MRC_Manual Logueo Geotecnico

EXPLODRILL COLOMBIA GEOTECNIA

MANUAL DE PROCEDIMIENTO PARA EL REGISTRO GEOTECNICO DE SONDAJES

PROYECTO MARMATO COLOMBIA

PREPARADO POR: ITALO MELGAR PAUCA

1


CONTENIDO

1.

INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 4

2.

DESCRIPCIÓN GEOTÉCNICA EN SONDAJES ............................................................... 4

3.

FORMATO DE REGISTRO DE SONDAJE. ....................................................................... 4 3.1

Hoja de Datos Generales del Sondaje. ......................................................................... 7

4.

FOTOGRAFIAS DE LOS NUCLEOS DE PERFORACION. ............................................ 8

5.

REGISTRO GEOTÉCNICO DE TESTIGOS....................................................................... 9 5.1

Diámetro del Testigo. ..................................................................................................... 10

5.2

Descripción del Tipo de Roca ó Litología ................................................................. 10

5.3

Marcación del Núcleo de Perforación. ....................................................................... 12

5.4

Intervalo Geotécnico ....................................................................................................... 13

5.5

Intervalo Perforado (ó Profundidad, Carrera o Corrida) ...................................... 14

5.6

Parámetros de Recuperación del Testigo ................................................................. 15

5.6.1

Recuperación y el porcentaje de recuperación. .............................................. 15

5.6.2

Medida de la Recuperación del Núcleo de Perforación solido (SCR)........ 15

5.7

RQD (Rock Quality Designation) .................................................................................. 16

5.8

Total de Fracturas ........................................................................................................... 16

5.9

Parámetros de Resistencia de la Roca Intacta......................................................... 17

5.9.1 5.10 6.

Índice de Dureza....................................................................................................... 17 Índice de Meteorización ............................................................................................. 18

DESCRIPCION DE LAS DISCONTINUIDADES ............................................................ 20 6.1

Forma: ................................................................................................................................. 20

6.2

Micro – Rugosidad: .......................................................................................................... 20

6.3

Relleno: ............................................................................................................................... 22 2


7.

CONDICIONES DE LAS DISCONTINUIDADES. .......................................................... 22

8.

CONTEO DE FRACTURAS ABIERTAS (OPEN JOINTCOUNT) .............................. 24

9.

ZONAS GEOTECNICAS PRINCIPALES. ........................................................................ 25 9.1

Gouge ................................................................................................................................... 25

9.2

Sheared ............................................................................................................................... 25

9.3

Broken ................................................................................................................................. 25

9.4

Jointed ................................................................................................................................. 26

10.

PROCEDIMIENTO PARA MEDIR LOS ANGULOS ALFA Y BETA. ........................ 27

10.1

Angulo Alfa..................................................................................................................... 27

10.2

Angulo Beta.................................................................................................................... 28

3


1. INTRODUCCIÓN Este documento contiene una descripción de los procedimientos para recoger información geotécnica básica a partir de los testigos de sondajes orientados, como no orientados. Los procedimientos descritos están diseñados para obtener un mínimo de características geotécnicas esenciales de un macizo rocoso, las cuales pueden tener una gran importancia en el diseño de cualquier potencial excavación, tanto subterránea como de superficie. Un aspecto importante de estos procedimientos de evaluación geotécnica es que pueden aplicarse en las distintas etapas de un proyecto.

2. DESCRIPCIÓN GEOTÉCNICA EN SONDAJES La descripción de un macizo rocoso para fines de ingeniería requiere de la evaluación de las características tanto del material rocoso como de las fracturas que lo atraviesan (por ejemplo: planos de estratificación, diaclasas, foliación, fallas, estructuras). El material rocoso en su estado fresco o inalterado puede variar en resistencia desde relativamente blando a extremadamente duro La resistencia a lo largo de las fracturas puede también variar significativamente dependiendo de la condición de la fractura.

