Tras el análisis de las características generales del terreno el siguiente paso es el reconocimiento más detalladamente mediante un reconocimiento superficial de la zona acompañado por un reconocimiento profundo que se completará en laboratorio a través de varios ensayos.
3.3.1. Trabajos de campo
3.3.1.1. Calicatas
Las calicatas permiten la inspección directa del suelo a profundidades pequeñas o medias. Suelen realizarse mediante retroexcavadoras por lo que la profundidad suele venir dada por la longitud del brazo de la misma. Entre sus principales ventajas se encuentra el reconocimiento visual directo de la estratigrafía en sus paredes, costos reducidos, realización de ensayos in situ a distintas profundidades y la posibilidad de extracción de muestras inalteradas de suelos cohesivos.
En la siguiente tabla se indican las profundidades alcanzadas por las calicatas así como la referencia de las muestras tomadas:
Calicata Profundidad (m) Nivel Freático (m) Muestras Tipo Profundidad (m)
C-1 2,6 No detectado M-1 1,4
C-2 3,0 No detectado M-2 2,3
Tabla 1: Información de las calicatas realizadas
El espesor habitual de las calicatas consiste en un relleno antrópico inicial que puede aparecer dispuesto sobre el manto de alteración del basamento granodiorítico, cuyo grado de alteración disminuye en profundidad y de espesor similar al relleno, con la consiguiente dificultad para excavar o directamente sobre una granodiorita con G. A III o III – II, en cuyo caso el ripado por medio de la pala se convierte en muy dificultoso ya a profundidades inferiores a los 1.5 m.
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3.3.1.2. Ensayo de penetración dinámica
El método elegido es el ensayo de penetración dinámica continua (PDC) con equipo Borros. Consiste en la hinca de una puntaza terminada en una pirámide cuadrangular normalizada (40 mm de lado y vértice de 90º) mediante golpeo ejecutado por una maza de 63,5 Kg que cae libremente desde una altura de 50 cm con una cadencia determinada. La energía generada por el golpeo es transmitida a la puntaza mediante un varillaje macizo de acero de 33 mm de diámetro.
El ensayo consiste en ir anotando el número de golpes necesario para que la puntaza penetre 20 cm en el terreno (N20). Esto está relacionado con la resistencia a la penetración en punta, y por tanto, con la compacidad del terreno.
La hinca de la puntaza se hace de manera ininterrumpida hasta que son necesarios más de 100 golpes para penetrar 20 cm, momento en el que se considera “rechazo” por parte del terreno.
Se han realizado tres ensayos de penetración dinámica con el fin de conocer las características del subsuelo en función de su compacidad, factor que está directamente relacionado con la resistencia a la penetración en punta, por tanto con el golpeo (N20), obteniendo así información de las cotas de rechazo que asumimos se deben a la
presencia del substrato rocoso en profundidad.
El resultado del ensayo se expresa en forma de gráfico representando el número de golpes necesario para lograr 20cm de penetración frente a la profundidad permitiendo observar cómo varía la resistencia dinámica del terreno con la profundidad.
Las características técnicas del penetrómetro son las siguientes: - Puntaza de sección cuadrada
-Área de la base: 16 cm2 -Conicidad: 90º
- Peso de la maza: 63,5 kg
- Altura de caída de la maza: 50 cm - Diámetro del varillaje: 3,2 cm - Longitud de la varilla: 1 m - Peso de la varilla: 5,6 kg
En el cuadro se indica la profundidad de rechazo para cada uno de los ensayos:
Ensayo de penetración nº Profundidad (m)
PD-1 10,5
PD-2 11,0
PD-3 10,7
Tabla 2: Información de los ensayos penetrométricos realizados
3.3.1.3. Sondeos
Son perforaciones de diámetros y profundidades variables que permiten reconocer la naturaleza y localización de las diferentes unidades geotécnicas del terreno, así como extraer muestras del mismo y, en su caso realizar ensayos a diferentes profundidades.
Los métodos más habituales para la ejecución de sondeos mecánicos son el de rotación con extracción de testigo continuo, percusión y mediante barrena helicoidal (hueca o maciza).
