Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo Facultad de Ingeniería Civil
Clasificaciones geomecánicas Mecánica de rocas Dr. Eleazar Arreygue Rocha
Introducción Las clasificaciones geomecánicas determinan la sistemática del est dio empírico en la Ingeniería de Rocas y relacionan la experiencia estudio e periencia práctica ganada en diferentes proyectos con las condiciones existentes en determinado sitio. La utilización de las clasificaciones ha crecido de tal manera que ahora no solo se circunscribe a túneles, sino también a taludes, cimentaciones, minería, etc., debido a su proximidad con la realidad y a las ventajas j q que tiene con otros métodos utilizados. El propósito de la clasificación es proporcionar un índice numérico que nos indica la calidad del macizo rocoso, para luego recomendar el sostenimiento más adecuado.
1
Introducción Es importante que se debe mencionar que se debe realizar un seg imiento durante seguimiento d rante la excavación, e ca ación ya a que q e los índices de calidad de macizos rocosos no son exactos y por lo tanto, necesitan un monitoreo que nos permita asegurar la estabilidad de la excavación; para esto se pueden combinar algunos de los métodos que se mencionan a continuación. En la actualidad, los procedimientos para realizar el diseño estable de una cavidad subterránea o de una cantera,, se circunscriben principalmente a los métodos analíticos, geológicos y geomecánicos.
Introducción El objetivo de las clasificaciones geomecánicas es evaluar las propiedades de un n macizo maci o rocoso, rocoso establecer su s calidad cuantitativamente y poder predecir de alguna manera lo siguiente: 1. El comportamiento del macizo rocoso frente a la excavación programada. 2. El tipo de sostenimiento. 3. Obtener de manera aproximada (empírica) el rango de variación de propiedades geotécnicas del macizo rocoso como son el ángulo de fricción interna y la cohesión.
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Características estructurales del macizo rocoso Cuando la Ingeniería Geológica interviene en el diseño de un proyecto, se debe observar al macizo rocoso como un conjunto de bloques intactos, separado por discontinuidades y tomar en cuenta tanto al material intacto como a las propiedades de las discontinuidades. Para entender la relación que existe entre la roca y el macizo rocoso, se debe analizar que las propiedades de la roca intacta serán superadas por las propiedades de las discontinuidades, sin que esto signifique i ifi que no se tome t en cuenta t las l propiedades i d d de d la l roca intacta i t t en el comportamiento del macizo rocoso fracturado.
Características estructurales del macizo rocoso Esto es, si las discontinuidades están ampliamente espaciadas y si la roca intacta es débil y alterada, las propiedades de la roca pueden influenciar fuertemente el comportamiento del macizo rocoso. Sin embargo, en general, las propiedades de las discontinuidades son de mayor importancia que las propiedades de la roca intacta. Una importante consecuencia en la clasificación de la roca es la selección de los parámetros de gran significado. Varios parámetros ti tienen una diferente dif t importancia i t i y solamente l t sii se toman t j t juntos, ellos ll pueden describir satisfactoriamente al macizo rocoso. Los parámetros más importantes que se toman en cuenta a la hora de clasificar un macizo rocoso se muestran en la siguiente tabla.
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Parámetros La resistencia de la roca a la compresión uniaxial: dado que la resistencia de la roca intacta constituye la resistencia limite del macizo. También se puede utilizar el Índice de Resistencia de Carga Puntual.
Características geológicas
RQD: Índice de Calidad de la Roca, que es cuantitativo e incorpora solo piezas sólidas de núcleos de sondeos y cuyas longitudes son mayores de 100 mm. Es un parámetro limitado para la descripción de un macizo rocoso porque no toma en cuenta la influencia del espesor de las diaclasas, orientación, continuidad y relleno. Espaciado de las discontinuidades. Condición de las discontinuidades (rugosidad, continuidad, separación, meteorización de la pared ) de las discontinuidades, relleno).
Tipo de obras
Excavaciones superficiales
Excavaciones subterráneas cercanas a la superficie.
La mayoría de los proyectos de ingeniería civil, tales como túneles y cámaras subterráneas.
Orientación de las discontinuidades. Condiciones hidrogeológicas (filtraciones y presión). Tensiones in situ
El conocimiento de los campos de tensión vigentes, o los cambios en las tensiones pueden ser de mayor consideración que los parámetros geológicos.
Excavaciones subterráneas profundas.
Parámetros para la clasificación de macizos rocosos (Bieniawski, 1986).
Ingeniería de la clasificación de macizos rocosos Las clasificaciones de macizos rocosos forman la columna vertebral del diseño empírico aproximado y son ampliamente utilizadas en los proyectos de ingeniería. De hecho, en muchos proyectos, la clasificación aproximada de un macizo sirve como la única base práctica para el diseño de complejas estructuras subterráneas. La mayoría de los túneles ahora construidos hacen uso de algún sistema de clasificación. Estos sistemas toman conocimiento de los nuevos avances en la tecnología de sostenimientos, sostenimientos como son los pernos de anclaje, el concreto lanzado y considera diferentes proyectos de ingeniería tales como túneles, cámaras, minas, taludes y cimentaciones.
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Ingeniería de la clasificación de macizos rocosos
De los tantos sistemas de clasificación en existencia, existencia siete requieren una atención especial, debido a que son los más utilizados y tienen una relevancia histórica, éstos son: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Terzaghi (1946) Lauffer (1958) Deere (1967) Wickham (1972) Bieniawski (1973) Barton (1974) Laubscher (1977)
Clasificaciones Método
Forma
Aplicación
Basic Geotecnical BGD
Descriptiva
Cualquiera
Problem Recognition Index PRI
Numérica
Cualquiera
Deree and Miller modificada
Numérica
Cualquiera
Rock Qualituy Designation RQD
Numérica
Cualquiera
Rock Mass Rating RMR
Numérica
Cualquiera
Rock Mass Rating RMR modificado
Numérica
Cualquiera
Q System
Numérica
Cualquiera
Geological Strength Index GSI
Numérica
Cualquiera Cualquiera
Índice n
Numérica
Slope p Rock Mass Rating g SRMR
Numérica
Taludes
Slope Mass Rating SMR
Numérica
Taludes
SSPC
Numérica
Taludes
Surface Rock Classification SRC
Numérica
Túneles
Rock Mass Number N
Numérica
Túneles
Rock Structure Rating RSR
Numérica
Túneles
Rock Mass Index RMi
Numérica
Túneles
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Clasificación de Terzaghi En 1946, Terzaghi propuso el primer sistema racional de clasificación para calcular las cargas que deben soportar los marcos de acero en l túneles. los tú l E t fue Este f un desarrollo d ll importante, i t t dado d d que los l marcos de acero han sido el sistema de sostenimiento más utilizado durante los últimos 60 años. Este método es apropiado para el propósito para el cual fue diseñado, para la estimación de las cargas para los marcos de acero, y no es adecuado para los métodos modernos de túneles usando concreto lanzado y pernos de anclaje. Terzaghi hace hincapié sobre la importancia de hacer la exploración geológica antes de que se termine el diseño y sobre todo, insiste en conocer los efectos de la roca, ya que, el defecto de la roca y su intensidad, puede resultar más importante que el tipo de roca que se puede encontrar.
