I.- MEMORIA
1. ANTECEDENTES Y OBJETO.
2. TRABAJOS DE CAMPO.
2.1.- SONDEOS MECÁNICOS A ROTACIÓN. 2.2.- ENSAYOS DE PENETRACION DINAMICA.
2.3.- INTERPRETACIÓN DE LOS TRABAJOS DE CAMPO.
3. ENSAYOS DE LABORATORIO.
4. MARCO GEOLÓGICO GENERAL.
4.1.- ENCUADRE GEOGRÁFICO 4.2.- GEOLOGÍA.
4.3.- CLIMATOLOGÍA
5. NATURALEZA DEL TERRENO.
5.1.- CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS DEL TERRENO. 5.2.- CARACTERÍSTICAS EXPANSIVAS DEL TERRENO 5.3.- NIVELES DE AGUA.
5.4.- PERMEABILIDAD.
6. RECOMENDACIONES DE CIMENTACIÓN.
6.1.- CIMENTACIÓN DEL EDIFICIO CAFETERÍA,VESTUARIOS y ADMINISTRACIÓN, Y VALLADO PERIMETRAL.
6.2.- CIMENTACIONES DE LAS PISTAS DEPORTIVAS 6.3.- CAMPO DE FÚTBOL
7. AGRESIVIDAD DEL MEDIO AL HORMIGÓN 8. APROVECHAMIENTO DEL MATERIAL 9. SISMICIDAD.
10. RESUMEN FINAL. II.- PLANOS
− PLANTA DE SITUACIÓN Y LOCALIZACIÓN DE LA PARCELA.
− PLANTA DE SITUACIÓN DE RECONOCIMIENTOS GEOTÉCNICOS.
− PERFILES GEOLÓGICO-GEOTÉCNICOS
III.- ANEJOS
− COLUMNAS LITOLÓGICAS DE LOS SONDEOS.
− CARACTERÍSTICAS DEL ENSAYO S.P.T.
− DIAGRAMAS DE PENETRACIÓN DINAMICA.
− CARACTERÍSTICAS DEL ENSAYO DE PENETRACIÓN DINÁMICA
− CRITERIOS DE DESCRIPCIÓN DE SUELOS.
− CUADRO RESUMEN DE ENSAYOS DE LABORATORIO.
− CARTA DE PLASTICIDAD DE CASAGRANDE.
− ENSAYOS DE LABORATORIO
1.- ANTECEDENTES Y OBJETO.
A petición del EXCELENTISIMO AYUNTAMIENTO DE MADRID, el Departamento de Geotécnia de la empresa EUROCONSULT, S.A., ha realizado un Estudio Geotécnico en una parcela situada en la Calle Estefanita nº 3 del barrio de Villaverde Bajo de Madrid.
La parcela en la zona a ocupar, actualmente sin edificaciones, tiene una extensión de
unos 3500 m2 de superficie. Su forma es trapezoidal.
En la citada parcela se piensa construir un complejo deportivo compuesto por un edificio de cafeteria y vestuarios que constaral de planta baja y cubierta en una de sus zonas, a la que hay que añadir una planta de sótano en otra y estara rodeado de zonas de aparcamiento. El resto de las edificaciones son deportivas y contendran campo de futbol, bloques de escalada, pistas de baloncesto, Pistas de Pana, Pista de Mini Pitch y Pista multiusos.
Los trabajos de campo realizados, según la solicitud del Peticionario, para el presente Estudio Gteotécnico han consistido en la ejecución de seis (6) sondeos mecánicos a rotación con obtención de testigo continuo de los cuales dos de ellos se han situado en la zona de edificación (vestuarios, cafeteria y administración), alcanzando profundidades de 11.90 y 13.0 m, y el resto corresponden a sondeos cortos situados en zonas de pistas y campo de futbol con profundidades entorno a los 3 m. La campaña se ha completado con la realización de ocho ensayos de penetración dinámica continua tipo DPSH, de los caules dos de ellos se han situado en la zona de vestuarios, cafeteria y administración y el resto en zona de Pistas y Campo de Futbol.
La situación de los puntos de reconocimiento ejecutados en la Parcela (sondeos y ensayos de penetración dinámica), se han reflejado en la denominada Planta de Situación de Reconocimientos Geotécnicos, para cuya confección se ha utilizado la Planta Taquimétrica realizada por Euroconsult.
La zona de estudio presenta una pendiente uniforme con vergencia hacia el Noreste, siendo la diferencia de cota de la zona de actuación de 5 m entre la zona más alta situada en la zona que ocupará la pista de multiusos (Esquina Suroeste, zona el la que se situa el S-6), con una cota entorno a los 578 m, y la esquina Noreste de la parcela, con una cota entorno a la 573m. Se adjunta una imagen de la planta taquimétrica que se ha realizado en la que se ha reflejado en rojo el perímetro de la zona de ocupación de los diferentes elementos a construir y una planta con la distribución de dichas construcciones.
Los objetivos que se han fijado para el presente Estudio Geotécnico son:
1. Determinación de las unidades litológicas que conforman el subsuelo de la zona en estudio y realizar su caracterización geotécnica, agrupándola por niveles de igual comportamiento geotécnico.
2. Determinar la profundidad del nivel freático, si existe, o los niveles de agua que afecten a la zona de estudio, así como la agresividad del agua frente al hormigón. 3. Recomendar el tipo de cimentación de las futuras construcciones, a partir de las
características geotécnicas de los materiales.
Documentación técnica previa.
Datos facilitados por el Peticionario
7 Plano de emplazamiento de la zona de estudio, con situación de puntos de reconocimiento de la zona de edificación de vestuarios,
cafeteria y administración
7 Planta taquimétrica de la zona de estudio con la situación de los
diferentes elementos a construir, con las cotas de explanación.
Metodología
Para la elaboración del presente Estudio Geotécnico, se han realizado los trabajos que a continuación se describen:
-. Recopilación y análisis de la documentación existente.
-. Mapa Geotécnico General de Madrid, Hoja 45, E 1/200.000. -. Hoja Geológica Magna de Madrid nº 559, E 1:50.000. IGME. -. Geología de España. J.A.Vera, SGE, IGME (2004).
-. Reconocimientos de campo. -. Ensayos de laboratorio.
En las páginas siguientes se detallan los trabajos de campo e investigaciones efectuadas, incluyéndose a continuación unas conclusiones que se han obtenido de su análisis geotécnico.
Con el propósito de determinar la naturaleza y las características geotécnicas de los materiales que componen el subsuelo en la zona de estudio y poder determinar, en consecuencia, las recomendaciones generales de cimentación de los diferentes elementos que se proyectan, la campaña de investigación de campo, fijada parcialmente por el Peticionario, ha consistido en:
• Perforación de seis (6) sondeos mecánicos a rotación con extracción continúa de testigo.
En su interior se han realizado ensayos de penetración estándar (SPT), toma de muestras inalteradas a hinca, por otro lado también se han parafinado testigos del terreno extraído en aquellos materiales en los que era imposible tomar muestras a hinca.
• Realización de ocho (8) ensayos de penetración dinámica contínua super pesada (Tipo
DPSH). Todos ellos fueron profundizados hasta alcanzar el rechazo.
El número y situación de las prospecciones llevadas a cabo, se han reflejado en la “Planta de Situación de Reconocimientos Geotécnicos”, que se adjunta a la presente Memoria.