3. FORMATO DE REGISTRO DE SONDAJE. El formato de registro o logueo utilizado para describir las características geotécnicas de un macizo rocoso está basado en prácticas estándares internacionales, y está estructurado para proveer todos los datos necesarios para proceder a la clasificación de los macizos rocosos dentro de los esquemas de clasificación geotécnica del macizo rocoso, Proporciona además una guía de terreno simplificada, la cual involucra un conocimiento general de la geología, de su terminología y procesos asociados. Los siguientes parámetros básicos son requeridos para un registro geotécnico de testigos:

• • • • • • • •

Diámetro del Testigo y Condiciones de Agua. Intervalo Perforado (ó Profundidad, Carrera o Corrida). Parámetros de Recuperación del Testigo (Recuperación, RQD). Conteo de fracturas, para obtener la densidad de fracturamiento. Tipo de Roca (Litología). Parámetros de Resistencia de la Roca Intacta, e Índice de Meteorización. Descripción de las discontinuidades (forma, rugosidad y relleno). Condiciones de las fracturas. 4


• •

Orientación (ángulos Alfa y Beta) Zonas geotécnicas ( Sheared, Broken, Gouge, Jointed)

En el caso que el logueo de testigos se efectúe, sobre sondajes inclinados y debidamente orientados, además de los parámetros señalados anteriormente, y de acuerdo al sistema de orientación, se deberán medir además:

• • • •

El ángulo (ALFA) el azimut de la discontinuidad. El ángulo (BETA) Buzamiento de la discontinuidad. Profundidad de cada una de las discontinuidades medidas Se deberá hacer una descripción personalizada y detallada sobre las condiciones de la discontinuidad medida.

Formato numero 1 (Toma de datos en Plataforma).

5


Formato Numero 2 (Logueado (Logueado en el Campamento). Campamento).

Formato Numero 3 (Logueado en el Campamento).

6


Formato Numero 4 (Logueado en el Campamento).

3.1 Hoja de Datos Generales del Sondaje Sondaje.. La Hoja de Datos Generales del Sondaje debe encabezar cada conjunto de hojas de logueo correspondiente a un determinado sondaje. Se incluyen datos como, identificación o nombre del sondaje, ubicación geográfica general (localidad), longitud total de la perforación, fechas de inicio y término de la perforación, ubicación (especificándose cota y coordenadas), ángulo con respecto a la horizontal y azimut, nombre del contratista si corresponde, equipo de perforación y el nombre del Geólogo ó Supervisor responsable de la descripción geológica y geotécnica. En el caso de sondajes orientados se agregan las mediciones de orientación del pozo: azimut, inclinación y profundidad a la que fueron realizadas.

7


4. FOTOGRAFIAS DE LOS NUCLEOS DE PERFORACION. Muchos proyectos mineros han adoptado fotografiar las cajas de testigos como una práctica usual. Pero para el caso del estudio geotécnico Se tomaran las fotografías en Plataforma y en la canaleta antes de colocarlas en las cajas, colocándoles un tablero donde se registre el código del sondaje y el inicio y término de la corrida. El objetivo es que tengamos un registro con imágenes de los núcleos con sus características geotécnicas, estructurales intactas, estas deben tomarse tanto en el turno día y noche. Esto proporciona un registro permanente de los sondajes, al cual se puede acceder fácilmente a fin de verificar visualmente la información geológica y geotécnica recolectada durante el logueo de los testigos.

8


5. REGISTRO GEOTÉCNICO DE TESTIGOS En este capítulo nos referiremos específicamente al registro de la información geotécnica de testigos. A continuación se describen los parámetros contenidos en la hoja de registro a utilizar. MATERIALES • • • •

Formatos de logueo geotécnico. Protractor lineal. Angulometro. Tablas de descripción de macizos rocosos. 9


• • • • • • •

Flexómetro de 5m. Lápiz Borrador Tablero de plástico. Matillo de geólogo. Colores de diferentes colores. Acido.

5.1 Diámetro d del el Testigo. En esta columna se anotará el diámetro del testigo obtenido ó el diámetro de la perforación, de acuerdo al tramo de profundidad perforado. Se aconseja utilizar la nomenclatura convencional de diámetros de sondajes, tales como HQ, NQ, etc.