Clasificación de Terzaghi El concepto de Terzaghi para estimar la carga de la roca transmitida a los marcos de acero para el sostenimiento de un túnel, se muestra a continuación. Al construir un túnel o una excavación, se rompe el equilibrio del macizo rocoso y se produce un relajamiento de la cohesión de las rocas circundantes a la excavación, las cuales tenderán a irrumpir en el túnel. A este movimiento, se oponen las fuerzas de fricción de los límites laterales de la roca circundante a la excavación y transfieren la parte más importante del peso de la carga de roca W1 al material de los lados del túnel. El techo y los lados del túnel sopprtan el resto de la carga que equivale a una altura Hp. El ancho B1 de la zona de la roca donde existe el movimiento, dependerá de las características de la roca y de las dimensiones Ht y B del túnel.
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Clasificación de Terzaghi
Diagrama simplificado que representa el movimiento de roca suelta hacia un túnel y la transferencia de carga a la roca circundante.
Carga de roca (Hp en pies) sobre el techo del túnel con anchos B (en pies) y altura Ht (en pies) a una profundidad superior de más de 1.5 (B + Ht). Estado de la roca 1.- Dura y masiva
Carga de roca Hp en pies Cero
2.- Dura pero estratificada o esquistosa *
0 a 0.5 B
3.- Masiva, ligeramente fisurada
0 a 0.25 B
Observaciones Sólo se necesita refuerzo escaso si hay desprendido o chasquido. Refuerzo escaso más que nada como protección contra desprendimientos. g p puede cambiar en forma errática La carga de un punto a otro.
4.- Medianamente fisurada en bloques algo abiertos
0.25 B a 0.35 (B + Ht)
No hay presión lateral.
5.- Muy fracturada en bloques y las fracturas abiertas
(0.35 a 1.10)(B + Ht)
Poca o ninguna presión lateral
6.- Totalmente fracturada pero químicamente inalterada
1.10 (B + Ht)
7 Roca 7.R comprimida, i id profundidad f did d moderada
(1.10 a 2.20)(b + Ht)
8.- Roca comprimida a gran profundidad
(2.10 a 4.50) (B + Ht)
9.- Roca expansiva
Hasta 250 pies, independientemente del valor (B + Ht)
Presiones laterales considerables. Los efectos de las infiltraciones hacia el piso del túnel requieren apoyo continuo para las partes bajas de los marcos, o bien marcos circulares. Considerable presión lateral. Se requiere plantilla apuntalada. Es preferible usar marcos circundantes. Marcos circundantes indispensables. En casos extremos, úsese refuerzo elástico.
Clasificación de Terzaghi para carga de roca en túneles con soporte de marcos de acero.
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Índice de calidad de la roca (RQD) El Rock Quality Designation (RQD), fue introducido hace 30 años como un Índice de Calidad de la Roca, Roca cuando la información de la calidad d ela roca estaba usualmente disponible solo a partir de las descripciones geológicas y del porcentaje de recuperación (Deere 1988). El RQD es una modificación del porcentaje de núcleos de recuperación, el cual solo incorpora las piezas sanas de los núcleos que tienen una longitud igual o mayor a 100mm. Este índice cuantitativo ha sido ampliamente utilizado como un indicativo para identificar zonas de mala calidad de la roca, las mismas que necesitan un gran escrutinio y aburridos estudios adicionales en los trabajos de exploración.
Índice de calidad de la roca (RQD) Para la determinación del RQD, la ISRM recomienda recuperar los núcleos con una perforación f ió de d diamante di d doble de d bl barril con un diámetro no menor al NX (54.7mm). La siguiente relación entre el índice del RQD y la calidad d ela roca fue propuesta por Deere en 1968.
Se calcula con la siguiente fórmula:
Recuperación del sondeo (cm)
Recuperación Real (cm)
25.0
25.0
5.0 5.0 7.5 10.0
10.0
12.5
12.5
7.5 10.0
10.0
15.0
15.0
10.0 5.0 12.5
RQD (%) = 100 * (Recuperación real / Longitud del barreno
125.0 cm
Recuperación del sondeo 125 / 150 cm = 83%
12.5
Longitud Total del Barreno 150 cm
85.0 cm
RQD 85 / 150 = 57%
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Índice de calidad de la roca (RQD) Para el cálculo se debe indicar que los porcentajes del RQD incluyen solo las piezas sanas de los núcleos con longitudes mayores o iguales a 100mm, 100mm los que son sumados y divididos para su longitud total del muestreo que se realiza. En tal virtud, las piezas de los núcleos que no son duras y sanas no deben ser tomadas en cuenta aunque éstas cumplan con el requisito de la longitud. De esta manera, rocas altamente meteorizadas tendrán un valor del RQD igual a cero.
Valores RQD de la calidad de la roca según Deere
RQD
C lid d de Calidad d la l roca
< 25 %
Muy mala
25 – 5 0 %
Mala
50 – 75 %
Regular
75 – 90 %
Buena
90 – 100%
Muy Buena
Índice de calidad de la roca (RQD) Cuando no se dispone de núcleos de perforación, el RQD puede ser estimado a partir de una línea o de un área de mapeo. Para una lí línea d mapeo, se puede de d obtener bt ell promedio di del d l espaciado i d de d las l discontinuidades (número de discontinuidades divididas para la longitud de la línea de muestreo). El RQD obtenido de esta manera, se puede calcular con la siguiente ecuación: RQD = 100e-0.1λ (0.1λ + 1) Donde: λ : 1 / (frecuencia de discontinuidades) Aunque esta ecuación es apropiada, sin embargo, también depende de la dirección de la línea de mapeo.
9
Índice de calidad de la roca (RQD) Para un área de mapeo, Palmstrom (1982) sugirió que el RQD puede ser estimado a partir del numero de discontinuidades por unidad de volumen, en el cual el numero de discontinuidades por metro para cada familia es sumado. Este parámetro puede ser utilizado en afloramientos y túneles. La fórmula se expresa de la siguiente manera: RQD = 115 – 3.3 Jv donde: Jv : representa el numero de las discontinuidades por metro cúbico y es igual g a: Jv = Σ (1 / S) donde S : espaciado de las discontinuidades en metros para el sistema de discontinuidades actuales.
