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GEOLOGÍA

PRO UG 004 PROCEDIMIENTO DE LOGUEO

GEOTÉCNICO BIENIAWSKI

DICIEMBRE 2014

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Contenido  1.   OBJETIVOS. ........................................................................................................... 3  

2.   ALCANCE. .............................................................................................................. 3  

3.   RESPONSABILIDAD .............................................................................................. 3  

4.   ACTIVIDADES PREVIAS ........................................................................................ 3  

5.   EQUIPOS Y MATERIALES ..................................................................................... 3  

6.   PROCEDIMIENTO DE LOGUEO GEOTÉCNICO. ................................................. 4  

7.   DESCRIPCIÓN DE LOS PASOS DE PROCEDIMIENTO ...................................... 5  

7.1.   Porcentaje de Recuperación de testigo ........................................................... 5  

7.2.   Resistencia a la compresión uniaxial ............................................................... 6  

7.3.   RQD ................................................................................................................. 8  

7.4.   Espaciamiento de las discontinuidades ......................................................... 10  

7.5.   Condición de las discontinuidades ................................................................. 11  

7.6.   Rugosidad ...................................................................................................... 12  

7.7.   Relleno ........................................................................................................... 12  

7.8.   Intemperización .............................................................................................. 13  

7.9.   Agua subterránea ........................................................................................... 14  

7.10.   Valoración total ........................................................................................... 15  

8.   REFERENCIAS ..................................................................................................... 16  

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1. OBJETIVOS.

Establecer el procedimiento de geotecnia mediante el método de Bieniawski para la

caracterización del macizo rocoso.

2. ALCANCE.

El análisis geotécnico se lo realiza a todos los testigos de perforación que tengan

condición de roca, las que sean consideradas como saprolita (suelo) no son tomadas

en cuenta. Los testigos deben ser registrados apenas lleguen a la sala de logueo.

3. RESPONSABILIDAD

La ejecución del registro o logueo geotécnico es responsabilidad de los geólogos que

tengan conocimientos del método de logueo geotécnico por el método de Bieniawski y

que además se encuentren en campo.

4. ACTIVIDADES PREVIAS

Antes de realizar el trabajo de logueo geotécnico es importante cumplir algunas

actividades que facilitarán el trabajo:

• Limpiar las cajas al momento de su llegada de la perforación. • Ordenar las cajas de testigos en secuencia numérica y de profundidad. • Revisar orden, posición, profundidades de inicio y fin de cada una de las cajas. • Acomodar los testigos, es decir unir los pedazos según su forma de rotura o

siguiendo la forma de las fracturas naturales, como si se tratara de un rompecabezas, de tal forma que los testigos se presenten como cilindros completos. Esto se lo realizará cuando las muestras no estén muy fracturadas. En caso de ser suelo o roca triturada será difícil realizar esta tarea.

5. EQUIPOS Y MATERIALES

El equipo que se necesita para el logueo geotécnico es:

• Flexómetro (3-10-15-20 metros). • Protactor. • Navaja. • Martillo.

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• Marcadores permanentes de diferentes colores. • Lápiz y borrador. • Hojas de los formatos de logueo. (Reg. Log Geotécnico).

6. PROCEDIMIENTO DE LOGUEO GEOTÉCNICO.

Datos a obtenerse son:

• Resistencia a la compresión uniaxial. • R.Q.D. • Espaciamiento de las discontinuidades. • Condición de las discontinuidades. • Persistencia. • Apertura. • Rugosidad. • Relleno. • Intemperización.

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• Agua subterránea.

7. DESCRIPCIÓN DE LOS PASOS DE PROCEDIMIENTO

Existen 2 métodos de recolección de datos:

1. RECOLECCIÓN BÁSICA DE DATOS GEOTÉCNICOS (Prueba Base) a. Recuperación de testigo (%). b. Resistencia a la Compresión Uniaxial. c. R.Q.D. d. Fracturas por metro.

2. LOGUEO GEOTÉCNICO A DETALLE (Dominio Base) “BIENIAWSKI”

Cada intervalo del testigo con calidades geotécnicas idénticas.

Los cambios de dominio frecuentemente corresponden a:

a. Litologías. b. Estructura. c. Meteorización. d. Calidad de la roca. e. Condición de fracturas.

La selección de dominio justo es la base de la clasificación de la roca (no

mayores a 20 metros y mínimo dominios de 15 centímetros).

