División de Ingenierías Civil y Geomática. Geomática
GEOLOGIA . TEMA 8 Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil
OBJETIVO. El alumno relacionara los conocimientos adquiridos, con el entorno geológico a escala nacional, regional y local. Se realizara li l la i t interpretación t ió d de cartas t (topográficas, geológicas, geotécnicas, etc ) fundamentales para trabajos de etc.) construcción tales como superficiales, subterráneas y cimentaciones. cimentaciones
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil
ÍNDICE 1)
CARTAS GEOLÓGICAS
2)
GEOLOGÍA DE LA REPÚBLICA MEXICANA
3)
ZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA DE LA CUENCA DE MÉXICO FUNDAMENTOS DE GEOLOGÍA AMBIENTAL RELACIONADOS CON LA INGENIERÍA CIVIL
4) 5)
OBRAS SUPERFICIALES, SUBTERRÁNEAS Y CIMENTACIONES
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil
1) CARTAS GEOLÓGICAS
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Cartas Geológicas
ANTECEDENTES
Desde épocas remotas, el hombre para comunicar a sus semejantes j t ell lugar l en donde d d había h bí comida, id agua, animales de caza u otras cosas interesantes o útiles, dibujaba en la tierra por medio de símbolos, la forma de llegar y regresar de dicho lugar sin perderse. Para hacer más duraderos sus dibujos los hacía en las paredes de sus cuevas dibujos, por medio de pinturas y posteriormente en tablillas de arcilla y en papel.
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Estas descripciones gráficas fueron llamados mapas y tomaron importancia por sus usos agrícolas para planeación demográfica, agrícolas, demográfica recursos económicos y fines militares. Actualmente se conoce prácticamente toda la superficie del planeta, con más o menos detalle, debido a los avances en el diseño de mapas y a la utilización de la fotografía tomada desde aviones y satélites; sin embargo, el uso directo de aerofotos no es práctico, y se procesan éstas para obtener mapas más claros y comprensibles, en los cuales por medio de signos convencionales se representan las principales características del terreno.
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DATOS QUE CONTIENE UNA CARTA GEOLÓGICA El mapa o carta se identifica por un nombre y un número clave. El nombre se deriva de la referencia más importante que q e está dentro de la carta y puede ser una ciudad, un pueblo, un lago o una montaña notable La República Mexicana está dividida en 21 que miden cuatro g grados de latitud,, p por cuadros q seis de longitud cada uno y que son identificados por las letras D, E, F, E, H, e I en latitud, y por los números 11 a 16 en longitud.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Cartas Geológicas
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Cartas Geológicas
En las cartas se encuentran identificados los accidentes de terreno con curvas de nivel en las cuales se indica a que altura se encuentran sobre ell nivel i l del d l mar, asíí como ríos, í arroyos, puentes, t carreteras, caminos vecinales, brechas, ciudades, pueblos, rancherías, minas, lagos, golfos, océanos, aeropuertos, pistas aéreas, panteones, etc. etc.
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ESCALAS Los mapas o Cartas Topográficas se producen en diferentes escalas, que van desde uno a cinco millones (1:5,000,000), hasta uno a cincuenta mil (1:50,000). Las más útiles son las de 1:50,000, por ser las que muestran detalles más pequeños. En esta escala, las características del terreno se representan en el mapa, reducidas cincuenta mil veces representando cincuenta mil unidades iguales sobre el terrero; por ejemplo, si un objeto representado en el mapa mide un centímetro, en la realidad medirá 500 mts. mts
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Las cartas geológicas tienen el propósito de hacer una cartografía geológica detallada del territorio en estudio. estudio Las cartas geológicas contienen como información principal las siguientes características: • Infraestructura 9 carreteras 9 poblados 9 líneas férreas 9 líneas de electrificación 9 entre otras.
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• Litología 9 tipos de roca 9 formaciones 9 facies 9 intrusivos 9 etc. etc • Estructural 9 fallas 9 fracturas 9 flujos fl j 9 cabalgaduras j 9 ejes
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• Muestreo 9 petrográfico 9 paleontológico 9 radiométrico 9 entre otros tipos. • Yacimientos Minerales 9 metálicos 9 no metálicos (minas y alteraciones) • Secciones geológicas representativas. g • Columna estratigráfica.
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COMO LEER UNA CARTA GEOLOGICA. ¾ Lo primero que hay que hacer al tratar de leer una carta es Orientarla. ¾ La carta se encuentra cuadriculada por coordenadas verticales y horizontales, las verticales pertenecen a los meridianos (líneas de norte a sur)) y las horizontales a los p paralelos (líneas de este a oeste) y cada uno se encuentra a un grado de distancia. ¾ La parte superior o encabezado de la carta corresponde d all norte, t recordando d d que ell globo l b terráqueo está dividido en 360 grados, como cualquier circulo. Entre uno y otro existen divisiones A estas divisiones se les llama divisiones. minutos y son 60.
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¾ Para orientar una carta, carta sobre una superficie plana, colocando la brújula sobre uno de los meridianos, se procura que el pelo de la brújula siga la misma dirección del meridiano, meridiano enseguida se gira la carta suavemente hasta que la aguja de la brújula corresponda a la línea negra de la tapa fija de la misma y por consiguiente también estará alineada con el meridiano. Conseguido esto, la carta está orientada ¾ Siempre Si se debe d b de d recordar d que los l meridianos idi apuntan hacia el norte astronómico y que el norte magnético en el que apunta la brújula se encuentra t a 15 grados d a la l d derecha h d l del astronómico, por lo que habrá de hacerse una corrección respecto a las direcciones que se t tomen, restándole tá d l 15 grados. d
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2) GEOLOGÍA DE LA REPÚBLICA MEXICANA
Aplicaciones de la Geología a la Ingenieria Civil – Geología de la República Mexicana
• En la República Mexicana, los materiales que predominan son las rocas de origen sedimentario como las calizas dolomitas dolomitas, margas margas, conglomerados, areniscas, lutitas y sedimentos aluviales y lacustres no consolidados, etc. • En segundo término fundamentalmente están las rocas ígneas g extrusivas como los basaltos,, andesitas, doleritas y diabasas, riolitas, dacitas, pórfidos cuarcíferos, traquitas y cenizas volcánicas. Entre las rocas ígneas g intrusivas están los granitos, dioritas, pórfidos cuarcíferos, sienitas, peridotitas, cerpentinitas, grabos, piroxenitas y noritas. doleritas,, p
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Geología de la República Mexicana
La República Mexicana durante el periodo Precámbrico (Era Paleozoica o Primaria) estaba constituida lo que hoy es Sonora, constituida, Sonora por pequeñas islas formadas de rocas metamórficas y las costas de Guerrero, Oaxaca y Chiapas por rocas intrusivas y metamórficas. En la Era Mesozoica o Secundaria la península de Baja California, California Coahuila, Coah ila Nuevo N e o León, León Tamaulipas, Tama lipas San Luis Potosí. Querétaro, Zacatecas, Hidalgo y Durango estaban formados por rocas intrusivas y sedimentarias que también se encuentran hacia el sur y otros estados de la República, pero en menor proporción inclusive como rocas metamórficas.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Geología de la República Mexicana
Las rocas sedimentarias, principalmente del Cretácico (las más estudiadas por su relación con los grandes yacimientos de petróleo) junto con las rocas intrusivas, extusivas y las sedimentarias del Cenozoico (Era Terciaria) fueron las que definieron la forma actual de la República Mexicana, que se divide en dos grandes regiones del centro hacia el Océano Pacífico llamada Epimesozoico y del centro hacia el Océano Atlántico llamada Epihercianas, aunque esta última se originó en el Paleozoico superior. La corteza terrestre está constituida fundamentalmente por silicio y aluminio pero su composición depende de la ap proporción opo c ó de ot otros. os
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Geología de la República Mexicana
La República Mexicana se encuentra sobre la placa norteamericana, la cual está en contacto en el Pacífico con las placas de cocos y la del pacífico. La de cocos por ser menor se está colocando debajo de la norteamericana y sus rugosidades generan tensiones que al liberarse provocan sismos como el del 19 de septiembre de 1985. 1985 La parte superficial de la unión de estas dos placas se conoce como trinchera de subinducción.
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3) ZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA DE LA CUENCA DE MÉXICO.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Zonificación geotécnica de la Cuenca de México
La cuenca de México es una unidad hidrológica cerrada (aunque actualmente drenada en forma artificial) de aproximadamente 7 000 km2. Su parte S t más á baja, b j una planicie l i i lacustre, l t ti tiene una elevación de 2 240 m sobre el nivel del mar. La cuenca se encuentra rodeada en tres de sus lados por una magnífica sucesión de sierras volcánicas de más de 3 500 m de altitud (El Ajusco hacia el sur, sur la Sierra Nevada hacia el oriente y la Sierra de las Cruces hacia el poniente).
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Hacia el norte se encuentra, limitada por una sucesión de sierras y cerros de poca elevación (Los Pitos, Pitos Tepotzotlán, Patlachique, Santa Catarina, y otros). Los p picos más altos ((Popocatépetl p p e Iztaccíhuatl,, con una altitud de 5 465 y 5 230 m sobre el nivel del mar respectivamente) se encuentran al sureste de la cuenca. cuenca Varios otros picos alcanzan elevaciones cercanas a los 4 000 m. Estas montañas periféricas representan un límite físico importante a la expansión de la mancha urbana.
Aplicaciones de la Geología a la Ingenieria Civil – Zonificación geotécnica de la Cuenca de México
Aproximadamente en el año 1000 de nuestra era, el sistema lacustre del fondo de la cuenca cubría aproximadamente 1 500 kilómetros cuadrados, cuadrados y estaba formado por cinco lagos someros, encadenados de norte a sur: Tzompanco, Xaltocan, Texcoco, Xochimilco y Chalco. Los dos lagos del sur, Chalco y Xochimilco, y los dos del norte, norte Tzompanco T ompanco y Xaltocan, Xaltocan eran algo más elevados y sus aguas escurrían hacia el cuerpo de agua central más bajo, Texcoco, donde la escorrentía de toda la cuenca se acumulaba antes de evaporarse a la atmósfera.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Zonificación geotécnica de la Cuenca de México
Aplicaciones de la Geología a la Ingenieria Civil – Zonificación geotécnica de la Cuenca de México
En las cuencas abiertas, el destino final de las sales disueltas es el mismo que el del agua que las acarrea: l los océanos, é en los l que se han h acumulado l d sales l durante largos periodos geológicos. En la cuenca de México, México como en todas las cuencas cerradas, el destino final de las sales acarreadas por el agua es la parte más baja de la cuenca, donde el agua se evapora y las sales se van acumulando lentamente a lo largo de cientos o miles de años. Las aguas del Lago de Texcoco,, en consecuencia,, eran salobres;; y desde el punto de vista geológico formaban un verdadero "mar interior", como atinadamente se refirió Hernán Cortés a este gran cuerpo de agua. agua
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Zonificación geotécnica de la Cuenca de México
Aplicaciones de la Geología a la Ingenieria Civil – Zonificación geotécnica de la Cuenca de México
La mayoría L í de d los l estudios t di h h hechos sobre b l Cuenca la C d de México, se refiere a las rocas volcánicas o a la sedimentología, en las que incluyen varias de las rocas del Xitle y de la porción oeste del Ajusco. Ajusco La provincia fisiográfica en la que está incluida el área de nuestro estudio, se encuentra en la parte sur de la llamada Mesa Central. La Cuenca de México es la parte más alta de la zona Volcánica Transmexicana. Está formada, casi en su totalidad, de mantos de lava y materiales p piroclásticos. En la parte sur de la Cuenca, el espesor de estos materiales es enorme, según indican los estudios geofísicos. La composición de los mantos de lava que se encuentran en ella van de ácidos a básicos, predominando los andesíticos.
