estudio geotÉcnico para la ampliaciÓn y reforma del

Asistencia Geotécnica de Baleares S.L.

A.G.B. S.L. 282/2009/1 pág. 1 de 33 Asistencia Geotécnica de Baleares S.L. Avd. Gabriel Roca nº 33, 2º, 5ª 07014 Palma de Mallorca telf. fax. 971284558

email [email protected] Inscrita en el Registro Mercantil de Mallorca 3 tomo 2210 libro 0 folio 174 hoja PM-54747

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ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LA AMPLIACIÓN Y REFORMA DEL

HOSPITAL DEL TÉRMINO MUNICIPAL DE MANACOR, MALLORCA.

FUNDACIÓN HOSPITAL DE MANACOR AGOSTO DE 2009

Nº colegiado 2635

ColegiadoFELIU CALAFAT COLOM

Fecha 28/08/2009

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Con Seguro de Responsabilidad CivilVISADO

ILUSTRE COLEGIO OFICIAL DE GEÓLOGOS




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ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES 3 2. OBJETIVOS Y ALCANCE 6 3. METODOLOGÍA Y ENSAYOS REALIZADOS 7 3.1. Ensayos de campo 3.2. Ensayos de laboratorio 4. RESULTADOS DE ENSAYO 11 4.1. Ensayos de campo 4.2. Ensayos de laboratorio 5. NIVEL FREÁTICO Y ESCORRENTÍA SUPERFICIAL 15 6. CARACTERES GEOLÓGICOS 16 7. ACCIONES SÍSMICAS 21 8. CARACTERES GEOTÉCNICOS 23 8.1. Propiedades geotécnicas. 8.2. Cimentación por zapatas. 8.3. Estabilidad del talud. 8.4. Recomendaciones constructivas. 9. CONCLUSIONES 31 ANEXOS A.1. Plano nº 1 situación de los sondeos y los perfiles. Esc 1:300 A.2. Perfiles estratigráficos de los 4 sondeos y ensayos de campo. A.3. Plano nº 2 y Plano nº3. Alzados de correlación de sondeos. Esc 1:175 y 1:250. A.4. Plano nº 4 Unidades geotécnicas. Esc. 1:250 A.5. Fotografías. Cajas de testigos. A.6. Ensayos de laboratorio.

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1. INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES

Por encargo de la Fundación Hospital de Manacor la empresa Asistencia Geotécnica de

Baleares S.L., AGB S.L. ha realizado el estudio geotécnico para el proyecto de construcción

de la ampliación y reforma del actual Hospital del Término Municipal de Manacor, Mallorca.

El proyecto de reforma consiste en la ampliación del actual centro hospitalario realizando una

estructura de hormigón armado de pilares y de zapatas, integrado por una planta sótano de

unos 1298 m2, una planta baja y reforma de la actual de 10490 m2, una planta piso de 818 m2

y de dos planta cada una de 795 m2. La estructura tendrá forma de letra L de unos 60 m el

lado largo x 40 m de longitud el lado corto, por unos 16 m de anchura, anexada al extremo

Sur Oeste del actual hospital, en la actual zona ajardinada.

Seguidamente se resumen los datos del proyecto y antecedentes geotécnicos de la obra:

Obra Estructura Tipo de Construcción según CTE

Grupo de terreno según CTE

Nº de plantas

Edificación Muros, pilares zapatas. C-2 T-3 Stno+plat. baja +plta. piso y 2 plantas.

Edificios medianeros

Cimentación edificios próximos Profundidad excavación Nivel freático Topografía

Actual Hospital de Manacor Micropilotes/zapata 1 sótano +/-3.0 m y +/- 0.6 m Profundo

> 20 m

Llana ligero desnivel < 1. 0 m.

Geológicamente el substrato está formado por una escasa cobertera de limos arcillas y gravas

de edad cuaternario reciente, dispuesto sobre estratos subhorizontales de dunas de calcarenita,

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y calizas fosilíferas con porosidad móldica limos y arcillas de irregular meteorización. La

edad probable de los materiales que integran el substrato rocoso del solar es miocena.

El substrato presenta una suave pendiente hacia el SSE con un desnivel de unos inferior a 1.0

m. En el momento de inicio de los trabajos de campo, la limpieza y excavación no está

realizada y se encuentra a cota del nivel de jardín y la explanada.

Es de destacable para la ejecución del actual Hospital se realizó una cimentación profunda por

micropilotes. El cuartel de la Guardia Civil que se encuentra próximo y al Sur del Hospital, se

encuentra cimentado por zapatas corridas con excepción de una esquina que fué recalzada por

presentar una patología de fisuras ante la presencia de arcillas expansivas.

El peticionario nos ha facilitado los planos de proyecto en formato cad y nos facilita el

suministro de agua para la refrigeración de la sonda, así como el acceso de la sonda a la obra.

Preliminar al inicio de los trabajos de campo, se ha realizado la inspección del entorno, así

como la comprobación de las instalaciones presentes en la zona para evitar su interferencia

durante la realización de los sondeos. En cada emplazamiento se ha procedido al cerramiento

y señalización

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Plano de situación del Hospital de Manacor-Artà y foto aérea con el futuro edificio. Original IDEIB.

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2. OBJETIVOS Y ALCANCE

Los objetivos que se concretan en el presente informe, consisten básicamente en caracterizar

geotécnicamente el substrato del solar y la tensión admisible. Para alcanzar los objetivos

propuestos se distribuyen 4 sondeos. Los sondeos se realizan con testificación continua,

iniciados desde la cota de explanada coincidente con la cota de explanada. En el informe se

recoge la información obtenida en todos los sondeos ensayos de penetración SPT realizados y

ensayos de laboratorio.

Los objetivos que se concretan en el presente estudio geotécnico son los siguientes.