Índice de calidad de la roca (RQD) Además, Deere p propone p otra fórmula p para conocer el RQD, la cual se presenta en seguida: RQD % = 100 ( t * λ + 1 ) e – t * λ λ= N/L Donde: t N L
espaciamiento mínimo numero de discontinuidades interceptadas longitud del levantamiento
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Ejemplos de recuperación del RQD Ejercicio 1
Ejercicio 2
Ejercicio 3
Ejercicio 4
35
21
12
32
8
9
9
4
4.5
12
7
35
7.5
11
4
5
15
7
8
27
10
6
19
3
6
15
5
19
20
17
15
5
12
8
10
17
4
4
9
11
19
5 6 8
RMR de Bieniawski El Sistema de Valoración del Macizo Rocoso (RMR), más conocido como Clasificación Geomecánica RMR, fue desarrollado por Bieniawski durante 1972 y 1973. 1973 En los pasados 25 años, el RMR ha tenido éxitos, pasando la prueba del tiempo y beneficio de extensiones y aplicaciones por muchos autores en todas partes del mundo. Esta variedad de aplicaciones, en una cantidad de 351 casos históricos, señala la aceptación del sistema y su inherente facilidad de uso y versatilidad ilid d en la l práctica á i ingenieril, i i il tales l como túneles, ú l minas, i taludes l d y cimentaciones, etc. Es importante que el RMR sea usado para el propósito al cual fue desarrollado, y no sea una respuesta para todos los diseños de ingeniería.
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RMR de Bieniawski La clasificación ha sido utilizada muchas veces y modificada por el mismo autor, el cual propone la Clasificación Geomecánica RMR. Esta se basa sobre un punteo que se le da a la roca, recavado del análisis de los siguientes parámetros: 1. Resistencia a la compresión uniaxial de la roca; 2. Índice de Calidad de la Roca (RQD); 3. Espaciado entre discontinuidades; 4. Condición de las discontinuidades; 5. Condición de infiltraciones de agua;
Parámetros
Resistencia de la roca inalterada
Rango de Valores
Resistencia Point Load (Mpa)
> 10 MPa
4 – 10 MPa
2 – 4 MPa
1 – 2 MPa
Para estos valores bajos es preferible la prueba de compresión uniaxial
Resistencia a compresión uniaxial (Mpa)
> 250 MPa
100 – 250 MPa
50 – 100 MPa
25 – 50 MPa
5 – 25 MPa
1–5 MPa
< 1 MPa
2
1
0
Coeficiente
15
12
7
4
Índice de Calidad de la Roca RQD (%)
90 - 100
75 - 90
50 - 75
25 - 50
< 25
Coeficiente
20
17
13
8
3
Espaciamiento de las discontinuidades
>3m
1–3m
0.3 – 1 m
0.05 – 0.3
< 0.05
Coeficiente
20
Condiciones de las discontinuidades
Superficies muy rugosas, sin continuidad, sin separación. Paredes de roca sin alteración
Coeficiente
Agua en la Roca
15 Superficies rugosas, con separación < 1 mm. Paredes ligeramente meteorizadas
10
8
5
Superficies ligeramente rugosas, con separación < 1 mm. Paredes altamente meteorizadas
Superficies lisas o relleno < 5mm espesor o separación 1 - 5mm fisuras continuas
Relleno blando > 5 mm de espesor separación > 5 mm fisuras continuas
30
25
20
10
0
Flujo por cada 10 m longitud del túnel (l/min.)
Ninguna
< 10
10 - 25
25- 125
> 125
Presión del agua en las fisuras
0
0.0 – 0.1
0.1 – 0.2
0.2 – 0.5
> 0.5
Condición general
Seco
Lig. húmedo
Húmedo
Goteando
Chorreando
15
10
7
4
0
Coeficiente
12
B.- Ajuste de la orientación de las discontinuidades Orientación del rumbo y echado de las fisuras
Coeficiente
Muy favorable
Favorable
Regular
Desfavorable
Muy desfavorable
Túneles y Minas
0
-2
-5
- 10
- 12
Cimentaciones
0
-2
-7
- 15
- 25
Taludes
0
-5
- 25
- 50
- 60
C.- Tipos de macizos rocosos determinados a partir de la valuación total Coeficiente Tipos de rocas Descripción de la roca
100 - 81
80 - 61
60 - 41
40 - 21
< 20
I
II
III
IV
V
Buena
Regular
Mala
Muy mala
Muy buena
D.- Significado de los tipos de roca Tipo de roca
I
II
III
IV
V
20 años, claro de 5 m
1 año, claro de 10 m
1 semana, claro de 5 m
10 horas, claro de 2.5 m
30 minutos, claro de 1 m
Cohesión del macizo rocoso (Kpa)
> 400
300 - 400
200 - 300
100 - 200
< 100
Ángulo de fricción del macizo rocoso
> 45°
35° - 45°
25° - 35°
15° - 25°
< 15°
Tiempo medio de sostén:
E.- Guía para la clasificación según las condiciones de las discontinuidades Longitud (Persistencia) Coeficiente Separación (Abertura) Coeficiente Rugosidad Coeficiente Relleno Coeficiente Meteorización Coeficiente
<1m
1 – 3m
3 – 10m
10 – 20m
> 20m
6
4
2
1
0
Ninguna
< 0.1 mm
0.1 – 1.0 mm
1 – 5 mm
> 5 mm
6
5
4
1
0
Muy rugosa
Rugosa
Ligeramente rugosa
Lisa
Superficies pulidas
6
5
3
1
0
Ninguno
Duro < 5 mm
Duro > 5 mm
Blando < 5 mm
Blando > 5 mm
6
4
2
2
0
Inalterada
Ligeramente meteorizada
Moderadamente meteorizada
Altamente meteorizada
Descompuesta
6
5
3
1
0
13
Efecto de la orientación del rumbo y buzamiento de las discontinuidades en los túneles Rumbo perpendicular al eje del túnel
Rumbo paralelo al eje del túnel
Avance en el sentido del buzamiento 45º – 90º
Avance en el sentido del buzamiento 20º – 45º
Buzamiento 45º - 90º
Buzamiento 20º - 45º
Muy Favorable
Favorable
Muy favorable
Regular
Avance contra el sentido del buzamiento 45º – 90º
Avance contra el sentido del buzamiento 20º – 45º
Buzamiento 0 – 20º Independiente del rumbo
Regular
Desfavorable
Regular
E.A.R.
