo, se entrega al menos una copia del parte de campo a la Supervisión y Dirección de Obra.



Calicatas Las calicatas, zanjas, rozas, pozos, etc., consisten en excavaciones realizadas mediante medios mecánicos convencionales, que permiten la observación directa del terreno a cierta profundidad, así como la toma de muestras y la realización de ensayos en campo. Tienen la ventaja de que permiten acceder directamente al terreno, pudiéndose observar las variaciones litológicas, estructuras, discontinuidades, etc., así como tomar muestras de gran tamaño para la realización de ensayos y análisis. Las calicatas son uno de los métodos más empleados en el reconocimiento superficial del terreno, y dado su bajo coste y rapidez de realización, constituyen un elemento habitual en cualquier tipo de investigación en el terreno. Sin embargo, cuentan con las siguientes limitaciones: - La profundidad no suele exceder de 4m - La presencia de agua limita su utilidad. - El terreno debe poderse excavar con medios mecánicos. - Para su ejecución es imprescindible cumplir las normas de seguridad frente a derrumbes de las paredes, así como cerciorarse de la ausencia de instalaciones, conclusiones, cables, etc. Los resultados de este tipo de reconocimientos se registran en estadillos en los que se indica la profundidad, continuidad de los diferentes niveles, descripción litológica, discontinuidades, presencia de filtraciones, situación de las muestras tomadas y fotografías.


4.2.1. Calicata poco profunda Generalmente las calicatas poco profundas son excavadas mediante una retroexcavadora montada sobre una unidad tractora a efectos de facilitar su desplazamiento y ubicación en obra, aunque también pueden ser realizadas manualmente mediante picos y palas. Esta metodología se debe utilizar en suelos factibles de ser excavados y donde las paredes de dicha excavación sean susceptibles de mantenerse estables sin necesidad de una estructura de contención temporaria. La profundidad máxima de estas calicatas será de 4 m. Cuando sea necesario el ingreso de personal a las calicatas, se deberá garantizar la seguridad de los mismos y de los equipos frente al colapso repentino de las paredes de la excavación. Esto deberá ser realizado, cuando las condiciones geotécnicas así lo ameriten, mediante estructuras de contención temporarias. Reglamento CIRSOC 401 Cap. 4 -47 Idealmente, estas serán especialmente diseñadas en acero, aluminio o madera y serán de rápida colocación y extracción. Eventualmente las paredes de la excavación podrán ser realizadas mediante taludes alternados con bermas. El sistema a adoptar estará condicionado por la seguridad del personal y de los equipos a descender en las calicatas. Las calicatas poco profundas, sin estructura de contención, deben ser utilizadas para una rápida inspección del perfil y se debe conformar un registro de lo observado. Durante su excavación las calicatas deberán ser señalizadas perimetralmente acorde a las disposiciones vigentes en materia de seguridad de los trabajos realizados en el predio y conforme a las disposiciones legales locales vigentes.


4.2.2. Calicata profunda, pozo (vertical) y galería (horizontal o inclinada) de inspección Las calicatas profundas, los pozos y las galerías de inspección deberán ser normalmente excavados a mano a medida que se sustenten sus paredes mediante métodos tradicionales, siendo la profundidad