1- Recopilación de información geológica y geotécnica existente. 2- Levantamiento topográfico de la parcela. 3- Replanteo de los sondeos. 4- Control y supervisión seguimiento de los sondeos y ensayos de laboratorio. 5- Definición del perfil estratigráfico del subsuelo. 6- Caracterización geotécnica del subsuelo. 7- Determinación del nivel freático. 8- Estudio de la cota a cimentar. 9- Estudio de asientos. 10- Carga de hundimiento y admisible. 11- Susceptibilidad a la expansividad. 12- Agresividad del suelo al hormigón. 13- Estabilidad del talud. 14- Recomendaciones de cimentación. 15- Elaboración de la presente memoria. 16- Anexos.

Las conclusiones de la presente campaña de investigación están condicionadas al número de

ensayos y trabajos de campo, y los datos de proyecto suministrados por el peticionario. La

investigación puntual reducirá la incertidumbre.

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3. METODOLOGÍA Y ENSAYOS REALIZADOS

Para alcanzar los objetivos propuestos y de acuerdo con el Código Técnico de Edificación

CTE 2006 por el tipo de edificación C-2 y teniendo presente los caracteres del grupo de

terreno desfavorable tipo T-3 se planifica la realización de 4 puntos de investigación en la

zona de ubicación del Hospital y el seguimiento por un geólogo de la continuidad de la

testificación y la inspección geotécnica. Los puntos de investigación han consistido en 4

sondeos con testificación contínua.

Los sondeos y ensayos de campo han sido realizados por Sr. Francisco Martinez y los ensayos

de laboratorio han sido realizados por Blau Q acreditada por la Consellería de la Vivienda del

Govern Balear en GTL. Los sondeos se realizaron mediante la sonda a rotación Insoper SO

10, y por medio de la bateria B 101 mm y B 86 mm con corona de metal duro que permiten la

extracción del testigo contínuo. Para alcanzar los objetivos propuestos, en primer lugar se ha

replanteo de situación de los sondeos en la zona de ubicación de la ampliación.

La inspección de la parcela ha sido realizada por un geólogo de la empresa Asistencia

Geotécnica de Baleares S.L. La situación de los sondeos es recogida en el plano nº 1 a escala

1:300 en el anexo A-1. Los sondeos se han iniciado a cota de explanada y las mediciones

efectuadas se refieren siempre a dichas cotas. En el cuadro siguiente se recoge la fecha de

inicio del sondeo, la cota de sondeo respecto de la cota 0 de forjado y la profundidad

alcanzada en cada ensayo.

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Ensayo Fecha Cota m Profundidad m

S-1 22.7.2009 -0.60 12.0

S-2 22.7.2009 -0.50 12.0

S-3 23.7.2009 -0.20 20.0

S-4 23.7.2009 -0.30 12.0

El número total de metros perforados han sido 56 m siendo la recuperación de testigo en los

sondeos del 99 %.

3.1. Ensayos y trabajos de campo

3.1.1. Sondeo continuo.

El testigo obtenido durante la ejecución de los sondeos por medio de la sonda Insoper S-10 se

ha depositado en cajas de cartón, donde es anotada la profundidad de las maniobras y la cota

de las muestras obtenidas. Se levantó el perfil estratigráfico del cada sondeo y se identifican y

numeran los testigos recogidos para su identificación.

3.1.2. Índice de calidad de la roca R.Q.D.

Acabado el sondeo se ha determinado el índice de calidad de la roca (Rock Quality

Designation), definido como el tanto por ciento de testigo recuperado en cada maniobra,

sumando los fragmentos superiores a 10 cm.

R.Q.D. % = 100 x Σ testigos > 10 cm longitud de la maniobra El testigo recuperado se clasifica según la siguiente tabla:

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R.Q.D. Calificación de la % calidad de la roca

0-25 Muy mala calidad 25-50 Mala calidad 50-75 Mediana calidad 75-90 Buena calidad 90-100 Excelente

3.1.3. Control del nivel freático.

Una vez finalizado el sondeo la posición del nivel freático ha sido controlada por medio de

una sonda eléctrica numerada, que permite determinar la posición del nivel al cerrarse el

circuito eléctrico en contacto con el agua.

3.1.4. Inspección técnica y geológica.

Con la finalidad de definir los aspectos del contexto geológico, hidrogeológico y geotécnico

del entorno, se realiza la descripción del substrato por medio de estaciones geotécnicas. La

descripción detallada en el informe.

3.1.5. Penetración S.P.T. UNE EN ISO 22476-3:2006.

En los sondeos efectuados y previa limpieza del fondo de los sondeos, se han realizado 7

penetraciones dinámicas tipo estandart (S.P.T.). El ensayo consiste en clavar el tomamuestras

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mediante el golpeo automático de una maza de 63.5 Kg. que cae desde una altura de 75 cm.

El tomamuestras utilizado en el caso de arcillas / limos es la cuchara de Terzaghi y Peck de 2

pulgadas de diámetro exterior y un ángulo en punta de 60º. En el caso de realizar el ensayo en

gravas se utiliza la puntaza cónica. La perforación se detuvo para realizar los ensayos a las

profundidades descritas en el anexo. Una vez que el tomamuestras se encuentra en el fondo

del sondeo se marcan 60 cm en la varilla de diámetro 50 mm divididos en tres sectores de 15

cm. Se contabiliza el número de golpes necesario para introducir cada uno de los sectores. El

ensayo se realiza sin interrupción automáticamente y con una frecuencia de golpeo constante

e inferior a 30 golpes por minuto. El número de golpes necesario para la penetración de los

300 mm últimos constituye la resistencia a la penetración estandart o valor de N. El ensayo se

suspende (Rz) cuando después de dar una serie de 100 golpes no se han introducido los 30 cm

centrales y cuando después de dar 50 golpes el descenso de la varilla ha sido inferior a los 5

cm. La situación de los ensayos se recoge en el perfil litológico del anexo A-2.

3.2. Ensayos de laboratorio

3.2.1. Descripción de las muestras de testigos de roca.

Los testigos previamente numerados e identificada su posición en cada sondeo, han sido

descritos por un geólogo.