Guía de excavación y sostenimientos de túneles en roca en concordancia con el RMR Clase de macizo rocoso
Sostenimiento Excavación
Pernos ( 20 mm, adhesión total)
Concreto lanzado
Roca muy buena I RMR: 81 - 100
Avance de 3m a sección completa
Roca buena II RMR: 61 - 80
Avances de 1.0 a 1.5m a sección ió completa. l t Sostenimiento total a 20m del frente.
Pernos locales en el ttecho, h 3m 3 d de llargo y espaciado de 2.5m con malla ocasional.
50 mm en el techo d d ffuera donde necesario.
Media sección y banqueo, progresiones de 1.5 a 3.0m en la media sección. Sostenimiento primario después de cada voladura. Sostenimiento completo a 10m del frente.
Empernado sistemático de 4m de largo: espaciado de 1.5 a 2m en el techo y paredes con malla en el techo.
50 – 100 mm en el techo.
Media sección de banqueo, progresiones de 1 1. a 1 1.5m 5m en la media sección. Hay que instalar los refuerzos conforme el avance, a 10m del frente.
Empernado sistemático de 4 a 5m de largo con espaciado de 1.0 a 1.5m en el techo y paredes con malla.
100 a 150 mm en el techo techo.
Etapas múltiples. A veces de 0.5 a 1.5m en la media sección. Instalación del sostenimiento a medida que se excava. Concreto lanzado con la mayor brevedad después de las voladuras.
Empernado sistemático de 5 a 6m de largo, espaciado 1.0 a 1.5m en la clave y paredes con malla. Instalación de pernos en el piso o contrabóveda.
150 a 200 mm en el techo.
Roca regular III RMR: 41 – 60
Roca mala IV RMR: 21 – 40
Roca muy mala V RMR: < 20
Marcos de acero
Generalmente no se necesita sostenimiento, excepto algunas anclas para refuerzo local
No
No 30 mm en las paredes.
100 mm en las paredes.
100 mm en las paredes y 50 mm en el frente.
Marcos ligeros a medianos separados 1.5m, donde haga falta.
Marcos medianos a pesados espaciados a 0.75m con tablestacado donde se necesite.
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Ejemplos de Bieniawski Ejercicio 1 Resistencia del material inalterado
150 MPa
RQD
Ejemplo 1
Espaciamiento de las fisuras
0.4 m
Condiciones de las fisuras
superficie rugosa con roca algo meteorizada y separación de 1 mm
Agua subterránea
la roca está húmeda
Ejercicio 2 Resistencia del material inalterado
75 MPa
RQD
Ejemplo 2
Espaciamiento de las fisuras
0.2 m
Condiciones de las fisuras
superficie pulida con relleno y separación de 3 milímetros
Agua subterránea
se observa que hay algo de goteo
E.A.R.
Ejemplos de Bieniawski Ejercicio 3 Resistencia del material inalterado
230 MPa
RQD
Ejemplo 3
Espaciamiento de las fisuras
0.8 m
Condiciones de las fisuras
superficie muy rugosa
Agua subterránea
se observa mojado
Ejercicio 4 Resistencia del material inalterado
85 MPa
RQD
Ejemplo 4
Espaciamiento de las fisuras
0.5 m
Condiciones de las fisuras
superficie rugosa con paredes ligeramente meteorizadas
Agua subterránea
con gasto de 15 L/min.
15
Q System, de Barton El índice Q de clasificación de macizos rocosos fue desarrollado en Noruega en 1974 por Barton, Lien y Lunde, todos ellos del Instituto Geotécnico de Noruega. Su desarrollo representó una mayor contribución al tema de clasificación de macizos rocosos por las siguientes circunstancias: • El sistema fue propuesto con base en el análisis de 212 casos históricos de túneles en Escandinavia. • Es E un sistema i t d clasificación de l ifi ió cuantitativa. tit ti • Es un sistema ingenieril que facilita el diseño de sostenimiento para túneles.
Q System, de Barton En la clasificación se catalogan g los macizos rocosos según g el denominado Índice de Calidad Q, basado en seis parámetros: 1.
RQD
Índice de Calidad de la Roca.
2.
Jn
Numero de familias de discontinuidades
3.
Jr
Rugosidad de las discontinuidades
4 4.
J Ja
M t i Meteorización ió de d las l discontinuidades di ti id d
5.
Jw
Coeficiente reductor que considera la presencia del agua
6.
SRF
Factor de reducción dependiente de las tensiones.
16
Q System, de Barton RQD
Jr
Jw
Q = -------- * ------- * -----Jn
Ja
SRF
RQD = porcentaje de la recuperación modificada del sondeo Jn = Índice que indica el grado de fracturación del macizo rocoso Jr = Índice de rugosidad de las discontinuidades o juntas Ja = Índice de alteración de las discontinuidades Jw = Coeficiente reductor por la presencia de agua SRF = Coeficiente que toma en consideración la influencia del estado tensional del macizo rocoso
Q System, de Barton
El índice Q para túneles puede considerarse como una función de sólo tres parámetros que son medidas aproximadas por: 1. El tamaño de los bloques (RQD / Jn) 2 La resistencia al esfuerzo cortante entre bloques (Jr / Ja) 2. 3. Los esfuerzos activos (Jw /SRF)
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Q System, de Barton La calidad de la roca puede tener un rango que va de Q = 0.001 a 1000 en una escala logarítmica, teniendo las siguientes categorías de macizo rocoso. rocoso Tipo de Roca
Valores de Q
Excepcionalmente mala
10-3 – 10-2
Extremadamente mala
10-2 – 10-1
Muy mala
10-1 – 1
Mala
1–4
Media
4 – 10
Buena
10 – 40
Muy buena
40 – 100
Extremadamente buena
100 – 400
Excepcionalmente buena
400 - 1000
Clasificación de la roca de acuerdo con el Índice de Calidad Q.
Q System, de Barton Para poder relacionar el Índice Q para Túneles, con el comportamiento de una excavación subterránea y sus necesidades de sostenimiento, sostenimiento Barton, Barton Lien y Lunde introdujeron una magnitud cuantitativa adicional de la excavación, que llamaron dimensión equivalente De. Esta dimensión se obtiene de la siguiente relación: Ancho, diámetro o altura (m) de la excavación De = -------------------------------------------------------------------R l ió de Relación d sostenimiento t i i t de d lla excavación ió (ESR)
La relación de sostenimiento de la excavación ESR tiene que ver con el uso que se ha asignado a la excavación, y hasta donde se le puede permitir cierto grado de inestabilidad. Barton da los siguientes valores supuestos para ESR.