De acuerdo con nuestros antecedentes geológico-geotécnicos de la zona y del material del subsuelo en la zona prevista de apoyo de las cimentaciones de vallas de cerramiento y edificio de vestuarios, cafeteria y administración, el grupo de terreno se clasifica como tipo T-1 según NTE-DB-SE-C (materiales terciarios, favorables, en los que la práctica habitual es la cimentación directa).
2.1.- SONDEOS MECÁNICOS A ROTACIÓN.
Los sondeos son perforaciones en el terreno de estudio, hasta una profundidad establecida. Este proceso de perforación consiste en la penetración en el terreno, con una velocidad de rotación y avance adecuadas, de un cilindro metálico hueco y calibrado, denominado batería, en cuyo extremo inferior se aloja un dispositivo de retención en el que se enrosca una corona de corte.
La batería aloja en su interior el material perforado, denominado testigo a medida que va avanzando la corona. Este testigo se extrae de la batería una vez que ha finalizado la maniobra, colocándose ordenadamente en las cajas porta-testigos.
En estas cajas se anotan las cotas de cada maniobra y muestras tomadas durante la perforación respecto a la cota 0 m (cota de boca) de realización del sondeo. Con este proceso se consigue una columna litológica representativa del subsuelo en el punto investigado.
Se denomina recuperación del sondeo, al porcentaje del testigo de terreno que se extrae con relación a la totalidad de la longitud perforada en cada maniobra. La recuperación obtenida, en los sondeos perforados ha sido de entre el 78 % y el 100 %, valores que se reflejan por materiales en las columnas estratigráficas de los sondeos
Los sondeos se han realizado a rotación con recuperación continua de testigo, con corona de widia en batería tipo B, entubación con tubería metálica recuperable, e inyección de lodo sintetico, en materiales arenosos. El diámetro de testigo obtenido ha oscilado entre 116 y 86 mm.
El testigo obtenido durante la perforación de los sucesivos sondeos, se ha depositado en doce (12) cajas de plástico, diseñadas para este fin. En las cajas en las que se depositó el testigo se anotó la profundidad de las sucesivas maniobras, de las muestras obtenidas y de los ensayos realizados, habiéndose utilizado otras seis cajas para el depósito y traslado al laboratorio de las muestras obtenidas. Posteriormente se procedió a su fotografiado y testificación.
En la siguiente tabla se recogen, de cada uno de los sondeos, la denominación, las coordenadas X, Y, Z, determinadas por el equipo de topografía, la profundidad alcanzada, y las últimas lecturas de las profundidades de estabilización de los niveles de agua tomadas desde su boca COORDENADAS Sondeo Nº X Y Z Profundidad alcanzada (m) Profundidad N.A. (m) S-1 442.646,0324 4.466.564,1138 574.8 11.90 SECO S-2 442.677,6257 4.466.561,3618 573.7 13.00 SECO S-3 442.709,2221 4.466.535,8322 573.8 3.45 SECO S-4 442.687,5648 4.466.495,4990 575.3 3.05 SECO S-5 442.659,8405 4.466.545,8406 574.2 3.15 SECO S-6 442.632,3784 4.466.491,7980 578.0 3.00 SECO
En la ejecución de los sondeos se han perforado un total de 37.55 ml, todos ellos en materiales tipo suelo. Por otro lado, se ha dejado colocada una tubería piezométrica de PVC en el sondeo S-1 en toda su longitud (11.9 ml). Por último se ha tomado lectura de los niveles de estabilización del agua durante todos los días de la campaña de trabajo de campo no habiendose detectado ningun nivel de agua en los sondeos hasta las profundidades realizadas.
Para establecer las características de los materiales que componen el subsuelo perforado por los sondeos se han realizado; por un lado, ensayos “in situ” en el interior de la perforación, y por otro lado, ensayos de laboratorio sobre muestras representativas de estos materiales, extraídas de los sondeos a diferentes profundidades.
El criterio seguido para la disposición en profundidad de los ensayos in situ y toma de muestras ha sido el de determinar las unidades litológicas que conforman el subsuelo de la zona de estudio y realizar su caracterización geotécnica, agrupándolas por niveles de igual comportamiento geotécnico. Esta interpretación se refleja en los perfiles geológico-geotécnicos que se adjuntan en el Apartado Planos de esta Memoria.
En los sondeos se han ejecutado un total de dieciocho (18) ensayos SPT, se han tomado cuatro (4) muestras a hinca mediante tomamuestras de pistón, y se han tallado, vendado y parafinado cuatro (4) testigos del terreno extraído durante la perforación.
Para la descripción y clasificación de los diferentes niveles de suelo reconocidos durante la testificación de los testigos del sondeo se han empleado los criterios del Código Técnico de la Edificación, comprobándose que los resultados de los ensayos ejecutados “in situ” se corresponden con la observación de la condición de estado del terreno.
Ensayos de penetración estándar (SPT).
Para establecer las características de los materiales que componen el subsuelo perforado por los sondeos se han realizado; por un lado, ensayos “in situ” en el interior de la perforación, y por otro lado, ensayos de laboratorio sobre muestras representativas de estos materiales, extraídas de los sondeos a diferentes profundidades.
Los ensayos de penetración estándar (SPT) se han ejecutado siguiendo las especificaciones de la Norma UNE EN ISO 22476-3/2006. Este ensayo permite obtener una muestra representativa del terreno para su identificación, aunque con su estructura alterada.
El ensayo (SPT) consiste en la toma de muestras del subsuelo, mediante la penetración en dicho terreno, de un tubo hueco estandarizado de 45 cm y/o 60 cm de longitud por golpeo. Para esta introducción se ha utilizado un dispositivo hidráulico, automático, que permite la caída de una maza de 63.5 Kg de peso, con un espacio libre de 75 cm y cadencia normalizada. Con este equipo se obtiene una relación de energías (Er) del 70 % (*).
Esta hinca se realiza en tres o cuatro tandas sucesivas de 15 cm cada una, anotándose el número de golpes preciso para lograr cada una de éstas penetraciones parciales. Con la suma de los golpeos realizados en las dos últimas tandas (en el caso de utilizar un tomamuestras de 45 cm), o con la suma de los dos tandas centrales (en el caso de utilizar el
tomamuestras de 60 cm), se obtiene un valor de resistencia a la penetración estándar (N30),
indicativo de la capacidad portante del terreno en el que se realiza el ensayo.
Se considera que se ha obtenido rechazo (R) cuando se alcanza un golpeo igual o
superior a 50 en una tanda de 15 cm (N15>50), en este caso, se da por finalizado el ensayo.
Muestras inalteradas (MI)
Las muestras inalteradas se realizan con el fin de obtener muestras representativas del suelo investigado, de tal manera que se puedan realizar ensayos de laboratorio tanto de caracterización como ensayos mecánicos. En este caso, esta toma de muestras ha sido realizada con el toma-muestras de pared gruesa según Norma ASTM D 3550-01/2007.
El procedimiento seguido consiste en introducir, mediante golpeo, un toma-muestras de medidas normalizadas, que aloja en su interior una camisa de plástico, permitiendo la recuperación de la muestra. Este tubo es sellado con parafina por los dos extremos y posteriormente enviado a laboratorio donde la muestra es extraída mediante un aparato extractor.
La operación para introducir el toma-muestras en el suelo mediante golpeo, para la extracción de dichas muestras inalteradas, nos sirve para obtener el número de golpes necesarios para atravesar 60 cm de suelo en 4 intervalos de 15 cm, lo que nos proporciona una información de interés para conocer la compacidad del suelo en arenas (consistencia en arcillas) de la muestra inalterada extraída.
Testigos parafinados (TP).