mínima de 4 m. En el caso de pozos de inspección de aproximadamente 1 m de diámetro, y cuando las condiciones geotécnicas lo permitan, se podrá utilizar para la perforación equipo mecánico a rotación. En la eventualidad de que las paredes sean desmoronables, se deberá utilizar un encamisado temporario para brindar condiciones adecuadas de seguridad al personal dentro del pozo de inspección. La utilización del encamisado temporario en presencia de agua subterránea deberá ser decidida sólo en condiciones de extrema necesidad, por cuanto el mismo produce un aumento de las presiones neutras en las paredes del pozo. Los trabajos de relevamiento geotécnico dentro de los pozos y galerías de inspección deberán ser llevados a cabo siguiendo las más estrictas medidas de seguridad, ya que es posible encontrarse en presencia de gases combustibles o deficiencia de oxígeno. Un listado de las mínimas condiciones de seguridad a seguir durante la inspección de los pozos está detallada en el Anexo A.5. (en redacción). No obstante, se deben evaluar las situaciones particulares de cada predio. En el caso de pozos de inspección estará prohibido la utilización de equipos a combustión que consuman oxígeno, como por ejemplo bombas de agua con motor a explosión. Entre los procedimientos de exploración del subsuelo dedicados a decifrar una determinada estructura estratigráfica, tectónica o petrográfica, el más humilde, es más olvidado, peor también el que generalmente suministra más datos a una persona que sepa leer el terreno, es le de las calicatas. Además, comparando con cualquier otro sistema es, sin duda, el más rápido y más barato. Bien es verdad que en muchísimos


casos no basta, bien es verdad que en otros no sirve. Por ultimo pude resultar inesesario. Por ejemplo, no bastara si queremos explorar los simientos de una gran presa.

II METODOS INDIRECTOS MÉTODOS GEOFÍSICOS Los métodos geofísicos realizan la medida de determinadas propiedades físicas del terreno, tanto desde la superficie como utilizando sondeos mecánicos, con la finalidad de: • Determinar propiedades físicas del terreno • Realizar determinaciones geológicas como estratigrafía de los materiales, disposición de heterogeneidades,

fallas, nivel freatico, etc. • Determinar propiedades de los suelos y rocas para deducir su comportamiento mecánico.


Deben considerarse siempre como métodos complementarios de investigación y nunca como exclusivos y acompañarse con prospecciones directas (calicatas o sondeos) que sirvan como parámetros para una correcta interpretación. Sin embargo, tienen la ventaja de dar una idea más de conjunto y no puntual como es el caso de aquellos. El principal inconveniente de los métodos geofísicos es el hecho de que distintas características en los materiales y sus posibles combinaciones pueden dar una misma respuesta física y por lo tanto llevar a error en su interpretación, razón por la que su utilización debe apoyarse siempre en prospecciones directas. En la elección del método, teniendo en cuenta los condicionantes topográficos y la estructura previsible de los materiales, debe primar que haya contrastes en la propiedad física que se mida. Una primera división podría ser entre: • Métodos desde la superficie


• Métodos en o entre sondeos • Métodos mixtos (superficie - sondeo)

2. MÉTODOS GEOFÍSICOS DESDE SUPERFICIE • Gravimétricos: o Miden las varia ciones o anomalías en la vertical del campo gravitatorio terrestre.

o Detecta cavidades, delimita zonas de relleno o yacimientos arqueológicos • Magnéticos: o Miden anomalías del campo magnético

o Se emplea en investigación minera • Sísmicos: o Mide la s variaciones de la velocidad de propagación de ondas de choque a través del terreno

o Sísmica de refracción / Sísmica de reflexión o Se utiliza para medir espesores de recubrimiento, profundidad de niveles freáticos, etc. • Eléctricos: o Miden los campo s de potencial eléctrico, tanto los naturales existentes en la corteza terrestre

como los artificialmente provocados o Miden las propiedades eléctricas de las rocas y del agua que rellena sus poros como: resistividad, conductividad, actividad electroquímica o constante dieléctrica


3. MÉTODOS GEOFÍSICOS EN O ENTRE SONDEOS Métodos en o entre sondeos: • Diagrafías o registros en un sondeo y los ensayos sísmicos entre sondeo o desde superficie a un sondeo • Se registra de una manera continua alguna característica física a lo largode una columna de sondeo.

• Los métodos o parámetros más utilizados son la temperatura, salinidad, métodos eléctricos,

electromagnéticos, sónicos, etc.