7.1. Porcentaje de Recuperación de testigo

Esta longitud debe medir el testigo de roca en su totalidad, evitando los espacios

que pueden existir entre los trozos que no han podido ser unidos. Si la roca

presenta fracturas que no pueden unirse, se recomienda medir los trozos y sumar

sus distancias para así obtener el valor total de la longitud. Tener precaución en la

forma como se miden las fracturas. Sin embargo se aprecia que la longitud de las

maniobras de los testigos puede variar, particularmente en las zonas de falla o

cuando es un macizo rocoso de mala calidad.

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Si la roca se presenta muy fracturada y no se puede tener una idea clara de la

forma del testigo, lo que se hace es juntar todos los pedazos con el fin de simular

una forma aproximada a lo que sería el testigo si estuviera completo. Una vez

conseguido esto se procede a realizar la medición de la distancia.

Este valor se lo calcula de forma porcentual.

7.2. Resistencia a la compresión uniaxial

a) Estimación en el campo:

i. Método de la navaja ii. Utilizando tablas generales.

Tabla de Clasificación de la Dureza

GRADO DESCRIPCIÓN IDENTIFICACIÓN

0 Roca extremadamente suave Fácil hendidura con la uña

1 Roca muy suave Se desmorona bajo un simple golpe de la punta del martillo, puede rasgarse con una navaja

2 Roca suave Hendidura con la punta del martillo, puede rasgarse con dificultad con una navaja

3 Roca medianamente dura No puede ser rasgado o pelado con una navaja, el espécimen se puede fracturar con un leve golpe del martillo

4 Roca dura El espécimen requiere de tres golpes con el martillo para ser fracturado

5 Roca muy dura El espécimen requiere de 5 golpes con el martillo para ser fracturado

6 Roca extremadamente dura El espécimen solo es rayado por el martillo

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b) Ensayo de laboratorio i. Con el martillo de dureza de SCHMIDT

Valoración a la resistencia a la compresión Uniaxial

R. COMP. UNIAX. VALORACIÓN

R0 (0, 00-1,00) Mpa. 0

R1 (1,00-5,00)Mpa. 1

R2 (5, 00-25 ) Mpa. 2

R3 ( 25 - 50 ) Mpa. 4

R4 ( 50 - 100 ) Mpa. 7

R5 (100-250) Mpa. 12

R6 >250 Mpa 15

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7.3. RQD

Este índice representa la relación entre la suma de las longitudes de los

fragmentos de testigo mayores a 10 cm. y la longitud total de la maniobra. Para la

estimación del RQD se consideran sólo los fragmentos de roca fresca,

excluyéndose los que tengan un grado de meteorización importante.

Las fracturas mecánicas deben ser ignoradas en el cálculo del RQD, en el caso

que exista duda respecto al origen de la discontinuidad (natural o mecánica) se

toma el caso más conservador, es decir se considerará que la fractura es natural.

En testigos de perforación:

• Diámetros recomendados, HQ/NQ. • Rocas muy blandas, RQD=0. • Inclinación de sondajes. • Fracturas mecánicas (roturas).

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Valoración del RQD

R.Q.D (%) VALORACIÓN 90 – 100 20 75 – 90 17 50 – 75 13 25 – 50 8

< 25 3

Figura 1. Formas correctas de medir RQD (donde d>=0.1 metro).

Sí !

d >=0.1m

Sí ! Sí !

Sí ! Sí !

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7.4. Espaciamiento de las discontinuidades

Es el espaciamiento o la distancia que existe entre fracturas dentro del macizo

rocoso.

Terminología

Muy espaciado > 2m. Moderado 0.6 – 2m. Cerrado 200. – 600mm.

Muy cerrado 600 – 200mm. Extremadamente cerrado < 60mm.

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Valoración de las discontinuidades

ESPACIADO DE LAS DISCONTINUIDADES VALORACIÓN

> 2m. 20 0.6 – 2m. 15

200mm. – 600mm. 10 60mm. – 200mm. 8

< 60mm. 5

7.5. Condición de las discontinuidades

Persistencia: Es la extensión en área o tamaño de una discontinuidad. Cuanto

menor sea la persistencia, la masa rocosa será más estable y cuanto mayor sea

ésta será menos estable.

