METODO Q DE BARTON:
1.- Descripción detallada: Por medio de seis parámetros diferentes de un valor de Q puede ser calculado. Los seis valores de los parámetros se puede determinar a partir de la cartografía en túneles o en el campo y por el registro de núcleos de perforación. Un alto valor Q significa una buena estabilidad, mientras que los valores bajos indican estabilidad roca pobre. Apoyo requerido depende de los valores de Q, junto con el ancho tramo o altura de las paredes y los requisitos de seguridad (VSG, Relación de excavación soporte técnico). El Q-sistema fue desarrollado en NGI e introducido en 1974. Desde entonces, ha sido actualizada varias veces para incluir los tipos más modernos de soporte del túnel, y este método empírico está basado en datos de más de 1250 ejemplos de los túneles existentes en todo el mundo. El valor numérico de Q varía en una escala logarítmica escalar desde 0,001 hasta un máximo 1,000. El índice de Q se obtiene mediante la siguiente expresión:
Donde, además del RQD, se introducen los parámetros siguientes: • • • • •
Jn Jr Ja Jw SRF
parámetro para describir el número de familias de discontinuidad parámetro para describir la rugosidad de las juntas parámetro para describir la alteración de las juntas factor asociado al agua en juntas factor asociado al estado tensional (zonas de corte, fluencia, expansividad, tensiones “in situ”)
La asociación de factores permite dar un sentido físico a cada uno de ellos: = Representa el tamaño del bloque medio
= Reúne términos de rugosidad, fricción y rellenos de las juntas. Representa la resistencia al corte entre bloques .
= Combina condiciones de agua y tensión, por lo tanto, puede representar una tensión activa o eficaz.
Aunque en el índice de Q no se menciona explícitamente la orientación de las juntas, los autores señalan que los valores Jr y Ja se han de referir a la familia de juntas que con más probabilidad puedan permitir el inicio de la rotura. La descripción de Q es la siguiente:
Como se dijo anteriormente Q puede variar entre 0,001 a 1,000, lo que representa un rango considerablemente mayor que el correspondiente a los índices del resto de clasificaciones. Cabe señalar que el método trata con cierto detalle los factores de rugosidad de juntas, alteración y rellenos de las mismas. Los parámetros Jr y Ja se deben establecer para la familia de discontinuidades con características más desfavorables (incluyendo en este concepto no únicamente las juntas de peor calidadresistencia-intrínseca, sino también las peor orientadas). La determinación de Q permite la estimación del sostenimiento del túnel. Para ello se procede en tres etapas: 1. Se selecciona el grado de importancia de la excavación definido mediante un índice ESR (Excavation Support Ratio) que viene a ser un factor de seguridad. En efecto, Barton homogeneiza los diámetros de las excavaciones a un diámetro “equivalente”, que se define De = D/ESR. Los valores de ESR corresponde típicamente a los túneles que encontramos en obras de transportes (carreteras y ferrocarriles). Un cambio en ESR conduce implícitamente a una percepción diferente de la seguridad que aceptamos para una determinada obra. 2. Se elige el tipo de sostenimiento combinando el índice Q y el diámetro o luz libre de la excavación (afectado por el coeficiente ESR). Los casos de excavaciones no sostenidas de forma permanente se dan cuando:
3. Cada una de las categorías de sostenimiento indicadas corresponde a una descripción que aparece en la Fig. 17. El sistema especifica bulonado (con diferentes características), hormigón proyectado reforzado o no y arco de hormigón con encofrado, reforzado o no.
Una vez obtenido el Q, se estima que tipo de sostenimiento debe tener el túnel:
1 Sin sostenimiento. 2 Perno puntual, Sb 3 Pernos sistemático 4 Pernos sistematico con Shotcrete de 40 a 100 mm 5 shotcrete con fibra 50-90 mm y pernos 6 shotcrete con fibra 90-120 mm y pernos 7 Shotcrete con fibra 120-150 mm y pernos 8 Shotcrete con fibra > 150mm con pernos y marcos reforzados con Shotcrete 9 Revestimiento de hormigón
2.- Descripción Crítica:
El método es un análisis empírico, muchas veces los datos obtenidos no son objetivos, este análisis se basa en la experiencia que tenga la persona que realiza el estudio y la calidad de información que pueda analizar. El sistema RQD forma parte de los sistemas más elaborados de clasificación, pero en si mismo es insuficiente para describir el macizo rocoso, sirve para cierta escala de estudio (ej. Sondaje/mapeo). En sondaje da una idea de como podría ser el comportamiento del cerro, al realizar el mapeo se puede tener datos más exactos del comportamiento del macizo rocoso Al obtener los resultados puede dar el caso que la clasificación no sea exacta, en la cual el analista debe determinar a sus criterio que tipo de sostenimiento debe realizar. Esto en la práctica puede conllevar a errores como el ser demasiado conservador y dimensionar un sostenimiento exagerado, lo que implica obtener un menos beneficio al aumentar los costos de fortificación. El análisis si es mal analizado puede tener como resultado una mala estimación de la fortificación, lo que implica obtener un menor beneficio por incurrir en un costo adicional. A la vez al evaluar mal puede sufrir colapso del túnel. Si bien es un método empírico, se puede realizar una comparación de sostenimiento con otro tipo de análisis como el RMR
3.-Descripción Funcionalidad:
El método de Q de barton ayuda a determinar lo siguiente: 1.- Determinar la factibilidad empírica de ejecutar un proyecto de excavaciones subterránea (ej: acabado de calidad, túnel seguro, obtención de beneficio al determinar correctamente el sostenimiento) 2.- Ayuda a determinar el tipo de sostenimiento que se realizará en un proyecto, si es de mayor conservación o Menor conservación. 3.- Cuando se clasifica la roca ayuda a determinar el rendimiento de ejecución del proyecto, determinando los tiempos de ciclos, tiempo estimado de ejecución de un proyecto, entre otros puntos.