Cuando la resistencia del terreno es elevada o existe un impedimento que no permita obtener muestras en óptimas condiciones por otros métodos, se puede tomar una porción de terreno extraído a rotación con batería doble. La corona de corte tendrá descarga frontal de agua, limitando tanto el caudal como la presión de esta a la mera refrigeración de la corona.
La toma de esta porción de terreno se realiza inmediatamente después de ser extraído el material de la batería de perforación y, previa limpieza superficial, se recubre con una venda no absorbente, protegiendo el conjunto con un baño de parafina de espesor suficiente para asegurar la invariabilidad de sus condiciones de humedad. La muestra así preparada se manejara con cuidado tanto en campo, como en el proceso de transporte al laboratorio, para que no sufra golpes y mantenga intactas su estructura y sus condiciones de densidad y humedad. Los testigos parafinados se han ejecutado siguiendo las especificaciones de la Norma ASTM D 2113-08.
A continuación se adjuntan unas tablas en las que se recogen el tipo y profundidad de
las muestras tomadas durante la realización de los sondeos, así como el golpeo N30 de los
ensayos SPT.
SONDEO TIPO DE MUESTRA GOLPEO (N30) DEL ENSAYO SPT PROFUNDIDAD DE LA MUESTRA (m) S-1 SPT 12 1.50 – 1.95 S-1 SPT 9 3.0 – 3.45 S-1 TESTIGO PARAFINADO ---- 4.60 – 4.90 S-1 SPT 48 5.10 – 5.55 S-1 SPT 40 7.50 – 7.95 S-1 TESTIGO PARAFINADO ---- 10.55 – 10.85 S-1 SPT 29 11.45 – 11.90 S-2 TESTIGO PARAFINADO ---- 1.00 – 1.30 S-2 SPT 10 1.50 – 1.95 S-2 SPT 26 3.10 – 3.55 S-2 TESTIGO PARAFINADO ---- 3.75 – 4.05 S-2 SPT 40 6.00 – 6.45 S-2 SPT 37 9.00 – 9.45 S-2 SPT 39 12.55 – 13.10 S-3 MUESTRA INALTERADA ---- 1.10 – 1.70 S-3 SPT 15 1.70 – 2.15 S-3 SPT 33 3.00 – 3.45 S-4 MUESTRA INALTERADA ---- 1.00 – 1.60 S-4 SPT 13 1.60 – 2.05 S-4 SPT 26 2.60 – 3.15 S-5 MUESTRA INALTERADA ---- 1.00 – 1.60 S-5 SPT 9 1.60 – 2.05 S-5 SPT 25 2.70 – 3.15 S-6 MUESTRA INALTERADA ---- 1.00 – 1.60 S-6 SPT 13 1.60 – 2.05 S-6 SPT 22 2.55 – 3.00
2.2.- ENSAYOS DE PENETRACIÓN DINÁMICA.
Se han realizado ocho (8) ensayos de penetración dinámica continua tipo DPSH, de accionamiento hidráulico automático, según Norma UNE EN ISO 22476-2-2008
Este tipo de ensayo, consiste en la caída libre de una maza de 63,5 kg desde una altura
constante de 75 cm, hincando una puntaza cilíndrica de
φ
50 mm. Durante la hinca se registra elnúmero de golpes necesarios para introducir dicha puntaza en el terreno a intervalos de 20 cm
(N20), con lo que se obtiene un valor indicativo de la capacidad portante del suelo. El ensayo se
da por finalizado cuando se alcanzan los 100 golpes en un tramo de 20 cm (rechazo) o bien se producen tres tandas seguidas con golpeos iguales o superiores a 75 golpes.
El ensayo de resistencia a la penetración dinámica continua, al igual que en el caso del ensayo SPT, puede ser utilizado para valorar el estado de compacidad en suelos granulares o de consistencia en suelos cohesivos. A este respecto se propone la siguiente tabla de trabajo:
SUELOS COHESIVOS SUELOS GRANULARES DPSH (Nº golpes/20cm) CONSISTENCIA S.P.T. (Nº golpes/30 cm) DPSH (Nº golpes/20cm) COMPACIDAD S.P.T. (Nº golpes/30 cm)
0-1 Muy blanda 0-2 0-2 Muy suelta 0-3
2-3 Blanda 3-4 3-7 Suelta 4-10
4-6 Media 5-8 8-20 Media 10-30
7-10 Firme 9-15 21-33 Densa 30-50
11-20 Muy firme 15-30 > 33 Muy densa > 50
> 20 Dura > 30
Esta tabla, que se considera algo conservadora, pretende ser una herramienta orientativa que fije unos marcos de referencia. Está obtenida de la Guía de Cimentaciones del Ministerio de Fomento 2003.
En la siguiente tabla se recogen, de cada uno de los ensayos de penetración dinámica, la denominación, las coordenadas X, Y, Z, determinadas por el equipo de topografía, la profundidad alcanzada, y las profundidades, contadas desde su boca, a las que se alcanzaron los rechazos en los citados ensayos de penetración dinámica.
COORDENADAS Penetrometro Nº X Y Z Profundidad de Rechazo (m) P-1 442.624,9009 4.466.568,2693 576.2 10.20 P-2 442.685,2205 4.466.568,5458 573.5 9.00 P-3 442.687,5539 4.466.535,8142 574.1 10.20 P-4 442.709,6823 4.466.495,6329 574.8 7.80 P-5 442.638,7986 4.466.545,7585 575.5 10.80 P-6 442.637,9725 4.466.520,3061 576.4 8.80 P-7 442.659,9725 4.466.520,3059 575.0 8.60 P-8 442.660,4540 4.466.489,6108 576.1 9.40
La maquinaria que se ha empleado, propiedad de Euroconsult, para la realización de los ensayos de campo, ha sido:
-. Perforadora de sondeos marca ISSA modelo CIBELES C.-60, montada sobre camión todo terreno.
-. Penetrómetro automático marca ISSA modelo Magerit III. Automático de accionamiento hidráulico, montado sobre orugas. Tipo DPSH.
Esta maquinaria, manejada por personal cualificado, es de accionamiento hidráulico y está debidamente acreditada por la Conserjería de Política Territorial de la Comunidad de Madrid, en el área GTC (área de sondeos, toma de muestras y ensayos in situ para reconocimientos geotécnicos), según Real Decreto 410/2010 de 31 de marzo.
2.3.- INTERPRETACIÓN DE LOS TRABAJOS DE CAMPO.
Una vez alojados los tramos de testigo recuperado de los sondeos en sus respectivas cajas, se ha procedido por el Geólogo correspondiente del equipo de supervisión de campo, a la testificación organoléptica, identificando los diferentes materiales recuperados según la norma ASTM D 2488-84 para suelos, comprobando si los resultados de los ensayos mecánicos ejecutados “in situ” se corresponden con la observaciones de sus condiciones de estado.
Esta testificación permite solicitar los ensayos de laboratorio más pertinentes tanto de identificación, como de condiciones de estado, así como programar la elaboración de las pruebas de resistencia y deformabilidad más idóneas para cada tipo de material.
Las diferentes muestras seleccionadas como significativas han sido entregadas al Laboratorio de Mecánica del Suelo de EUROCONSULT S.A. para la ejecución y obtención de resultados en los ensayos específicos que se han seleccionado para cada una de las muestras.
De la combinación, tanto de la descripción organoléptica del testigo extraído de los sondeos, como los resultados de los ensayos de penetración estándar (SPT) realizados en el interior de los mismos, como de la inspección realizada en la zona se han podido diferenciar cuatro (4) tipos de materiales agrupados en los correspondientes niveles.