18
Tipo de cavidad
ESR
1.- Excavación en minas (temporal)
3.0 – 5.0
2.- Pozos verticales de sección circular 3.-
2.5
Excavaciones mineras permanentes, túneles de conducción de agua para obras hidroeléctricas (con excepción de las cámaras de alta presión para compuertas), túneles piloto (exploración), excavaciones parciales para cámaras subterráneas grandes.
16 1.6
4.- Cámara de almacenamiento, plantas subterráneas para el tratamiento de aguas, túneles carreteros y ferrocarriles pequeños, cámaras de alta presión, túneles auxiliares.
1.3
5.- Casas de máquinas, túneles carreteros y ferrocarrileros mayores, refugios de defensa civil, portales y cruces de túneles.
1.0
6.-
Estaciones nucleares eléctricas subterráneas, estaciones de ferrocarril, instalaciones para deportes y reuniones, fábricas.
0.8
Valores de ESR (Barton y Grimstad, 1994).
Descripción
Valor
Índice de la calidad de la roca
RQD
Muy Mala.
0 – 25
Mala.
25 – 50
Regular.
50 – 75
Buena.
75 – 90
Excelente.
90 - 100
Número de familias de discontinuidades A. Masivo, sin o con pocas fisuras
Notas 1).- Si RQD ≤10% para él calculo de Q se toma el valor de 10. 2).- Es suficientemente preciso tomar variaciones de RQD de intervalos de 5 unidades id d (100, (100 95, 95 80, 80 85, 85 etc). t )
Jn
Notas
0.5 – 1.0
B. Una familia de fisuras.
2
C. Una familia de fisuras + una aislada.
3
D. Dos familias de fisuras.
4
E. Dos familias de fisuras + una aislada.
6
F. Tres familias de fisuras.
9
G. Tres familias de fisuras + una aislada.
12
H. Cuatro o más familias de fisuras, o fisuración intensa, etc.
15
J. Roca triturada, terregal.
20
1).- Para cruces en túneles utilizar (3 * Jn). 2). Para portales utilizar (2 * Jn).
19
Número de rugosidad de las fisuras
Jr
A. Fisura sin continuidad.
4.0
B. Rugosas o irregulares, corrugadas.
3.0
C. Suaves, corrugación suave.
2.0
D.
1.5
Reliz de falla, o superficie de fricción, ondulación. ondulación
E. Rugosas o irregulares pero planas.
1.5
F. Lisas y planas.
1.0
G. Superficie de fricción, plano.
0.5
H.
Zona que contiene minerales arcillosos de espesor suficiente para impedir el contacto de paredes.
1.0
J.
Zona arenosa, de grava o roca triturada de espesor suficiente para impedir el contacto de paredes.
1.0
La descripción se refiere a las características de escala pequeñas o mediana: a. Si el espaciamiento medio de la familia principal es superior a 3m, se aumenta Jr de 1. b. En el caso de juntas planas, si estas están orientadas en la dirección más desfavorables, se utiliza =.5
Número de alteración de las juntas
Ja
Ángulo de fricción
a). Contacto en las paredes de roca A. Relleno soldado, duro, inablandable, relleno impermeable.
0.75
B. Paredes inalteradas, sólo con manchas de superficie.
1.0
25º - 35º
C. Paredes ligeramente alteradas, con recubrimientos de minerales inablandables, partículas arenosas, roca triturada sin arcilla.
2.0
25º - 30º
D.
3.0
20º - 25º
4.0
8º - 16º
Recubrimientos limosos o areno-arcillosos, pequeñas partículas de arcilla (inablandables).
E. Recubrimientos ablandables o con arcilla de baja fricción o sea caolinita o mica, clorita, talco, yeso y grafito, etc., y pequeñas cantidades de arcillas expansivas (recubrimientos sin continuidad de 1-2 mm de espesor o menos). b). Contacto en las paredes antes de un cizalleo de 10 cm. F. Partículas arenosas, roca desintegrada sin arcilla, etc.
4.0
25º - 30º
G. Relleno de minerales arcillosos muy consolidados e inablandables (continuos < 5 mm de espesor).
6.0
16º - 24º
H. Rellenos de minerales arcillosos de consolidación media o baja (continuos < 5 mm de espesor).
8.0
8º - 16º
8.0 – 12.0
6º - 12º
6.0 8.0 0.8 – 12.0
6º - 24º
J.
Rellenos de arcillas expansivas (continuos < 5 mm de espesor). El valor Ja depende del porcentaje de partículas expansivas y del acceso al agua. c). Sin contacto de las paredes después del cizalleo.
K. Zonas o capas de roca y arcilla desintegrada o triturada L. (véase G, H y J) para condiciones de arcilla M. N.
Zonas o capas de arcilla limosa o arenosas, pequeñas fracciones de arcilla (inablandable).
Q. Zonas o capas gruesas de arcillas P. (véase G, H y J) para las condiciones de la arcilla. R.
5.0 10.0 13.0 13 – 20
6º - 24º
20
Factor de reducción por agua en las discontinuidades
Jw
Presión aprox. agua kg/cm2
A Excavación seca o poca infiltración A. infiltración, o sea < 5 l/min localmente.
10 1.0
10 1.0
B. Infiltración o presión mediana con lavado ocasional de los rellenos.
0.66
1.0 – 2.5
C. Gran infiltración o presión alta en roca competente con juntas sin relleno.
0.50
2.5 – 10.0
D. Gran infiltración a presión alta, lavado importante de los rellenos.
0.33
E. Infiltración o presión excepcionalmente altas con las voladuras, disminuyendo con el tiempo. F. Infiltración o presión excepcionalmente altas en todo momento.
1. Los factores C a F son estimaciones aprox. aumenta Jw si se instalan drenes. 2.
0 2 – 0.1 0.2 01
10 0 10.0
0.1 – 0.05
10.0
Factor de reducción de esfuerzos
Notas
SRF
Los problemas especiales causados por la presencia de hielo no se toman en consideración
Notas
a). Zonas de debilidad que interesan la excavación y pueden ser la causa de que el macizo se desestabilice cuando se construye el túnel. A. Múltiples zonas de debilidad que contengan arcilla o roca químicamente desintegrada, roca circundante muy suelta (cualquier profundidad).
10.0
B. Zonas de debilidad aisladas que contengan arcilla o roca químicamente desintegrada (profundidad de excavación < 50 m).
5.0
C. Zonas de debilidad aisladas que contengan arcilla o roca químicamente desintegrada (profundidad de excavación > 50 m).
2.5
D.
Múltiples zonas de fracturas en roca circundante suelta (cualquier profundidad).