3.2.2. Ensayos de laboratorio.

A las muestras de testigo previamente numerados e identificados, se han realizado los

siguientes ensayos:

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Ensayos de laboratorio Sondeo nº 1

Sondeo nº 2 Sondeo nº 3 Sondeo nº 4

Densidad aparente roca 3.6 m 8.6 m

4.8 m

6.0 m 4.0 m

Contenido en humedad

3.6 m 8.6 m

4.8 m

6.0 m 4.0 m

Compresión simple en roca UNE 22950 1 90 3.6 m 8.6 m

4.8 m

6.0 m 4.0 m

Contenido en sulfatos solubles 5.85 m

Acidez Baumann-Gully 5.85 m

4. RESULTADOS DE ENSAYO

4.1. Ensayos de campo

4.1.1. Ensayo índice de calidad de la roca R.Q.D.

El R.Q.D. obtenido para el substrato natural a partir de los sondeos realizados es regular y

estaría comprendida entre valores del 10% y el 99 %, siendo calificada la calidad de la roca

de muy mala a excelente calidad.

La irregular calidad de la roca obtenida estaría en función del grado de meteorización y de

fracturación y a la porosidad móldica del testigo principalmente.

4.1.2. Penetración dinámica.

Los resultados de ensayo de campo de penetración dinámica S.P.T. se sitúan en el perfil

litológico del anexo. Así mismo se resumen y califica la compacidad del terreno según la

norma N.T.E.-C.E.G. 1975, CTE 2006.

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Sondeo Nº

Profundidad m

Nº golpes cada 15 cm

N

S-1 3.0 50/Rz 8 cm Rz

S-1 6.0 50/Rz 11 cm Rz

S-2 4.2 50/Rz 6 cm Rz

S-2 8.4 50/Rz 5 cm Rz

S-3 4.0 50/Rz 4 cm Rz

S-3 9.0 50/Rz 8 cm Rz

S-4 4.5 50/Rz 10 cm Rz

N= nº de golpes ( 2º y 3º intervalo ). En el caso de rechazo (Rz ), se indican los mm penetrados.

En todos los 7 ensayos de penetración dinámica SPT se alcanza el rechazo siendo calificada

la compacidad de muy densa.

4.2.3. Estaciones geotécnicas.

Seguidamente se describen de forma resumida los resultados de la inspección geotécnica.

La zona objeto de estudio tiene una topografía llana con una suave pendiente hacia el NNE.

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El substrato rocoso aflora de forma discontinua bajo una muy escasa cobertera vegetal de

arcillas y limos con gravilla. No existen surgencias de agua. El substrato presenta un grado

de meteorización de mediana III a muy meteorizado IV. El substrato presenta una resistencia

de dura a muy dura.

4.2. Ensayos de laboratorio.

4.2.1. Identificación de visu de testigos de muestras.

La descripción de visu de los testigos es resumida en el siguiente cuadro resumen, con la

clasificación textural de las muestras carbonatadas según Dumham.

Muestra Descripción Clasificación textural

Dumham S-1 a 3.6 m Caliza arenosa, color blanco.

Grainstone

S-1 a 8.6 m Caliza arenosa con fisura inclinada color blanco.

Grainstone

S-2 a 4.8 m

Caliza arenosa, color blanco.

Grainstone

S-3 a 6.0 m

Caliza arenosa, color blanco.

Grainstone

4.2.2. Ensayo de compresión no confinada de roca.

Las actas de resultado de ensayo de compresión no confinada realizada en 4 testigos de caliza

arenosa procedente de los sondeos realizados, es recogido en el anexo y resumimos en la tabla

siguiente la tensión de rotura, indicando la calificación de la roca según Jiménez Salas 1975 y

Deere y Miller 1966.

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Sondeo Litología qu (Kp/cm2) J.Salas 1975 Deere y Miller 1966

S-1 a 3.6 m Caliza 106.0 Baja Muy baja

S-1 a 8.6 m Caliza 136.8 Baja Muy baja

S-2 a 4.8 m Caliza 35.5 Muy baja Muy baja

S-3 a 6.0 m

Caliza 54.0 Muy baja Muy baja

De los resultados de ensayo podemos estimar un valor de tensión de rotura a compresión no

confinada qu comprendida entre 35.5 kp/cm2 y 136.8 kp/cm2 con un valor medio de tensión

de rotura de qu = 83.07 kp/cm2.

4.2.3 Ensayo de densidad aparente.

Los partes de ensayo de determinación de la densidad aparente seca de las muestras se

recogen en el anexo, y se resume en la tabla siguiente.

Muestra Densidad aparente T/m3

S-1 a 3.6 m 1.90

S-1 a 8.6 m 1.91

S-2 a 4.8 m 2.17

S-3 a 6.0 m

1.80

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4.2.4. Contenido en sulfatos solubles EHE 2008.

A un testigo procedente del sondeo S-1 a 5.85 m se ha realizado el ensayo de contenido

cualitativo en sulfatos solubles agresivos al hormigón. El acta de resultados se recoge en el

anexo y seguidamente se resumen los resultados.

CALIFICACIÓN EHE 2008 CTE-2006

Qa Ataque débil

Qb Ataque medio

Qc Ataque fuerte

RESULTADOS DE ENSAYO Muestra S-1 a 5.85 m

GRADO DE ACIDEZ BAUMANN-GULLY

> 20 - - 2,4

IÓN SULFATO mg SO4

-2/ kg de suelo

2000-3000 3000-12000 >12000 83,0

La muestra de margas procedente del sondeo S-1 a 5.85 m es calificada de no agresiva al

hormigón. Hay que decir que los estratos de margas tienen una muy escasa potencia.

5. NIVEL FREÁTICO Y ESCORRENTÍA SUPERFICIAL.

El nivel freático ha sido controlado posterior a la ejecución de los sondeos por medio de una

sonda eléctrica. Los resultados se recogen en el parte de sondeo y se resumen seguidamente.

fecha de control S-1 S-2 S-3 S-4

24.07.2009 no se detecta 9.4 m 10.45 m 10.45 m

03.08.2009 no se detecta no se detecta no se detecta no se detecta

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Los niveles piezométricos medidos el día 24 de julio responden al agua empleada durante la

realización de los sondeos.