• Nivel I: Relleno Antrópico
• Nivel II: Materiales Cuaternarios
• Nivel III: Materiales Terciarios arenosos
• Nivel IV: Materiales Terciarios arcillosos
NIVEL I, Relleno Antrópico:
Estos materiales se han detectado en todos los puntos de reconocimiento de campo realizados.
Los materiales que componen estos rellenos son:
Por un lado, arenas finas con algo de media con pocos finos o sin finos de color marrón claro, posiblmente sea un material que se ha utilizado en zonas localizadas para realizar una regularización superficial o vertidos.
Por otro lado, se ha detectado un material compuesto por mezclas de arenas y arcillas con bolos y gravas de yeso. El conjunto de estos materiales presenta un color marrón grisáceo a gris.
El espesor detectado oscila entre unos 0.40 m en el entorno del penetrómetro P-2 a unos 4 m en el entorno del penetrómetro P-1.
En los materiales de este nivel, aunque en apreciación organoleptica se trata de
“Flojos/Blandos”, se han obtenido valores N30 del ensayo SPT de 9 y 15, aunque se trata de
valores condicionado por el contenido en bolos de yeso del material. Por tanto no se deben considerar como valores válidos para la determinación de capacidad portante
Se trata de unos de materiales excavables con medios convencionales, en los que no se debe apoyar ningún tipo de cimentación.
NIVEL II, Materiales Cuaternarios:
En todos los casos bajo los rellenos se ha detectado un material compuesto por arenas media a finas con algo de gruesa y bastante arcilla de color marrón oscuro contono algo rojizo. Por su estado de consolidación se considera que se trata de un material cuaternario correspondiente a aluviales del río Manzanares. Geologicamente éstos materiales se pueden encuadrar dentro de la serie de edad Pleistoceno medio.
El espesor detectado de estos materiales en los sondeos S-1 y S-2, los unicos en los que se ha atravesado, oscila entre 0.6 y 2.0 m. En el resto de los sondeos el mayor espesor perforado ha sido de 1.55 m en el sondeo S-5.
En estos materiales los valores N30 del ensayo SPT son variables entre 9 y 33 con un
valor caracteristico no superior a 10. Con este valor los materiales considerados como cuaternarios en la zona de estudio se pueden clasificar como materiales “Flojos” según NTE-CEG.
Se trata de unos de materiales excavables con medios convencionales, en los que se recomienda no apoyar ningún tipo de cimentación.
NIVEL III, Materiales Terciarios arenosos:
Este nivel lo constituyen unos materiales arenosos de grano medio a fino con bastante arcilla, micaceos, de color marrón claro y que presentan alguna intercalación decimétrica más arcillosa. Geologicamente se pueden encuadrar dentro de la serie de edad Miocena, en la facies del Aragoniense medio.
Estos materiales se encuentran bajo los cuaternarios definidos con anterioridady se exteienden hasta una profundidad de entre 8.95 m y 9.55 m en los sondeos S-1 y S-2 respectivamente, no habiendose alcanzado en el resto de los sondeos realizados.
El espesor perforado de los materiales del Nivel III ha oscilado en los citados sondeos entre 5.45 y 6.95 m.
Los valores N30 del ensayo SPT obtenidos en su seno varian entre 26 y 48, lo que
pemite clasificarlos como de compacidad “Media a Densa” y por tanto se trata de materiales resistentes aptos para el apoyo de las cimentaciones.
NIVEL IV: Materiales Terciarios arcillosos.
Bajo las arenas del Nivel III se han detectado unos materiales arcillo-limosos con algo de arena fina, de plasticidad media, micaceos y que presentan color verdoso a marrón verdoso. Geologicamente se pueden encuadrar dentro de la serie de edad Miocena, en la facies del Aragoniense inferior.
El espesor máximo perforado de los materiales del Nivel IV ha sido de 3.45 m en el sondeo S-2, no habiendose alcanzado el muro de la formación, que en estos materiales se extiende hasta las formaciones de yesos (tableados o masivos), lo que puede suponer decenas de metros.
En los materiales de este nivel se han obtenido valores N30 del ensayo SPT de 29 a 39
que dado su carácter cohesivo, permite clasificarlos como de consistencia “Muy Firme a Dura”. Se trata de materiales que no se alcanzaran en ningún caso, pero que si fuese necesario excavarlos, su extracción se podría realizar por medios convencionales.
El siguiente gráfico se refleja la distribución de los valores de N30 de los ensayos de
penetración estándar (SPT) realizados en todos los sondeos perforados en la zona objeto del estudio.
Variación del valor de N30 del ensayo SPT con la profundidad
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 Profundidad (m) Valo r d e N 30 (S PT ) RELLENOS CUATERNARIO TERCIARIO ARENOSO TERCIARIO ARCILLOSO
Como se puede observar en este grafico los golpeos de los ensayos SPT de los
materiales correspondientes a rellenos y cuaternarios se encuentran con valores N30 entorno a
Con las muestras obtenidas en la campaña de campo, se han llevado a cabo una serie de ensayos en el Laboratorio de Mecánica del Suelo de EUROCONSULT, S.A., acreditado por la Consejería de Política Territorial de la Comunidad de Madrid, en el área GTL, área de ensayos de laboratorio de geotecnia, ensayos básicos y complementarios 1º, 2º y 3º, según Real Decreto 410/2010.
Los diferentes tipos de ensayos se han realizado con el fin de clasificar y determinar las características geotécnicas de los materiales perforados con los sondeos en la parcela en estudio, asi como su potencial agresividad al hormigón. Para ello se han efectuado los siguientes ensayos:
Tipo de ensayo realizado. Norma aplicada
Tipo de
muestra Número
Apertura de muestras y descripción de muestras MI/TP 2
Preparación de muestras. UNE 103100 MITP/SPT 5
Granulometría por tamizado UNE 103101 5
Ensayo de
clasificación. Límites de Atterberg UNE 103103/103104 MI/TP/SPT 5
Humedad natural UNE 103300 2
Ensayos de estado
Peso específico seco UNE 103301 MI/TP 2
Compresión simple en suelos UNE 103400 2
Ensayo de presión de hinchamiento UNE 103602 1
Ensayos mecánicos
Ensayo de Hinchamiento Libre UNE 103601
MI/TP
1
Ensayo de Proctor Modificado UNE 103501 1
Ensayos de
Compactación Ensayos CBR en laboratorio UNE 103502 MA 1
Contenido de Sulfatos en suelo UNE 83963 3
Ensayos químicos
Contenido en materia orgánica de un suelo UNE 103204 MI/TP/SPT 1
MA.-Muestra alterada MI.- Muestra inalterada T.P.-Testigo parafinado.
S.P.T.-Muestra obtenida del ensayo de penetración estándar.
En los anejos a esta memoria se incluyen los cuadros resumen con todos los resultados obtenidos, los cuales pasamos a comentar en detalle, en los epígrafes siguientes.
-. Ensayos de clasificación.
Para la clasificación de las diferentes muestras de suelo ensayadas, se han seguido las especificaciones de la clasificación U.S.C.S., que se incluyen como Anejo a la presente Memoria, en el concepto de criterios de descripción y clasificación de suelos. Para la denominación de los distintos tamaños de las partículas se ha seguido la serie UNE.
Las diferentes clasificaciones deducidas de los ensayos citados se incluyen en el cuadro resumen de ensayos de laboratorio. La clasificación según USCS de cada muestra ensayada se incluye también en la columna litológica de los sondeos.
-. Análisis granulométrico por tamizado.