Aplicaciones de la Geología a la Ingenieria Civil – Zonificación geotécnica de la Cuenca de México
El piso de la Cuenca está formado en parte de sedimentos lacustres, originados en lagos durante el Pl i t Pleistoceno S Superior i y ell Holoceno. H l L serie La i basáltica b álti Chichinautzin del Pleistoceno Superior y del Holoceno que se sobreponen a acuñamientos, como un complejo de múltiples conos cineríticos, conos escóriasenos, anillos de tefra y mantos de lava, tefra y brechas volcánicas con sedimentos volcánicos entreverados, volcánicas, entreverados todos ellos de composición basalto - andesítica. La Cuenca de México se localiza en el extremo sur del Altiplano, sobre el paralelo 19º03’53 y el 20°11’09 de latitud norte y 98°11 98°11’53 53 a 99°30 99°30’24[1] 24[1] de longitud oeste, oeste
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Fundamentos de geología ambiental relacionados con ingeniería civil
Los mexicas conservaban un delicado equilibrio entre lo tomado y lo devuelto a los lagos, que les permitía vivir en armonía con el medio. Mientras que en la colonia se convirtió en foco de graves problemas como epidemias, pérdida de vidas y bienes, etc., que motivó la necesidad de desaguar la cuenca a toda costa, comenzando con grandes obras hidráulicas que derivarían en el agravamiento de unos problemas y la creación de otros nuevos.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Fundamentos de geología ambiental relacionados con ingeniería civil
Como el hacer pozos para la extracción de agua para el consumo, ell subsuelo b l se empezó ó a hundir h di cada d vez más por la aceleración de la falta de líquido y la compactación p de limos y arcillas del subsuelo; con esto, las construcciones sufrieron graves daños y desnivelaciones que en algunos casos han causado el derrumbamiento o bien, derrumbamiento, bien en la actualidad son ejemplo de obras de ingeniería muy complejas, como el Palacio Nacional, Bellas Artes y el Rescate de la Catedral M t Metropolitana. lit
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2) GEOLOGÍA DE LA REPÚBLICA MEXICANA
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Fundamentos de geología ambiental relacionados con ingeniería civil
En base a esto se busca la solución en cuanto a crear salidas artificiales de la cuenca para desaguarla y evitar los problemas de inundaciones. Por lo que comienza la construcción del drenaje profundo, y sus diferentes conectores, interceptores y sistemas de bombeo q que logran g desaguar g la cuenca. Esta medida va a provocar problemas de carácter ecológico pues el clima cambia de forma drástica, drástica haciéndose más seco.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Fundamentos de geología ambiental relacionados con ingeniaría civil
El manto freático baja y por la tanto, la extracción de agua para consumo decrece y hay que traerla de fuera de la cuenca, cuenca con costosas obras para que pueda subir a los más de 2000 msnm. desecando y contaminando la periferia. Es por eso que en los últimos años se volvió a la idea de hacerse “amigo” del medio, se preocupan por la ecología es cuando ecología, c ando comienzan comien an las campañas de reforestación, creación de lagunas de regulación que ayudan al reabastecimiento del manto acuífero y ayudan a disminuir las inundaciones de delegaciones como Iztapalapa o Álvaro Obregón; la creación y rescate de parques ecológicos y muchas obras más.
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5) OBRAS SUPERFICIALES SUPERFICIALES, SUBTERRANEAS Y CIMENTACIONES.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones
Una clasificación de obras superficiales p pueden ser las siguientes: 1. 2. 3 3. 4. 5. 6. 7.
Presas Túneles Vías Terrestres Obras Portuarias Canales y ductos Edificaciones Bancos de materiales
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Presas Una presa es una obra civil que se construye a través de un curso de agua (río o arroyo) con objeto de derivar o almacenar sus aguas o regular su curso fuera del cauce. La derivación se hace al sobreelevar el nivel de agua g de la corriente con una estructura rígida de mampostería o de concreto, la que en época de avenidas es cubierta por las aguas p g que fluyen q y sobre ella. El almacenamiento se logra al cerrar el paso al curso de agua, obligando de esta manera a que el agua se acumule l en ell valle ll aguas arriba ib del d l sitio iti en que se coloca el obstáculo; esto provoca que la energía con la que viene el agua disminuya, con lo que se origina el embalse.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones
Una presa de almacenamiento consta de cuatro partes: • La cortina que es la estructura principal y la más importante que se construye como barrera para almacenar el agua. agua • El vertedor u obra de excedencias. • La obra de toma y, • El embalse.
La selección y sitio para la construcción de una presa y la ubicación precisa de la cortina y obras auxiliares requiere de la cuidadosa consideración de factores como:
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones
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• Topografía: forma y amplitud del estrechamiento y longitud del valle fluvial. • Condiciones geológicas: tipo de rocas, presencia de fallas, bancos de material. • Mano de obra disponible. • Aspectos socioeconómicos.
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USO DE LAS PRESAS. Los usos que puede tener una presa son muy variados, sin embargo b se pueden d dividir di idi en dos d grandes d grupos: Aprovechamiento: a)) Irrigación. g b) Abastecimiento de agua potable. c) Generación de energía eléctrica. d)) Navegación. g e) Recreación. f) Acuacultura. g) Vasos reguladores. h) Tanques de enfriamiento. i) Jales. j) Salmueras. k) Aguajes.
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TIPOS DE CORTINA De acuerdo con su altura, a sus funciones o a otras características; sin embargo la clasificación más usada es la que se hace con relación a sus materiales de construcción y a sus estructura. a) Tierra Materiales sueltos (tierra y roca) (Estructuras Deformables)
b) Materiales graduados c)) Enrocamiento d)
Materiales cementados (concreto o mampostería) (Estructuras rígidas)
Relleno hidráulico Sección homogénea compactada co pac ada
e) f) g)
Núcleo de tierra (impermeable) Pantalla de concreto
Masiva aligerada Machones Contrafuertes Losas planas Arcos o Arco y arco bóveda bóvedas múltiples múltiples. Arco gravedad Gravedad
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CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS CORTINAS.
MATERIALES SUELTOS: Están constituidas por terraplenes de tierra y/o roca con núcleo para controlar filtraciones. Usualmente consiste de material arcilloso o si no es posible encontrar cantidades suficientes en las cercanías, se usan pantallas de concreto asfáltico colocadas sobre el parámetro de aguas arriba. Este tipo de presas imponen menores niveles de esfuerzo sobre las cimentaciones que las presas de materiales cementados. Por lo tanto, es más fácil que absorban las deformaciones que puedan producirse por asentamiento producto de actividad sísmica, sísmica o por el peso de la estructura misma.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones MATERIALES CEMENTADOS (MAMPOSTERÍA O CONCRETO) Son estructuras no deformables, de altura y peso variables, costosas; requieren de cimentaciones sólidas, sólidas por lo que deben ser diseñadas para resistir actividad sísmica. Se construyen simplemente de concreto o concreto armado. Este tipo de presas no resisten asentamientos diferenciales y requieren como todas las obras civiles, de estudios muy detallados del sitio donde se construirán. El tipo de cortina se selecciona de acuerdo con los siguientes factores: Topografía: En lo que concierna a las condiciones topográficas, topográficas debe reunir dos condiciones: ¾ El sitio de la cortina hay que tratar de encontrar una boquilla lo más estrecha posible que presente una superficie mínima para la cimentación y un volumen mínimo para las excavaciones. ¾ Que el valle ocupado por aguas, se amplíe inmediatamente aguas arriba del sitio de la cortina para que la capacidad del almacenamiento pueda ser considerable.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Geología: Las condiciones geológicas son las que juegan el papel más importante en la construcción de una presa, es decir, el terreno es en cierta forma el director de la obra, es el que manda. Las presas requieren más de un buen terreno. Lo necesitan en el fondo y en los flancos, a lo ancho, a lo alto y en profundidad; las superficies y los volúmenes de terreno en contacto con la obra misma bañado o penetrado por las aguas que son almacenadas, almacenadas son considerables. considerables En efecto jamás el terreno de cimentación de una gran presa es homogéneo ni uniformemente sano. La importancia que tiene determinar por todos los medios de exploración que se tengan a la mano, mano se trata, trata al investigar un sitio determinado, de una geología muy particular a pequeña escala, que nos hable: I. De la resistencia mecánica del terreno. II. Del equilibrio de los taludes. III. De las condiciones estructurales en relación con los estudios mencionados. IV. De la condiciones de permeabilidad del terreno.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Las condiciones geológicas que debe reunir un sitio para un determinado tipo de cortina son: Para una cortina P ti de d gravedad: d d El área á d cimentación, de i t ió de d un terreno t particularmente impermeable e incompresible, para no tener asentamientos diferenciales. En caso contrario se corre el riesgo de falla. a a Para una cortina de arco: Requiere de un sitio de donde las rocas de los apoyos o estribos, presenten buenas condiciones de estabilidad. Si hay y el temor de inestabilidad de los apoyos p y o riesgo g de derrumbes debidos al echado de las capas, a la acción de agentes atmosféricos, hay que tratar de descartar el proyecto. Cortinas de contrafuertes y arcos múltiples: p La condición esencial es que el terreno de cimentación sea de buena calidad. Cortina de enrocamiento: Se debe escoger un sitio donde las condiciones esenciales impliquen no estar sujeta ni a asentamientos diferenciales ni a la erosión que provoque infiltraciones bajo la cortina.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Cortinas de tierra: Son aquellas donde más convienen sobre un terreno de cimentación no rocoso, a condición de verificar su resistencia y asegurarse que no contenga materia orgánica ni arcillas expansivas o muy plásticas que corran el riesgo de ser expulsadas por el peso del dique o por la presión de las aguas del embalse. Aspectos económicos: ó Dentro de los elementos más á importantes a considerar se encuentran: 1. La localización de los materiales de construcción p para la cortina, considerando las distancias de acarreo, costos de obtención, calidad, volumen, etc. 2. La disponibilidad p de mano de obra. 3. Aspectos legales sobre compra o indemnizaciones del sitio o de los sitios donde se localizara la obra
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Colocación de material 4 o enrocamiento de protección en el talud o parámetro aguas abajo de la cara terminada de la cortina
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones PROBLEMAS GEOTÉCNICOS Se presentan frecuentemente en los sitios de construcción de presas son relativos a: fenómenos de g geodinámica,, filtraciones,, resistencia de la roca o suelo, azolves, entre otros. FENÓMENOS DE GEODINÁMICA EXTERNA Deslizamientos y reptación El término deslizamiento se refiere al desplazamiento rápido de una masa de roca, suelo residual o sedimentos contiguos a un talud, en la cual el centro de gravedad de la masa en movimiento avanza e una dirección hacia abajo y hacia fuera. Un movimiento similar que se presenta a una velocidad imperceptible es llamado reptación. Los desplazamientos varían de acuerdo con ciertas características que presentan dichas discontinuidades como son: orientación, rugosidad, relación con la estructura geológica, grado de saturación de agua, características de fricción y relleno.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Las principales discontinuidades donde puede haber movimiento en masa del terreno son: a) Estratificación y foliación b) Fracturas: c) Fallas d) Discordancias e) Límites entre rocas saturadas y no saturadas f) La base de rocas intemperizadas Algunas causas de deslizamiento Los más responsables son la gravedad, peso y su distribución carga y descarga, variación e intensidad de la presión de poro, fuerzas de expansión y contracción, contracción remoción de soportes, soportes cambios de pendiente, pendiente alteración, saturación de agua, sismos, actividad volcánica y disminución de la resistencia con el tiempo
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Medidas para prevenir los deslizamientos Estas medidas varían ampliamente, entre las más comunes se tiene: relleno, reducción del ángulo del talud, disminución del peso, anclado de la roca, colocación de pilas, el uso del concreto lanzado, instalación de drenaje dentro del macizo rocoso. Filtraciones Se debe considerar la presencia de algunos factores como son: Cavernas, canales, fallas y fracturas interconectadas, por lo que debemos observar su frecuencia, grado de abertura y tipo de relleno. Cauces sepultados que puedan originar una vía de filtración para el agua, de acuerdo con su posición respecto a la obra y el embalse. El fracturamiento de tipo tectónico, produce filtraciones moderadas, sin embargo es necesario conocer cuál es la dirección del agua que se infiltra. La solubilidad de la roca, que puede producir grandes cavernas, principalmente en calizas, halita, yesos o rocas poco cementadas como loess. Las rocas no solubles como las ígneas cristalinas, algunas areniscas, las metamórficas masivas, etc.(solamente si están fracturadas o falladas)
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Asentamientos Las cortinas ejercerán una presión sobre los materiales en que fueron construidas (suelos y rocas), debido a su propio peso y a otras fuerzas que actúan sobre ellas. El problema de deformación bajo cargas pesadas puede ser crítico. En el caso de areniscas poco cementadas o donde el cementante es arcilloso, éstas tendrán poca resistencia a la compresión. Los asentamientos desiguales en las diversas zonas de la cortina pueden causar agrietamientos de gran tamaño. Para estos casos se debe recurrir a un riguroso i estudio t di de d mecánica á i de d rocas o de d suelos. l Azolvamiento Algunas presas propuestas no han sido construidas por conocerse que los azolves las harían inútiles en poco tiempo. Una forma de detener el material que es transportado por el rió, es por medio de tratamientos de control de erosión de suelos en la cuenca y a través de campañas de reforestación. Ya se buscan p procedimientos p para desazolvar las p presas y, p posiblemente en un futuro cercano, se llegue a una solución económica que permita rescatar las obras.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Bancos de material
La construcción de una presa requiere de grandes cantidades de materiales; arena y grava como agregados para concreto, arcillas para rellenos y corazones impermeables, piedra para mampostería y recubrimientos, arena y grava para filtros, etc. Una de U d las l f funciones i más á importantes i t t d los de l estudios t di geológicos, ló i sobre todo en la etapa de investigación preliminar, es la evaluación de los bancos de material. La localización, cantidad y calidad de los mismos pueden modificar la localización del sitio, o bien influir de manera directa en el tipo de presa por construir. El estudio de los bancos propuestos se puede hacer, según el caso, con p pozos a cielo abierto,, con p perforaciones de diamante o métodos geofísicos. El objetivo de determinar las características del material, el volumen aprovechable y los procedimientos de ataque más apropiados para cada lugar.