No se detecta nivel freático estático. La oscilaciones del nivel piezométrico no son de esperar

afecten a la cimentación superficial.

No existen cauces de caracter torrencial en las inmediaciones del Hospital, por lo que no

existe riesgo de inundación.

El entorno presenta un suave desnivel topográfico inferior a 1.0 m en dirección hacia el SE.

La escorrentía superficial vendrá condicionada por la naturaleza impermeable de las actuales

instalaciones y del substrato rocoso. El substrato es calizo con fisuración y grietas huecas

derivadas de la meteorización y de la estructura es de esperar tenga un carácter

hidrogeológico superficial de poco permeable y localmente permeable.

6. CARACTERES GEOLÓGICOS

Los caracteres geológicos son la base para la definición del escenario geotécnico, que

permitirá orientar en el tipo cimentación más adecuada. Es por ello que realizamos una breve

introducción geológica, enmarcando el solar en el conjunto de caracteres geológicos, y

estructurales, y por último describimos la estructura de detalle del solar y el perfil

estratigráfico.

El solar objeto de estudio se encuentra situado en los Llanos Centrales de la Isla, del término

municipal de Manacor.

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Geológicamente los llanos Centrales de la Isla están formados en la zona de Manacor,

Algaida y Pina por materiales miocenos de margas con yesos y areniscas y conglomerados

plegados con dirección de eje de pliegue NNE SSW sobre los que se depositan las

calcarenitas.

El substrato que constituyen los acantilados costeros del Sur de Mallorca constituyen una

plataforma arrecifal progradante formando el Complejo Arrecifal de calizas de edad miocena,

recubierta de forma discontínua por eolianitas de edad pleistocena. El complejo arrecifal ha

sido estudiado por Esteban et al 1977 Pomar et al 1983. Es Pomar en diferentes artículos

quien describe las facies y la arquitectura del complejo arrecifal.

Recientemente Pedro Robledo 2006 realiza una tesis doctoral sobre los paleocolapsos

kársticos en las plataformas carbonatadas del Mioceno superior de Mallorca.

El substrato que constituye el entorno el solar está formado por estratos horizontales de

calizas probablemente pertenecientes a la unidad superior de origen marino y de edad

miocena, encontrándose afectada por la meteorización kárstica. Por encima existen las

eolianitas las arenas y areniscas con laminación inclinada de de origen eólico y edad

pleistocena. Por último las arcillas marrones con raíces forma una muy escasa cobertera

vegetal.

La meteorización ha dado origen a la formación de una porosidad secundaria de huecos de

mm a centimétricos, poros y grietas sin continuidad lateral, sin que se detecten la formación

de megacristales de calcita o aragonito, ni morfologías de origen kárstico de entidad.

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Mapa Geológico de España IGME hoja Manacor 700 40-27 original Esc 1: 50 000.

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La meteorización, se produce por la exposición de la roca, durante largos periodos de tiempo

geológico, a las diferentes condiciones climáticas de la superficie de la Tierra. Existen

diversos tipos de meteorización, una dominada por la desintegración física o mecánica, una

dominada por la acción química, y una acción biológica combinación de ambas. En nuestro

clima son muy frecuentes los procesos derivados de la meteorización química del tipo karst, y

que originan un conjunto de tipologías morfológicas derivadas del proceso de karstificación,

dando origen a la formación de procesos de disolución con la formación de poros, grietas,

cuevas, tubificaciones verticales, dolinas, zonas de brechificación por colapso, y procesos de

cementación, entre otros. Los procesos de karstificación se inician a partir de la porosidad

original primaria, y de las estructuras de discontinuidad tipo fisuras diaclasas y fallas

originadas con posterioridad y durante los procesos estructurales de deformación de la roca.

Según la Sociedad Geológica (1977), son definidos los diferentes grados de alteración, en una

escala de la I roca sana, a la VI suelo residual. En nuestro caso podemos estimar que la roca

está de medianamente meteorizada II. Se observan indicios de karstificación aunque no

determinan la formación de grietas y tubificaciones de entidad, sin presencia de arcillas de

descalcificación presentes en la zona más superficial de los sondeos ni la formación de huecos

y grietas.

Los horizontes litológicos descritos según las observaciones de campo realizadas y de los

sondeos son descritos desde la cota 0 m de explanada son los siguientes:

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Horizonte litológico Nº

Potencia m

Descripción Origen y edad geológica

1 < 1.6 m Definido en los 4 sondeos realizados. Lo integran el relleno antrópico de hormigón y base granular y las arcillas con gravas color marrón presentando raíces y restos de materia orgánica de la cobertera vegetal.

Relleno antrópico y cobertera vegetal suelo actual reciente.

2 > 20.0 m Definido en los 4 sondeos. Está formado por las calizas bien cementadas y por calizas arenosas fosilíferas irregular cementadas bioturbadas. Localmente conservan la laminación inclinada. Presenta de forma muy local interestratos de potencia centimétrica de arcillas marrones y margas verdosas. La textura es en general de tipo grainstone. Las calizas en superficie se encuentran localmente meteorizadas, con tubificaciones y huecos o rellenos de arcillas.

Sedimentario marino. Mioceno medio.

Es destacable la inexistencia de niveles arcillosos o de fallas de entidad que presenten yeso

secundario. Los alzados de correlación de los sondeos son recogidos en el anexo al informe a

escala 1:175 y 1:200.

Plano de correlación de ensayos de campo original en el anexo a escala 1:250

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7. ACCIONES SÍSMICAS

En este capítulo se enmarca la zona de estudio desde el punto de vista de la normativa

sismorresistente NCSE-02 recogida en el BOE 244 del 11 octubre de 2002.

La zona objeto de estudio se enmarca en las islas Baleares caracterizada por una aceleración

básica ab/ g= 0.04, y un coeficiente de contribución k = 1,0.

En el plano anexo recogido en la norma sismoresistente se situa Baleares entre una

aceleración básica ab comprendida entre 0.04g ≤ ab ≤ 0.08g.