Para determinar el contenido en finos (limos y arcillas) de los materiales estudiados, se ha realizado este ensayo sobre cinco (5) muestras de suelo según Norma UNE 103101:1995. Los diferentes porcentajes obtenidos, expresados en porcentaje en peso, figuran en la columna litológica de los sondeos y en el cuadro resumen de ensayos de laboratorio y en el que aparecen los porcentajes en peso del material. A continuación se adjuntan las granulometrías realizadas.
Valores de pasa por los tamices de las muestras CERNIDO PONDERAL ACUMULADO %
TAMICES UNE MUESTRA Sondeo 50 40 20 10 5 2 1,25 0,40 0,16 0,08 S-1 (3.00 ´3.45 100 99.1 96.1 56.9 33.4 26.5 S-1 (4.60 – 4.90) 100 99.9 99.9 82.4 43.6 339. S-2 (1.00 – 1.30) 100 99.9 99.3 97.3 61.9 36.4 27.5 S-2 (3.10 – 3.55) 100 99.7 98.8 74.1 42.7 32.3 MEZCLA S-4/5 (2.05-2.6/0.7-2.7) 100 99.8 99.5 97.9 94.6 67.5 44.7 35.5
Para diferenciar tanto los resultados de los ensayos granulométricos como sus
representaciones graficas se han utilizado colores, correspondiendo el color naranja a materiales
cuaternarios (Nivel II), y el color verde claro a terciarios arenosos (Nivel III). Este tipo de
Representación de los resultados de los análisis granulométricos. 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 0.01 0.1 1 10 100 TAMICES UNE % PA SA
Como se puede observar de las granulometrías realizadas en general se trata de materiales arenosos de granulometría fina-media, con bastantes finos y muy similares entre sí. Se advierte un contenido algo mayor en finos en los materiales terciarios del Nivel III.
-. Límites de Atterberg.
Con el objeto de conocer las propiedades plásticas de la fracción fina del terreno, se han determinado los límites de Atterberg de cinco (5) muestras de suelo obtenidas durante la perforación de los sondeos, según las Normas UNE 103103 y UNE 103104. Este ensayo se realiza sobre la fracción de suelo inferior al tamiz 0,4 mm (serie UNE), determinándose su límite líquido e índice de plasticidad.
Los valores obtenidos aparecen recogidos en el cuadro resumen de ensayos de laboratorio, como en las columnas litológicas de los sondeos, y se han representado en un diagrama de plasticidad de Casagrande. Los citados valores y su clasificación según Casagrande, se reflejan en la siguiente tabla:
Muestra Sondeo
Límite
Líquido Límite Plástico Plasticidad Índice de Clasificación de Casagrande
S-1 (3.00 ´3.45 28.7 16.1 12.6 CL S-1 (4.60 – 4.90) 27.0 16.1 10.9 CL S-2 (1.00 – 1.30) 30.6 16.1 14.5 CL S-2 (3.10 – 3.55) 30.1 16.4 13.7 CL MEZCLA S-4/5 (2.05-2.6/0.7-2.7) 31.2 15.1 16.1 CL
De la observación de los límites de Atterberg obtenidos se deduce que los finos, de los materiales ensayados, son arcillosos de plasticidad media,
Representación de los resultados de los límites de Atterberg
CARTA DE PLASTICIDAD DE CASAGRANDE SONDEOS
0 10 20 30 40 50 60 70 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 LIMITE LIQUIDO (LL) IN DI C E DE PLAS T ICI D A D (IP )
De la alineación de los puntos representados en la Carta de Plasticidad, se deduce que los materiales ensayados tienen un origen geológico común.
-. Clasificación de los materiales según la U.S.C.S y el CTE-DB-SE-C.
En el siguiente cuadro se refleja la clasificación y descripción de los suelos analizados, a tenor de los resultados obtenidos en los ensayos granulométricos y de los límites de Atterberg realizados, según el sistema de clasificación de suelos unificado (USCS) y el CTE-DB-SE-C
Muestra Sondeo
Clasificación U.S.C.S.
Descripción del material según C.T.E.
Comportamiento del material
según CTE
S-1 (3.00 ´3.45 SC ARENAS BASTANTE ARCILLOSAS GRANULAR
S-1 (4.60 – 4.90) SC ARENAS BASTANTE ARCILLOSAS GRANULAR
S-2 (1.00 – 1.30) SC ARENAS BASTANTE ARCILLOSAS GRANULAR
S-2 (3.10 – 3.55) SC ARENAS BASTANTE ARCILLOSAS GRANULAR
MEZCLA S-4/5
Como conclusión a los comportamientos de los materiales ensayados en función del contenido en finos, según CTE, se determina que tienen un comportamiento mayoritariamente granular.
-. Ensayos de estado.
Esta categoría de ensayos permite establecer algunas condiciones de estado intrínsecas al material del subsuelo. Correspondientes a esta categoría de ensayos, se han realizado determinaciones del contenido en humedad natural y del peso específico seco.
-. Determinación de la Humedad Natural y Peso específico seco.
Este ensayo se ha realizado sobre dos (2) muestras parafinadas, aplicando las Normas UNE 103300 y UNE 103301. El valor de los resultados obtenidos aparece recogido, tanto el cuadro resumen de ensayos de laboratorio, como en la columna litológica de cada sondeo.
Los resultados obtenidos en estos ensayos se han resumido en la siguiente tabla.
Muestra Peso específico seco KN/m3
Peso específico aparente KN/m3 Humedad natural % S-1 (4.60 – 4.90) 16.1 19.0 17.9 S-2 (1.00 – 1.30) 18.3 20.6 12.8 -. Ensayos mecánicos.
Estos ensayos tienen como finalidad el determinar las diferentes características geomecánicas de las muestras de suelos tomadas durante los trabajos de campo. Dentro de esta categoría se han realizado ensayos de resistencia a la compresión simple, presión de hinchamiento e hinchamiento libre.
-. Resistencia a la compresión simple en suelos.
Con el objeto de conocer la resistencia del terreno y la consistencia según la clasificación del CTE, se han realizado dos (2) ensayos de compresión simple sobre muestras procedentes de muestras parafinadas, según Norma UNE 103400. Los resultados obtenidos se reflejan en la tabla siguiente.
Muestras Resistencia (KPa) Deformación (%) S-1 (4.60 – 4.90) 21 1.0 S-2 (1.00 – 1.30) 95 4.8
Como se puede observar, los valores obtenidos del ensayo de compresión simple sobre las muestras ensayadas en los materiales terciarios arenosos del Nivel III, corresponden a materiales con una deformación frágil, por lo que en el ensayo de compresión simple, al realizarse sin confinamiento, se determinan resistencia (21 KPa) inferiores a las deducibles del ensayo SPT, más adecuado para la determinación de la capacidad portante en este tipo de
materiales arenosos, en el que se han obtenido valores SPT (N30 = 26-48, compacidad
Media-Densa).
-. Presión de hinchamiento.
Con el propósito de determinar el cambio potencial de volumen que experimentan los materiales detectados, se ha realizado según Norma UNE 103602/96, un (1) ensayo de presión de hinchamiento sobre los materiales terciarios arenosos del Nivel III.
El resultado obtenido se refleja en la siguiente tabla en la que se refleja el grado de expansividad según la Waterways Experiment Station (W.E.S)
Sondeo Clasificación de Casagrande Presión de hinchamiento (KPa) Grado de Expansividad según W.E.S. S-1 (4.60 – 4.90) CL 10 Despreciable
Como se puede observar en los materiales ensayados del Nivel III, los mas arcillosos de los perforados presentan una expansividad que se puede considerar nula.