7.5
E.
Zonas de fracturas aisladas en roca competente (sin arcilla), (profundidad de excavación < 50 m).
5.0
F.
Zonas de fracturas aisladas en roca competente (sin arcilla) (profundidad de la excavación > 50 m).
2.5
G.
Fisuras abiertas sueltas, fisuración intensa (cualquier profundidad).
5.0
1. Redúzcanse estos valores SRF de 25-50% si las zonas de fracturas sólo interesan pero no cruzan la excavación. 2.- Para un campo virgen de esfuerzos fuertemente anisotrópico (si se mide): cuando 5 1/3 10, redúzcase c a 0.8 c y t, a 0.8 t. Cuando 1/3 > 10,, redúzcase c y t a 0.6 c y 0.6 t donde c = fuerza comprensiva no confinada y t = fuerza de tensión (carga de punta) y 1 y 3 son las fuerzas mayores principales.
21
Descripción
Valores
Notas
b).- Rocas competentes, problemas de tensiones. σc / σ1
σt / σ1
SRF
> 200
> 13
2.5
200 - 10
13 – 0.66
1.0
10 - 5
0.66 – 0.33
0.5 - 2
L.- Planchoneo moderado después de una hora en roca suave.
5-3
0.5 -0.65
5 - 50
M.- Plancjoneo y explosión de roca en pocos minutos en roca masiva.
3-2
0.65 - 1
50 - 200
N.- Intensa explosión de roca e inmediata deformación dinámica en roca masiva.
<2
>1
200 - 400
H.- Tensiones bajas, cerca de la superficie. J.- Tensiones de nivel medio. K.- Elevado nivel de tensiones, estructura muy cerrada generalmente favorable para la estabilidad, puede ser desfavorable para la estabilidad de las paredes.
c).- Roca fluyente, flujo plástico de roca incompetente, bajo la influencia de presiones altas de la roca. O.- Presiones compresivas moderadas.
5 – 10
P.- Presiones compresivas altas.
10 – 20
3. Hay pocos casos reportados donde el techo debajo de la superficie sea menor que el ancho del claro. Se sugiere que el SRF sea aumentado de 2.5 a 5 para estos casos (vea H).
d).- Roca expansiva, acción química expansiva dependiendo de la presencia de agua. Q.- Presiones expansivas moderadas.
5 – 10
R.- Presiones expansivas altas.
10 - 20
22
Categorías del sostenimiento 1. Sin sostenimiento 2 Balón puntual 2. 3. Balón sistemático 4. Balón sistemático con concreto lanzado 5. Concreto lanzado con fibras de 50 a 90 mm y balón 6. Concreto lanzado con fibras de 90 a 120 mm y balón 7 Concreto lanzado con fibras de 120 a 150 mm y balón 7. 8. Concreto lanzado con fibras > 150mm con balón y cerchas metálicas 9. Revestimiento de concreto.
Ejemplos de Barton Ejercicio 1 Calidad de la roca
Ejemplo 4
Sistema de fisuras
dos sistemas
Rugosidad
rugosidad irregular y plana
Alteración de las fisuras
paredes inalteradas con manchas en superficie
Estado del agua
se observa poca infiltración
Reducción de esfuerzos
la roca está débil y con presencia de arcilla (profundidad de 10m)
Ejercicio 2 Calidad de la roca
Ejemplo 3
Sistema de fisuras
tres sistemas más una aislada
Rugosidad
rugosa y ondulada
Alteración de las fisuras
recubrimiento arenoso con arcilla
Estado del agua
gran infiltración y lavado del relleno
Reducción de esfuerzos
la roca está débil y con presencia de arcilla (profundidad de 70m)
23
Ejemplos de Barton Ejercicio 3 Calidad de la roca
Ejemplo 2
Sistema de fisuras
tres sistemas
Rugosidad
lisas y planas
Alteración de las fisuras
capas de arcilla desintegrada y triturada
Estado del agua
infiltración con lavado ocasional del relleno
Reducción de esfuerzos
discontinuidades abiertas y sueltas
Ejercicio 4 Calidad de la roca
Ejemplo 1
Sistema de fisuras
roca triturada
Rugosidad
ondulada suave
Alteración de las fisuras
partículas arenosas con roca desintegrada
Estado del agua
gran infiltración y lavado importante del relleno
Reducción de esfuerzos
presiones compresivas moderadas
Comparación entre el RMR y el Índice Q Los dos sistemas están basados en la valoración de tres propiedades importantes del macizo rocoso: Resistencia de la roca intacta Propiedades friccionantes de las discontinuidades La geometría de los bloques intactos definidos por las discontinuidades Para realizar la influencia de estos parámetros, la valoración aproximada del total del rango para el RMR y el Índice Q es comparada de la siguiente forma:
24
Comparación entre el RMR y el Índice Q Porcentaje j de contribución al valor total Parámetros considerados
Índice Q (0.01 a 1000)
RMR (8 a 100)
Resistencia de la roca intacta
19
16
Tamaño del bloque
44
54
Fricción de las discontinuidades
39
27
En la tabla se observa la similitud entre los valores asignados a cada uno de los parámetros del macizo rocoso considerados. A pesar de esto, se debería indicar que no hay una base para asumir que los dos sistemas deban ser directamente relacionados; sin embargo, existen varias correlaciones que utilizan un sistema para determinar el otro.
Comparación entre el RMR y el Índice Q
L valoración La l ió para la l resistencia i t i de d la l roca intacta i t t y las l tenciones t i son significativamente diferentes en los dos sistemas. Otra diferencia entre los dos sistemas, es la valoración para el espaciado de las discontinuidades. Si tres o más familias de discontinuidades están presentes, y las discontinuidades están ampliamente espaciadas, es difícil que el Índice Q refleje la competencia co pete c a natural atu a de u un macizo ac o rocoso. ocoso Para las discontinuidades muy espaciadas, el parámetro Jn del Índice Q reduce innecesariamente el valor de Q.
25
Clasificaciones SRM para taludes (Romana)
La clasificación SMR es un método de determinación de las fracturas de ajuste adecuadas para aplicar la clasificación RMR de Bieniawski a los taludes. Cualquier clasificación debe considerar, que la rotura de un talud rocoso puede ocurrir según formas muy diferentes. En la mayoría de los casos la rotura de la masa rocosa están gobernadas por las discontinuidades y se producen según superficies formadas por una o varias superficies de discontinuidad. discontinuidad Las formas básicas son bien conocidas y se resumen a continuación:
Clasificaciones SRM para taludes (Romana) Tipos de roturas 1.
