Geotecnia I (Geología I (Geología para Ingenieros) - Carrera de Ingeniería Civil. Departamento Construcciones Civiles. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales - Universidad Nacional de Córdoba (2011).
MACIZOS ROCOSOS Sobre la base de: Quintana Crespo (1991)
(1)
Edición digital preliminar (v 2.0)
Introducción Los afloramientos rocosos y masas rocosas con los cuales se enfrenta la Ingeniería en las actividades relacionadas con la construcción, como el emplazamiento de obras civiles y la explotación de materiales para la construcción, son designados genéricamente como macizos rocosos. rocosos. Los macizos rocosos constituyen la realidad in–situ in–situ del trabajo de la ingeniería civil, sean como soporte (fundaciones) de obras o contexto de las mismas (túneles, desmonte) o como fuente para la provisión de materiales (áridos para la construcción, por ejemplo).
Se trata de masas rocosas constituidas de manera más o menos homogénea por uno o varios tipos de rocas, del mismo o de variados orígenes, según la complejidad el ambiente geológico en el que se encuentran. La descripción de los macizos rocosos, desde el punto de vista geotécnico, requiere de precisiones acerca de sus características geomecánicas, esto es, de aquellas particularidades que inciden en sus propiedades ante los esfuerzos, en particular su resistencia. 1
Quintana C., E., 1991. Descripción del material rocoso. rocoso. En: Geotecnia I. Temas de Trabajos Prácticos. Departamento de Construcciones Civiles. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Universidad Nacional de Córdoba. Pp 32-47. Edición digital: Abril, E. G., 2011. Macizos rocosos. rocosos. Temas de Trabajos Prácticos. Cap. 3. Versión digital preliminar (v 2.0), agosto de 2011.
1
Ante la obra de ingeniería, deben caracterizarse los macizos rocosos según sus propiedades, de manera tal de proporcionar una información cierta y completa para conocerse cómo proceder en la ejecución de los trabajos y saber con qué se puede encontrar el equipo de trabajo. A tales fines, deben detectarse y describirse los elementos que confluyen a darles sus características geomecánicas, como sus estructuras, discontinuidades y estado de conservación, que configuran rasgos de debilidad o afectan de alguna manera las propiedades originales de las rocas presentes.
FACTORES QUE DEFINEN LAS PROPIEDADES DEL MACIZO ROCOSO Hay una serie de factores que controlan la calidad del macizo rocoso. En particular, cuando en Ingeniería Civil se habla de calidad de la roca, se está haciendo referencia a las propiedades de interés en los diferentes propósitos que pueden tener los macizos y materiales rocosos en la construcción. El factor de base que define las propiedades de los macizos rocosos es el tipo de roca. Se han analizado ya los diferentes minerales y sus propiedades, que de alguna manera son transmitidas al macizo rocoso en función de su proporción y de la manera en que están dispuestos en la masa de roca según el tipo de roca del que se trate. Incide en este sentido el tipo genético genético (origen de la roca) y su modo de emplazamiento (forma emplazamiento (forma de yacer). Es importante hacer notar que una de las condicionantes de la propiedad del macizo en cuanto a elemento soporte (fundaciones, túneles, desmontes) es no solo la intensidad sino la dirección de los esfuerzos que actuarán sobre ella, si son verticales u oblicuos, de empuje o de tracción, por ejemplo.
Dos factores más completan las propiedades de base que permite dar una idea del macizo rocoso: su estructura y el estado de conservación en el que se encuentra. A ellos nos referiremos seguidamente.
Estructura de los macizos rocosos Mientras la textura y la fábrica son características o términos estructurales del material que compone la roca pero perceptibles en un análisis en detalle, la estructura se estructura se refiere a la observación de los grandes rasgos del macizo rocoso, en una
2
escala mayor, y sólo puede ser examinada en afloramientos naturales o en excavaciones artificiales. La estructura es un factor condicionante de la resistencia o debilidad del macizo rocoso y abarca dos tipos de rasgos: estructuras primarias (aquellas que se gestan mientras se origina el macizo rocoso) y estructuras secundarias (aquellas que se originan posteriormente a la formación del macizo.