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MÉTODOS DE EXPLORACIÓN DIRECTOS Etapas de investiga ción ió
Levantam iento geológico
Selección del sitio y reconoci miento preliminar
X
Exploraci ón detallada del sitio de construcc ión
X
Pozos a cielo abierto y ti h trincheras
Túneles y socavone s
INDIRECTOS Perforaci ones
Fotogeolo gía
Métodos geoeléctri cos
Métodos geosísmi cos
X
X
X X
X
X
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MÉTODOS DE EXPLORACIÓN DIRECTOS
INDIRECTOS
Etapas de investiga ción
Levantam iento geológico
Pozos a cielo abierto y trincheras
Túneles y socavone s
Perforaci ones
Construc ción de la obra
X
X
X
X
Operació n de la obra Bancos de materiale s
Fotogeolo gía
Métodos geoeléctri cos
Métodos geosísmi cos
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Vista de margen izquierda
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TÚNELES Ú INTRODUCCIÓN La construcción L t ió de d un túnel, tú l tanto t t mayor cuanto t más á compleja l j sea ésta y que la obra se encuentre a profundidad considerable. La construcción de un túnel requiere de la geología en la etapa de estudios t di preliminares li i y de d detalle, d t ll en la l construcción t ió e inclusive i l i durante la operación. Esta geología nos debe hablar a gran escala del comportamiento presente y futuro del macizo rocoso, que va a ser modificado con la construcción del túnel.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones
Definición y tipos de túneles Los túneles son excavaciones lineales subterráneas, de pequeña altura y anchura en comparación con su longitud; de acuerdo con el uso: a)
Túneles de acceso a minas, útiles parea desalojar los materiales extraídos, para desalojar las aguas subterráneas o para dar ventilación.
b)
Túneles para transporte: carreteros, para peatones, para navegación o ferrocarriles. Éstos É son los más largos y en ocasiones los más difíciles de excavar.
c)
Túneles para conducción de agua; que pueden ser vertedores, de desfogue o de desvío, etc.
d)
Túneles militares.
e)
Túneles de acceso a cámaras o bóvedas subterráneas.
f)
Túneles de utilidad pública, para llevar cables, gas, agua.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Las partes de un túnel son:
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Los métodos convencionales de tuneleo, también llamados “clásicos”, son operaciones cíclicas que en general tienen esta secuencia: perforación, carga, explosión, rezagado e instalación de soportes (si son necesarios). necesarios)
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Problemas geotécnicos en túneles Las interrogantes que se le presentan al constructor de túneles y que deben ser contestadas p por un g geólogo g con experiencia p en g geotecnia: 1. ¿Se excavará el túnel completamente en roca sana o se encontrarán zonas intemperizadas o alteradas por acción hidrotermal o bien canales o cauces sepultados, p rellenos con material p permeable? 2. ¿Se obtendrá durante la excavación una sección limpia o habrá sobre excavación? 3. ¿Será la roca fácilmente excavada y perforada o por el contrario difícil? 4. ¿Existen razones que den lugar a pensar en la posibilidad de desprendimientos de rocas grandes o pequeñas del techo del túnel?(¿Qué parte del túnel necesitará soportes o ademes y de qué tipo?) 5. Si existen fallas, ¿qué posición guardan éstas con respecto al eje del túnel, qué longitud lo afectan y cual es la magnitud del afallamiento para que llegue a encontrarse roca triturada? 6. ¿En qué puntos y en qué cantidades será encontrada agua?
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones 7. Si existen materiales no consolidados en los portales de entrada o salida del túnel o bien si la roca está muy intemperizada en estos lugares, ¿en qué longitud se verá afectado el túnel y qué dificultades especiales se presentarán en las excavaciones iniciales? 8. ¿Hay posibilidad de encontrar muchas dificultades en las partes profundas del túnel en zonas de roca que se está hinchando por la liberación de esfuerzos,, o bien se p presentarán desprendimientos p violentos de roca? 9. ¿En qué caso de túneles de presión, se requerirá un refuerzo o revestimiento a todo lo largo del túnel, o sólo en ciertos lugares, como por ejemplo en las vecindad de fallas? 10. ¿Se encontrarán en el túnel zonas de altas temperaturas o de gases tóxicos o venenosos? Los problemas L bl geotécnicos té i que se presentan t con mayor frecuencia f i en túneles tú l son:
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Fallas Se debe conocer la posición que guardan éstas con respecto al eje del túnel y la longitud en que lo afectan. Se determinará también si son acti as o no, activas no la magnitud magnit d que q e tiene para saber si se encontrará roca triturada en la zona del túnel.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Si se cruza una falla activa, el túnel puede verse sometido a grandes esfuerzos cortantes de gran peligro. El corrimiento puede ocurrir, claro, en cualquier dirección, de acuerdo con el sentido de los esfuerzos y la orientación de la superficie de corrimiento, corrimiento respecto del túnel. túnel Es aconsejable tratar de atravesar las fallas perpendicularmente, para disminuir el área con problemas; y si por necesidades del proyecto es preciso seguirlo g paralelamente,, conviene q p que la obra se encuentre lo más alejada j posible de ellas. En una zona afallada, el terreno suele encontrarse también fracturado y ser inestable, esto último debido principalmente a la presencia de materiales alterados o faltos de cohesión, como la salbanda que tiende a aumentar su volumen produce desplazamientos o roturas en el revestimiento. También puede hallarse milonita, material impermeable susceptible de dificultar o detener el movimiento de las aguas g subterráneas de uno a otro lado de la falla y que provoca fuertes cargas hidrostáticas sobre el túnel. Las fallas se constituyen en planos de debilidad y por lo mismo de deslizamiento. Es posible también que estas estructuras se conviertan en vías de acceso o salida de agua del túnel, si es que están abiertas o rellenas de material permeable.