Mapa de peligrosidad sísmica BOE 244 del 11 octubre de 2002.

Para el cálculo de la aceleración de cálculo ac = S x ρ x ab Siendo ρ= coficiente adimensional = 1.0 S= coeficiente de amplificación del terreno que para ρ ab ≤ 0.1g entonces S=C/1.25 C= coeficiente del terreno. El coeficiente del terreno se puede estimar según la tabla siguiente.

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Para un terreno de tipo II el coeficiente C=1.3 por lo que S= 1.3/1.25.

La aceleración de cálculo será entonces ac = S x ρ x ab = 1.04 x 1.0 x 0.04g = 0.0416g.

8. CARACTERES GEOTÉCNICOS

Teniendo presente las necesidades del proyecto constructivo de un sótano entorno a -3.5 m en

primer lugar se describe la potencia y propiedades de las unidades geotécnicas en alzado y en

planta, se plantean las hipótesis de trabajo según los tipos de cimentación, se definen los tipos

de cimentación más aconsejables y por último son detallados algunos consejos constructivos.

La cobertera vegetal es en general de escasa de potencia y no supera los 1.6 m de potencia y

debe ser eliminada de cualquier base y estructura. Así mismo es recomendable eliminar el

substrato superficial muy meteorizado y que tiene una potencia irregular.

Se definen una unidad geotécnica en alzado y planta definido como unidad geotécnica A.

Ver planos nº 2 y nº 3 de alzado de unidades geotécnicas a escala 1:175 y 1:200 en el anexo.

Tipo de terreno Coeficiente C

I Roca compacta suelo cementado o granular denso Vs> 750 m/s.

1.0

II Roca muy fragmentada suelo granular denso o cohesivo duro 750 m/s≥Vs≥400 m/s.

1.3

III Suelo granular de compacidad media o suelo cohesivo de consistencia firme o muy firme 400m/s ≥Vs≥ 200 m/s.

1.6

IV Suelo granular suelto o cohesivo blando Vs ≤ 200 m/s.

2.0

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inscripción 1

8.1. UNIDADES GEOTÉCNICAS.

Unidad geotécnica A

Constituye el horizonte geotécnico dominante en la superficie. Formada por el horizonte

litológico nº 2 de calizas.

1. Potencia y distribución.

Tiene una potencia superior a 20 m y se distribuye por toda la superficie de la parcela.

2. Parámetros geotécnicos.

Los 7 ensayos de penetración dinámica SPT realizados en los cuatro sondeos a diferentes

cotas S-1 a 3.0 y 6.0 m S-2 a 4.2 y 8.4 m, S-3 a 4.0 y 9.0 m y S-4 a 4.5 m han alcanzado el

rechazo siendo imposible la hinca.

La zona más superficial se encuentra meteorizada con grietas determinando valores de índice

R.Q.D. relativamente más bajos. El índice RQD es regular, estaría comprendido entre 10 % y

99 %, siendo calificada la calidad de la roca de muy mala a excelente calidad. No se detectan

morfologías derivadas de procesos kársticos de importancia geotécnica salvo fisuración o

grietas principalmente en la zona más superficial de los sondeos. Un valor representativo de

RQD es de 50 %.

La identificación de visu de los 4 testigos de roca procedentes de los sondeos permite

clasificar las muestras como roca carbonatada fosilífera y según la clasificación textural

Dumham como granuda tipo grainstone.

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inscripción 1

Los 4 testigos de calizas procedentes de los sondeos S-1 a 3.6 m, S-2 a 4.8 m, S-3 a 2.8 m y

S-3 a 6.0 m de profundidad ensayados a compresión simple no confinada han determinado un

valor de tensión de rotura entre qu= 35.5 kp/cm2 y qu= 136.8 kp/cm2 con un valor medio de

83.07 kp/cm2 lo que permite clasificar la consistencia de muy baja según Deere y Miller

1966. La dispersión se deriva por el grado de cementación de la roca y la presencia local de

fisuras. La densidad aparente obtenida de los testigos oscila entre γ = 1.80 T/m3 y γ = 2.17

T/m3 siendo la densidad media de γ = 1.94 T/m3

Podemos estimar el valor del módulo de elasticidad de la roca a partir de la relación en caliza

Er/qu= 300 a 600, y considerando el caso más desfavorable, para un Er/qu= 300 entonces el

módulo de deformación de la roca oscilará entre Er= 106500 T/m2 y Er= 410400 T/m2.

Para el cálculo de estabilidad del talud teniendo presente las observaciones realizadas en el

macizo rocoso reflejadas, los ensayos de campo y de laboratorio, estimamos los parámetros

resistentes del macizo rocoso según la clasificación de Bieniawski 1979 y seguidamente son

resumidos:

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inscripción 1

3. Ripabilidad.

La ripabilidad o facilidad de excavación, determinada a partir de los sondeos y ensayos

determinan en la superficie se requerirá del empleo del martillo neumático percutor para su

excavación.

Resumen de resultados:

Clasificación Bieniawski Datos

Parámetros

Resistencia de la matriz rocosa qu MPa

8.3

RQD % 50 Separación entre diaclasas m 0.8 Estado de las diaclasas Relleno blando > 5mm abertura 5 mm Agua Caudal 10 m de tunel, Presión de agua/tensión princ., Estado general

10-25, 0.1-0.2, húmedo

Criterio Hoeck & Brown (constantes m, s) Roca caliza Puntuación RMR 30 Angulo de rozamiento interno Ǿ 15º-25º Cohesión c kp/cm2 1-2 Clasificación de la roca Clase IV Roca de mala calidad Módulo de Young medio GPa 3.162278 Módulo de Young máximo GPa 3.162278 Módulo de Young mínimo GPa 1.264911 Parámetros geomecánicos del talud m s

4.716563 x10 -2 1.264911 x 10 -6

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Plano nº 4 de Unidades geotécnicas en alzado. Original a escala 1:250 en el anexo.