◀ Texturas de las rocas
Estructuras primarias Las estructuras primarias, como es de suponer a partir de su definición, se encuentran ligadas a las particularidades genéticas del macizo rocoso. Puede entonces partirse de los tipos genéticos de rocas para definir las tres principales estructuras primarias:
Estructuras propias de las rocas sedimentarias La típica estructura de estas rocas es la estratificación. La estratificación es la característica estructural de las rocas sedimentarias. Ella se debe a diferencias granulométricas entre una y otra capa proveniente del aporte de material o de la decantación diferencial determinada por los pesos específicos de las partículas. Su resultado es la aparición de capas de materiales más o menos homogéneos y las consecuentes superficies o planos de estratificación. La forma de depositación indica el régimen y la energía del ambiente en el que tuvo lugar.
Cuando la estructura es muy fina (capas de pocos milímetros de espesor), la estratificación es llamada laminación. Puede ser horizontal, pero también diagonal
3
(alternancia de capas inclinadas y horizontales), entrecruzada (alternancia de capas en direcciones opuestas), paralela, horizontal, etc. Esta disposición de las capas transmite a la masa un comportamiento heterogéneo y se habla de una anisotropía, ya que las propiedades varían según las direcciones en las que actúen los esfuerzos.
Estructuras propias de las rocas ígneas La estructura masiva es típica de las rocas ígneas. Los cristales conforman una pasta cristalina que constituye una masa homogénea. La relación entre los cristales es a nivel molecular y por enfriamiento de una sustancia fundida. Las propiedades del macizo entonces, en principio, son iguales en todas las direcciones (cuerpos isótropos).
Estructuras propias de las rocas metamórficas El metamorfismo produce la re-fusión parcial y/o la deformación de las sustancias minerales de la roca de origen. Este hecho permite que minerales de igual tipo se
4
asocien y configuren lo que se denomina bandeamiento (bandas de feldespatos o de cuarzo), se extruyan y acumulen en sectores de la masa y dejen nichos o franjas de minerales poco resistentes como las micas. El bandeamiento y la fluidalidad son las características estructurales típicas de las rocas metamórficas.
Lo expuesto es para el caso de que la metamorfita derive de otra metamórfica o de una roca ígnea. Para el caso de que provenga de una roca sedimentaria, pasamos a referirnos entonces a las propiedades mecánicas derivadas de la estratificación. Cuando la estructura consiste en capas paralelas, se produce en la roca una lajosidad definida por la foliación (presencia de finas capas de mica).
5
Cuando la mica es más abundante y se encuentra hasta dispersa en la masa rocosa ésta se hace más débil y ya constituye otro tipo de estructura que se denomina esquistosidad .
◀
Esquistosidad
Estructuras secundarias Las estructuras secundarias se generan luego de que la roca se ha originado. Se trata ya de verdaderas discontinuidades físicas de la masa rocosa (ruptura). Discontinuidades Una discontinuidad es una ruptura, un plano de debilidad dentro de la roca. A partir de ella se produce una pérdida de la continuidad de la masa rocosa. El efecto de su presencia se manifiesta en la resistencia a la tracción, que pasa a ser cero (las partes se separan), o es muy baja, es decir, es mucho menor que la de la masa continua de ese material rocoso. Una discontinuidad no es necesariamente un plano de separación dentro del macizo rocoso (puede tener “espesor” nulo).
6
Las discontinuidades tienen diversos orígenes, siendo reconocidos dos de ellos como los tipos principales: - Discontinuidades en juegos - Discontinuidades aisladas Las discontinuidades en juegos. Son aquellas que ocurren en conjuntos y obedecen a una respuesta de una masa homogénea. Se trata de discontinuidades o planos de debilidad menores repetidos, como las expresadas en planos de estratificación, diaclasas, clivaje o foliación. Su repetición en secuencia hace que sean susceptibles de un tratamiento estadístico. Dentro de las discontinuidades sistemáticas, un tipo muy importante lo constituyen las diaclasas. El diaclasamiento o diaclasado se traduce en grietas en el macizo rocoso. Es una consecuencia de haber sufrido tensiones en el ámbito de la deformación rígida. La roca no alcanzó a deformarse debido a que las tensiones fueron mayores a las que podía tolerar, y se rompió, pero sin existir desplazamiento entre las partes resultantes de la ruptura. La separación que pueda observarse en la actualidad ocurre por fenómenos que han tenido lugar luego, con el transcurso del tiempo.