5.2 Descripción del Tipo de Roca ó Litología El tipo de roca se registra usando su nombre litológico propio ó un código asimilable a éste. El nombre usado para identificar el tipo de roca debe permanecer consistente a través de todo el proyecto para evitar confusiones en la identificación de las unidades geológicas. Generalmente una aplicación uniforme de la nomenclatura es mucho más crítica que una exactitud de ella en términos descriptivos. En ocasiones, los aspectos litológicos pueden remitirse sólo a un nombre genérico y ellos pueden ser obtenidos directamente, o en acuerdo, con los geólogos encargados de realizar la descripción geológica que normalmente se hace con fines económicos propios en cada proyecto minero.

Fig. 2. andesita porfirítica tipo P1. Fig. 3. Dacita Dacita porfirítica tipo P2. cuarzos megacristales de plagioclasa superiores a pequeños y elongados, plagioclasas, 15 mm, con pequeños cristales de biotitas y hornblendas euhedrales plagioclasa, biotita, hornblenda y menor cantidad de cuarzo y magnetita

10


Fig. 4. Andesita porfirítica tipo P3. megacristales de plagioclasa, con pequeños cristales de plagioclasa, biotita, hornblenda y menor cantidad de cuarzo y magnetita

Fig. 5. Dacita porfirítica tipo P4. fenocristales de plagioclasa anhedral, con biotita, hornblenda, magnetita y pocos cuarzos de tamaño fino

Fig. 6. Dacita porfirítica tipo P5. Fig. 7. Contacto intrusivo entre Dacita P5 fenocristales euhedrales de cuarzo, y Dacita P1 gruesos y finos, con fenocristales elongados de plagioclasa, biotita y hornblenda

Fig. 8. Brechas freáticas hidrotermales. Fig. 9. Contacto entre brecha freática y clastos de pórfidos alterados, esquistos o pórfido dacítico tipo P1 sedimentos en una matriz de roca que es comúnmente negra, derivada de esquistos grafitosos o gris del pórfido

11


5.3 Marcación del Núcleo de Perforación Perforación..

En condiciones ideales es muy importante que el núcleo sea logueado tan pronto como sea posible para registrar la naturaleza in-situ del núcleo antes que sea alterado por otros factores como secado, liberación de esfuerzos, siendo eliminados, manipulación, etc. inmediatamente después de que el núcleo sea extraído del Core Barrel y puesto en el ángulo v-nocht, el geólogo puede examinar el núcleo y marcar todas las fracturas abiertas, aparentemente naturales El siguiente sistema de codificación ha sido desarrollado para este propósito: Fracturas Naturales Abiertas – dibujar una línea con marcador VERDE atravez de la fractura abierta Roturas artificiales – dibujar una línea con marcador ROJO atravez de la fractura artificial Uno de los fundamentos del éxito del logueo geotécnico es tratar de separar los defectos artificiales de los naturales que existen en el macizo rocoso. Ejemplos de defectos artificiales inducidos son ilustrados en las fotografías abajo. La diferencia entre roturas artificiales y fracturas naturales puede ser a veces muy sutil. e incluso se las puede malinterpretarlas. Es muy importante que toda las fracturas abiertas, aparentemente naturales sean claramente marcadas y las roturas inducidas sean también marcadas, así minimizar los errores. La regla general es, si hay duda, asumir como naturales. Escombros, re-perforación, o lodo recuperado en la parte superior del pozo que no están en su sitio, no deben ser contados como núcleo recuperado o estructuras a gran escala y se deben se descartados o claramente marcados para evitar mala clasificación subsecuente. Figura 1- 1: Fracturamiento Inducido por perforación Figure 5-1: Daño Severo en el Núcleo

12


Indicios de fracturas abiertas naturales pueden incluir: •

Patina de la superficie de contacto.

•

Meteorización de la superficie de la fractura (suave, material quebrado en la superficie, patinas de óxido).

•

Suavidad de la fractura (contacto suave a ondulado, ajuste pobre con la pieza adyacente).

•

Repetición vista en el núcleo (otras características similares, sub-paralelas)\

Indicadores de roturas artificiales pueden incluir: •

Alto ángulo con respecto al eje del núcleo (>80 grados)

•

Frescura de la rotura (sin patina o relleno).