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Valoración

PERSISTENCIA VALORACIÓN

<1m long. 6

1-3 m Lon. 4

3-10m Lon. 2

10-20 m Lon. 1

> 20 m Lon. 0

7.6. Rugosidad

Es la aspereza o irregularidad de la superficie de la discontinuidad. Cuanta menor

rugosidad tenga una discontinuidad, la masa rocosa será menos competente y

cuanto mayor sea ésta, la masa rocosa será más competente

Valoración

RUGOSIDAD VALORACIÓN Muy rugosa 6

Rugosa 5 Ligeramente rugosa 3

Lisa 1 Súper Pulida 0

7.7. Relleno

Son los materiales que se encuentran dentro de la discontinuidad. Cuando los

materiales son suaves, la masa rocosa es menos competente y cuando éstos son

más duros, ésta es más competente.

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Valoración

RELLENO VALORACIÓN Limpia 6

Duro < 5mm 4 Duro > 5mm 2

Suave < 5mm 1 Suave > 5mm 0

7.8. Intemperización

Está relacionada con la modificación que sufre la superficie de la roca o en sus

proximidades, debido a la acción de agentes atmosféricos. El grado de la

meteorización dependerá de las condiciones climatológicas, morfológicas y de la

composición de la masa rocosa.

Terminología

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Valoración

INTEMPERISMO VALORACIÓN Sana 6

Lig. Intemp. 4 Mod. Intemp. 2 Muy Intemp. 1

Descompuesta 0

7.9. Agua subterránea

Valoración

AGUA SUBTERRÁNEA VALORACIÓN Seco 15

Húmedo 10 Mojado 7 Goteo 4 Flujo 0

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7.10. Valoración total

R6 >250 15 R5 100-250 12 R4 50-100 7 R3 25-50 4 R2 25-5 2 R1 5-1 1 <1 090-100 20 75-90 17 50-75 13 25-50 8 <25 3

1 >2 m 20 2 60 cm - 2 m 15 3 20 - 60 cm 10 4 6 - 20 cm 8 5 < 6 cm 51 <1m long. 6 2 1-3 m Lon. 4 3 3-10m Lon. 2 4 10-20 m Lon. 1 5 > 20 m Lon. 01 Closed 6 2 <0.1mm 5 3 0.1-1 mm 4 4 1-5 mm 1 5 > 5 mm 01 Very rough 6 2 Rough 5 3 Sligtly rough 3 4 Smooth 1 5 Foult mirror 01 Clean 6 2 Strong<5mm 4 3 Strong> 5mm2 4 Soft< 5 mm 1 5 Soft > 5 mm 01 Healty 6 2 Slightly Disturbed5 3 Mod.Disturbed3 4 Very Disturbed 2 5 Disturbed 01 Dry 15 2 Humit 10 3 Wet 7 4 Dripping 4 5 Flow 0UNDERGROUND WATER

Intempe.CONDITION Filling

RugosityJOINT Aperture

DISTANCEPersistence

R Q D ( % )

ROCK MASS VALUE ( RMR - BIENIAWSKI )UNIAXIAL COMPRE. R.

A5 Disturbed rock Bx BreachA4 Very alterated rock Ct ContactA3 Moderated alterated rock F - Fz Fail zoneA2 Little alterated rock E EstratificationA1 Healty Rock not alterated D Diaclase

V-VERY BAD

Tipe of alteration Type of fractures Observation

DESCRIPTION I-VERY GOOD II-GOOD III-Regular IV-BAD

TOTAL VALUE RMR ( extreme of valvations )

RMR 100 - 81 80 - 61 60 - 41 40 - 21 20 - 0

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8. REFERENCIAS

• Barton, N., By, T.L., Chryssanthakis, L., Tunbridge, L., Kristiansen, J., Løset, F., Bhasin,R.K., Westerdahl, H. and Vik, G. 1992. Comparison of prediction and performance for a 62 m span sports hall in jointed gneiss. Proc. 4th. int. rock mechanics and rock engineering conf.,Torino. Paper 17.

• Barton, N., Løset, F., Lien, R. and Lunde, J. 1980. Application of the Q-system in design decisions. In Subsurface space,(ed. M. Bergman) 2, 553-561. New York: Pergamon.

• Barton, N.R., Lien, R. and Lunde, J. 1974. Engineering classification of rock masses for the design of tunnel support. Rock Mech. 6 (4), 189-239.

• Bieniawski, Z.T. 1973. Engineering classification of jointed rock masses. Trans S. Afr. Inst. Civ. Engrs 15, 335-344.

• Bieniawski, Z.T. 1976. Rock mass classification in rock engineering. In Exploration for rock engineering, proc. of the symp., (ed. Z.T. Bieniawski) 1 , 97-106. Cape Town: Balkema.

• Sociedad Nacional de Minería Petróleo y Energía .Manual de Geomecánica (edición primera) 1-30 Lima Perú.