-. Hinchamiento libre.
Teniendo en cuenta que los materiales en general son areno-arcillosos, con el propósito de determinar su aprovechamiento en terraplenados, con el propósito de determinar el hinchamiento libre que experimentan los materiales del nivel II y los arenosos del Nivel II, se ha realizado según Norma UNE 103601:1996, un (1) ensayos de presión de hinchamiento sobre muestra remodelada con la densidad del Proctor normal, de la mezcla de materiales alterados de los sondeos S-4 y S-5.
expansividad de los suelos analizados (según las especificaciones de la Waterways Experiment Station).
MUESTRA HINCHAMIENTO LIBRE (%) HUMEDAD w (%) DENSIDAD SECA γs
(kN/m³)
GRADO DE EXPANSIVIDAD MEZCLA S-4/5
(2.05-2.6/0.7-2.7) 0.70 9.8 20.5 DESPRECIABLE
Como se puede observar no el hinchamiento libre determinado no es significativo.
-. Ensayos químicos.
La finalidad de los ensayos químicos es la de detectar la presencia de diferentes sustancias en el terreno que puedan producir agresividad al hormigón, a partir de las muestras analizadas, así como la posible reutilización como material de terraplenado. Con este propósito se han realizado ensayos de contenido de sulfatos solubles y materia orgánica en muestras de suelo.
Determinación del contenido en sulfatos solubles en muestras de suelo.
Con este propósito se han realizado tres (3) análisis de contenido en sulfatos solubles sobre muestras de suelo procedente de los sondeos perforados utilizando la Norma UNE 83963. En la siguiente tabla se reflejan los resultados obtenidos de los ensayos realizados:
Muestra Sondeo Contenido en sulfatos solubles mg/Kg. Tipo de ataque/exposición S-1 (3.00 ´3.45 0.0 IIa S-1 (4.60 – 4.90) 0.0 IIa MEZCLA S-4/5 (2.05-2.6/0.7-2.7) 0.0 IIa
Como se puede observar no se han detectado sulfatos solubles en los suelos ensayados.
-. Determinación del contenido de materia orgánica en suelos.
Con el fin de determinar el contenido en Materia Orgánica mediante valoración con permanganato potásico (Norma UNE 103204/93) de los materiales que componen el subsuelo de la parcela en estudio, se han realizado un total de un (1) ensayo de materia orgánica en suelos obtenidos en los sondeos realizados. Los resultados obtenidos se reflejan en la siguiente tabla.
Muestra % mat. Orgánica MEZCLA S-4/5
(2.05-2.6/0.7-2.7) 0.0
Como se pude observar el contenido en materia orgánica es nulo en la muestra ensayada. De los datos reseñados con anteroridad se deduce que el medio no es agresivo al hormigón según la EHE/08 y por tanto para la fabricación del hormigón en elementos estructurales en contacto con los suelos de la parcela se podrá utilizar un cemento Pórtland normal, debiéndo aplicar dosificaciones para una exposición IIa.
-. Ensayos de compactación.
Como en el caso del hinchamiento libre, con la finalidad de clasificar el material del Nivel II y los materiales arenosos (sin yesos) del Nivel I, para su aprovechamiento en terraplenado, se han realizado ensayos de Proctor Modificado y CBR.
-. Proctor Modificado
Para determinar en un suelo la densidad seca máxima, expresada en g/cm³, y la humedad óptima, expresada en porcentaje, se ha realizado un (1) ensayo de compactación Proctor modificado, sobre una muestra alterada según Norma UNE 103501:1994.
Los resultados se expresan en la tabla del siguiente apartado.
-. CBR
Con el propósito de determinar el índice CBR para la compactación respecto del ensayo de apisonado de referencia medido en porcentaje (en nuestro caso un Proctor modificado), se ha realizado un (1) ensayo según la Norma UNE 103502:1995.
En la siguiente tabla se muestran los diferentes resultados obtenidos en este tipo de ensayos, para cada muestra ensayada. En este cuadro también se ha reflejado su clasificación según las especificaciones del PG3/00.
PROCTOR MUESTRA γmáx g/cm³ Wópt % ÍNDICE C.B.R. M.ATERIA ORGANICA % HINCHAMIENTO LIBRE (%) CLASIFICACIÓN PG3/00 MEZCLA S-4/5 (2.05-2.6/0.7-2.7) 2.05 7.0 19 0.0 0.7 TOLERABLE
4.1.- ENCUADRE GEOGRÁFICO
Geográficamente, el área de estudio de localiza situada en el margen izquierdo del principal río de Madrid, el Manzanares, en el barrio de Villaverde Bajo de Madrid, al Este del barrio de Vallecas y al Oeste del barrio de Villaverde Alto, el Sur de la Ciudad de Madrid y pertenece a la Junta Municipal de Villaverde de la Comunidad de Madrid.
La parcela está muy bien comunicada con la avenida de Andalucía (comunicación más directa con el centro de Madrid) y con las autopistas de circunvalación M-30, M-40 y M-45. Además, la carretera de Villaverde a Vallecas tiene también una salida a la M-40.
4.2.- GEOLOGÍA.
Desde el punto de vista geológico la zona de estudio se encuentra dentro de la denominada Cuenca del Tajo, también denominada Cuenca de Madrid. Este conjunto de materiales está relacionado directamente con la red de abanicos aluviales que se instalaron a partir del Sistema Central sobre la Depresión de la Cuenca del Tajo, que actuó como un área subsidente durante el Terciario. Desde el punto de vista estructural esta cuenca puede considerarse como una cuenca interplaca generada por las deformaciones hercínica y alpina, con una evolución morfotectónica condicionada por fracturas tardihercínicas. Está limitada por el Sistema Central y los Montes de Toledo (orógenos hercínicos reciclados), Rama Castellana de la Cordillera Ibérica (cadenas alpinas plegadas), y por la alineación de Altomira (mantos ascendidos).
Todo ello condiciona una elevada variabilidad en cuanto a composición del área fuente, que lógicamente incide en la litología de los terrígenos que rellenan la Cuenca de Madrid, que presenta una estructura geológica que debe incluirse en el esquema clásico de sedimentación de una cuenca continental endorreica de clima árido, de forma que la componen sedimentos detríticos en sus bordes, en forma de abanicos aluviales, y sedimentación evaporítica en su interior (sedimentos de origen químico – yesos). Con una zona intermedia en la que se produce una deposición mixta, de materiales detríticos con interestratificación de materiales neoformados.
En la presente zona objeto de estudio, tanto por su situación geográfica como geológica encontramos la presencia de depósitos Terciarios que corresponden a depósitos de arcillas verdosas marronáceas y verdosas rosadas y, aparecen localmente arenas micáceas, niveles de carbonatos, margas y sílex. Estas facies corresponden a depósitos Aragonienses y aparecen parcialmente cubiertos por depósitos cuaternarios.
Los depósitos cuaternarios dan facies de cantos y gravas poligénicos, arenas, limos y arcillas (terrazas), y arenas cuarzo-feldespáticas, arcillas y limos arenosos con gravas dispersas (fondo de valle, lechos de canales y cauces abandonados):
Sobre estos materiales se han detectado unos materiales correspondientes a rellenos antrópicos. A continuación se adjunta la Planta Geológica del Magna de Madrid, nº 559, a escala 1/50000, en la que se marca la zona de estudio. También se incluye la Leyenda de la citada Hoja Geológica de Madrid.
ZONA DE UBICACIÓN DE LA PARCELA.