•

Rugosidad de la rotura (contacto angular con la pieza adyacente).

•

Evidencia del daño de perforación (por ejemplo, núcleo rotado, fin de núcleo molido, deformación de la pieza de núcleo >> no cilíndrico sino oval o superficie gastada, suave)

5.4 Intervalo Geotécnico Corresponde a la agrupación de tramos de características geotécnicas similares, considerando principalmente, el RQD, el Total de Fracturas, el Índice de Dureza y el Índice de Meteorización. En ocasiones, alguna característica geotécnica puede ser significativamente dominante sobre las demás, como también en otras, se debe decidir cuál de ellas puede ser la característica diferenciadora. Sin embargo, aún cuando una zona presente similares condiciones geotécnicas, si existe variación litológica se debe considerar como intervalos geotécnicos diferentes. La distancia de un intervalo geotécnico no debe de exceder los 3.00m. 13


En la siguiente figura podemos apreciar que se ha diferenciado e zonas diferentes. A. Zona con fracturamiento débil o nula muy favorable. B. Zona de fracturamiento intenso posible zona de cizalla. C. Zona diferenciada por el cambio litológico aunque tengan características idénticas o parecidas a las de la zona 3 (otra litología). D. Zona, otra litología.

5.5 Intervalo Perforado (ó Profundidad, Carrera o Corrida) Se divide en dos columnas denominadas “From (m)” y “To (m)” donde se individualizan, respectivamente, la profundidad de comienzo y término del intervalo perforado, medido a lo largo del eje del testigo con respecto al collar del sondaje. El collar del sondaje es el lugar físico desde donde se inicia la perforación, por lo tanto éste tiene una profundidad igual a cero.

14


5.6 Parámetros de Recuperación del Testigo Para cada una de las corridas o carreras perforadas se especifican: el metraje de testigos recuperados (en metros y porcentaje), el RQD (en metros y porcentaje) y el total de fracturas.

5.6.1 Recuperación y el porcentaje de recuperación. La recuperación es la distancia medida de todos los fragmentos recuperados en una corrida, incluyendo los fragmentos triturados. El porcentaje de recuperación es, la recuperación total del testigo entre la carrera o corrida por 100.

El porcentaje de la recuperación es. la recuperación total Testigo (área amarilla) del intervalo B es aproximadamente 2.4m (2.4 / 3.0 x 100 = 80%) mientras la corrida es 3.0m Para este procedimiento hay que cumplir con estas recomendaciones. Los testigos tienen que estar muy bien reconstruidos. Para las zonas fracturadas, junta el material para que se vea más o menos como el volumen de un testigo entero. Mide el tramo recuperado del testigo. Incluidos las zonas fracturadas y enteras.

5.6.2 Medida de la Recuperación del Núcleo de Perforación solido (SCR) Suma de fragmentos completos o sólidos, sin distinguir el tamaño de ellos, esto entre la distancia de corrida, multiplicado por 100.

15


5.7 RQD (Rock Qualit Quality y Designation) El RQD es un índice cuantitativo de la calidad de la roca basado en el procedimiento de recuperación de testigos, mediante el cual se consideran sólo aquellos trozos de testigos cuya longitud es a lo menos el doble del diámetro del testigo. Longitudes más cortas deben ser ignoradas. En la siguiente Figura podemos apreciar el cálculo del RQD.

(A) Medida correcta de los fragmentos.

Procedimiento para medir el RQD.