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Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Estratificación En la selección de la localización y profundidad del eje del túnel, la posición relativa de la estratificación debe ser estudiada cuidadosamente. La presión total sobre un túnel y la forma como ésta se distribuye a lo largo de él en rocas sedimentarias, depende principalmente de la estratificación. Las rocas con estratificación inclinada p pueden p presentar p problemas de estabilidad, sobre todo si se encuentran alteradas, afalladas o fisuradas. Además pueden ocasionar deslizamientos, por lo cual hay que seleccionar correctamente el sentido de ataque y el método de perforación. Anticlinales y sinclinales Los anticlinales presentan condiciones más favorables para ubicar un túnel, en primer lugar porque la presión que existe en el centro de éste es menor que en un sinclinal y en segundo porque si la formación es permeable, permeable en un anticlinal el agua tiende a escurrir, mientras que en los sinclinales se acumula en el centro.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Sin embargo hay que tener en cuenta que en los anticlinales los estratos superiores están más deformados debido al plegamiento y por tanto más fisurados que los estratos inferiores de la estructura, por lo que ews aconsejable tratar de situar el túnel a una profundidad en la cual el fracturamiento no tenga consecuencias. Filtraciones Al construirse constr irse un n túnel pueden p eden variar ariar las condiciones hidrológicas del sitio, sitio por lo que se tratará de conocer la posición del nivel freático del agua del macizo rocoso. La presencia de agua dentro del túnel ocasiona problemas en los trabajos de construcción, ya que hay penetraciones de varios modos (goteo, corriente continua a través de las paredes de la perforación o bien a gran presión si está confinada). Las zonas de falla, según sus características, relleno arcilloso o roca fracturada se pueden comportar, o bien como un umbral impermeable que impida el paso del agua, o como buen acuífero. Rocas como las calizas, dolomías yesos y rocas volcánicas como los basaltos escoriáceos o dolomías, fracturados, siempre tiene una elevada permeabilidad.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Naturaleza de la roca o suelo en los portales de entrada o salida. Por lo regular en estos lugares, donde para poder encapillar la obra, es necesario remover un gran volumen de materiales, sobre todo cuando corresponden a sitios con rocas de fácil alteración, alteración zonas de falla, falla estratificadas con posición no favorables al eje del túnel o con movimiento en masa del suelo (creep, solifluxión, otros)
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Rocas sometidas a esfuerzos (bufamientos y reventones) En el caso de túneles profundos y en terrenos donde hay rocas de naturaleza arcillosa como: tobas, lulitas, esquitos micáceos y pizarras, llegan a presentarse deformaciones poco tiempo o inmediatamente después de abierta la obra, las cuales tienen relación con la liberación de presiones del macizo rocoso. Estos bufamientos o deformaciones hacia el interior de la obra son notables sobre todo cuando las rocas arcillosas tienen entre sus componentes, p , minerales bentoníticos y éstos se ponen en contacto con agua o humedad proveniente de la misma formación rocosa. Estos materiales corresponden es sitios localizados como en el caso de fallas, donde aunado al bufamiento de los materiales se presenta un volumen considerable de agua. agua La anhidrita también en presencia de agua se transforma en yeso, con un aumento de volumen de hasta 20%, lo cual genera presiones sobre el ademe o revestimiento definitivo y lo lleva a su destrucción. En el caso de los reventones ocurre también en túneles con una profundidad mayor de 150 metros cuando se trata de rocas duras, quebradizas, de grano fino como el granito, diabasa, etc. Estos reventones suelen presentarse en las paredes del túnel en forma f violenta y acarrea algunas veces un volumen considerable de roca
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Altas temperaturas y gases El trabajo en túneles profundos puede entorpecerse por las altas temperaturas debido al gradiente geotérmico (1º C por cada 30 o 35 metros), aunque se modifica por la acción de cuerpos c erpos instrusivos instr si os cercanos, cercanos por acción volcánica olcánica reciente o bien, la presencia de rocas fisuradas o muy porosas aumenta el valor del gradiente. Los datos más sugerentes de la existencia de agua con alta temperatura en una obra subterránea es la presencia de manantiales termales o vapores de agua. Cuando en un área se realizan exploraciones por medio de perforaciones, es aconsejable que se hagan determinaciones de temperatura, sobre todo si se supone que pudiera existir altas temperaturas. temperaturas En ocasiones la elevación de temperatura esta asociado con la presencia de gases que pueden ser venenosos (regiones de actividad volcánica). Lulitas carbonosas o capas de carbón ó pueden originar la producción ó de metano (no es tóxico pero si explosivo e inflamable). Entre los gases considerados como tóxicos se encuentran el bióxido de carbono (15 a 20% es mortal)
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Exploración de túneles Los propósitos de una exploración geológica, con objeto de construir un túnel,, son los siguientes: g •Determinación del origen y las condiciones actuales de las rocas. •Colección de datos hidrológicos o información de gases subterráneos y temperaturas a profundidad. profundidad •Determinación de propiedades físicas, mecánicas y de esfuerzos de las rocas a lo largo de la línea de propuesta. •Determinación anticipada de los rasgos geológicos que puedan afectar la magnitud de los esfuerzos en la roca a lo largo de la localización propuesta. Los métodos de exploración más recomendables de acuerdo con las diferentes etapas de investigación que se realizan durante la construcción de un túnel.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones MÉTODOS DE EXPLORACIÓN DIRECTOS Etapas de investigac ión
Levantam iento geológico
Selección del eje del túnel
X
Exploraci ón detallada
X
Construc ción de la obra
X
Operació n de la obra
X
Pozos a cielo abierto y trincheras
Túneles y socavone s
INDIRECTOS Perforaci ones
Fotogeolo gía
Métodos geoeléctri cos
Métodos geosísmi cos
X X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
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EXCAVACIONES A CIELO ABIERTO Hay diferentes tipos de excavaciones llamadas comúnmente “tajos”, su uso principalmente son: • Explotación de yacimientos minerales metálicos: cobre (Cananea y la Caridad de Sonora), fierro (Truchas Michoacán; Píhuamo Colima), uranio (Las Margaritas Chihuahua), Chihuahua) plata (Real de Ángeles Zacatecas) y no metálicos: carbón, bentonita, barita. • Explotación de canteras para la obtención de materiales de construcción ((enrocamiento,, g gravas,, rocas p para p piso y fachadas,, etc.). ) Se incluyen y también los bancos de caliza y arcilla para la fabricación de cemento. • La apertura de cortes de túneles falsos en carreteras y vías férreas para disminuir distancias, con el consiguiente ahorro de tiempo y dinero. • En la construcción de canales par la conducción de agua y zanjas para alojar combustoleoductos. • Trabajos de limpia para la construcción de una gran estructura (una presa, problemas geotécnicos en túneles)
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Uno de los aspectos más importantes al hacer la excavación es su estabilidad. Se considera que los estudios de estabilidad deben ser efectuados por un geólogo con experiencia en geotecnia, ya que las condiciones geológicas son las que en general rigen el comportamiento mecánico de un talud. talud Otro factor importante es si la excavación se realizará en suelo o bien en roca, porque el comportamiento mecánico cambia de acuerdo con el material presente,, además de q p que los métodos de excavación también serán diferentes. De acuerdo con el material que se tenga, se hará uso de la mecánica de suelos o de la mecánica de rocas. PROBLEMAS GEOTÉCNICOS Estabilidad de taludes El objetivo principal del estudio es localizar y prevenir el movimiento de masa del terreno en la zona de excavación. Un movimiento en la ladera que se presenta también de manera imperceptible pero limitada a la costra superficial de suelo se llama solifluxión.
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Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Condiciones básicas o pasiva que favorecen un movimiento en masa del terreno: • Litológicas g • Estratigráficas • Topográficas • Orgánicas Causas activas o indicadoras de un movimiento en masa del terreno: • Remoción del soporte. • Sobrecarga. • Reducción de la fricción. • Reducción de la cohesión. (Desecación y disturbios en las capas de arcilla) • Vibraciones del terreno. • Acción de cuña o palanqueo. • Producción de pendientes fuertes • Deformaciones generales de la corteza terrestre por causas naturales.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Condiciones básicas o pasivas que favorecen un deslizamiento Litológicas Presencia de formaciones suaves tales como rocas descompuestas p hidratadas, cloríticas, micáceas, serpentínicas o talcosas, lulitas, sedimentos pobremente cementados, tobas y bentonita; materiales no consolidados incluyendo arenas, limos y gravas; y especialmente cualquier material arcilloso que pueda actuar como lubricante o fluir bajo presión. presión Estratigráficas Presencia de una o más capas masivas descansando sobre capas suaves; presencia de una o más capas permeables; alternancia de capas competentes e incompetentes, especialmente si son arcillosos. Estructurales •
Echados muy inclinados o moderados de:
a) Estratos, foliación o cruceros. b) Planos de juntas. c) Planos de fallas.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones • Roca fuertemente fracturada o cizallada debido a: trituración, afallamiento, plegamiento, impacto de sismo, enfriamiento o desecación. • Esfuerzos por deformación interna causada por erosión excavaciones a cielo abierto o excavaciones subterráneas.
rápida,
• Lentes, bolsas o cuñas de arena u otros materiales porosos no drenados. Topográficas Acantilados o pendientes fuertes causados por: •Erosión por corrientes, glaciares, viento y olas. •Afallamiento de bloques. •Afallamiento y plegamiento combinados. •Acantilamiento por medios artificiales. artificiales Orgánicas Pérdida de suelos al deteriorarse su cubierta vegetal como resultado de clima caliente o seco, deforestación, cultivos o incendios.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Causas activas o indicadoras Agentes naturales
Remoción del soporte
a) Socavación por corriente de a) agua, glaciares, viento, oleaje. b) Flujo de capas subyacentes de arcillas plástica o arena. c) Disminución del volumen de la capa subyacente de material fino suelto como resultado de esfuerzos (licuación). d) Flujo de lava. e) Fusión de la nieve de glaciares, frente acantilados. f) Reblandecimiento del terreno por absorción de agua a lo largo de un curso de agua, lago o embalse por elevación de agua y falla del terreno saturado cuando el nivel d desciende. i d
Agentes humanos Aumento de la pendiente por socavación, ó excavación, ó explotación de canteras, mineo, cortes para obras civiles (cimentaciones, carreteras canales). carreteras, canales)
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones A Agentes t naturales t l
A Agentes t h humanos
Remoción del soporte
g)Ignición de capas de carbón o lignito en la base del talud. h)Solución ) de rocas solubles como sal, caliza, yeso u otras. i) (intemperismo) Alteración química de los materiales subyacentes.
Sobrecarga
a)Caídos de roca u otros a)Volteo de material de rezaga de deslizamientos, avalanchas de minas, canteras, excavaciones. nieve. b)Colocación de rellenos o b)Saturación por agua de lluvia, lluvia terraplenes para carreteras, carreteras nieve, granizo, manantiales, ferrocarriles, cimentaciones arroyos, etc. a)Lubricación del deslizamiento:
Reducción de la fricción
plano
de a)Lubricación del plano de deslizamiento como resultado de:
Agua de lluvia, nieve, granizo, manantiales, emanaciones volcánicas que penetran al terreno en cantidades anormales
Interrupción de drenaje de un área de colocación de relleno, material de rezaga o conformación del terreno
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Agentes naturales
Reducción de la fricción
Agentes humanos
• Precipitación intensa o elevando el nivel freático. inundaciones. Filtraciones de embalse, • Remoción de la cubierta acueductos canales. acueductos, canales vegetal por incendios, Remoción de la vegetación deslizamientos previos o flujos por incendio o deforestación. de lodo. • Grietas en la superficie del b)Reblandecimiento de una masa de roca no consolidada o suave terreno causadas por por percolación de agua, como desecación, enfriamiento, en los puntos anteriores (a) temblores. • Cambios en el drenaje j con desarrollo de nuevos canales de bloqueo de los antiguos. • Agua subterránea: En cantidades anormales como resultado de bloqueo de flujos por deslizamiento, depósito de talud.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Agentes naturales
Reducción de la fricción
Agentes humanos
Sobresaturación de las capas de material fino suelto debido a la disminución de vacíos. Filt i Filtraciones d aceite. de it Alteración química que produce material untoso o plástico. Reblandecimiento de una masa de roca no consolidada o suave por percolación de agua.
Vibraciones de la tierra
a)Temblores resultantes de: a)Perforaciones, explosiones, afallamiento, f ll i t actividad ti id d volcánica, l á i cañonazos, ñ paso d de vehículos hí l deslizamientos, colapso de pesados. cavernas. b)Vibraciones menores debidas a: transito de animales, animales tormentas eléctricas.
Acción de cuña y palanqueo
a)Expansión por la congelación de a)Adición de agua con los agua en fisuras. resultados de a, b, d, g ( t l ) (naturales) b)Presión hidrostática el agua en las juntas después de lluvias fuerte.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Agentes naturales
Acción de cuña y palanqueo
Agentes humanos
c) Expansión causada por b)Palanqueo de liberado con la elevación de temperatura. mano, cuñas o explosivos. d)Expansión causada por f formación ió de d compuestos t d de mayor volumen por hidratación, oxidación, carbonatación e)Crecimiento de las raíces de los árboles en las fisuras. fisuras f) Balanceo de los árboles por el viento. g)Hinchamiento de coloides por absorción b ió de d agua. h)Expansión resultante de una disminución de presión.