Se han realizado dos sondeos mecánicos a rotación con extracción de testigo continuo a fin de reconocer el terreno, así como para obtener muestras representativas del mismo y realizar ensayos de penetración estándar (SPT) en la zona en la que se encontrará la edificación.
Los sondeos a rotación, mediante baterías simples, dobles o especiales podrán utilizarse en cualquier tipo de terreno, siendo necesario utilizarlos cuando el terreno a reconocer sea un macizo rocoso o exista alternancia de capas cementadas duras con otras menos cementadas.
En su utilización se tendrá en cuenta que pueden existir problemas en el reconocimiento de suelos granulares finos bajo el nivel freático y en el de bolos o gravas gruesas. También debe interpretarse con cuidado los testigos extraídos de suelos colapsables bajo la acción del agua de inyección y los de rocas blandas de tipo areniscos que pueden fragmentarse excesivamente por efecto de la rotación.
Entre sus ventajas están la de alcanzar mayores profundidades que con calicatas, reconocimiento de terreno bajo el nivel freático, atravesar capas rocosas o la realización de ensayos in situ como el ensayo de penetración estándar SPT.
En el siguiente cuadro se indican las profundidades alcanzadas en los sondeos además de la referencia del ensayo de penetración estándar realizada y el número de muestras inalteradas tomadas en cada sondeo:
Sondeo Profundidad (m) Nº M.I. Muestras Tipo Profundidad(m)
S-1 12,0 1 M-3 1,4
S-2 12,0 1 M-4 2,3
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El ensayo de penetración estándar (SPT), mide la resistencia de un suelo a la penetración de un toma muestras tubular o de una puntaza ciega, contabilizando para ello el número de golpes necesario para introducirlo hasta un total de 60 cm, en cuatro intervalos parciales de 15 cm cada uno; como elemento de impacto se utiliza una maza metálica de 63,5 Kg que cae desde una altura de 75 cm.
El resultado del ensayo se define por el número (N) que se obtiene al sumar el número de golpes necesario para la hinca de los 30 cm centrales; se considera rechazo (R) cuando el número de golpes para introducir cualquiera de los intervalos de 15 cm es superior a 50, en este caso el resultado se expresa como RP, siendo P la
penetración (en cm) lograda en el intervalo al consumirse los 50 golpes.
En una primera aproximación, se puede valorar la compacidad de un terreno en función del número de golpes (NSPT) según las correlaciones propuestas por Terzaghi y Peck (1955):
Compacidad Muy suelta Suelta Moderadamente
densa Densa Muy densa
Nº de golpes <4 4-10 10-30 30-50 >50
Compacidad para terrenos predominantemente granulares
Compacidad Muy
blanda Blanda Media Firme Muy Firme Dura
Nº de
golpes <2 2-5 5-10 10-20 20-30 >30
Compacidad para terrenos predominantemente arcillosos
3.3.2. Ensayos de laboratorio
Se han recogidocuatromuestras de los suelos existentes estando dos de ellas alteradas, procedentes de calicatas, y dos inalteradas, procedentes de sondeos.
Sobre las muestras obtenidas se llevaron a cabo los siguientes ensayos de laboratorio:
-Ensayos físicos: análisis granulométrico por tamizado y determinación de la densidad seca, clasificaciones, límites de Atterberg y compactación.
-Ensayos químicos: contenido en sulfatos solubles, humedad, determinación del contenido en materia orgánica.
3.3.3 Descripción geotécnica de los materiales
Los materiales que constituyen el subsuelo en la zona en la que se proyecta el aparcamiento están constituidos por suelos de recubrimiento emplazados sobre arenas procedentes de la alteración de rocas graníticas. Por encima es posible apreciar algunos rellenos artificiales, previsiblemente emplazados durante el urbanismo. La columna litológica generalizada del subsuelo estaría constituida por los siguientes niveles:
-Relleno antrópico
-Suelo residual, granito con un grado de alteración V-IV -Granito con un grado de alternación III-II
3.3.3.1 Nivel I: Relleno antrópico
Conforman el intervalo más superficial que se identifica en toda zona urbanizada. Está constituido por materiales mal clasificados constituidos por arenas con fragmentos de rocas graníticas con tamaños centimétricos o incluso decimétrico y en ocasiones se localizan también restos de materiales de construcción y escombros. En general estos suelos alcanzan espesores de 50cm.