Las pérdidas de testigos son importantes indicadores de condiciones geotécnicas potencialmente pobres, ya que ellas comúnmente ocurren en zonas altamente fracturadas o débiles, las cuales pueden ser importantes para determinar las propiedades del macizo rocoso

5.8 Total de Fracturas Es el número de discontinuidades naturales que se observan en la longitud del testigo examinado o por unidad de longitud para un determinado tipo de discontinuidad. En esta columna se deben considerar el total de la cantidad de fracturas, independiente de la orientación y condición de ellas. Si se necesita calcular la frecuencia de fracturas por metro lineal, ésta se determina dividiendo el conteo de fracturas por la longitud del intervalo de testigo examinado. No se deben incluir en el conteo las fracturas inducidas mecánicamente, como así también, aquellas fracturas con longitudes menores al diámetro del testigo. 16


La frecuencia de fractura es usada para determinar el espaciamiento entre fracturas dentro de un macizo rocoso. El espaciamiento de las fracturas tiene una influencia directa sobre la resistencia del macizo rocoso y sobre su comportamiento. Generalmente, a menor espaciamiento de fractura, mayor dificultad en mantener estables las excavaciones. Por lo tanto, este parámetro es críticamente importante en los estudios de diseños mineros. La frecuencia de fracturas también es requerida para complementar el RQD, ya que las medidas del RQD se vuelven crecientemente menos sensibles a los cambios en el espaciamiento de las fracturas superior a 4 pulgadas (10 cm).

Frecuencia de Fracturas (FF) (cant/ml) =

Cantidad de Fracturas --------------------------Longitud del intervalo de logueo ó corrida

Nota: Para una zona fracturada, debemos hacer la siguiente operación sacar un promedio del tamaño de los fragmentos en esa zona, luego esto dividir entre la distancia de la zona fracturada, el resultado será el numero de fracturas en esa zona.

5.9 Parámetros de Resistencia de la Roca Intacta

5.9.1 Índice de Dureza El Índice de Dureza de los trozos de un testigo intacto corresponde a una estimación indirecta de la resistencia de un macizo rocoso. La palabra “intacto” se usa en términos de “trozo entero” y no debe confundirse con “fresco” ó “inalterado”. Este valor representa un estimativo de campo a la Resistencia de compresión uniaxial (UCS). La estimación del UCS debe hacerse en el núcleo libre de micro defectos, así como venillas o fracturas cementadas. Si se encuentra anisotropía en la roca (foliación, estratificación, brechiacion, etc.) una nota de esto debe hacerse en la columna de comentarios, un rayador, una navaja y/o martillo de geólogo serán usados para el estimativo, del índice de dureza. Nota: La altura a la que se debe golpear la muestra debe de ser diámetro del núcleo de perforación.

al doble del

17


CLASIFICACIÓN Y ESTIMACIÓN APROXIMADA DE LA RESISTENCIA DE LAS ROCAS A PARTIR DE LOS ÍNDICES DE CAMPO (ISRM, 1981)

La experiencia ha demostrado que este simple método de aproximación otorga una efectiva solución para obtener datos en forma rápida y de bajo costo de la resistencia de una roca, cuyas estimaciones pueden ser posteriormente calibradas con ensayes de laboratorio. En los proyectos donde la resistencia de la roca es un factor importante, deberían ejecutarse ensayos de carga puntual (“point load test”) en terreno, como parte del procedimiento estándar de logueo. Los ensayos de carga puntual proporcionan una medida cuantitativa de la resistencia de la roca la cual es necesaria para relacionar la brecha que se produce entre la descripción cualitativa de la resistencia de la roca (índice de resistencia) y los requerimientos cuantitativos de algunas evaluaciones de ingeniería.

5.10

Índice de Meteorización

El grado de meteorización se estima usando la nomenclatura descrita en la siguiente Tabla Ésta proporciona una medida cualitativa del grado de meteorización para el material rocoso original. Con el aumento de la profundidad del sondaje disminuye el grado de meteorización, y la alteración ésta última, en general, de origen hidrotermal que incluye los procesos de silicificación, calcificación, propilitización y zeolitización entre los más frecuentes, comenzará a tener mayor influencia en la resistencia de la roca, por lo que eventualmente se deberá informar el tipo de alteración y su intensidad.

18


GRADO DE METEORIZACION Código Descripción

Guía de Campo

UW

No meteorizado

La roca no muestra signos de descomposición o decoloración

SW

ligeramente Meteorizado

La roca está ligeramente descolorida pero no muestra pequeños cambios en la dureza de la roca fresca.