) natural. Producción a)Afallamiento o formación b)Plegamiento natural. de escarpes c) Colocación de relleno o material de rezaga en ángulos o inclinaciones mayores que el ángulo usual de reposo. sobrecarga dos
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Agentes naturales Deformaciones generales de la tierra por agentes naturales
1. Variación en la temperatura atmosférica. 2 Efectos de mareas 2.
y
presión
Condiciones de excavación Tajos de roca El método de excavación en un corte dependerá de la resistencia al esfuerzo cortante de la roca. Se usan explosivos en rocas duras (granitos o rocas sedimentarias cementadas), ), en rocas fracturadas se utiliza p poca cantidad de explosivos (si es necesario). Las que tienen baja resistencia al esfuerzo cortante en estado natural pueden desmenuzarse con una rompedora o bulldozer para ser transportados. Tajos en suelos Las relaciones de pendiente más comunes en suelos cohesivos son 1:1, 1.25:1, 1.5:1 y 2:1. La estabilidad de la pendiente en los tajos se determina partiendo del escarpe del muro si se conocen la altura de éste y la resistencia al corte del material.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Terreno
Suave
Materiales Boleos Gravas Arenas Arcillas y limos Lapilli Ceniza Rocas alteradas o parcialmente alteradas
Mixto
Rocoso
Ígneas, g , Sedimentarias,, Metamórficas
Algunas areniscas Lulitas Margas Algunas tobas Algunas rocas metamórficas
Volcánicas
Basalto, Riolita, Andesita, Tobas
Intrusivas
Granito, Diorita, Gabro, Grano-diorita
Rocas ígneas
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Exploración de excavaciones a cielo abierto Para llegar a conocer los distintos tipos de materiales con los cuales se va atrabajas al hacer una excavación a cielo abierto, se debe realizar un reconocimiento preliminar seguido de un estudio detallado. Reconocimiento preliminar Se debe entender una inspección p general del terreno q g que requiere q de un corto tiempo y un mínimo de erogaciones pero que permite definir las unidades litológicas existentes y sus características estructurales. Este reconocimiento proporcionará la información para elaborar un programa para un estudio detallado. detallado Estudio detallado Este estudio nos debe llevar a obtener una carta geotécnica a una escala que va desde 1:100, 1:100 a 1:1000, 1:1000 que nos permita conocer: ¾ Distribución de las distintas formaciones existentes. ¾ Su granulometría y características físicas. ¾ El espesor de los materiales reconocidos y sus variaciones.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones ¾ El patrón de fracturamiento del macizo rocoso en el caso de los materiales del segundo y tercer grupo. ¾ Todo lo relativo a la presencia y comportamiento del agua subterránea. subterránea
La siguiente tabla muestra un resumen de los métodos de explotación más utilizados para investigar una excavación a cielo abierto. abierto
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones MÉTODOS DE EXPLORACIÓN DIRECTOS Etapas de investigación
Levantamie nto geológico
Pozos a cielo abierto y trincheras
Selección del sitio y reconocimient o preliminar
X
Exploración detallada
X
X
Construcción y operación de la excavación
X
X
INDIRECTOS Métodos geoeléctrico s
Métodos geosísmico s
X
X
X
X
X
X
Perforacion es
Fotogeologí a
X
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VÍAS TERRESTRES Las vías terrestres como otras obras de ingeniería, forman parte de la infraestructura necesaria para el progreso de todos los países, países sobre todo aquellos que por su gran extensión deben comunicar puntos muy distantes. El servicios que presentan las vías terrestre a una región es de tal relevancia, que los estudios para su localización, construcción y conservación deben ser cuidadosamente programados y ejecutados, pues de sus resultados va a depender del funcionamiento y la vida misma de la obra. Son de las obras que más necesita de la información geológica, desde su planeación hasta su conservación. Los estudios geológicos son una labor provechosa para bajar costos de construcción y conservación, así como mejorar notablemente la calidad técnica de los trabajados en las fases de planeación y p p proyecto. y Hay varios tipos de vías cuya construcción depende de las especificaciones técnicas de funcionamiento, cada una de ellas es propia de una determinada condición.
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Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Tales condiciones que deben ser consideradas al localizar una vía terrestre son las siguientes: • Condiciones geológicas. • Condiciones topográficas. • Necesidades económicas y sociales. • Características de transito probable. p Partes de una carretera Existen distintas clases de caminos (desde terracerías hasta autopistas), teniendo características diferentes en materiales, materiales procedimiento constructivo empleado, influyendo también el carácter económico. La construcción de una vía terrestre requiere de diversos materiales para cada capa p q que la constituye y ((terracerías,, capa p subrasante,, subbase,, base,, carpeta)
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Terraplén. T lé Es E la l estructura t t constituida tit id sobre b ell terreno t producto d t de d un corte t o préstamo e incluye las siguientes capas: carpeta, base y subbase, que constituyen el pavimento; subrasante y terracería. En ciertos casos puede faltar una de ellas si el terreno natural es propio para cumplir las funciones de la misma. Los materiales usados con este objeto pueden obtenerse de suelos en los que predominen los fragmentos gruesos o medios con finos; también se pueden obtener bt d rocas como riolitas, de i lit andesitas, d it b basaltos lt y tobas. t b Pavimento. Se define como la capa o conjunto de capas de material apropiados, comprendida (s) entre el nivel superior de las terracerías y la superficie de rodamiento uniforme, uniforme de color y textura apropiados, apropiados resistente a la acción del tránsito, a la de intemperismo y otros agentes perjudiciales, así como transmitir adecuadamente a las terracerías los esfuerzos producidos por las cargas impuestas por el tránsito.
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Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Subbase. Es la capa de material colocado sobre la subrasante, su función es resistir los esfuerzos que transmite la base y distribuirlos a la subrasante. De preferencia se utilizan materiales como mezclas de arena, limo y grava (menor a 5% en partículas mayores de 51 mm.). mm ) Base. Es la capa construida sobre la subbase, cuyo objetivo es soportar las cargas de los vehículos y distribuirlas a las capas subyacentes de manera que no produzcan deformaciones perjudiciales. Los materiales empleados en general son arenas y gravas bien seleccionadas. seleccionadas Carpeta. Es la capa más superficial de la vía, constituida por fragmentos de roca y productos asfálticos. p de material colocado directamente sobre las terracerías,, de Subrasante. Esta capa menor calidad que la subbase. PROBLEMAS GEOTÉCNICOS. El terreno sobre el cual se construirá la vía terrestre puede estar formado por rocas, suelos o ambos y en todos los casos es posible que se presenten problemas. Se considera a la roca, en general, como un buen terreno de cimentación, pues comúnmente transmitirá esfuerzos menores a su resistencia.
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Rocas sedimentarias Se cuentan los suelos y las rocas deleznables que pueden ser excavadas con cierta facilidad, sin embargo las calizas masivas de grano fino, en bancos gruesos, duras y resistentes, a las de grano grueso menos duras e inconsistentes. También están las lulitas y margas que suelen ser muy alterables a la acción de la intemperie y al contacto con el agua. Asimismo se presenta el peligro de deslizamiento en rocas que muestran inter estratificación de rocas duras con rocas suaves como calizas, areniscas y las lulitas; sin embargo, la saturación del agua puede hacer deslizar cualquier tipo de roca. roca Las discontinuidades, discontinuidades principalmente la estratificación (separa la roca en capas y bloques), pueden constituir factores de deslizamiento, de bloques caídos o desprendimientos, si su relación con la pendiente natural o construida es desfavorable, si los planos de discontinuidad se inclinan en la misma i di dirección ió que la l superficie fi i del d l terreno, t es decir, d i que la l superficie fi i de d la l ladera presenta la pendiente de echado.
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Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Rocas ígneas Debido a su alta dureza, cuando se encuentran sanas, y exhiben pocas fracturas, en general es difícil de excavar y en estas condiciones permite taludes de gran pendiente (sin peligro de desprendimientos). desprendimientos) El deslizamiento se presentará sólo cuando el grado de alteración, al intemperismo y el fracturamiento son importantes, así como cuando la topografía abrupta y el drenaje interno sean favorables para saturar la masa rocosa. Rocas metamórficas Las discontinuidades más comunes son la foliación, pizarrosidad y esquistosidad. Los planos que se constituyen estas discontinuidades pueden ser también planos de deslizamiento, si su inclinación es favorable f para ello en cortes y taludes. Algunas rocas como los esquistos deben su inestabilidad a la presencia de micas las cuales son muy resbaladizas. micas, resbaladizas Sin embargo, embargo estos mismos planos de foliación, pizarrosidad, etc., presentan una ventaja al favorecer la excavación, cuando se encuentra una gran cantidad de bloques por tales planos.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Los suelos como material de cimentación pueden presentar los siguientes problemas: 1. Asentamientos. Están relacionados con la reducción de volumen del material subyacente, subyacente por efecto de las cargas colocadas. colocadas Los asentamientos de mayor magnitud se presentan en suelos de origen orgánico o depósitos lacustres principalmente arcillosos. 2 Tubificación 2. Tubificación. Es el efecto del flujo del agua al pasar a través de un suelo y producir el arrastre de las partículas más finas del suelo. Se presentan alrededor de las alcantarillas, cuando no están bien diseñadas; también afecta a los taludes al provocar deslizamientos. 3. Licuación. Es la pérdida rápida a la resistencia al esfuerzo cortante debido a: Incremento de los esfuerzos cortantes actuantes con el correspondiente d desarrollo ll de d la l presión ió del d l poro. Desarrollo rápido de presiones elevadas en el agua intersticial, producidas por un sismo, explosión, etc. Se evita al compactar el suelo hasta una capacidad relativa menor que 50 por ciento. ciento
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Los cuatro factores que al conjugarse producen la licuación son: la saturación del suelo, una compacidad relativa menor que 50 por ciento, una solicitación dinámica y que el material esté formado de arena fina o limo arenoso Empuje de tierras. Es el problema que se presenta al tratar de mantener dos masas de tierra adyacente a distinto nivel, la solución consiste en construir muros de retención o darles un talud adecuado. • Fenómenos de geodinámica. Se refiere al movimiento en masa del terreno. Al movimiento de ladera, a un problema relativo a inestabilidad de taludes, sea éste un deslizamiento normal (solifluxión) o un fenómeno de reptación (creep). (creep) EXPLORACIÓN DE VÍAS TERRESTRES Por su carácter de obra lineal extensa,, las vías terrestres requieren q en g general de exploraciones que alcancen profundidades someras, con espaciamiento amplio; sin embargo; serán las condiciones geológicas en primer término, las que indicaran si será o no necesario un programa exploratorio muy detallado, como por ejemplo zonas inestables. inestables
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones El objetivo principal será la elección de la ruta más favorable para la vía terrestre. Se recomienda efectuar un reconocimiento aéreo, en el cual participarán tres especialistas, uno en localización de vías terrestres, por lo general un ingeniero civil, uno en geotecnia o ingeniero geólogo y otro en estudios económicos (licenciado en Economía). El informe correspondiente hará hincapié en las características topográficas, hidrográficas geotécnicas generales, ge e a es, as así co como oe en las as eco económicas ó cas y aé aéreas. eas Posteriormente os e o e e se hará a á la a fotointerpretación correspondientes, seguida por un reconocimiento de campo de verificación y con esto se estará en posibilidad de elegir la ruta que cumpla del modo más conveniente con todos los requerimientos. En la investigación detallada se requiere un análisis geológico ingenieril exhaustivo de la ruta, con objeto de conocer a fondo las condiciones geológicas, de la actividad de los procesos endógenos y exógenos, las propiedades p p ingeieriles g de los materiales dentro del área,, la carsticidad,, la presencia de material expansivo o muy compresible, así como la clasificación y localización de los materiales de construcción; todo esto con objeto de prevenir cualquier problema que pueda presentarse durante o después de la construcción. construcción
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Los resultados de la etapa de investigación detallada deben incluir el trazo definitivo, el proyecto de puentes, los entronques, los pasos a desnivel, el diseño de taludes de los cortes, la forma de obtención de los materiales de construcción de túneles, del diseño del drenaje menor, el procedimiento de construcción y las recomendaciones. A lo largo y después de la construcción se puede construir valiosa información d las de l excavaciones i y cortes t efectuados f t d para la l construcción, t ió asimismo i i d b á deberá darse atención especial a aquellas discontinuidades que, por efecto de la realización de cortes o edificaciones de terraplenes, puedan constituir factores de movimiento en masa del terreno. Se brindará atención al flujo de agua superficial y a los niveles piezométricos de los acuíferos, ya que el agua ocasiona fallas en la estructura y altos costos de mantenimiento. Se determinará también la presencia local de material problemático como pueden p eden ser las arcillas expansivas. e pansi as Las modificaciones al medio natural que rodea al sitio deberán ser evaluadas para no producir grandes efectos negativos en su ecología.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones MÉTODOS DE EXPLORACIÓN DIRECTOS Etapas de investiga ción
Levantam iento geológico
Pozos a cielo abierto y trincheras
Selección d lla ruta de t más adecuada y reconoci miento preliminar
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Exploraci ón detallada
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Construc ción de la vía terrestre
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Túneles y socavone s
INDIRECTOS Métodos geoeléctri cos
Métodos geosísmi cos
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Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones MÉTODOS DE EXPLORACIÓN DIRECTOS Operació n de la obra
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OBRAS PORTUARIAS Las obras marítimas son las que exigen la mayor cantidad de conocimientos técnicos y que le imponen al constructor una lucha a cada instante contra las fuerzas naturales: acción, mecánica y química del agua del mar, efector de los vientos, de las corrientes, etc. Tipo de puertos Un puerto es un sitio en el litoral, en un río o en su desembocadura, que sirve de refugio a las embarcaciones y que permitirá tomar o depositar mercancías e inclusive hacer la reparación del barco. Los puertos según la morfología del sitio pueden ser naturales o artificiales. Un puerto natural por lo regular corresponde a una bahía y por sus características ésta puede ser: abierta o foránea, o cerrada. Una bahía foránea o abierta es aquella en la cual los navíos que anclan en ella no están totalmente al abrigo de los vientos ni alejada de la marejada (Bahía de Banderas en Jalisco y en pequeño la de Puerto Marqués en Guerrero)
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Por el contrario, un bahía cerrada es aquella que ofrece un abrigo completo a las embarcaciones (bahía de Acapulco, Guerrero y la Guaymas y San Carlos en Sonora) Puertos artificiales son aquellos que a pesar de no haber condiciones morfológicas satisfactorias, éstas se logran mediante la construcción de diques o rompeolas y escolleras ( puerto de Veracruz, y el petróleo de Dos Bocas en Tabasco). Tabasco) Hay otros puertos artificiales que no se construyen sobre el litoral sino atrás de la línea de costa. Estos puertos que reciben el nombre de puertos interiores se construyen y al aprovechar p la desembocadura de un río o bien la existencia de un estero (puerto Lázaro Cárdenas en Michoacán, en la desembocadura del Rió Balsas; puerto Madero, Chiapas; puerto Coatzacoalcos, Veracruz sobre el río de igual nombre y el puerto de Tampico, Tamaulipas sobre el río Pánuco. Pánuco En la República Mexicana sólo se cuentan con puertos pesqueros, puertos comerciales y puertos petroleros.