• Ejemplos: “Cros-Hole” y tomografía sísmica

Métodos superficie – sondeos: • Métodos sísmicos que complementan los datos obtenidos en superficie del tipo “Down-Hole” y “Up-Hole” • Otros ejemplos: Ensayo CPT y CPTU (con punta sísmica)

Inconvenientes: • Son métodos complementarios de investigación, acompañando a sondeos y/o calicatas • Distintas características en los mater iales y sus posibles combinaciones pueden dar una misma respuesta

física y por lo tanto llevar a error a la hora de la interpretación • Para una correcta interpretación es importante disponer de datos procedentes de reconocimientos directos

PERFORACIONES EJECUTADA EN EL TUNEL LAS LAJAS 380M En el túnel las Lajas se llevó acabo le ejecución de cuatro sondeos geotécnicos con recuperación de núcleos. La localización y profundización alcanzada se presenta en la tabla siguiente

Localización de las perforaciones ejecutadas

En el plano 2361-00-GT-DW-PT-S3-009 se presenta la localización de las perforaciones ejecutadas.


Los registros de campo, geológico y fotográfico de cada una de las perforaciones se presentan en el Anexo 1.1.

3.2 ENSAYOS IN – SITU 3.2.1 Líneas de Refracción Sísmica La ejecución de las líneas de refracción sísmica tiene como objetivo aportar información del subsuelo del Túnel Las Lajas y complementar el modelo geológico planteado para dicho sector. En el sector de influencia del Túnel Las Lajas se llevaron a cabo dos líneas de refracción, una por el alineamiento del túnel y la otra a 200 m hacia la derecha de este. En la Tabla 3.2 se presentan las coordenadas de las líneas sísmicas ejecutadas.

Tabla 3.2. Coordenadas Líneas Sísmicas

GMAS Ltda, fue contratada para llevar a cabo el proceso de adquisición de datos de campo y su interpretación.


La información sísmica registrada en el Túnel Las Lajas, fue adquirida mediante el despliegue de 4 arreglos o tendidos de adquisición, de 80, 95 y 100 m de longitud El proceso de interpretación de datos fue realizado con el software Promax 2D de Landmark y la tomografía de velocidades en el software “Renegade Geophysics”.

Los perfiles de velocidad para el Túnel Las Lajas fueron calculados a partir de los datos de la línea de refracción, cuyos resultados se presentan en la Figura 3.1, y en la Tabla 3.3 se presentan los valores de velocidades La velocidad de onda P (Vp), es calculada para cada punto de disparo, y se ubica en la perfil de datos de velocidad, que luego es correlacionado sobre la sección vertical en profundidad, según las velocidades obtenidas. La correlación de datos velocidad punto a punto, define el espesor y geometría de las capas de velocidad, la cuales constituyen la mejor solución para el problema tiempo transcurrido-distancia recorrida, por el frente de onda sísmica compresiva. A partir de los datos de velocidad de onda compresional (Vp), se creó un modelo de velocidad de onda de cizalla utilizando como parámetros, los tiempos de viaje de onda compresional y la geometría del arreglo sísmico, el cual se compone básicamente, de los datos de topografía y las distancias entre fuente y receptor. El modelo inicial, fue creado en el software GeoTom CG.


Tabla 3.3. Velocidades de onda de compresión y de corte para las capas que se muestran en el perfil tomográfico de velocidades.


Tabla 3.4. Parámetros elastomecánicos para el túnel Las Lajas con base en la sísmica de refracción.


Cálculo de Parámetros Elastomecánicos

Los valores de densidad (_) utilizados para el cálculo del Módulo de Cizalla (G), en el Túnel Las Lajas, fueron tomados a partir de los ensayos de laboratorio realizados a las muestras recuperadas de las perforaciones PT3-06, PT3-07 Y PT3-08. En la Tabla 3.4, se presentan los parámetros elastomecánicos obtenidos. El despliegue de la geometría de las perforaciones, sobre las líneas sísmicas en tiempo doble (TWT), se realizó mediante una función de velocidad calculada a partir de los datos de velocidad de onda compresional, obtenidos en los ensayos de laboratorio y el modelo de capas de velocidad calculado en las tomografías.

