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.

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.

La actuación programada no requiere la ejecución de obras de fábrica apreciables,

tan sólo un pequeño muro en “L” de hormigón 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 de 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.

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.

2.- GEOLOGÍA.

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 Pirineos, dentro del dom inio tectónico conoc ido como 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.

2.2.- ESTRATIGRAFÍA.

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.

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.

2.3.- TECTÓNICA.

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.

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.

2.4.- 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 milimétrico-centimétrico incluso decimétrico (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.

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 mapa 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

o C= Coeficiente de terreno. Depende de las características geotécnicas del terreno de cimentación. En el caso de esta obra se toma C= 1.

Se ha obtenido un valor de aceleración sísmica de cálculo ac < 0,032 m2/sgdo.. En cualquier caso, la aplicación de la Norma no es obligatoria en las edificaciones de importancia normal o especial cu ando la aceleración sísmica básica ab sea inferior a 0,04*g, siendo g la aceleración de la gravedad.

3.- GEOTECNIA

3.1.- PERFIL TIPO

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 2. SUELO A ROCA COMPLETAMENTE A MUY

METEORIZADA. 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 alcanzar 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 algunos 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 (%)

Peso específico (kN./m3)

RCS (MPa)

S-1 TP-1 2,20-2,50 1,83 25,83 10,42 S-1 TP-2 5,00-5,45 1,81 25,95 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.

VI Suelo residual Todo el macizo rocoso se ha transformado en un suelo. Se ha destruido la estructura del macizo y

la fábrica del material.

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.

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.

En el caso de las dos (2) obras de fábrica emplazadas en el Vial-1 y en el Vial-4, 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 (kN./m

3)

c'(kN./m2) Ø´ (º)

2 Roca muy meteorizada 19,00 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.

3.5.- CIMENTACIONES.

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. 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 Siendo: Ksp = (3 + s/B)/(10*(1 +300(a/s))0.5) s = espacia miento entre discontinuidades; s > 300 mm. 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 Se aconseja no superar un valor de tensión adm isible qadm = 0,50 Mpa ( 5

kp./cm2) para cimentaciones directas.

3.5.2.- TIPOLOGÍA DE CIMENTACIÓN.

Se aconseja realizar cimentación superficial mediante zapatas empotrados sobre el sustrato rocoso GM II-III, con la tensión adm isible de 0,5 MPa (5,0 kp/cm 2) 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.

3.5.3.- AGRESIVIDAD DEL MEDIO,

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.

ANÁLISIS DE AGUA GRADO DE AGRESIVIDAD

PARAMETRO RESULTADOS DÉBIL MEDIA FUERTE

pH 6,6 6,5-5,5 5,5-4,5 <4,5

Magnesio (Mg+2) (mg/l.) 3,40 300-1.000 1.000-3.000 >3.000

Amonio (NH+4) (mg/l.) 1,48 15-30 30-60 >60

Sulfatos S04=

(mg/l.) 376,9 200-600 600-3.000 >3.000

C02 (mg/l.) 44,0 15-40 40-100 >100

Residuo seco(mg/l.) 775 75-150 50-75 <50

Siguiendo los criterios establecidos en la Norma EHE-08 se ha analizado el

contenido de sulfato s y el grado d e Acidez Baumann-Gully de una m uestra machacada del sustrato rocoso:

Muestra Profundidad Baumann - Gullv Sulfatos

$-1 TP- 1 5,00-5,45 0 ml./kg. 53 mg./kg.

Por los r esultados de la analítica de la s m uestras, se determ ina un grado de

agresividad al hormigón 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.

4.- CONCLUSIONES Y CONSIDERACIONES.

Basándose en los apartados tratados c on anteriorid ad, pueden establecerse las siguientes conclusiones y consideraciones:

4.1.- PERFIL TIPO.

El terreno está constituido por cuatro niveles diferenciados: NIVEL 1. - SUELO VEGETAL. Prácticam ente inexistente y sin interés

geotécnico. 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.

4.2.- CARGA ADMISIBLE Y TIPOLOGÍA DE CIMENTACIÓN.

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 rocoso GM II-III, con una tensión admisible de 5,0 kp./cm2 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.

4.3.- AGRESIVIDAD DEL MEDIO.

Se ha determinado una agresividad de tipo medio por el contenido en C02 de agua de un afloramiento, dato que deberá ser tenido en cuenta en la elección del hormigón.

4.4.- EXCAVABILlDAD.

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 (kN./m3)

c' (kN./m2.)

Ø´ (°)

2 Roca muy meteorizada 19,00 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.