Su heterogeneidad y la presencia de escombros los convierten en un nivel carente de interés geotécnico. Por lo que resulta inadecuado para realizar cimentaciones.
% de finos 40 Clasificación de Casagrande GP GM Densidad seca (t/m3) 1.8 Densidad natural (t/m3) 2.0 Humedad natural (%) 20 Sulfatos (%) <0.02 Materia orgánica (%) 0.31
Compresión simple (kPa) 30
Coeficiente de Poisson 0.33
Cohesión (kPa) 15
Rozamiento interno 28
Módulo elástico (Mpa) 26
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3.3.3.2 Nivel II: Suelo residual, granito con grado de
alteración V-IV
Procedente de la alteración “in situ” del sustrato rocoso. Se presenta con grado de alteración (G. A.) V a IV, reconociéndose la estructura de la roca original, descompuesta a un material de textura arenosa, bastante suelto. En el GA V, con un índice de plasticidad medio y color amarillento, aparecen intercalados niveles con un mayor contenido en cuarzos cuyo origen se asocia a procesos de rellenos de discontinuidades. El GA IV
corresponde al típico jabre gallego producto de la descomposición del granito, de color amarillo claro y con gran cantidad de bolos graníticos de tamaño decimétrico.
La compacidad aumenta en profundidad, conforme disminuye el grado de alteración, dando paso a la roca sana a una profundidad variable según la zona. El nivel aflora aproximadamente desde los 0.50m hasta profundidades de alrededor de 8 metros. % de finos 40 Clasificación de Casagrande SM Densidad seca (t/m3) 1.8 Densidad natural (t/m3) 2.2 Humedad natural (%) 13 Sulfatos (%) <0.02 Materia orgánica (%) 0.1
Compresión simple (kPa) 180
Coeficiente de Poisson 0.33
Cohesión (kPa) 90
Rozamiento interno 36
Módulo elástico (Mpa) 37
Tabla 5: Características del manto de alteración granodiorítico
3.3.3.3 Módulo de Balasto
Para el cálculo del módulo de Balasto horizontal que será necesario para realizar el cálculo estructural de las pantallas se utilizará la gráfica adjunta de Chadelsson. En ella, se relacionan los distintos valores del módulo a partir del ángulo de rozamiento interno y la cohesión del terreno.
Cabe señalar que cuanto mayor es el ángulo de rozamiento o la cohesión mayor es el balasto.
Para las características del sustrato presentes en la zona de proyecto se obtiene un módulo de balasto de Kh =
6300 t/m3
3.3.3.3 Nivel III: Granito con un grado de alteración III-II
De color gris anaranjado, grano fino a medio y tendencia equigranular, siendo visible cierto bandeado con algún nivel de jabre intercalado. Su G. A. disminuye con la profundidad, siendo inicialmente de III. En los todos los ensayos de sondeos y penetración dinámica se ha alcanzado este sustrato. La Tabla presenta los parámetros geotécnicos de la granodiorita con G. A. III. En lo que se refiere a la granodiorita con G. A. II, es una roca sana, con una resistencia a compresión simple entre 5 y 10 MPa (50 y 100 kp/cm2), como se estimó en campo con su correspondiente ensayo, y que por tanto puede considerarse a efectos de cálculo como un sustratoPágina 12 de 15 Documento Nº1: Memoria – ANEJO Nº4: Geología y geotecnia
% de finos 40 Clasificación de Casagrande SM Densidad seca (t/m3) 1.8 Densidad natural (t/m3) 2.2 Humedad natural (%) 13 Sulfatos (%) <0.02 Materia orgánica (%) 0.1
Compresión simple (kPa) 900
Coeficiente de Poisson 0.33
Cohesión (kPa) 450
Rozamiento interno 45
Módulo elástico (Mpa) 96
Tabla 6: Características de la granodiorita G,A, III
No se ha diferenciado entre tipos de granitos distintos por su composición mineralógica debido a que en su comportamiento geotécnico no hay diferencias.