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Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Obras auxiliares y características Un puerto por lo general está constituido de lo siguiente: Un canal de acceso definido por dos escolleras con un claro de 50 metros. Un antepuerto con unas dimensiones mínimas de 400 × 200 metros. Los muelles tienen por objeto permitir el embarque y desembarque de pasajeros, así como la carga / descarga de mercancía. Sirven también en ocasiones para protección del área del puerto, puerto al detener el material de acarreo litoral El duque de alba es una estructura que sirve de protección a muelles y otras obras contra el impacto p de barcos u objetos j flotantes y está constituida por pilotes de cimentación Muros o tablaestacas, son elementos de retención de suelos, en los límites con una masa de agua. Un dique seco para reparación y construcción de navíos. Rompeolas y escolleras, ambas estructuras son de protección para puertos y bahías y sirven para dar entrada a los barcos en los muelles. Las escolleras son perpendiculares a la costa y los rompeolas paralelos a ella o forma un ángulo pequeño. Se localizan con base en la dirección
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Predominante del movimiento de olas y tormentas. Ambas estructuras evitan el arrastre de sedimentos en la costa y previenen pre ienen el azolve. a ol e Están hechas de bloques naturales de roca o bien de materiales artificiales, los cuales deben ser resistentes al ataque de erosión por efecto del mar. Espigones (o espolones), espolones) son estructuras importantes que permiten ensanchar o estabilizar las playas. Comienzan en la orilla y son oblicuas o perpendiculares a la costa, hasta una profundidad de 2 metros y un espaciamiento variable desde una vez hasta tres veces su longitud. Tienen por objeto detener en sus costados el material acarreado por las corrientes. corrientes Los edificios son aquellas obras destinadas a cumplir funciones de administración, seguridad, almacenamiento de mercancías, estación marítima para pasajeros, pasajeros equipo para mantenimiento de barcos, barcos etc. etc Para los cuales será necesario efectuar estudios de cimentación.
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Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones A las obras portuarias por el lugar que ocupan en la costa, costa se les denomina: exteriores o interiores. Las primeras son: diques, escolleras, rompeolas y los espigones; mientras que las segundas son: muelles, y atracaderos, los diques secos, las esclusas, los duques de alba, las calas y las trampas. Las obras exteriores tienen como objetivo principal crear una bahía o rada artificial, tan protegida como lo sea una bahía natural. Una bahía, sea natural o artificial, debe estar suficientemente protegida contra el viento y la marejada, de tal manera que cualquier embarcación pueda anclar o atracar; igualmente lo debe estar contra las corrientes costeras a fin de evitar el azolvamiento del puerto. El azolvamiento traería como consecuencia una disminución de la profundidad o bien erogaciones por concepto de dragado. En resumen, las obras exteriores tienen una doble función: abrigo y conservación del fondo marino. PROBLEMAS GEOTÉCNICOS Erosión y azolve Un factor que es importante considerar cuando se desea construir un puerto es el que la línea de costa generalmente no es estable, ya sea por proceso de intemperismo y erosión o por movimientos tectónicos que producen levantamientos y hundimientos de la costa.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Es necesario conocer qué tipo de fenómenos que producen e el sitio donde quedarán ubicadas las obras marítimas, para poder hacer una estimación del volumen de sedimentos que tienen lugar en un cierto lapso. Desde esta forma se sabrá si será preciso dragar la zona de maniobras de las embarcaciones de acuerdo con el tamaño de éstas. Se requiere además, del conocimiento del tipo de sedimentos que azolvarán el puerto, ya que depende del tipo dragado que se usará. Las escolleras y muelles situados adecuadamente pueden impedir el azolve, de ahí que será útil cualquier mejora de los afluentes y cauces tributarios que tiendan a disminuir la cantidad de sedimentos. Antes de diseñar las obras que permiten el azolve, deberán determinarse los siguientes factores: • Dirección y sentido de llegada del viento, corrientes costeras y de marea, que acarrean los sedimentos. sedimentos • Características principales de tales sedimentos. • Cálculo aproximado de cantidades de sedimentos acumulados
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Problemas de evolución de la costa Las costas escarpadas pueden presentar problemas de movimiento de masa del terreno, así como la caída de grandes bloques por efecto de la erosión marina al pie de los acantilados y la absorción de agua p g da las masas de roca q que facilita el deslizamiento. Deberá tenerse en cuenta aquellos fenómenos que puedan ocasionar una alteración súbita de la morfología de la costa, como son la actividad volcánica y la sísmica. Por otro lado, la velocidad y dirección del movimiento tectónico deberán ser considerados al evaluar la evolución morfológica de las costas. Bancos de material Para la construcción de escolleras y rompeolas se requieren bloques de grandes dimensiones, las cuales el banco de materiales está muy alejado. En estos casos se utilizan los “tetrápodos” o cuerpos irregulares, los cuales son de concreto, de dimensiones variables y son colocados a volteo con grúa. La misma función tienen los llamados bolsacretos, que no son sino costales rellenos de cemento y arena (mortero). En ocasiones se llega a contar con rocas, las cuales deben reunir características como: tamaño, resistencia a la corrosión del agua de mar, y a la abrasión producida por las olas.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Cimentación de estructuras Especialmente en las estructuras que se encuentran dentro del mar como son los rompeolas, muelles, etc., será necesario determinar si se requerirán de cimentación o bien los materiales serán colocados simplemente a volteo. volteo Por lo general la cimentación que se utiliza en estos casos es la de pilotes prefabricados por percusión o perforaciones donde se colocarán los pilotes. Posteriormente con base en dichos pilotes, se cuela una plancha de concreto a partir de la cual se sigue toda la estructura. estructura EXPLORACIÓN DE PUERTOS Para una investigación preliminar se requieren los siguientes datos: Suelos: extensión, localización y clasificación. Rocas: clasificación, estratigrafía Procesos costeros: tamaño de olas, corrientes, mareas, dirección de los vientos, vida marina que afecta el área de estudio. Estratigrafía: distribución de las formaciones o unidades litológicas. Geomorfología: génesis y evolución de las formas de relieve costero; geodinámica externa: fenómenos de erosión, transporte y acumulación, deslizamientos, creep, perturbaciones ciclónicas; geodinámica interna: vulcanismo, sismicidad, esfuerzos tectónicos.
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CANALES Y DUCTOS Las dos clase principales de canales son la de navegación y la de irrigación. Los canales utilizados para la navegación de embarcaciones, de gran tonelaje suelen resultar muy costosos, debido básicamente a la gran magnitud de las obras requeridas y a la diversificación de materiales geológicos que atraviesan; por esa razón no son muchos los que se han construido. En México los que sí tienen un uso más común son los canales de irrigación, que son excavaciones longitudinales, de poca profundidad, generalmente revestidas, que se construye a lo largo de líneas previamente determinadas, con una p pendiente apropiada., p p , con objeto j de distribuir el agua. g Por lo g general constituyen parte de un programa mayor de abastecimiento de agua, como son las presas, acueductos, plantas generadoras de energía, drenajes (aguas negras). En el caso de canales de irrigación hay de dos tipos: a) Principales: toman el agua directamente de la presa o de un río y la distribuyen a los canales laterales. Se localizan siguiendo sensiblemente una curva de nivel y con una pendiente tal que no erosiones ni provoque acumulación de sedimentos.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones b) Laterales o ramales: distribuyen el agua desde el canal principal directamente al terreno de cada agricultor. Se ubican de acuerdo con la topografía o con una cuadrícula establecida. Si el material en q que se realiza la excavación es relativamente resistente e impermeable, el canal no tendrá que ser revestido. En el caso contrario, cuando haya infiltraciones considerables de agua o que se presenten problemas de erosión, el canal deberá ser revestido. El revestimiento puede ser mampostería, mampostería tierra compactada, compactada concreto, concreto gunita, gunita materiales bituminosos, mortero, cemento o mezclas de tierra y bentonita. La sección interior del canal casi siempre es trapezoidal; como un túnel en el piso del canal es el fondo. La parte interna del canal que está en contacto con el agua es el “perímetro mojado”. El canal puede estar situado por encima del terreno mediante la construcción de un terraplén o bien hallarse al nivel del terreno natural (zanjas). Por otra parte, parte los acueductos y combustoleoductos tienen como fin transportar fluidos, gases o sólidos en grandes cantidades y a distancias considerables, comúnmente por medio de bombeo, ya sea en superficie o a profundidad. En los ductos es muy importante la estabilidad de las laderas por el alto grado de seguridad, seguridad mientras que en un canal la permeabilidad de los materiales que se atraviesen es preponderante.