MW

HW

CW

La dureza de la roca esta usualmente reducida por Moderadamente meteorización. La roca puede estar altamente Meteorizado descolorida. Comúnmente por presencia de Fe. La roca esta meteorizada hasta el punto de tener Altamente propiedades de suelo y perdería su fuerza al ser Meteorizado expuesta al agua La roca esta esencialmente meteorizada a suelo, Completamente remanentes de la roca fábrica y de las estructuras Meteorizado estarían cerca de ser borrados.

UW

HW

SW

CW

MW

19


6. DESCRIPCION DE LAS DISCONTINUIDADES

6.1 Forma:

6.2 Micro – Rugosidad:

20


21


6.3 Relleno: Esta columna se usará para señalar el material de relleno más característico presente en las discontinuidades estructurales. Para registrar el tipo de relleno, en general es preferible usar las abreviaciones normalmente aceptadas internacionalmente (“ca” para calcita, “qz” para cuarzo, etc.) u otra abreviación que el registrador proponga.

Discontinuit y Infilling Breccia Broken Rock Biotite Clay Chlorite Calcite

BX

Discontinuit Code y Infilling Epidote EP

Discontinuit Code y Infilling Silt SI

BR

Gouge

GO

Talc

TA

BI CL CT CA

Graphite Quartz Sand Sericite

GR QZ SA SR

Oxide Hematite Sulphide Sin Relleno

ox HE SU -99

Code

7. CONDICIONES DE LAS DISCONTINUIDADES.

22


23


8. CONTEO DE FRACTURAS ABIERTAS ABIERTAS (OPEN JOINTCOUNT)

Para cada zona geotécnica, las fracturas naturales serán registradas como pertenecientes a una de las tres orientaciones con respecto al eje del núcleo. Cada fractura se asigna a uno de los siguientes sets de fracturas 0 a 30°(J1)

30 a 60° (J2)

60 a 90° (J3)

El número total de fracturas para cada set es registrado. Esto deberá hacerse independientemente que el núcleo se haya orientado o no. Los procedimientos presentados aquí, en esta sección, permitirán una estimación aproximada del número de sets de fracturas en el macizo rocoso y su importancia en la utilización del sistema de clasificación del macizo rocoso de Laubscher. El conteo de fracturas abiertas (Open JointCount) define el principal tamaño de los bloques de roca y el número de sets de fracturas. Es simplemente un conteo de todas las aperturas, aparentemente naturales en la porción de núcleo solido del intervalo de logueo. Que han sido marcadas sobre el núcleo anteriormente, las fracturas inducidas no serán contadas. El conteo de fracturas abiertas (Open JointCount) derivara el espaciamiento de fracturas (JointSpacing) y la frecuencia de fracturas abiertas (Open JointFrequency (OJF/m). el OJF/m representa el numero de fracturas abiertas por metro. Este parámetro puede ser calculado automáticamente en una hoja de cálculo de Excel.

24


9. ZONAS GEOTECNICAS PRINCIPALES.

9.1 Gouge Zona con presencia de arcillas suaves e hinchadas debido al incremento de agua, en esta zona usualmente hay poca recuperación.

9.2 Sheared Zona con fragmentos medianos se observa pequeños desplazamientos, arcillas o paredes blandas, usualmente poca recuperación.

9.3 Broken Zona con fragmentos medianos a pequeños, no se observa desplazamiento, usualmente se recupera casi el 100% de la muestra.

25


9.4 Jointed Zona de fracturamiento relativamente superior al de toda la corrida, se puede encontrar limonitas entre las juntas.

26


10. PROCEDIMIENTO PARA MEDIR LOS ANGULOS ALFA Y BETA.

10.1

Angulo Alfa

Usando el angulometro, se mide la máxima inclinación de la estructura con respecto al eje del testigo o núcleo de perforación.

27


10.2

Angulo Beta

Primero debemos saber la dirección del fondo del pozo. Usando el Protactor Lineal, se ubica el cero (0) en la línea de referencia luego se gira el protactor hacia la derecha se hará coincidir el 0° con el de 360°.El ángulo se medirá en la parte de abajo del elipsoide, observar la siguiente figura.

28

MRC_Manual Logueo Geotecnico

Recommend Documents