La heterogeneidad de los materiales obliga a considerar estos resultados con las reservas adecuadas, pues no debe olvidarse que el muestreo tiene un valor fundamentalmente estadístico.
Grado de meteorización
Denominación Criterio de reconocimiento
I Sana Roca no meteorizada. Conserva el color lustroso
en toda la masa
II Sana con juntas teñidas
de óxidos
Las caras de las juntas están manchadas de óxidos pero el bloque unitario entre juntas mantiene el color lustroso de la roca
III Moderadamente
meteorizada
Claramente meteorizada a través de la
petrofábrica reconociéndose el cambio de color respecto de la roca sana. El cambio de color puede ser desde simples manchas a variación de color de toda la masa, generalmente a colores
típicos de óxidos de hierro. La resistencia de la roca puede variar desde muy análoga al de la roca de grado II a bastante más baja, pero tal que trozos de 25 cm2 de sección no pueden romperse
a mano
IV Muy meteorizada Roca intensamente meteorizada que puede
desmenuzarse a mano y romperse
V Completamente
meteorizada
Material con aspecto de suelo completamente descompuesto por meteorización “in situ” pero en el cual se puede reconocer la estructura de la roca original
Tabla 7: Escala de meteorización de la roca (ISMR, 1978)
3.3.4
Nivel freático
En las mediciones realizadas se ha detectado la presencia de agua.
Las oscilaciones de los niveles medidos es prácticamente la misma en las diferentes mediciones realizadas siendo la profundidad media obtenida en cada uno de los sondeos la que consta a continuación.
Punto investigado Profundidad del nivel freático (m)
S-1 3,5
S-2 3,3
Tabla 8: Nivel freático
El contenido de agua en los materiales dependerá del estado de alteración de los mismos. Al tener un grado de alteración elevado constituyen un medio hidrogeológico de permeabilidad media con una porosidad de tipo intergranular y con una permeabilidad que dependerá de su esponjamiento.
La evacuación de agua será de tipo mixto, debido a la escorrentía y la infiltración.
Como solución óptima para evitar los efectos del agua en los trabajos proyectados y al mismo tiempo contener los taludes generados en el proceso de excavación se recomienda la ejecución de un muro pantalla como elemento de contención de continuo.
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3.3.5 Excavabilidad y sostenimiento de los materiales
3.3.5.1 Excavación de los materiales
A la hora de clasificar estos materiales desde el punto de vista de la excavación vamos a diferenciar tres grupos: “tierras”, “materiales de tránsito” y “roca”.
- Tierras: aquellos materiales que pueden ser fácilmente excavados mediante excavadoras convencionales. - Materiales de tránsito: aquellos que requieren ser picados con martillo neumático previamente a la excavación. - Roca: será necesario el uso de cuñas, cementos expansivos o explosivos para el ripado.
Dada la naturaleza de los materiales observados en los sondeos ejecutados, se estima que los niveles geotécnicos 1 y 2 están englobados en el término Tierras con lo que podrán ser excavados mediante excavadoras
convencionales.
3.3.5.2 Sostenimiento de los materiales
A la hora de dar las recomendaciones de sostenimiento de terreno se deberá tener en cuenta las siguientes consideraciones previas:
- El terreno a excavar se corresponde con un suelo de alteración, que pese a mostrar una elevada compacidad en confinamiento, una vez excavado puede mostrar algún fenómeno de inestabilidad.
- El nivel freático medido en los ensayos in situ se sitúa por debajo de la cota de cimentación prevista, por lo que no tendrá influencia sobre la excavación.
Teniendo en cuenta esta serie de consideraciones, se recomienda la ejecución de un muro de sótano longitudinal como elemento de contención continuo.