Sección Integrada, Túnel Las Lajas El buzamiento en el área, medido sobre el mapa geológico, es de 40º Este, en dirección N19ºE (Azimut 109/40). Por lo tanto, el buzamiento aparente sobre la sección sísmica es de aproximadamente de 36 grados en dirección este. La orientación de la estratificación medida en campo en la abscisa 0+260, es N20ºE, 35º Este (Azimut 110/35). La uniformidad en la geometría de las capas definidas en el análisis tomográfico, indica que la velocidad de onda compresiva se encuentra controlada principalmente por la profundidad de enterramiento. La sección tomográfica no muestra anomalías de velocidad apreciables que indiquen, la propagación en


profundidad de zonas de baja velocidad dentro del macizo, indicadoras de potenciales zonas de falla o con alta frecuencia de fracturamiento. Es posible que la red de fracturas dentro del macizo, presenten el efecto de “cierre acústico”, el cual

enmascara regiones dentro del macizo con intensidad de fracturamiento alto. En el Anexo 5.1 se presenta el informe realizado por Gmas. Adicionalmente, Ulloa y Diez Ltda, llevó a cabo la adquisición de la línea sísmica de refracción LS90, paralela y lateral al alineamiento del túnel. En la Figura 3.2 se aprecia el perfil tomográfico de velocidades obtenido mediante el procesamiento de los datos.

Figura 3.2 Tomografía Línea Sísmica LS-090 En comparación de las dos líneas sísmicas, se constata que hay una diferencia marcada de velocidades casi del doble en algunos sectores: Lo anterior es apreciable, por ejemplo, haciendo un cruce longitudinal entre las cotas 500 y 510, se observa que para la Figura 3.1 la velocidad fluctúa entre 800 a 1990 m/s, mientras que para la Figura 3.2 el cambio de velocidades se encuentra entre 992 a 4786 m/s.


3.2.2 Sondeos Eléctricos Verticales En general, el sondeo eléctrico vertical se fundamenta en contrastes de resistividad entre diferentes unidades litológicas o entre horizontes que contienen agua de diferentes características. La resistividad eléctrica de una formación está determinada por la resistividad de la roca en sí, por la resistividad del agua contenida en los espacios intersticiales y por la porosidad de la roca. A su vez, la resistividad de la fase líquida depende del contenido de sales disueltas. Los sondeos eléctricos verticales (SEV), se desarrollan en un arreglo de cuatro electrodos se emplea una fuente externa para generar corriente, que se introduce al subsuelo, la cual produce un campo de potenciales. La diferencia de potencial se mide en un par electródico interno. Las lecturas de I y V permiten calcular la resistencia R según la ley de Ohm. Para un medio homogéneo, la resistividad se obtiene al multiplicar la resistencia por un coeficiente constante que en el caso de una medición mediante 4 electrodos está determinado por la posición relativa de los electrodos, y la profundidad investigada estáen relación directa con la distancia entre los electrodos externos o de corriente. La ejecución de los sondeos eléctricos verticales tiene como objetivos: • Ubicar contactos aproximados entre horizontes de diferente resistividad real, e identificar materiales

permeables e impermeables. • Hacer comparaciones entre l as capas geoeléctricas interpretadas y lascaracterísticas litológicas de los

materiales descritos en la zona durante los reconocimientos geológicos. • Integrar el modelo geoeléctrico obtenido a las interpretaciones geológicas, con el fin de complementarlas. • Relacionar los valores de resistividades reales obtenidas, con permeabilidades características de las

litologías correlacionables. Particularmente, en el Túnel Las Lajas se ejecutaron los sondeos indicados en la siguiente tabla.