4.3.- CLIMATOLOGIA
El clima de Madrid es un clima mediterráneo continental y está muy influido por las condiciones urbanas. La temperatura promedio es de 14,5 °C.
Los inviernos son fríos, con temperaturas inferiores a los 4-5 °C, heladas frecuentes y nevadas. Los veranos son calurosos con medias en torno a los 24 °C en julio y agosto y con máximas que, puntualmente y de forma discontinua, pueden alcanzar los 35 °C. La oscilación diaria es importante en la periferia urbana, pero se ve reducida en el centro de la ciudad por el efecto antrópico.
La amplitud térmica anual es alta (19 grados, cifra propia de la Meseta Sur) como consecuencia de la gran distancia al mar y la altitud (en torno a los 600 m). Las precipitaciones anuales son superiores a los 400 mm, con mínimos muy marcados en verano (cuatro meses secos, de junio a septiembre) y grandes oscilaciones entre la zona NO, bastante más lluviosa, y la zona SE que resulta más árida
Las condiciones climáticas especificas de la zona de ubicación de la parcela, tomados en la estación situada en Getafe (la estación de toma de datos climatologicos más cercana a la parcela en estudio), obtenidas de la página de le AEMET, se adjuntan a continuación.
5.- NATURALEZA DEL TERRENO.
5.1.- CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS DEL TERRENO.
Resultado de la descripción organoléptica de los sondeos y de los ensayos de campo y laboratorio realizados sobre las muestras del terreno, se pueden distinguir, hasta la profundidad investigada cuatro tipos de materiales diferenciados por su comportamiento geotécnico:
• Nivel I: Relleno Antrópico
• Nivel II: Materiales Cuaternarios
• Nivel III: Materiales Terciarios arenosos
• Nivel IV: Materiales Terciarios arcillosos
NIVEL I.- RELLENOS ANTRÓPICOS.
Estos materiales se han detectado en todos los puntos de reconocimiento de campo realizados.
Los materiales que componen estos rellenos son:
Por un lado, arenas finas con algo de media con pocos finos o sin finos de color marrón claro, posiblmente sea un material que se ha utilizado en zonas localizadas para realizar una regularización superficial o vertidos.
Por otro lado, se ha detectado un material compuesto por mezclas de arenas y arcillas con bolos y gravas de yeso. El conjunto de estos materiales presenta un color marrón grisáceo a gris.
El espesor detectado oscila entre unos 0.40 m en el entorno del penetrómetro P-2 a unos 4 m en el entorno del penetrómetro P-1.
En la tabla siguiente se indican los espesores de los materiales del Nivel I, detectados en cada sondeo y calicata realizados
Sondeos Profundidad de desarrollo (m) Espesor detectado (m) S-1 De 0.00 m a 2.10 m 2.10 S-2 De 0.00 m a 0.60 m 0.60 S-3 De 0.00 m a 2.15 m 2.15 S-4 De 0.00 m a 1.60 m 1.60 S-5 De 0.00 m a 2.05 m 2.05 S-6 De 0.00 m a 2.20 m 2.20
Se adjuntan imágenes del tipo de material correspondiente al Nivel I de rellenos:
Rellenos antrópicos en los que se puede diferenciar las arenas finas marrones de las gravas y bolos de yesos mezclados con arcillas de color gris
Rellenos antrópicos en los que se puede diferenciar las arenas finas marrones de las gravas y bolos de yesos mezclados con arcillas de color gris
En los materiales de este nivel, aunque en apreciación organoleptica se trata de
materiales “Flojos/Blandos”, se han obtenido valores N30 del ensayo SPT de 9 y 15, aunque se
trata de valores condicionado por el contenido en bolos de yeso del material. Por tanto no se deben considerar como valores válidos para la determinación de capacidad portante
De estos materiales, los rellenos compuestos por arcillas y gravas y bolos de yesos de color gris, no son aceptables ni como apoyo de cimentaciones ni para su utilización como materiales de rellenos, por lo que se deberán eliminar al vertedero.
Los rellenos compuestos por arenas finas con poca arcilla, si se pueden diferenciar, no sirven para el apoyo de cimentaciones, pero sí podrían utilizarse como materiales “tolerables” para la ejecución de terraplenes.
NIVEL II.- MATERIALES CUATERNARIOS.
En todos los casos bajo los rellenos se ha detectado un material compuesto por arenas medias a finas con algo de gruesa y bastante arcilla de color marrón oscuro con tono algo rojizo. Por su estado de consolidación se considera que se trata de un material cuaternario correspondiente a aluviales del río Manzanares. Geologicamente éstos materiales se pueden encuadrar dentro de la serie de edad Pleistoceno medio.
El espesor detectado de estos materiales en los sondeos S-1 y S-2, los unicos en los que se ha atravesado, oscila entre 0.6 y 2.0 m. En el resto de los sondeos, en los que no se ha alcanzado el muro de este material, el mayor espesor perforado ha sido de 1.55 m en el sondeo S-5.
En la tabla siguiente se indican los espesores de los materiales del Nivel II, detectados en cada sondeo y calicata realizados
Sondeos Profundidad de desarrollo (m) Espesor detectado (m) S-1 De 2.10 m a 3.50 m 1.40 S-2 De 0.60 m a 2.60 m 2.00 S-3 De 2.15 m a 3.45 m 1.30 S-4 De 1.60 m a 3.05 m 1.45 S-5 De 2.05 m a 3.15 m 1.10 S-6 De 2.20 m a 3.00 m 0.80
Se adjuntan imágenes del tipo de material correspondiente al Nivel II de Material Cuaternario:
Capas de Material Cuaternario arenas con bastante arcilla
En estos materiales los valores N30 del ensayo SPT son variables entre 9 y 33 con un
valor caracteristico no superior a 10. Con este valor los materiales considerados como cuaternarios en la zona de estudio se pueden clasificar como materiales “Flojos” según NTE-CEG.
El siguiente gráfico se refleja la distribución de los valores de N30 de los ensayos de
penetración estándar (SPT) realizados en todos los sondeos perforados en los materiales del Nivel II.
Variación del valor de N30 del ensayo SPT con la profundidad
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 Profundidad (m) Valo r d e N 30 (S PT ) CUATERNARIO
Como se puede observar en este grafico los golpeos de los ensayos SPT de los materiales correspondientes a rellenos y cuaternarios se encuentran con valores característicos
N30 entorno a 10, valor correlacionable con el valor de compresión simple obtenido para los
Las características geotécnicas de éstos materiales, deducidas de los ensayos realizados en las muestras obtenidas, son las siguientes:
-% de material que pasa por el tamiz Nº 5. 99.5 – 100
-% de material que pasa por el tamiz Nº 0,080 26.5 – 35.5
-Limites de Atterberg:
Límite Líquido: 28.7 – 31.2
Índice de Plasticidad: 12.6 – 16.1
-. Clasificación USCS SC
-. Humedad Natural (%): 12.8
-. Peso específico seco (KN/m3): 18.3
-. Peso específico aparente (KN/m3): 20.6
-. Compresión simple (KPa) 95
-. Contenido en sulfatos solubles (mg/Kg) 0.0
-. Proctor modificado
Densidad máxima (g/cm2) 2.05
Humedad óptima (%) 7.0
-. Indice CBR 19
-. Hinchamiento libre (%) 0.7
-. Contenido en materia orgánica (%) 0.0
-. Clasificación según PG3 TOLERABLE
Se trata de unos de materiales excavables con medios convencionales, en los que se recomienda no apoyar ningún tipo de cimentación.