Roturas Planas Se producen a través de planos de rotura predominantes y/o continuos que buzan hacia el talud, y cuyo rumbo paralelo (± 20º) al de la cara del talud. Las condiciones de estabilidad son dos: i. ii.
Que los ángulos de buzamiento de los planos de deslizamiento críticos sean menores al ángulo de talud. Que la resistencia a la tensión cizallante en el plano crítico no sea para asegurar g la estabilidad. suficiente p
26
Clasificaciones SRM para taludes (Romana) Tipos de roturas 2.
Roturas en cuña El deslizamiento se produce a lo largo de una línea de intersección de las superficies de rotura, inclinadas a favor del talud y con menor pendiente que estas. La rotura en cuña se produce fundamentalmente en macizos rocosos en los que se presentan las condiciones críticas de orientación y buzamiento de las familias de discontinuidades.
E.A.R.
Clasificaciones SRM para taludes (Romana) Tipos de roturas 3.
Roturas por vuelco o volcamiento Se produce cuando dos familias de discontinuidades ortogonales están orientadas de manera que los bloques o columnas formadas tienen un buzamiento opuesto a la superficie expuesta. En este tipo de roturas se producen deslizamientos a lo largo de las fracturas, que frecuentemente están meteorizadas. En la práctica aparecen dos clases diferentes de vuelco: menores, que afectan a un espesor reducido, cerca de la superficie del talud y vuelcos importantes, profundos, que producen grandes deformaciones y pueden ser confundidos f did con roturas t planas. l
27
Clasificaciones SRM para taludes (Romana) Tipos de roturas 4.
Roturas circulares Esta forma de rotura solo puede ocurrir en terrenos homogéneos, ya sea materiales tipo suelos o macizos rocosos muy fracturados, con un tamaño característico de bloque pequeño respecto al talud, o en roca muy blanda o muy meteorizada, ocurriendo según superficies que pueden desarrollarse parcialmente a lo largo de las fracturas, pero que normalmente las cruzan.
Clasificaciones SRM para taludes (Romana) El índice para la clasificación de taludes se obtiene del Índice RMR restando un factor de ajuste, ajuste que es función de la orientación de las juntas (y producto de tres subfactores) y sumando un factor de excavación que depende del método utilizado: SMR = RMR + (F1 * F2 * F3) + F4 El RMR (rango de 0 a 100), se calcula de acuerdo con los coeficientes de Bieniawski, como la suma de las valoraciones correspondientes a cinco parámetros.
28
Clasificaciones SRM para taludes (Romana) El factor de ajuste de las discontinuidades es producto de tres subfactores: F1 Depende del paralelismo entre la dirección de las fisuras y del frente del talud. Varia de 1 (cuando ambos rumbos son paralelos) y 0.15 (cuando el ángulo entre ambos rumbos es mayor de 30º y la probabilidad de rotura es muy baja). F2 Depende del buzamiento de las discontinuidades en la rotura plana Varia de 1 (para fracturas con buzamiento mayor de 45 plana. 45º)), y 0.15 (para fracturas con buzamiento inferior a 20º). Para roturas de vuelco, el valor es de 1.
Clasificaciones SRM para taludes (Romana)
F3 Refleja la relación entre los buzamientos de la junta y el talud. Se han mantenido los valores propuestos por Bieniawski, que son siempre negativos: Para roturas planas expresa la probabilidad de que las juntas afloren en el talud. Se supone que las condiciones son normales cuando el buzamiento medio de la familia de discontinuidades es igual al del talud, y por lo tanto afloran algunas pocas discontinuidades. discontinuidades Para la rotura por vuelco no se supone que puedan existir condiciones desfavorables o muy desfavorables, ya que este rara vez produce roturas bruscas y en muchos casos los taludes con vuelcos de estratos se mantienen.
29
Clasificaciones SRM para taludes (Romana) El factor de ajuste según el método de excavación F4, ha sido establecido empíricamente:
Los taludes naturales son más estables, a causa de los procesos previos de erosión sufridos por el talud, y de los mecanismos internos de protección que muchos de ellos poseen (vegetación, desecación superficial, drenaje torrencial, etc.). F4 = ± 15
El precorte aumenta la estabilidad de los taludes en media clase F4 = ± 10
Las técnicas de voladura suave (recorte), bien ejecutadas, también aumentan la estabilidad de los taludes. F4 = ± 8
Clasificaciones SRM para taludes (Romana)
Las voladuras normales aplicadas con métodos razonables no modifican difi l estabilidad, la t bilid d F4 = 0
Las voladuras defectuosas son muy frecuentes y pueden dañar seriamente a la estabilidad F4 = - 8
La excavación mecánica de los taludes por ripado sólo es posible cuando el macizo rocoso está muy fracturado o la roca blanda. b a da Co Con frecuencia ecue c a se co combina b a co con p prevoladuras e o adu as poco cuidadosas. Las caras del talud presentan dificultades de acabado. Por ello el método ni mejora ni empeora la estabilidad F4 = 0
30
Factor de ajuste para las juntas Caso
Muy Favorable
Favorable
Normal
Desfavorable
Muy Desfavorable
> 30º
30º – 20º
20º - 10º
10º - 5º
<5
P T
αj – αs αj – αs – 180º
P/T
F1
0.15
0.40
0.70
0.85
1.0
P
βj
< 20º
20º – 30º
30º - 35º
35º - 45º
> 45º 1.0
F2
0.15
0.40
0.70
0.85
T
F2
1
1
1
1
1
P T
βj – βs βj + βs
>10º < 110º
10º - 0º 110º – 120º
0º > 120º
0 (-10º)
< - 10º
P/T
F3
0
-6
- 25
- 50
- 60
βs βj
Buzamiento del talud
αs
Dirección buzamiento del talud
Buzamiento de las juntas
αj
Dirección buzamiento de las juntas
P
Rotura Plana
T
Rotura por vuelco
Factor de ajuste según el Método de Excavación Método
Talud Natural
Precorte
Voladura Suave
Voladura o mecánico
Voladura deficiente
F4
+ 15
+ 10
+8
0
-8
Clases de estabilidad según el SMR Clase
V
IV
III
II
I
SRM
0 – 20
21 – 40
41 – 60
61 -80
81 - 100
Descripción
Muy mala
Mala
Normal
Buena
Muy buena
Estabilidad
Totalmente inestable
Inestable
Parcialmente estable
Estable
Totalmente estable
Grandes roturas por planos continuos o por la masa
Juntas o grandes cuñas
Algunas juntas o muchas cuñas
Algunos bloques
Ninguna
Reexcavación
Corrección
Sistemático
Ocasional
Ninguno
Roturas
Tratamiento
31
Los valores límites del SMR encontrados empíricamente para cada forma de rotura son: Roturas Planas
Roturas en Cuña
SMR > 60
Ninguna
SMR > 75
Muy poca
60 > SMR > 40
Importante
75 > SMR > 49
Alguna
40 > SMR > 15
Muy grandes
55 > SMR > 40
Muchas
Roturas por Vuelco
Roturas completas (tipo suelo)
SMR > 65Ninguna 65 > SMR > 50
Menores
40 > SMR > 30
Importantes
SMR > 30
Ninguna g
30 > SMR > 10
Posible
Todos los taludes con valores del SMR inferiores a 20 se caen rápidamente. No se han encontrado taludes con valores del SMR inferiores a 10, lo que indica que no son físicamente factibles .