Las discontinuidades aisladas. Se expresan como discontinuidades solitarias, que no responden a una distribución regular o sistemática en la masa rocosa local. Ejemplo de éstas son las fallas (discontinuidades mayores) y las fracturas (discontinuidades menores). Son discontinuidades que en general afectan el entorno de su traza (especialmente las fallas) y su análisis debe ser realizado en forma individual.
◀
Falla
De ser posible, es importante diferenciar el origen de los distintos tipos de discontinuidades, dado que existe una relación muy grande entre origen y
7
propiedades ingenieriles de las mismas (por ej. planos formados por tracción, o por corte). La descripción de las discontinuidades en el macizo rocoso tiene por objeto determinar su naturaleza, posición espacial (rumbo y buzamiento), espaciamiento, persistencia, rugosidad, resistencia de las paredes, apertura, relleno, filtraciones, número de juegos y tamaño de los bloques resultantes. Definición de las características de las discontinuidades: Posición espacial Cada discontinuidad debe ser localizada en el espacio. Para ello se deben fijar las coordenadas geográficas (latitud y longitud), además de la cota o elevación (altura con respecto a una línea de referencia). Deben registrarse el rumbo (ángulo horizontal del plano con respecto al Norte magnético), el buzamiento (ángulo de máxima inclinación con respecto a la horizontal) y la dirección de buzamiento (rumbo del plano vertical que contiene al buzamiento), mediante el uso de una brújula geológica. Para definirlos, es necesario realizar varias mediciones, con la finalidad de efectuar un análisis estadístico de las mismas.
Espaciamiento El término espaciamiento se refiere a la distancia medida perpendicularmente entre dos discontinuidades adyacentes. Para un juego de discontinuidades, corresponde especificar un espaciamiento medio. Los términos descriptivos se dan en la tabla. ESPACIAMIENTO ------------------------------------------------------TERMINO
ESPACIAMIENTO
------------------------------------------------------Muy amplio >2m Amplio 600 mm - 2. m Medio 200 mm - 600 mm Pequeño 60 mm - 200 mm Muy pequeño < 60 mm -------------------------------------------------------
8
Persistencia Es una medida de la extensión areal de una discontinuidad, desde su aparición hasta su terminación en la masa de roca sólida o contra otra discontinuidad. Rugosidad La superficie de la discontinuidad puede ser plana, ondulada o escalonada. Su descripción está basada en dos escalas de observación: Escala de detalle (algunos centímetros) Escala panorámica (algunos metros)
Los términos descriptivos se dan en tabla y corresponden a los perfiles típicos que se observan en la figura siguiente. RUGOSIDAD DE DISCONTINUIDADES -------------------------------------------TERMINO
I II
CATEGORIA
-------------------------------------------Rugoso, escalonado Liso, escalonado Slickenside, escalonado Rugoso, ondulado Liso, ondulado Slickenside, ondulado Rugoso, plano Liso, plano Slickenside, plano
III
I II III IV V VI VII VIII IX X XI
IV V VI
VII VIII
--------------------------------------------
IX
Perfiles típicos de rugosidad ►
Resistencia de las paredes La resistencia al corte de una discontinuidad puede ser afectada por la resistencia propia del material rocoso que forma las paredes de la misma, sobre todo cuando el relleno es pequeño o está ausente y la rugosidad de las paredes es significativa. La resistencia de las paredes puede ser medida en términos de resistencia a la compresión, la que suele ser menor que la del material rocoso fresco, debido a la meteorización o alteración de las paredes. Apertura Es la distancia perpendicular entre las paredes adyacentes de una discontinuidad, que puede estar vacía, con agua o rellena con materiales sólidos. Se describe con los términos de la tabla.