Tabla 3-5. Localización de los Sondeos Eléctricos Verticales

La localización de los SEVs Nos 4 y 5, en el área del túnel Las Lajas, por la carretera a El Korán, se dio en un sector de afloramiento de rocas duras de la formación Córdoba, lo cual aumentó considerablemente la dificultad para la trasmisión de corriente por tratarse de un material altamente resistivo. Los resultados de los SEVs ejecutados en el túnel de estudio, presentan una curva inicialmente plana, con ascenso en pendiente constante hasta un máximo profundo con posterior descenso pronunciado.

Figura 3.3. Curva Típica de los SEV 4 y 5


Tabla 3.5. Capas Geoléctricas en el SEV N. 4 – Correlación

Tabla 3.6. Capas Geoléctricas en el SEV N.5 – Correlación

PT3-05: 45m de profundidad 

6.5 a 7.5 m: RQD 0%



10m a 11.5 m: RQD entre 50% y 75% (roca fracturada, calidad media)



16.5m a 21.5 m: RQD entre 50% y 75% (roca fracturada, calidad media)


9m a 11 m: RQD menor que 25% (roca triturada, calidad muy mala)







39.5m a 41 m: RQD menor que 50% (roca muy rada, calidad muy mala)



41m a 43.5 m: RQD 0% (roca triturada, calidad muy mala)



45m a 48.5 m: RQD menor que 25% (roca triturada, calidad muy mala)



48.5m a 51.5 m: RQD 0% (roca fracturada, calidad media)


1.2m a 6.6 m: RQD menor que 50% (roca fracturada, calidad media)



6.6m a 8 m: RQD menor que 25% (roca triturada, calidad muy mala)






16.2m a 17.2 m: RQD 0% (roca triturada, calidad muy mala)















24.6m a 26 m: RQD menor que 25% (roca triturada, calidad muy mala)



26m a 33 m: RQD 0% (roca triturada, calidad muy mala)









35.4m a 37.4 m: RQD menor que 25% (roca triturada, calidad muy mala)










PT3-08: 39 de profundidad 

6m a 15.5m: RQD menor que 25% (roca triturada, calidad muy mala)




15.5m a 20m: RQD menor que 50% (roca fracturada, calidad media)



20m a 26m: RQD menor que 25% (roca triturada, calidad muy mala)



26m a 39m: RQD menor que 50% (roca fracturada, calidad media)

PARÁMETROS GEOMECÁNICOS DE LA ROCA INTACTA Peso Unitario:

-

Limolitas

-

Calizas

varía entre 24,8 KN/m 3 y 26 KN/m3

varían entre 24 KN/m 3 y 25,5 KN/m3.

Resistencia a la Comp resión Uniaxial

CLASIFICACIÓN GEOMECÁNICA DEL MACIZO ROCOSO Índice de Calidad de la Roca – RQD RQD caria entre 63% y el 88%, sin embargo, en aquellas zonas fracturadas del orden de 38%. Clasificación RMR En la base del túnel se presentan valores de RMR desde 43 hasta 58, correspondientes a una masa rocosa de mediana calidad,

Índice de Resistencia Geológica – GSI


El índice geológico de resistencia (GSI) fue desarrollado por Hoek and Brown (1997), se entiende como una herramienta para evaluar de forma cuantitativa los macizos rocosos, en general para propósitos de ingeniería. El índice GSI se determinó a partir del RMR, por medio de la siguiente expresión

GSI = RMR89 –5 (5.3) Para estimar el GSI a partir del RMR89, se asume que la masa rocosa está completamente seca, es decir, la calificación por aguas subterráneas se le asigna el máximo valor (15), y adicionalmente el ajuste por orientación de discontinuidades se desprecia. Los valores del GSI a nivel del túnel se presentan en promedio cercanos a 53, sin embargo en la perforación PT3-08 se encuentran los valores más bajos del orden de 35. 

De acuerdo con el perfil geológico presentado en el Estudio Geológico de Túneles, estas perforaciones, atravesaron rocas negras calcáreas en cuatro (4) sectores bien diferenciados desde el punto de vista del comportamiento mecánico y de la permeabilidad del macizo.