Ejemplos del SRM RMR = 75
RMR = 80
F1 = 45º
F1 = 30º
F2 = 21º
F2 = 30º
F3 = 15º
F3 = 8º
F4 = Talud natural
F4 = Precorte
RMR = 60
RMR = 50
F1 = 25º
F1 = 19º
F2 = 34º
F2 = 36º
F3 = 5º
F3 = 0º
F4 = Voladura suave
F4 = Voladura mecánica
32
Clasificación SRMR para taludes (Robertson) Slope Rock Mass Rating (SRMR), toma como base el RMR de Bieniawski, que también se puede emplear en la estabilidad de taludes en roca, roca Steffen Robertson & Kirsten en 1987, 1987 lo emplean para cortes de talud de cavas en macizos rocosos suaves. La fórmula del SRMR se presenta a continuación:
SRMR = A1 + A2 + A3 + A4 Donde:
A1
resistencia de la roca intacta
A2
valor del RQD
A3
espaciamiento de las discontinuidades
A4
condiciones de las discontinuidades
Clasificación SRMR para taludes (Robertson) A1.- Resistencia de la roca intacta Is (Mpa)
> 10
4a 10
2a4
1a2
σc (Mpa)
> 250
100 a 250
50 a 100
25 a 50
5a 25
1a5
0.6 a 1
0.15 a 0.6
0.08 a 0.15
0.04 a 0.15
< 0.04
30
27
22
19
17
15
10
6
2
1
0
Coeficiente
No aplica, usar σc
A2.- Índice RQD RQD (%)
90 - 100
75 - 90
50 - 75
25 - 50
< 25
Coeficiente
20
17
13
8
3
33
Clasificación SRMR para taludes (Robertson) A3.- Espaciamiento de las discontinuidades S (cm)
> 200
60 - 200
20 - 60
6 - 20
<6
Coeficiente
20
15
10
8
5
A4.- Condiciones de las discontinuidades
Condiciones
Muy rugosas No continuas y cerradas Paredes no alteradas
Ligeramente rugosas y continuas Abertura < 1 mm Paredes ligeramente alteradas
Ligeramente rugosas y continuas Abertura < 1 mm Paredes alteradas
Planas o lisas y continuas Abertura 1 a 5 mm Rellenas < 5 mm
Continuas Abertura > 5 mm Rellenas > 5 mm
30
25
20
10
0
Coeficiente
E.A.R.
Clasificación SRMR para taludes (Robertson) Como se observa en la evaluación, el factor hidráulico no se toma en consideración, es decir el agua presente en el macizo rocoso no influye en la resistencia de la misma. Para valores del SRMR superiores a 40, la estabilidad del talud está gobernada por la orientación y la resistencia al corte de las discontinuidades, mientras para valores inferiores, la rotura sucede independientemente de la junta por deslizamiento roto-traslacional. La rotura está en función de las características mecánicas del macizo rocoso. SRMR
CLASE
COHESIÓN
Ángulo de fricción
40 – 35
IVa
138
40
35 – 30
IVa
86
36
25 – 30
IVb
50 – 72
30 – 34
25 -20
IVb
50 – 70
26 – 30
20 – 15
Va
50 – 60
24 – 27
15 - 5
Vb
14 - 50
21 - 24
34
Ejemplos del SRMR Ejercicio uno A1 = 70 MPa A2 = 55 % A3 = 70 cm A4 = Ligeramente rugosa con paredes poco alteradas
Ejercicio dos A1 = 49 MPa A2 = 40 % A3 = 25 cm A4 = Paredes alteradas y con poca rugosidad E.A.R.
Ejemplos del SRMR Ejercicio tres A1 = 20 MPa A2 = 35 % A3 = 20 cm A4 = rugosidad lisa y con relleno
Ejercicio cuatro A1 = 15 MPa A2 = 30 % A3 = 15 cm A4 = rugosidad plana y continua, con abertura de 4 mm y con relleno
35
Anclajes Realizados perforando el terreno hasta alcanzar la longitud prevista, introduciendo a continuación la armadura y hormigonado la zona de bulbo. bulbo 1.
Pueden ser provisionales o permanentes, activos (tensados para que entren en carga) o pasivos.
2.
Capacidad de carga entre 300 y 3.000 kN.
3.
Armados con barra, cable o tubo.-Bulbos formados por inyección a presión.-Si el terreno lo permite, existe la posibilidad de aumentar el diámetro del bulbo perforando con técnica de jet-grouting.
4.
Posibilidad de realizar inyecciones repetitivas por fases, lo que permite, en determinados tipos de suelos, incrementar la adherencia del bulbo al terreno.
5.
Utilizables para el sostenimiento de muros, pantallas, taludes, estribos de puentes, anclajes de solera contra la subpresión, etc.
Bulones 1. Anclajes relativamente cortos. 2. Armados con barra. 3. Carga unitaria relativamente baja, aunque se puede aumentar con el empleo de barras de acero de muy alto límite elástico. 4. Utilizados para corregir inestabilidades locales.
desprendimientos,
fisuraciones
o
36
Los bulones y barras de anclaje deberan consistir en barillas o tubos de acero anclados firmemente en perforaciones realizadas en el terreno a estabilizar. estabili ar
Los bulones deberán estar provistos de una platina de asiento de acero, de una rondana plana, de una o dos rondanas biseladas y de una tuerca exagonal pesada.
El anclaje del bulón podrá hacerse usando lechada de cemento o resinas sintéticas, que garantizen que la barra pueda ser esforzada a tensión hasta el punto de fluencia del acero sin que falle el anclaje.
Los bulones o pernos se dividen en dos grupos, provisionales o permanentes, que a su vez están divididos en activos o pasivos, y se decantará por uno u otro tipo según las caracteristicas de la formación a estabilizar.
37
Carro perforador con brazos perforadores telescópicos y equipo de accionamiento giratorio doble
38