9
DESCRIPCION DE APERTURA ------------------------------------------TERMINO
APERTURA
------------------------------------------Muy grande Grande Moderada grande Moderada pequeña Pequeña Muy pequeña Cerrada
> 200 mm 60 - 200mm 20 - 60 mm 6 - 20 mm 2-6 mm 0-2 mm 0 mm
-------------------------------------------
Apertura y relleno de falla ▶
Relleno El relleno de las discontinuidades puede estar ausente (vacías), ser suelo introducido en la apertura, contener minerales tales como calcita o, en el caso de tratarse de fallas, arcilla y brecha de falla. El espesor del relleno, conjuntamente con la rugosidad de las paredes, es importante en la determinación de la resistencia al corte a lo largo de la discontinuidad. Filtraciones El flujo de agua y el agua libre visible en las discontinuidades deben ser registrados y, de ser posible, medida, con la finalidad de calcular el necesario avenamiento, en el caso de obras subterráneas, túneles, etc. Las filtraciones significan que puede haber presión en el agua contenida en las discontinuidades. Esta presión contribuye al lavado del material de relleno y al aumento del caudal de la filtración. Número de juegos Las discontinuidades pueden presentarse en forma irregular, de escasa persistencia, sin conformar juegos, casos en los cuales son denominadas no sistemáticas. Por otra parte, las discontinuidades sistemáticas son generalmente persistentes, conformando varios juegos de discontinuidades paralelas o subparalelas. Estas discontinuidades sistemáticas pueden formar uno o varios juegos, los cuales definirán el tamaño de los bloques que formarán el macizo rocoso.
10
◀ Macizo con dos juegos de discontinuidades
Tamaño y forma de los bloques Si bien el tamaño y la forma de los bloques de material rocoso puede ser definido por el espaciamiento y la orientación de las discontinuidades, una serie de términos descriptivos son recomendados para su designación. Los siguientes términos definen la forma: Equidimensional
Definidos por tres juegos de discontinuidades aproximadamente ortogonales. Determinan un cubo
Tabular
Definidos por un juego predominante y una dimensión considerablemente más reducida que las otras dos. Determinan un bloque aplanado.
Columnar
Definidos por una dimensión considerablemente más larga que las otras dos. Definen un bloque alargado
El tamaño de los bloques se describe usando los términos de la tabla y la forma de los mismos de acuerdo con la figura siguiente. TAMAÑO DE BLOQUES ----------------------------------------------------TERMINO
DIMENSION PROMEDIO
----------------------------------------------------Muy grande Grande Medio Pequeño Muy pequeño
>2 2 – 0,60 0,6 – 0,20 0,2 – 0,06 < 0,06
m m m m m
-----------------------------------------------------
Forma columnar ▶
11
Formas de los bloques en macizos rocosos: A. Poliédricos. Discontinuidades irregulares, sin persistencia, sin juegos a la vista. B. Tabulares. Un juego dominante de discontinuidades paralelas C. Prismáticos. Dos juegos dominantes de discontinuidades ortogonales paralelos y un tercer juego irregular. D. Equidimensionales. Tres juegos de Discontinuidades dominantes, aproximadamente ortogonales, con diaclasas irregulares ocasionales. E. Romboidales. Tres o más juegos de discontinuidades. F. Columnares. Más de tres juegos paralelos cruzados irregularmente por diaclasas.
Perfil de meteorización En el macizo rocoso, la meteorización puede ser descripta considerando la distribución y proporciones relativas de roca fresca y roca decolorada, descompuesta o desintegrada, y los efectos sobre las discontinuidades. La meteorización puede llegar a convertir la roca en suelo y el perfil de meteorización puede ser descripto en tres categorías: roca, roca – suelo y suelo. ◀
Suelo – roca
◀
Regolito (roca-suelo)
◀
Roca muy alterada
◀
Roca alterada
En macizos rocosos formados por un solo tipo de roca, estas unidades constituirán una sucesión vertical, con roca en profundidad, luego suelo - roca y finalmente suelo,
12
a medida que nos acercamos a la superficie. Esto ocurriría en el caso de que se hubiera desarrollado un perfil de meteorización completo y se hubiera preservado. A los fines de acotar el grado de meteorización, se ha subdivido en seis grados, según su intensidad, dando idea más adecuada del grado de pérdida de las propiedades originales del material. DESCRIPCION DE METEORIZACION ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------TERMINO Y DESCRIPCION
GRADO