De los resultados obtenidos podemos afirmar:

1. La definición de 1 unidad geotécnica en alzado y planta que se extienden por toda la

superficie del solar. En función de la cota de plataforma adoptada de cimentación, la

cimentación estará influenciada por la unidad geotécnica A.

Unidad geotécnica

Descripción litológica

Potenciam

R.Q.D. %

Densidad aparente γ T/m3

Tensión de rotura qu kp/cm2

Módulo de deformación E kp/cm2

Nivel freático

Ripabilidad

Unidad A Horizonte litológico nº 2 Caliza arenosa

> 20.0 m 10-99 1.80 a 2.17

35.5 a 136.9

10650 a 41040

No se detecta

Con martillo percutor

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2. Los taludes estarán condicionados por la presencia de < 1.6 m de potencia de cobertera

vegetal y relleno antrópico, de 2.5 m de substrato meteorizado de la unidad geotécnica A.

3. La inexistencia de formaciones litológicas que contengan arcillas susceptibles a los

cambios de volumen ante las variaciones del contenido en humedad, ni de arcillas ni fallas

con sulfatos solubles agresivos al hormigón.

4. El nivel freático se presenta a cota profundo sin que las oscilaciones afecten a la

cimentación superficial.

5. La definición de un horizonte geotécnico A en planta y alzado por toda la superficie del

solar formado principalmente de calizas arenosas fosilíferas con discontinuidades derivadas

por la meteorización, apto para una cimentación superficial de zapatas o losa de hormigón

armado.

8.2 CIMENTACIÓN POR ZAPATAS.

Si adoptamos la cota de cimentación entorno – 3.5 m de profundidad de la cota 0 de forjado y

correspondiente a la cota de -0.2 a -0.6 de la explanada, la excavación eliminará el relleno y la

cobertera vegetal de arcillas con gravas y la cimentación estará influenciada por la unidad

geotécnica A.

8.2.1. Carga de hundimiento y admisible.

Sobre la unidad geotécnica A definida con anterioridad. Para calcular la tensión de

hundimiento en roca, Jiménez Salas et al. 1981 aceptan que sea tres veces la resistencia a

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inscripción 1

compresión simple, siendo la carga admisible un sexto de la presión de rotura. De manera aún

más conservadora, el Uniform Building Code 1961, fija de manera orientativa la carga

admisible en un 20 % de la presión de rotura, qa=0.2 x qu, para una tensión de rotura de qu=

17.9 kp/cm2, entonces qa = 3.5 kp/cm2. Este valor es meramente orientativo y no debe

considerarse como la tensión admisible.

La estimación de asientos en cimentaciones en roca se hace a través de modelos elásticos,

isótropos o anisótropos. En el caso de considerar el substrato isótropo, el asiento viene dado

por:

s= P ( 1 - v2 ) Bz √ A E Siendo: P = Carga total aplicada. A = Área de la cimentación. E = Módulo de elasticidad del macizo rocoso. v = Coeficiente de Poisson. Bz= Coeficiente que depende de las dimensiones de la zapata L x B y de la rigidez de la cimentación. Si consideramos una relación Er/qu para calizas de 300, y para una tensión de rotura

conservadora de qu= 83.07 kp/cm2, el módulo de elasticidad de la roca estimado es Er=

249210 t/m2. El coeficiente de Poisson estimado en caliza es de ν= 0.23.

Si consideramos la rigidez de las discontinuidades del lado conservador entonces Kn= 105

t/m3 y para un índice de calidad de la roca R.Q.D. muy conservador del 10 %, el factor de

reducción α para pasar del módulo de elasticidad de la roca, al módulo del macizo rocoso es

α= 0.05 por lo que el módulo del macizo rocoso estimado de forma conservadora es Em=

12460.5 t/m2.

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En el cuadro siguiente se recoge el análisis de asientos estimados, y algunos ejemplos para la

determinación de los asientos, en función de la carga:

Para una cimentación de zapatas cuadradas de dimensiones A en m, que transmitan una

tensión igual a qa 3.0 kp/cm2, considerando una relación de forma L/B= 1 y para una

cimentación rígida un Bz=1.08, los asientos obtenidos se resumen a modo de ejemplo en el

cuadro siguiente.

Cimentación cuadrada

Del estudio de los asientos para diferentes tensiones podemos inicialmente deducir que para

una tensión de 3.0 kp/cm2 transmitida por una cimentación de zapatas cuadradas el asiento

está del lado de la seguridad, es despreciable o nulo.

Cimentación corrida

Para una cimentación de zapatas de hormigón armado corridas que transmita una tensión de

3.0 kp/cm2 los asientos también son admisibles y despreciables.

P t

v P(1- v2) Bz A m

Em T/m2

Bz √ A E s cm

68 0.23 64.4 1.08 1.5x1.5 12460.5 20186.01 0.3 120 188

0.23 0.23

113.65 178.05

1.08 1.08

2.0x2.0 2.5x2.5

12460.5 12460.5

26914.68 33643.35

0.4 0.5

P t

v P(1- v2) Bz A m

Em T/m2

Bz √ A E s cm

120 0.23 113.6 1.41 1x40 12460.5 111118.0 0.1

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La zapata corrida es un buen sistema de cimentación que favorecerá puentear las anomalías

como son las oquedades derivadas por la meteorización localizadas del substrato rocoso.

La excavación del sótano eliminará el substrato más meteorizado. No caben esperar asientos

diferenciales entre zapatas pues el substrato es muy uniforme asentándose sobre la misma

unidad geotécnica A.

De forma localizada pueden existir arcillas de descalcificación en grietas, sin importancia

geotécnica.

8.3 ESTABILIDAD DEL TALUD.

La estabilidad del talud vendrá determinada por las características geotécnicas de los

materiales rocosos presentes, la orientación de las discontinuidades, la geometría de los

taludes, la presencia o ausencia de agua, las sobrecargas en el terreno, y por último

condicionado por la orientación de las discontinuidades respecto a las orientaciones de la

excavación realizada. La excavación dará origen a taludes de unos 3.0 m de altura.