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Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones PROBLEMAS GEOTÉCNICOS Y EXPLORACIÓN Investigación preliminar Los exámenes técnicos para los canales son similares a los de carreteras y vías férreas. Se preparan los perfiles longitudinales y transversales a lo largo de la ruta elegida y se determinan las profundidades de las zanjas y las alturas de los terraplenes. Después de contar con estos datos pueden llevarse a cabo los estudios g geotécnicos. En el p proyecto y de un canal tiene q que satisfacerse las siguientes exigencias geotécnicas mínimas: 1. No habrá asentamiento perjudicial del canal dentro del material subyacente. 2 Las laderas serán estables. 2. estables 3. El fondo y las laderas deberán ser impermeables, previniendo las pérdidas de agua permisibles. Asimismo habrá de prepararse un mapa geológico superficial. Éste deberá rodear d una faja f j de d alrededor l d d de d 60 metros t d ancho, de h más á la l amplitud lit d de d la l parte superior del canal elegido. El mapa mostrará las condiciones geológicas que se encontraron, maniobrabilidad de los materiales, los cruces con arroyos, ríos, carreteras y otras obras, los bancos de material para la construcción, el abastecimiento de agua y la localización de plantas de bombeo para adultos.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Investigación detallada Los estudios geológicos superficiales determinarán la necesidad de efectuar explosiones adicionales sobre la ruta definitiva que se eligió. En los canales principales se abrirán cuatro o cinco pozos a cielo abierto como mínimo, o donde las condiciones geológicas la requieran. Las perforaciones con maquina deben efectuarse a lo largo de la línea central del canal con una separación aproximada de 300 metros y se harán perforaciones adicionales si las condiciones geológicas o topográficas cambian mucho o en lugares donde se colocarán estructuras mayores. Asimismo beberán llevarse desde los materiales críticos hasta la roca sana o profundizar por lo menos tres metros por debajo del nivel del canal, canal si se tiene un buen conocimiento de la geología, geología puede darse la perforación a profundidades someras o hacerse innecesarias. Deberán tomarse muestras superficiales y subterráneas a lo largo del lineamiento para hacerles ensayos de laboratorio y entender mejor los detalles de la roca excavada. También es aconsejable llevar a cabo pruebas de campo de permeabilidad conforme se va perforando. Los métodos geofísicos de resistividad ayudan a definir la posición del nivel freático, el espesor de la roca intemperizada o localizar rocas muy permeables
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Para conocer la maniobrabilidad de los materiales y la profundidad a la que se encuentra la roca sana es aconsejable utilizar el método sísmico de refracción. Además debe considerarse ña posibilidad de tener deslizamientos de tierra. Por eso habrá que señalarse en el mapa los ya existentes, existentes así como hacer un cálculo de su influencia en la construcción y mantenimiento de futuros canales. Los estudios sobre deslizamientos preexistentes dan una idea sobre la futura estabilidad de la paredes del canal. Los datos geológicos que deben estudiarse son: • Suelos: espesor, extensión, clasificación, composición, textura, escritura, porosidad y permeabilidad. • R Rocas: clasificación, l ifi ió textura, estructuras, porosidad, id d permeabilidad bilid d y profundidad de la roca sana. • Pliegues: presencia, tipo y orientación. • Discordancias: tipo y magnitud. magnitud • Estratigrafía: unidades litológicas, espesores, distribución. • Geodinámica externa: erosión, tipo y extensión del intemperismo, transporte y acumulación (factores que modifican o destruyen los canales). Movimientos en masa del terreno, solifluxión, creep y avalanchas.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones • Hidrogeología: flujo de agua superficial y subterránea; configuración, configuración profundidad y fluctuación del nivel de aguas freáticas, geometría de los acuíferos, volumen de los mismos; efecto de la excavación del canal en los patones de agua superficial y subterránea. • Materiales M t i l de d construcción: t ió calidad lid d y volumen l Es importante la disposición de los materiales de construcción para la selección del revestimiento en los canales, para evitar pérdidas excesivas del agua debidas a filtraciones; para evitar deslizamientos en los materiales inestables o para evitar la acumulación exagerada de fango en los canales. Hay diversos materiales para de revestimiento: • Revestimiento de concreto. Da protección, duración y estabilidad, aunque es costoso, costoso propenso al resquebrajamiento por la temperatura y de resistencia relativamente baja a las presiones hidrostáticas externas o por suelos expansivos. • Revestimiento de barro. Es el método más simple de reducción de infiltraciones,, p pero no es muy y eficaz ni es duradero,, p pues el agua g erosiona los materiales. • Revestimiento de tierra compactada. Es uno de los mejores, la grava bien mezclada con arena – arcilla (GW – GC) da los mejores resultados. Su principal desventaja es que necesita una cantidad muy grande de excavación ió y además d á la l hierba hi b crece mucho h disminuyendo di i d la l resistencia i t i del canal.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones • Revestimiento de asfalto. asfalto La flexibilidad de estos revestimientos permite usarlos con asentamientos o suelos expansivos; pero no tienen una resistencia satisfactoria a la presiones o golpes. Es importante mencionar que el talud que debe dársele a las paredes de un canal depende de la geología o Canal en roca completamente sana 0.25 : 1 o Canal en roca ligeramente sana 0.50 : 1 o Canal en roca alterada 1 . 1 o Canal en materiales blandos 1.5 : 1 Investigaciones durante y después de la construcción En esta etapa hay que tener cuidado de los fenómenos de erosión, intemperismo o acumulación, así como los desplazamientos que pueda ocurrir. Es aconsejable también obtener los niveles piezométricos y de ser necesario obtener de una manera más exacta la permeabilidad de los suelos o rocas para evitar lo más posible las filtraciones.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones MÉTODOS DE EXPLORACIÓN DIRECTOS Pozos a cielo abierto y trincheras
Etapas de investigaci ón
Levantamie nto geológico
Selección de la ruta y reconocimi ento preliminar
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Exploració n detallada d lla ruta de t
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Construcci ón de la obra
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Métodos geoeléctric os
Métodos geosísmico s
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Perforacion es
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Operación de la obra Bancos de material
Túneles y socavones
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EDIFICACIONES Hacer una edificación no importa cual sea su tamaño y el destino que se le va a dar, requiere necesariamente del conocimiento geotécnico del terreno de cimentación, i t ió con ell fin fi de d determinar d t i cuáles ál serán á las l d f deformaciones i y riesgos de falla que pudiera presentar y cuál será la cimentación que más se ajuste a las condiciones del terreno. Para tener una mejor participación en la investigación geotécnica, geotécnica el geólogo debe conocer los diferentes tipos de estructuras y cimentaciones, su modo de construcción y preocuparse de la mejor adaptación de la estructura a las condiciones geológicas del sitio, considerando su influencia sobre los terrenos circundantes. i d t S conocimientos Sus i i t de d los l conceptos t de d carga muerta t y carga viva debe ser claro, así como de los sometimientos externos a que pueda estar sujeta la obra. Las edificaciones están divididas en cuatro tipos principales: • Edificios residenciales. • Edificios comerciales. industriales • Edificios industriales. • Plantas de fuerza y bombeo.
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Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Definición de la cimentación Es la parte que soporta a una estructura y se considera como la transición o la liga entresuelo y/o la roca subyacente. Sus características de diseño depende de la estructura por construir, construir de las propiedades mecánicas del material del sitio y aun de factores de tipo económico. La dimensión de una cimentación debe responder a un doble imperativo: • Permitir la transmisión de esfuerzos compatibles con la resistencia a la ruptura del terreno (conocimiento de capacidad de carga). • Limitar la importancia de los asentamientos ((conocimiento de asentamientos diferenciales). )
y
repartirlos
mejor
Tipos de cimentaciones Cimentaciones poco profundas Se trata de cimentaciones en las que la profundidad de desplante no es mayor que un par de veces el ancho del cimiento. Los tipos más frecuentes son los siguientes:
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones a) Zapatas aisladas o individuales: Es el agrandamiento de una columna en su base para reducir las presiones que se ejercen sobre el terreno, al aumentar el área en las que se distribuyen. El cimiento puede tener cualquier q forma,, p pero la cuadrada es la más económica desde el p punto de vista de la construcción. Por lo general son de concreto reforzado. b) Zapatas corridas: Es un cimiento continuo que soporta un muro o tres o más columnas en línea recta. Se emplea para dar continuidad estructural, sobre todo en suelos de resistencia baja o cuando se transmitirán grandes cargas de suelo. c) Losas de cimentación: Son un tipo de cimientos combinados que soportan más de tres columnas que no estén en línea recta y que proporcionan la máxima área de cimentación para un espacio determinado con la mínima presión en la cimentación y por tanto mayor seguridad contra la falla del suelo. Son utilizados cuando la resistencia del suelo es muy baja o cuando l cargas son muy altas. las lt d) Cajones de cimentación: Se emplean en terrenos compresibles para reducir la descarga neta y evitar así incrementos de presión en la masa del suelo que pudieran producir asentamientos intolerables. intolerables Hay tres tipos de cajones:
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Cimentaciones C e ac o es pa parcialmente c a e e co compensadas. pe sadas El peso de la a es estructura uc u a es mayor que el volumen de suelo excavado. Cimentaciones compensadas. El peso de la estructura y del volumen del suelo excavado son iguales y por ello no se alteran los esfuerzos. Cimentaciones sobrecompensadas. El peso del terreno excavado es mayor que el de la estructura y ésta tiende a emerger.
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Cimentaciones profundas Con estas cimentaciones se alcanzan profundidades que varían entre 20 y 100 metros aproximadamente. Los elementos que la s constituyen se distinguen entre sí por la magnitud de su diámetro o su lado, según sean de sección recta, circular o rectangular, que son los más comunes.
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a) Pilotes. Su diámetro varía entre 30 cm. Y un metro, se utiliza cuando se requiere: •
Transmitir las cargas de una estructura a través del suelo blando o a través del agua, hasta un estrato de suelo resistente que garantice el apoyo adecuado (por pilotes de punta).
•
Distribuir la carga dentro de un suelo de gran espesor, por medio de la fricción lateral que se produce entre suelo y pilote (pilotes de fricción).
•
Proporcionar el debido anclaje a ciertas estructuras (como tabla estacas) o resistir i ti las l fuerzas f l t l que se ejerzan laterales j sobre b ellas ll (como ( en ell caso de d un puente). En estas condiciones se suele recurrir a pilotes inclinados.
•
Proporcionar anclaje a estructuras sujetas a subpresiones, resistir el volteo de muros y presas de concreto o cualquier efecto que trate de levantar la estructura (pilotes de tensión)
•
Alcanzar con la cimentación profundidades ya no sujetas a erosión, socavación y otros efectos nocivos.
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b) Pilas, cilindros y cajones. Solamente se distinguen de los pilotes por su mayor diámetro (creciente), el criterio para el cálculo de capacidad de carga g y asentamientos es el mismo q que p para los p pilotes. •
Pilas: diámetro de uno a dos metros.