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Roca fresca GRADO I No hay signos visibles de meteorización en el material rocoso. Pequeña decoloración sobre la superficie de discontinuidades mayores.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Roca ligeramente meteorizada GRADO II Decoloración en el material rocoso y las discontinuidades.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Roca moderadamente meteorizada GRADO III Menos del 35% del material rocoso está descompuesto (desintegrado a suelo). La roca fresca o decolorada está presente como un manto continuo o en algunos puntos aislados.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Roca altamente meteorizada GRADO IV Mas del 35% del material rocoso descompuesto y desintegrado a suelo. La roca fresca es decolorada y presenta como un marco discontinuo o puntos aislados.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Roca extremadamente meteorizada GRADO V Todo el material rocoso está descompuesto y desintegrado a un suelo. Se advierte intacta la estructura original de la roca.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Suelo residual GRADO VI Todo el material rocoso está convertido en suelo y la estructura de la roca y la fábrica están destruidas. Hay un cambio grande de volumen, pero el material ha permanecido en el lugar.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Meteorización: (rocas igneas y conglomerados)
13
METODOS PARA DETERMINAR LA CALIDAD DEL MACIZO ROCOSO ROCK QUALITY DESIGNATION (R . Q . D .) El índice R.Q.D. (Rock Quality Designation) fue propuesto por Deere en 1964 y permite fijar un valor cuantitativo de la calidad del macizo rocoso. Inicialmente, fue definido mediante la recuperación de testigos de una perforación, comprobándose luego que también se adapta a la medición del espaciamiento de discontinuidades según líneas de medición en superficies rocosas expuestas (línea de medición o scanline). Testigo recuperado en perforación:
Linea de medición en una pared rocosa (scanline) ►
El R.Q.D. es definido como el porcentaje de testigo recuperado en piezas intactas de 0,1m de longitud (o más) con respecto a la longitud total del sondeo, o bien los bloques de roca intacta de 0,1m (o mayores) en la longitud total de la línea de medición (scanline) en una pared rocosa. La razón de esto es que un trozo de testigo de perforación mayor de 0,1m equivale a esa misma distancia entre fracturas. RQD % = 100 x Longitud de testigo en piezas mayores a 10cm_ Longitud total del sondeo RQD % = 100 x
X i / L
X i = Longitud de los testigos intactos o trozos de roca intacta mayor de 0.1 m L = Longitud total del sondeo o de la medición sobre la pared rocosa
14
(De Priest y J.A. Hudson.)
Experimentalmente, se verifica que para cualquier combinación de espaciamientos de discontinuidades en un macizo rocoso (uniforme, agrupado, al azar), se obtiene una curva de distribución exponencial negativa para los valores de frecuencia-espaciamiento. Esta distribución permite obtener una relación entre el RQD y la frecuencia media de discontinuidades por metro ( λ ) igual a:
RQD = 100 x e
- 0,1
( 0,1
+ 1 )
Experimentalmente, esta fórmula coincide en sus resultados con los valores medidos en campaña en un valor de +/- 5%. Esto implica que el valor del RQD puede ser obtenido con una aproximación del 5% simplemente contando las discontinuidades a lo largo de distintas direcciones y calculando la frecuencia . La frecuencia es
15
estimada contando el número de discontinuidades que intersectan una línea de medición y dividiendo ese número por la longitud total de esa línea: = n / L n = número de discontinuidades L = longitud de scan-line en metros
CLASIFICACION GEOMECANICA DE MACIZOS ROCOSOS (Bieniawski) Una clasificación de macizos rocosos, según Bieniawski, debería: 1. Dividir el macizo rocoso en grupos de similar comportamiento; 2. Proveer de una base para la comprensión de las características del macizo; 3. Facilitar la planificación y el diseño de estructuras en roca, mediante la cuantificación de los datos requeridos, para solucionar problemas reales de ingeniería. 4. Proveer de una base común de entendimiento entre todos los profesionales y técnicos involucrados en problemas geotécnicos.
Para cumplir estos objetivos, Bieniawski propuso su Clasificación Geomecánica, que incorpora los siguientes parámetros: - Rock Qualitiy Designation (RQD) - Estado de meteorización - Resistencia a la compresión uniaxial - Espaciamiento - Rumbo y buzamiento - Apertura de discontinuidades - Persistencia de discontinuidades - Presencia de agua
Estos 8 parámetros han sido diferenciados en cinco clases que expresan la calidad del macizo entre muy bueno y muy malo. Se hace notar que las distintas clases tienen rangos de valores que difieren con los propuestos por la International Association of Geologic Engineering, que son los que se encuentran en tablas anteriores, en este mismo capítulo. Esto es normal para todas las clasificaciones, ya que cada una de ellas se basa en criterios teóricos y empíricos diferentes. Para la clasificación geomecánica de Bieniawski se usarán los valores de la tabla siguiente. Como cada parámetro contribuye en forma diferente al comportamiento del macizo, serán diferentes también las clases en que se encasillarán al mismo, por lo que el autor de la clasificación propuso un orden de importancia, que permite arribar a un puntaje total para la clasificación general del macizo.