SECTOR

PERFORACION

DESCRIPCION DE LA ROCA MACIZA Muestra una secuencia de calizas cuya calidad de roca

K56+180 y PT3-08 K56+270

está caracterizada por la que indica que a nivel de túnel la roca está muy fracturada y su calidad es mala. Corresponde a la zona de fallas escalonadas en

ABSCISAS

vergencia hacia el oriente que por esfuerzos de

K56+180 y PT3-07. K56+127

compresión han triturado la caliza, como se describe los primeros 70 m de la perforación. Presenta calizas negras con estratificación delgada y

K56+127 y PT3-05 y 06 K56+010

composición muy silícea que la hace muy frágil a los


esfuerzos, fracturándose en sistemas conjugados También corresponde a una secuencia de caliza negra, dura, con estratificación delgada a gruesa, en el K56+010 y K55+820

PT3-05 y 06

que las perforaciones. Muestran buena a muy buena calidad de roca a nivel de la excavación.

5. INFORME FINAL DE LOS TRABAJOS 5.1. INFORME DE LOS TRABAJOS EN CAMPO Es práctica habitual el que, por cada sondeo, se confeccione una ficha técnica que contenga un registro de situación y emplazamiento del sondeo acompañado de fotografías en color del entorno antes y después del emplazamiento, con la sonda posicionada durante su ejecución y de la tapa del sondeo, planta de situación sobre planos, y ubicación sobre foto aérea/ortofoto. En caso de que se haya realizado un acceso se indicará en los planos de situación. En el registro del sondeo se incluirá, al menos, la siguiente información: 

Nombre del técnico responsable asignado.



Denominación contractual.



Identificación del sondeo y referencia a los datos de levantamiento (coordenadas x,y,z), así como la inclinación y orientación del sondeo. En sondeos para obras lineales, se indicará también el PK y la distancia al eje.



Cota del terreno.



Fecha de comienzo y de terminación.



Identificación de la maquinaria utilizada.




Datos de perforación: Tabulación de resultados y detalles: sistema de perforación, tipo de batería, corona, útiles de perforación, diámetro de perforación, diámetro del testigo, datos y diámetro del revestimiento, profundidades de todas las maniobras realizadas, así como información completa de la disposición vertical y clasificación de los materiales atravesados.



Porcentaje de recuperación de testigo.



Descripción geológico-geotécnica del testigo. Se efectuará una descripción sistemática del testigo, indicando siempre primero la abreviatura de la unidad geológico-geotécnica correspondiente.

En terrenos tipo suelo la descripción seguirá el orden siguiente: litología, indicando el componente principal seguido del componente secundario mediante sufijos indicativos del porcentaje que representa, color y consistencia/compacidad. A continuación y aparte se incluirán también los datos adicionales que se consideren relevantes, tales como tamaño de grano, textura, componentes accesorios, cambios de composición, grado de cementación, contenido en materia orgánica, observaciones organolépticas, valores de la resistencia al corte sin drenaje con aparato vane-test de bolsillo y resistencia a la penetración con el penetrómetro de bolsillo, etc. En terrenos tipo roca se indicará la litología, resistencia y color y a continuación otros datos relevantes tales como naturaleza y tamaño de los clastos de la matriz, componentes accesorios, tipo de cemento, signos de oxidación, niveles nodulares intercalados, reacción al HCl, etc. Pueden tomarse como referencia las nomenclaturas recomendadas en la “Guía de Cimentaciones en Obras de Carreteras” (Ministerio de Fomento, 2003), “Código Técnico de la Edificación” (Ministerio de la Vivienda, 2006) o la “Sociedad Internacional de Mecánica de Rocas” (ISRM). 

Profundidad de cada cambio de terreno y espesor.



Profundidad de fin de sondeo.