•
Cilindros: de tres a seis metros de diámetro. Se hacen de concreto y están huecos en el centro. centro
•
Cajones profundos: paralelepípedos de concreto y huecos también.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Problemas ob e as geotéc geotécnicos cos El geólogo deberá definir o proporcionar la información que conduzca a establecer cuáles serán los problemas que se presentarán durante las excavaciones iniciales y luego durante los trabajos de cimentación. Con base en la información que se establecerá el programa de investigación detallada complementaria que puede comprender, además de los sondeos de muestreo continuo y la realización de pruebas de campo, la aplicación de alg no o algunos alguno alg nos métodos geofísicos. geofísicos Problemas de excavación La investigación geológica mencionada debe llevar a considerar: el tipo de talud para el material en los muros de la excavación, la dificultad probable al excavar, la estabilidad del piso y las paredes, las condiciones de agua subterráneas. Si la excavación es en roca dura no afectada por la meteorización, meteorización los muros serán estables; aun con pendientes muy fuertes; sin embargo puede ocasionar dificultades la posible presencia de fallas, de fracturas, la inclinación desfavorable de las capas, o las intercalaciones de rocas competentes con incompetentes; por lo que en las rocas ígneas y metamórficas f la estabilidad no crea grandes problemas.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Si se excavan suelos, suelos es importante la estabilidad de las paredes. paredes Las arenas y gravas son medianamente equilibradas con pendientes aproximadamente de 1:1. Sin embargo, estos materiales, como arcillas o limos, pueden presentar desmoronamientos debidos a la acción del agua o por vibraciones. Para disminuir estos problemas (y aumentar la estabilidad), pueden hacerse escalones (bermas) a intervalos críticos, con objeto de reunir el material que cae, para regular la superficie de drenaje o para hacer más tendida la pendiente de un banco alto y dar mayor p y estabilidad. Problemas de cimentación. Hay dos tipos básicos de material de cimentación inestables: 1 Aquellos materiales susceptibles de modificar su estado bajo la acción del 1. agua como suelos y rocas expansivas (arcillas, montmorrilloníticas, suelos con sulfato de sodio anhidro y algunas pizarras. Debe evitarse la construcción sobre este tipo de material; una posible solución es remo erlos y remplazarlos removerlos rempla arlos con material compacto, compacto o bien impedir la infiltración del agua bajo los cimientos. 2. Aquellos sometidos a un asentamiento rápido cuando están saturados, como los loess. loess En estos suelos el agua superficial de be drenarse hacia fuera de la cimentación.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Problemas de aguas subterráneas Debe cuidarse de no llevar a la cimentación por debajo del nivel freático siempre que esto sea posible, puesto que se puede ocasionar inundaciones que dificulten f o imposibiliten el trabajo y sea necesario impermeabilizar la parte subterránea. Por otro lado las estructuras situadas por debajo del nivel freático están sometidas a una subpresión, la cual, si la estructura es débil, puede provocar el levantamiento del piso o derrumbe de muros. Problemas de geodinámica externa En el caso de edificios que estén colocados al pie de una colina o sobre un terreno accidentado, deben examinarse además de la naturaleza de los materiales y la presunción de agua, las discontinuidades para evitar los posibles deslizamientos. Problemas de geodinámica interna (sismicidad) En las estructuras de cualquier tamaño, se depende considerar la presencia de sismos; los estudios de diseño antisísmico deben incluir evaluaciones sobre posibles fallas de suelos y una estimación de la severidad de las sacudidas de l sacudidas las did del d l terreno t y su influencia i fl i en la l estructura t t construida. t id
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Exploración de edificios El programa exploratorio para la cimentación de un edificio de pende de los factores, el peso de la construcción y el fin para el que se vaya a construir. Las estructuras ligeras g no requieren q tanto estudio p preliminar,, mientras q que p para una estructura pesada o que vaya a producir fuertes vibraciones es imprescindible explorar las cargas producidas por la estructura. El tipo y detalle de la exploraciones depende de varios factores como son el tipo de edificio f y su importancia, la accesibilidad del sitio, la clase de roca o suelo, la profundidad hasta donde las cargas afecten al terreno y las condiciones superficiales y subterránea del área. El número de perforaciones depende de la relación entre la variabilidad hipotética de los materiales de la cimentación y la magnitud del área de la estructura. Lo ideal seria hacer una perforación en cada columna, pero ordinariamente puede obtenerse información suficiente si sólo se perfora en l esquinas las i d los de l edificios difi i y en los l lugares l que estarán t á más á cargados, d y sii no se harán otros adicionales según la complejidad de las condiciones geológicas superficiales y subterráneas. Deben hacerse pruebas de penetración estándar para explorar suelos, suelos así como perforaciones con máquina rotatoria en el caso de rocas, para obtener
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Núcleos, que después serán ensayados en el laboratorio y conseguir sus Núcleos propiedades mecánicas. Es aconsejable para edificios de plantas de energía subterráneas, hacer un socavón exploratorio hasta el emplazamiento aproximados de la cámara y de ahí perforar si es necesario. Con las muestras logradas durante la exploración del sitio, se llevan a cabo estudios de mecánica de suelos y mecánica de rocas p para determinar el comportamiento de los materiales en el sitio donde se hará la cimentación. La información geológica que requieren en general los estudios de cimentación son: • Extensión y tipo de suelos. • Tipos de rocas, sus características y estratigrafía. • Fallas, fracturas, zonas de cizalla o variaciones de los materiales en las que sugieren g inestabilidad. zonas q • Flujo del agua subterráneas y superficial. • Fenómenos de erosión, movimientos en masa del terreno, deslizamientos, creep, avalanchas. • Esfuerzos tectónicos y sismicidad; son importantes para estructuras críticas como plantas nucleares, cuya cimentación requiere análisis especiales.
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BANCO DE MATERIALES En las obras de ingeniería civil, civil es de gran importancia contar con un buen banco de material en la construcción ya que a menudo la elección de material, así como por la cantidad y calidad de los mismos. Por lo regular es necesario construir caminos de acceso a los mismos, algo que se debe contemplar desde el punto p nto de vista ista económico. económico DEFINICIÓN: Se entiende aquel lugar en la corteza terrestre constituido por roca o material granular (arena, grava, arcilla, etc.) susceptible de se utilizado en la construcción. De acuerdo con el tipo de obra civil por construir, obras urbanas o suburbanas (presas, túnel, puerto, etc.) se requieren diferentes tipos de materiales de construcción que deberán cumplir con características especiales.
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Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones Las principales fuentes para una obra de construcción son: depósitos aluviales, rocas masivas, sean éstas ígneas, sedimentarias o metamórficas; algunos materiales volcánicos y otros producto de alteración de rocas in situ.
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AGEGADOS PARA CONCRETO Conocidos también como áridos y son todos aquellos materiales inertes que aglomerados por medio de una matriz cementante, forman una masa que según sus características pueden ser: concreto, mortero, argamasa, etc. Las características principales que deben ser determinadas para evaluar la utilización de un material como agregado para concreto son: 1.
Composición: Materiales que no reaccionen químicamente con los álcalis de cemento (ocasiona una rápida destrucción de la estructura construida). t id ) Estas E t son algunas l rocas que no pueden d utilizarse. tili
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ROCAS REACTIVAS •
•
Rocas silíceas: Pedernal opalino Pedernal de calcedonia Calizas silíceas
COMPONENTES REACIVOS Ópalo SiO2, NH2O Calcedonia SiO2 Calcedonia y/u ópalo
Rocas volcánicas: Riolitas y tobas riolíticas Dacitas y rocas d íti dacíticas A Andesitas d it Vidrio, vidrio desvintrificado y tridimita SiO2
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•
Rocas metamórficas:
Filitas Hidromica (illita)
•
Rocas varias: Todas las rocas que contengan filoncillos, inclusiones, revestimientos externos o g granos detríticos de ópalo, calcedonia o tridimita. Aparentemente, también cuarzo muy fracturado por proceso natural. natural
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones 2.
Forma: Se buscan angulosas con las que se logra una buena adherencia con el cemento y una mejor resistencia.
3. 3
Tamaño: a a o Los os ag agregados egados puede pueden tener e e tamaños a a os que varían a a desde a arenas e as a grandes bloques.
4.
Dureza: Se requieren de materiales duros e inalterados.
5 5.
Porosidad: Es importante que tengan una porosidad baja. baja
6.
Resistencia al intemperismo y abrasión. Algunas rocas se alteran muy fácilmente por lo que no son recomendables como agregados para concreto
Es común emplear arena y grava como material de agregado, las cuales se encuentran en: rellenos aluviales, llanuras de inundación, terrazas, conos de deyección, dunas, así como en suelos residuales. En la actualidad, se ha venido usando como agregado de concretos y como sustituto de la arena y grava a la escoria de altos hornos, arcilla, lutita, ceniza, perlita, etc. Conocidos como “agregados ligeros”, por su bajo peso específico.
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones
ENROCAMIENTOS En general es un material rocoso depositado para construir un pedraplén o bien colocado en una pendiente;, pendiente; puede ser natural, natural excavada o construida, construida con el fin de protegerla de agentes físicos y químicos que la destruirán sin cubierta. El material se coloca a mano o bien mecánicamente a volteo, es decir, como cae del vehículo q que lo transporta. p Las propiedades requeridas en un material para este uso son: alta resistencia al intemperismo o al impacto y a la abrasión, gran dureza, densidad de alta a moderada y consecuentemente gran durabilidad. Por lo general se emplean rocas fresca, sanas y masivas como pueden ser el granito, diorita, gabro, basalto, caliza, cuarcita. Existen discontinuidades como la estratificación, las juntas, fracturas y foliación condicionan la explotación e plotación de los materiales empleados, empleados así como el tamaño, forma y distribución en la cantera.
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CEMENTO Es un producto artificial, utilizado para la fusión parcial de una mezcla de materiales naturales. La mezcla usual para fabricar cemento consiste en caliza (C CO3), (CaCO ) arcilla ill o pizarra i arcillosa ill ( (que proporcionan i l cantidades las tid d necesarias i de sílice y alúminia) y una pequeña cantidad de óxido de hierro. Las calizas empleadas pueden variar mucho en dureza, dureza textura y composición química, pero el magnesio, la sílice libre y el azufre son elementos que hay que evitar. Las arcillas utilizadas son a menudo impuras pero es preciso que contengan cantos o partículas sólidas libres.
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MATERIALES FINOS O GRANULARES. Se agrupan materiales como grava, arena, limo y arcilla, utilizados en presas de tierra, en terraplenes para vías terrestres, en revestimientos de canales. T t la Tanto l arcilla ill como la l arena pueden d ser localizados l li d en depósitos d ó it aluviales l i l y loésicos.
BALASTO Son materiales colocados bajo y entre los durmientes de una vía férrea, para soportarla y transmitir los esfuerzos al terreno, cuando pasa el tren sobre ellos. El balasto debe ser elástico y en particular cada elemento debe ser resistente all choque h con los l demás d á fragmentos, f t y resistente i t t a la l abrasión. b ió
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EXPLORACIÓN DE LOS BANCOS DE MATERIALES Las exploraciones que se realizan para la obtención de materiales de construcción están relacionadas con dos aspectos: 1.Determinar si dentro del área cercana al sitio existe suficientemente material para construir la obra. 2.Conocer de que otros materiales se dispone en la cercanía del sitio.
Los principales objetivos que deberán fijar en la búsqueda de un banco de material, serán: •Descubrir la mejor j calidad p posible. •Buscar la homogeneidad del yacimiento. •Minimizar los gastos de la puesta de explotación. •Examinar las posibilidades de envío. También deben obtenerse muestras de ensaye de laboratorio, con lo cual además del conocimiento de la petrografía, se obtendrán datos de carácter ingenieril, g como:
Aplicaciones de la Geología a la Ingeniería Civil – Obras superficiales, subterráneas y cimentaciones •Resistencia a la comprensión •Dureza •Permeabilidad •Peso específico •Resistencia a la abrasión •Alterabilidad Alterabilidad •Pruebas de intemperismo acelerado También es recomendable obtener datos sobre los métodos de excavación utilizables tili bl en cada d caso, donde d d influyen i fl f t factores como: la l profundidad f did d a la l que se encuentra la roca bajo la cubierta de suelo y localización del nivel de aguas freáticas. (NAF)