16
CLASIFICACION GEOMECANICA DE BIENIAWSKI --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ITEM
CLASE
1
2
3
4
5
DESCRIP
MUY BUENO
BUENO
MEDIANO
MALO
MUY MAL0
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1 RQD% 90 - 100 75 - 90 50 - 75 25 - 50 < 25 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2 Meteorización Roca fresca Ligera Moderada Alta Extremada --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3 RCS (MPa) > 200 100 - 200 50 - 100 25 - 50 < 25 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------4 Espaciamiento > 3m 1m-3m 0,3m-1m 50 - 300mm < 50mm --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------< 0,1mm < 0,1mm 0,1 - 1mm 1 - 5mm > 5mm 5 Apertura --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------6 Persistencia No No Si, sin relleno Si, sin relleno Si, con relleno --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------7 Agua subterr. No No < 25 l / m <125 l / m > 125 l / m 10 m
( Ligero )
( Moderado )
( Alto )
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------8 Rumbo y Buz. Favorable Favorable Desfavorable Desfavorable Desfavorable ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Diagrama de favorabilidad / desfavorabilidad de las estructuras superiores para un túnel
ORDEN DE IMPORTANCIA -----------------------------------------------------------------------------ITEM CLASES -----------------------------------------------------------------------------PARAMETROS 1 2 3 4 5 ----------------------------------------------------------------------------1 16 14 12 7 3 RQD Meteorización 2 9 7 5 3 1 RCS (MPa) 3 10 5 2 1 0 4 30 25 20 10 5 Espaciamiento 5 Apertura 5 5 4 3 1 Persistencia 6 5 5 3 0 0 7 Agua subterránea 10 10 8 5 2 Rumbo y Buzamiento 8 15 13 10 5 3 ----------------------------------------------------------------------------RCS Resistencia a la compresión simple MPa (resistencia en megapascales)
17
ORDEN GENERAL PARA EL MACIZO --------------------------------------------------------------------------------------------------------Clase 1 2 3 4 5 --------------------------------------------------------------------------------------------------------Bueno Medio Malo Muy malo Descripción Muy bueno --------------------------------------------------------------------------------------------------------Importancia 100-90 90-70 70-50 50-25 <25 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------
TABLAS DE BIENIAWSKI Seguidamente, se acompañan las tablas dirigidas a la evaluación expeditiva de macizos rocosos de Bieniawski (Goio, 2009):
Tabla 1: Puntaje según el valor del R.Q.D. (A) R.Q.D. (%)
Puntaj e
90 - 100 75 - 90 50 -75 25 - 50 < 25
20 17 13 8 3
Tabla 2: Puntaje según resistencia a la Compresión Simple (B) Indice del Ensayo de Carga Puntual
Resistencia a la Compresión Simple (RCS)
(MPa)
(MPa)
>10 4 - 10 2-4 1-2 ----
> 250 100 - 250 50 - 100 25 - 50 10 - 25 3 - 10 <3
Puntaje 15 12 7 4 2 1 0
Tabla 3: Puntaje según espaciamiento de discontinuidades del juego más importante (C) Espaciamiento
Puntaje
(m) >2 0,6 – 2,0 0,2 – 0,6 0,06 – 0,2 < 0,06
20 15 10 8 5
18
Tabla 4: Puntaje según las condiciones de las discontinuidades (D) Descripción
Puntaje
Superficies muy rugosas, de poca extensión, paredes de roca resistente Superficies poco rugosas, apertura menor a 1 mm, paredes de roca resistente Idem. anterior, pero con paredes de roca blanda Superficies suaves ó relleno de falla de 1 a 5 mm de espesor ó apertura de 1 a 5 mm, las discontinuidades se extienden por varios metros Discontinuidades abiertas, con relleno de falla de más de 5 mm de espesor ó apertura de más de 5 mm, las discontinuidades se extienden por varios metros
15 12 7 4
0
Tabla 5: Puntaje según las condiciones del agua subterránea (E) Filtración por cada 10m de longitud de túnel (L/min)
Presión del agua en la discontinuidad dividido la tensión Principal Mayor
Nada
0