La estratificación horizontal determina que los taludes serán estables pudiéndose excavar con

pendientes verticales eliminando o rebajando la pendiente del techo la cobertera vegetal y

fragmentos sueltos de roca meteorizada. Seguidamente se recogen los parámetros para el

cálculo de muros.

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Parámetros Unidad geotécnica.

Ángulo de rozamiento

Cohesiónc kp/cm2

Módulo de elasticidad macizo Em T/m2

DensidadT/m3

Agua Recomendación

Unidad geotécnica B de > 3.0 m de altura

15º-25º

1.0-2.0 12460.5 1.80 a 2.17

no se detecta

Eliminar los fragmentos sueltos

8.4. RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS.

Con la finalidad de evitar caídas gravitacionales es recomendable eliminar del techo de los

frentes del talud la cobertera vegetal, así como los fragmentos sueltos de roca.

En el caso de detectarse irregularidades derivadas por la meteorización como grietas huecas

es recomendable evaluar su importancia, regularizar y colmatar con hormigón de limpieza.

Por todo ello una vez excavado a cota de cimentación y replanteada topográficamente la

cimentación, es recomendable verificar los resultados obtenidos por un técnico de A.G.B.

S.L.

9. CONCLUSIONES

Se define una unidad geotécnica en alzado y planta de distribución por toda la superficie del

solar objeto de estudio. La unidad geotécnica A tiene una potencia de más de 20 m y está

formada por las calizas arenosas. En el informe se recogen los parámetros geotécnicos, sus

caracteres y distribución en planta y en alzado.

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La carga admisible está en función del tipo de cimentación y de los caracteres estructurales

del edificio. En el informe son recogidos los parámetros geotécnicos para su cálculo.

La zona objeto de estudio se enmarca en las islas Baleares en el municipio de Manacor,

caracterizado por una aceleración básica ab/g= 0.04, y un coeficiente de contribución k = 1,0.

La aceleración de cálculo es ac= 0.0416g.

Para una cota superficial entorno a – 3.5 m de la cota 0 .0 m de forjado y una vez eliminada la

cobertera vegetal y el relleno antrópico, la cimentación está influenciada por la unidad

geotécnica A. Para una cimentación de zapatas cuadradas o corridas que transmita una tensión

igual y no superior a qa= 3.0 kp/cm2 los asientos son admisibles y despreciables inferiores a

0.5 cm. La uniformidad geotécnica determina la inexistencia de asientos diferenciales entre

zapatas de pilares continuos.

Los taludes estarán dominados por más de 2.0 m de potencia del substrato rocoso de la unidad

geotécnica A y una escasa cobertera vegetal y relleno. En el informe se recogen los caracteres

y parámetros geotécnicos. Los taludes serán estables pero se encuentran irregular

meteorizados dando origen a tubificaciones y grietas. Es recomendable la limpieza y

eliminación de la cobertera y fragmentos sueltos del techo del frente del talud.

El nivel piezométrico estático se encuentra profundo a cota del nivel del mar. Las

oscilaciones del mismo no son de esperar afecten a la cimentación superficial de zapatas ni el

sótano. El substrato superficial tiene un carácter hidrogeológico de poco permeable a

permeable condicionado a la meteorización.

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inscripción 1

La naturaleza caliza del substrato no contiene formaciones geológicas ni fallas susceptibles a

contener sulfatos solubles agresivos al hormigón. No obstante se ha realizado el ensayo en

una muestra de margas procedente del sondeo S-1 a 5.85 m siendo calificada de no agresiva

al hormigón según CTE-2006 y EHE 2008.

No existen arcillas de entidad susceptibles a ser expansivas ante los cambios del contenido en

humedad y que puedan afectar la cimentación. No existen indicios de formaciones que den

origen a morfologías derivadas de procesos kársticos, de importancia geotécnica. De forma

localizada pueden existir anomalías puntuales. Por todo ello una vez excavado a cota de

cimentación y replanteada topográficamente la cimentación, es recomendable evaluar y

verificar los resultados obtenidos por un técnico de A.G.B. S.L.

Para la excavación se requerirá del empleo del martillo percutor y de la cuchara para la

eliminación del substrato rocoso.

Este informe consta de 33 páginas numeradas y de un anexo.

Palma de Mallorca a 25 de agosto de 2009

Feliu Calafat Colom Geólogo colegiado 2635

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ANEXOS

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Referencia : 282 / 2009 / 1 Sondeo nº 1 Peticionario: FUNDACIÓN HOSPITAL DE MANACOR

Inicio: 22/07/2009Obra: Estudio Geotécnico para la ampliación y reforma del Sonda y equipo: INSOPER SO-10Hospital de Manacor Cota: - 0,60 m

Penetración dinámica SPT Peso maza Altura caida63.5 Kg 75 cm

0 RELLENO Y COBERTERA: 0,0Cobertera Vegetal de limos arcillosos color marrón oscuro 0,4

1 con restos de raícesRelleno de limos arcilosos con 1,0cantos angulosos y restos ce‐ 1,2

2 rámicos1,6

603 SUBSTRATO NATURAL: 2,4

Caliza arenosa fisurada. Las S.P.T 3,0 m 80 3,0fisuras tienen apertura mili‐ 50 Rz 8cm

4 métrica 70 3,8testigo 3,6 m

60 4,55 10

testigo a 4.8 mArcilla margosa color verdoso 5,4

6 70 5,9S.P.T 6,0 m 6,0

Caliza arenosa fisurada 50 Rz 11cm 70 6,67

908 7,8

testigo 8,6 m9 90 9,0

20 9,3

10 6010,2

11 1011,2

20 12,012 Final del sondeo 12,0 m

Asistencia Geotécnica de Baleares S.L.Avda. Gabriel Roca nº 33, 2ºplta, 5ª, 07014 Palma de Mallorcaemail: [email protected]

Sondista : Sr Francisco Martínez Geólogo: Ana Corbasí

Prof

undi

dad

en m

.