Para cada muestra obtenida, las cotas del principio y del fondo, tipo, longitud y número (todas las muestras se numerarán consecutivamente).



Número de golpes necesarios para 4 tandas de 15 cm de penetración de los tomamuestras y el valor del golpeo N del ensayo SPT. En columna aparte se indicará el valor de N corregido.



El número de golpes por cada tramo de penetración deberá incluirse también en el caso de muestra inalterada (MI).



Resultados de la testificación geotécnica.



Cota del nivel freático y observaciones sobre el agua freática.



Observaciones sobre variaciones en la pérdida del líquido de perforación.



Método y cuantía de presión utilizada para introducir el tomamuestras de pared delgada y longitud y diámetro de cada una de las muestras obtenidas.



Resultado de los ensayos in situ: ensayos de permeabilidad, presiómetros y otros.



Resultados de la totalidad de los ensayos de laboratorio realizados y clasificación según USCS de todas las muestras ensayadas en suelos.



Parámetros de perforación (velocidad de avance, presión, par, r.p.m. etc.), cuando se soliciten expresamente; en caso contrario, sólo se anotarán observaciones cualitativas de dichos parámetros.



Se incluirá un apartado denominado "observaciones" en la parte inferior de cada hoja, en el cual deberá registrarse siempre si se ha detectado o no nivel piezométrico, su cota y fecha y los comentarios al respecto. Se registrarán también datos tales como achiques realizados, pérdidas de fluido de perforación, inestabilidades de las paredes, caídas de batería, comentarios sobre recuperaciones, expansiones o retracciones del testigo, averías y otras incidencias. Se indicarán las correcciones aplicadas para determinar el valor de golpeo Ncorregido,. Se incluirá también la leyenda de las siglas y abreviaturas adoptada




Fotografías a color de todas las cajas portatestigos y de la zona donde se hayan realizado todos y cada uno de los sondeos incluyendo la sonda posicionada durante su ejecución y la boca del sondeo finalizado.

Además, en los sondeos en roca se incluirá también: 

Longitud y porcentaje de testigo obtenido para cada maniobra y longitud perforada. Numeración correlativa de las muestras.



RQD, número de fracturas cada 30 cm y grado de meteorización.



Tipo de roca y, en su caso, resistencia de la matriz rocosa. Cota de cada cambio de tipo de roca.



Buzamiento de las capas, estratificación, juntas y esquistosidad.



Identificación del tipo de discontinuidad: estratificación, esquistosidad, falla, diaclasa, etc.



Número y orientación de las familias de discontinuidades (dirección y buzamiento).



Características de las discontinuidades: rugosidad, espesor y naturaleza del material de relleno.



Cotas en las que se observan cambios en la velocidad de avance del sondeo, con las observaciones precisas.



Parámetros de perforación (velocidad de avance, presión, par, r.p.m., etc.), cuando se soliciten expresamente. En caso contrario, solo se anotarán observaciones cualitativas de dichos parámetros.

5.2. INFORME DE LA INVESTIGACIÓN GEOFÍSICA Para cada punto o perfil geofísico investigado se debe adjuntar un informe que contenga, con carácter general, la siguiente información: 

Identificación de la prospección con indicación de su denominación contractual.



Método geofísico utilizado.



Nombre del técnico responsable asignado y de los técnicos u operadores.



Plano de replanteo en planta de los perfiles investigados.




Cotas del terreno.



Fecha de ejecución.



Plano de replanteo en planta de los puntos y perfiles investigados con la situación de las prospecciones realizadas.



Croquis de las configuraciones o dispositivos utilizados.



Descripción de los equipos utilizados, medios auxiliares y cuantas observaciones sean precisas, en relación con la ejecución.



Método de procesado e interpretación de los datos, con indicación del software empleado.



Método analítico seguido.



Registros numéricos originales de campo.



Filtrado de los datos defectuosos.