< 10 10 - 25 25 – 125 > 125
0,0 – 0,1 0,1 – 0,2 0,2 – 0,5 > 0,5
Condicione Puntaje s Generales Completamente seco Apenas húmedo Húmedo Goteo Flujo continuo
15 12 7 4 0
Tabla 6: Corrección por la orientación de las discontinuidades (F) Evaluación de la influencia de la orientación para la obra
Puntaje para Túneles
Puntaje para Fundaciones
Muy favorable Favorable Medio Desfavorable Muy desfavorable
0 -2 -5 -10 -12
0 -2 -7 -15 -25
Tabla 7: Categoría de la Clasificación Geomecánica CLASIFICACION GEOMECANICA FINAL (Bieniawski) R.M.R. Suma de los puntajes de las tablas
Calificación del Macizo Rocoso
Clase
81 - 100
Muy bueno Bueno Medio Malo Muy malo
I II III IV V
61 - 80 41 - 60 21 - 40 0 - 20
19
INFORMACION ADICIONAL PARA LA DESCRIPCION DE ROCAS Formación geológica El nombre de la formación geológica a la cual pertenece el suelo o roca en cuestión, debe ser buscado en los mapas geológicos del área. Son los geólogos los que han realizado esta designación y es como se conoce a la misma en el ámbito científico y geotécnico.
◀ Cuadro estratigráfico ◀ Estratos rojos de la Formación Saldán
Edad La edad geológica de la formación debería referirse en términos de Sistema, Serie o Piso, o cualquier otra clasificación estratigráfica existente en la zona. Rellenos artificiales Pueden ser de dos tipos: * Rellenos ingenieriles * Rellenos no ingenieriles Los rellenos ingenieriles. Pueden ser suelos naturales excavados usados para terraplenes en obras de nivelación de terrenos, escombreras de minas, etc., es decir, el producto de la actividad de explotación de recursos. Se deben intentar clasificar de la misma manera que los depósitos naturales.
Los rellenos no-ingenieriles. Son los provenientes de la acumulación de residuos, demolición de estructuras, volcamientos de desechos industriales, etc. Es de mucha importancia su descripción, incluyendo datos tales como:
20
- Modo de origen. Se refiere a si el relleno se efectuó en capas compactadas, por un terraplén de avance, etc. - Presencia de grandes objetos. Pueden ser masas de mampostería u hormigón, o vigas de acero, etc. - Existencia de vacíos. Como es el caso de los rellenos urbanos, que suelen tapar parcialmente fosas, sótanos, tuberías, tanques subterráneos, pozos ciegos, etc. - Presencia de materiales químicos u orgánicos. Es el caso de algunas áreas rellenadas que pueden haber sido canteras abandonadas, donde se acumularon desperdicios químicos sólidos o líquidos. - Presencia de materiales tóxicos. Ciertos ácidos enterrados pueden reaccionar con calizas o con el hormigón produciendo dióxido de carbono. La descomposición de plantas y restos de animales produce metano, amonio y otros gases tóxicos. Incluso el mismo material de relleno puede ser tóxico. - Antigüedad. La edad del depósito puede obtenerse o deducirse a partir de revistas o periódicos presentes en el relleno.
Efectos del relleno en los suelos y rocas adyacentes Los líquidos industriales que se producen por la percolación del agua de lluvia a través del relleno, pasan a las rocas subyacentes. Como resultado se produce una intensiva alteración de las mismas, que puede enmascarar su carácter original. Si estos líquidos alcanzan el agua freática, pueden contaminarla y variar su composición.
BIBLIOGRAFIA Quintana C., E., 1991. Descripción del material rocoso. En: Geotecnia I. Temas de Trabajos Prácticos. Departamento de Construcciones Civiles. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Universidad Nacional de Córdoba. Pp 32-47. Abril, E. G., 2001 - 2010. Macizos Rocosos. Serie Cuadernillos Didácticos, No 3/1. Geotecnia I, Laboratorio Area Geotecnia. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, UNC. Abril, E. G., 2002 - 2010. Macizos Rocosos: Evaluación de macizos rocosos. Serie Notas Breves, No 3/1. Geotecnia I, Lab. Area Geotecnia. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, UNC.
21