CARACTERES LITOLOGICOS

Descripción Perfilestratigráfico

Niv

el fr

eatic

o

ENSAYOS DE CAMPO

Inal

tera

da

SPT

Test

igo

R.Q

.D.

Man

iobr

a

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

11,0

12,0

0 10 20 30 40 50

Nº de golpes para avanzar

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Referencia : 282 / 2009 / 1 Sondeo nº 2 Peticionario: FUNDACIÓN HOSPITAL DE MANACOR

Inicio: 22/07/2009Obra: Estudio Geotécnico para la ampliación y reforma del Sonda y equipo: INSOPER SO-10Hospital de Manacor Cota: -0,50 m


0 RELLENO Y COBERTERA: 0,0Cobertera Vegetal de limosarcillosos con raíces 0,3

1 Relleno de limos arenosos congravas y restos cerámicosCobertera Vegetal de limos 1,1

2 arcillosos con raíces 1,5Relleno de limos arenosos con 1,8gravas y restos cerámicos 10 2,4

3 20 3,0

4 SUBSTRATO NATURAL: 20S.P.T ( 4,20 m ) 4,2

Caliza arenosa fracturada. 50 Rz 5 30 5,0

testigo 306 Caliza arenosa fisurada y con a 5.85 m 6,0

diaclasas verticalizadas30

77,2

8 60 7,840

S.P.T ( 8,40 m ) 8,49 50 Rz 5 cm 80 9,0

8010 10,2

5011 11,1

3012,0

12 Final del sondeo 12,0 m



Prof

undi

dad

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.



Niv

el fr

eatic

o

ENSAYOS DE CAMPO

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tera

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SPT

Test

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0 10 20 30 40 50


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Referencia :282/2009/1 Sondeo nº 3 Peticionario: FUNDACIÓN HOSPITAL DE MANACOR Inicio: 23.07.2009Obra: Estudio Geotécnico para la ampliación y reforma del Sonda y equipo: INSOPER SO-10Hospital de Manacor. MALLORCA. Cota: -0,30 m


0 RELLENO ANTRÓPICO: 0,0Cobertera vegetal de arcilla 0,2limosa con restos de raíces 0,6

1 SUBSTRATO NATURAL:1,2

Caliza arenosa de grano fino 1,52 fisurada y con diaclasas verti‐ 70 2,3

calizadas 2,52,7

3 2,93,03,3

4 90 3,53,63,8

5 S.P.T 4,0 m 4,050 Rz 4 cm 4,2

Caliza arenosa de grano hue‐ 4,46 so 60 4,6

4,8testigo 99 6,0

7 6,0 m 6,799

7,58 Caliza arenosa de grano fino 40 8,0

fisurada50

9 S.P.T 9,0 m 9,050 Rz 8 cm

9,610 80

10,811 Marga arcillosa color verdosa 80

11,470

12 12,012,2

13 80

13,814 Caliza arenosa de grano fino

muy fisurada 70

15 15,0

6016

16,2

1750 17,4

Arcilla arenosa color blanque‐18 cina 18,0

Calcarenita de grano fino fisu‐ 6019 rada

19,010

20 Calcarenita arenosa de grano 20,0fino muy fracturada

Final del sondeo 20,0 mAsistencia Geotécnica de Baleares S.L.

Avda. Gabriel Roca nº 33, 2ºplta, 5ª, 07014 Palma de Mallorcaemail: [email protected]

Sondista: Sr Francisco Martínez Geólogo: Ana Corbasí

Prof

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.CARACTERES LITOLOGICOS


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ENSAYOS DE CAMPO

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SPT

Test

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11,0

12,0

13,0

14,0

15,0

16,0

17,0

18,0

19,0

20,0

0 10 20 30 40 50


Nº colegiado 2635


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El Secretario,

Folio:03228

Núm: 010903228



Referencia : 282 / 2009 / 1 Sondeo nº 4Peticionario: FUNDACIÓN HOSPITAL DE MANACOR

Inicio: 23/07/2009Obra: Estudio Geotécnico para la ampliación y reforma del Sonda y equipo: INSOPER SO-10Hospital de Manacor Cota: -0,20 m


0 RELLENO Y COBERTERA: 0,0Solera de hormigón y cober‐tera vegetal de arcillas limo‐ 0,3

1 sas con restos de raíces 0,5

802 SUBSTRATO NATURAL: 1,8

803

3,0

4 60

S.P.T 4,50 m 4,55 50 Rz 10 c m

Caliza arenosa de grano fino 60fisurada

6 6,0

7 70

7,58

70

9 9,0

9010

Caliza arenosa de grano fino 10,5muy fracturada

11 2011,6

12 Final del sondeo 12,0 m 10 12,0



Prof

undi

dad

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.



Niv

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o

ENSAYOS DE CAMPO

Inal

tera

da

SPT

Test

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R.Q

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Man

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0 10 20 30 40 50


Nº colegiado 2635


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El Secretario,

Folio:03228

Núm: 010903228



Nº colegiado 2635


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El Secretario,

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Sondeo 1 Caja 1

Sondeo 1 Caja 2

Sondeo 1 Caja 3

Sondeo 1 Caja 4

Sondeo 2 Caja 1

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Núm: 010903228



Sondeo 2 Caja 2

Sondeo 2 Caja 3

Sondeo 2 Caja 4

Sondeo 3 Caja 1

Sondeo 3 Caja 2

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Sondeo 3 Caja 3

Sondeo 3 Caja 4

Sondeo 3 Caja 5

Sondeo 3 Caja 6

Sondeo 3 Caja 7

Nº colegiado 2635


Fecha 28/08/2009

El Secretario,

Folio:03228

Núm: 010903228



Sondeo 4 Caja 1

Sondeo 4 Caja 2

Sondeo 4 Caja 3

Sondeo 4 Caja 4

Nº colegiado 2635


Fecha 28/08/2009

El Secretario,

Folio:03228

Núm: 010903228



Nº colegiado 2635


Fecha 28/08/2009

El Secretario,

Folio:03228

Núm: 010903228



estudio geotÉcnico para la ampliaciÓn y reforma del

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