Perfiles resultantes de las alineaciones prospectadas junto con los datos que han sido utilizados para la interpretación y características de los distintos horizontes obtenidos con la interpretación geológica superpuesta y la ubicación de los reconocimientos existentes.



Planos de isopacas o isobatas, con curvas de nivel cada 2 m.



Informe explicativo de la campaña realizada y los resultados obtenidos.



Fotografías en color.

De modo específico, en función del tipo de investigación realizada, se completará la anterior información con los documentos que resulten de interés o proceda incluir.

5.3. INFORME DE CALICATAS Para cada calicata se adjuntará una ficha técnica que contenga al menos la siguiente información: 

Identificación de la calicata y referencia a los datos de levantamiento (coordenadas x,y,z). En el caso de investigación para obras lineales, se indicará también el PK y la distancia al eje.




Nombre del técnico supervisor.



Fecha de ejecución.



Identificación de la maquinaria utilizada.



Profundidad alcanzada en la calicata



Se indicará en un apartado denominado "observaciones" toda la información sobre condiciones de excavabilidad del terreno, estabilidad de las paredes y posición del nivel freático. Asimismo, se indicará el tiempo en que la excavación ha permanecido abierta desde su finalización.



Descripción geológico-geotécnica del corte del terreno visualizado en la calicata. Los criterios de descripción serán los mismos que los indicados para los sondeos.



Profundidad de cada cambio de tipo de terreno y su espesor.



Profundidad de la toma de muestras, acotada con la suficiente precisión.



Resultados de la testificación geotécnica: valor de la resistencia al corte sin drenaje con aparato vane-test de bolsillo y resistencia a la penetración con el penetrómetro de bolsillo.



Resultados de la totalidad de los ensayos de laboratorio realizados



Fotografías en color de la calicata abierta, del material extraído y de la zona después de su reposición.



Además, en las calicatas de plataforma para el caso de proyectos de obras lineales, se incluirá también:



Clasificación según criterios vigentes para obras ferroviarias.



Densidad y humedad "in situ" por el método nuclear y por el método de la arena.



Grado de compactación (%) respecto de la densidad máxima Próctor Normal / Modificado.



Croquis de la sección transversal que ilustre la posición del reconocimiento.

5.4. PUNTOS DE OBSERVACIÓN GEOLÓGICA


Los PIGs son de utilización habitual en estudios geotécnicos destinados a obras lineales y, consecuentemente Se realizarán fichas individualizadas en los afloramientos más representativas sobre litologías similares a las del trazado (contactos entre litologías, pliegues, fallas, etc.), constituyendo puntos de observación geológica, en los que se recojan al menos los datos que se indican a continuación. 

Denominación del punto de observación



Identificación: litologías (indicando la abreviatura de las unidades geológico-geotécnicas) y edad geológica.



Localización: situación aproximada, provincia, término municipal, distancia aproximada a la traza, planta de situación y croquis del afloramiento.



Descripción geológico-geotécnica: interés del afloramiento, datos estructurales (dirección y buzamiento de las discontinuidades), grado de meteorización, etc.



Croquis del terreno.



Fotografías general y de detalle del afloramiento

Los puntos de observación geológicos serán perfectamente identificables sobre los planos geológicos realizados junto con los símbolos estructurales que correspondan. Se garantizará que existan Puntos de Observación en todas las unidades geológico-geotécnicas representativas.

5.5. INFORME DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO Se incluirán las correspondientes tablas resumen de ensayos de laboratorio. En las tablas de resultados de ensayos de laboratorio en sondeo (se usarán dos tablas: para suelos y para rocas) se incluirán, las propiedades físicas de los suelos más representativas: humedad natural (w %), densidad seca (yd), densidad aparente (y), índice de poros (e) e índice de saturación (Sr). Se indicará cuáles se obtuvieron a partir de ensayos de laboratorio sobre muestra inalterada y cuáles mediante relaciones a partir de los anteriores.

Trabajo de Tunel de Exploracion

Recommend Documents