NIVEL III.- MATERIALES TERCIARIOS ARENOSOS.
Este nivel lo constituyen unos materiales arenosos de grano medio a fino con bastante arcilla, micaceos, de color marrón claro y que presentan alguna intercalación decimétrica más arcillosa. Geológicamente se pueden encuadrar dentro de la serie de edad Miocena, en la facies del Aragoniense medio.
Estos materiales se encuentran bajo los cuaternarios definidos con anterioridad y se extienden hasta una profundidad de entre 8.95 m y 9.55 m en los sondeos S-1 y S-2 respectivamente, no habiendose alcanzado en el resto de los sondeos realizados.
El espesor perforado de los materiales del Nivel III ha oscilado en los citados sondeos entre 5.45 y 6.95 m. En la tabla siguiente se indican los espesores de los materiales del Nivel III, detectados en cada sondeo.
Sondeos Profundidad de desarrollo (m) Espesor detectado (m) S-1 De 3.50 m a 8.95 m 5.45 S-2 De 2.60 m a 9.55 m 6.95
Se adjuntan imágenes del tipo de material correspondiente al Nivel III de terreno terciarios arenosos:
Materiales del nivel III en S-1 y S-2 correspondiente a nivel de arenas medias finas y medias finas con algo de gruesa terciarias
Los valores N30 del ensayo SPT obtenidos en su seno varian entre 26 y 48, lo que
pemite clasificarlos como de compacidad “Media a Densa” y por tanto se trata de materiales resistentes aptos para el apoyo de las cimentaciones. Estos valores son superiores a los de la compresión simple realizada (21 KPa), que no se deberá tener en cuenta, ya que la deformación en rotura ha sido frágil debido a que en el ensayo el material no está confinado.
El siguiente gráfico se refleja la distribución de los valores de N30 de los ensayos de
penetración estándar (SPT) realizados en todos los sondeos perforados en los materiales del Nivel III.
Variación del valor de N30 del ensayo SPT con la profundidad 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 Profundidad (m) V alo r d e N 30 (SP T ) TERCIARIO ARENOSO
Las características geotécnicas de éstos materiales, deducidas de los ensayos realizados en las muestras obtenidas, son las siguientes:
-% de material que pasa por el tamiz Nº 5. 100
-% de material que pasa por el tamiz Nº 0,080 32.3 – 32.9
-Limites de Atterberg:
Límite Líquido: 27.0 – 30.1
Índice de Plasticidad: 10.9 – 13.7
-. Clasificación USCS SC
-. Humedad Natural (%): 17.9
-. Peso específico seco (KN/m3): 16.1
-. Peso específico aparente (KN/m3): 19.0
-. Compresión Simple (KPa): 21
-. Presión de hinchamiento (KPa): 10
-. Contenido en sulfatos solubles (mg/Kg) 0.0
-. Clasificación según PG3 TOLERABLE
Se trata de materiales resistentes que pueden soportar las cimentaciones de las estructuras.
Se trata del Nivel de materiales más profundo de los perforados con los sondeos extendiendose hasta su máxima profundidad (13 m), sin haberse alcanzado su muro.
Bajo las arenas del Nivel III se han detectado unos materiales arcillo-limosos con algo de arena fina, de plasticidad media, micaceos y que presentan color verdoso a marrón verdoso. Geologicamente se pueden encuadrar dentro de la serie de edad Miocena, en la facies del Aragoniense inferior.
El espesor máximo perforado de los materiales del Nivel IV ha sido de 3.45 m en el sondeo S-2, no habiendose alcanzado el muro de la formación, que en estos materiales se extiende hasta las formaciones de yesos (tableados o masivos), lo que puede suponer decenas de metros.
En la tabla siguiente se indican los espesores de los materiales del Nivel IV, detectados en cada sondeo.
Sondeo Profundidad de desarrollo (m)
Espesor detectado (m)
S-1 De 8.95 m a 11.90 m (fin de sondeo) 2.95
S-2 De 9.55 m a 13.00 m (fin de sondeo) 3.45
Se adjuntan imágenes del tipo de material correspondiente al Nivel IV de terreno Terciario arcilloso
En los materiales de este nivel se han obtenido valores N30 del ensayo SPT de 29 a 39 que dado su carácter cohesivo, permite clasificarlos como de consistencia “Muy Firme a Dura”.
Variación del valor de N30 del ensayo SPT con la profundidad
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 Profundidad (m) Valo r d e N 30 (S PT ) TERCIARIO ARCILLOSO
Se trata de materiales que no se alcanzaran en ningún caso, pero que si fuese necesario excavarlos, su extracción se podría realizar por medios convencionales.
5.2.- CARACTERÍSTICAS EXPANSIVAS DEL TERRENO
Dadas las características del terreno materiales areno-limosos de plasticidad media con índices de plasticidad (10.9–16.1),inferiores al máximo fijado por la norma ICAFIR (18), con posibilidad de expansividad y en base a los ensayos de presión de hinchamiento realizados en los materiales terciarios arenosos cuyo resultado ha sido de 10 KPa y por tanto de expansividad despreciable. Por otro lado el ensayo de hinchamiento libre sobre la mezcla de materiales cuaternarios con los materiales arenosos de relleno, en el que se ha obtenido un valor de 0.7% y por tanto también de expansividad despreciable.
Como conclusión, se considera que el material existente en el subsuelo de la parcela (una vez eliminados los rellenos antrópicos con restos de yesos de color gris), no es susceptible de cambios significativos de volumen, por lo que no será necesario tomar ningún tipo de medidas con respecto a las características expansivas de los terrenos.
5.3.- NIVELES DE AGUA.
Durante la realización de los sondeos no se determinó un nivel de agua en los mismos, hasta la máxima profundidad investigada.
5.4.- PERMEABILIDAD
Con el fin de determinar la permeabilidad de las capas superficiales en los que se pueden englobar los materiales del subsuelo de la parcela se ha realizado una estimación basada en los criterios que se pueden asignar a los materiales del solar en estudio, en base a su clasificación según USCS, basados en valores experimentales aportados por Casagrande y Fadum (1940), y representados en una tabla publicada por M. Carter y SP. Bentley y que se corroboran con lo especificado en el CTE-DB-SE-C, son los siguientes:
NIVEL DE TERRENO PERMEABILIDAD, kCOEFICIENTE DE
z (m/s)
Nivel I Rellenos antrópicos 10-6
Nivel II Materiales Cuaternarios 10-7
Nivel III, Materiales terciarios arenosos 10-7
6.- RECOMENDACIONES DE CIMENTACIÓN.
En la parcela se construirán un edificio de cafetería, vestuarios y administración que constará de una altura sobre la rasante más cubierta, y una zona en la que se construirá una planta de sótano. Por otro lado, las soleras de planta baja y de sótano en principio se ejecutarán como un forjado sanitario (Es posible que en la zona de sótano se ejecute una
solera en lugar de forjado sanitario). Además se habilitarán unas zonas de aparcamiento de
vehículos en los lados Este y Oeste de la edificación.
Por otro lado, en las zonas polideportivas se construirán un campo de fútbol, unas pistas de baloncesto, multiusos, mini pitch y paha, y por último se dejará una zona para bloques de escalada.
Atendiendo a los trabajos realizados tanto en campo como en laboratorio y las características de las edificaciones a realizar, se considera que la cimentación más adecuada para el conjunto de edificios y equipos del Proyecto es una cimentación superficial, bien mediante zapatas y/o pozos de imentación, que se apoyen y apoyen o empotren en el Nivel III de materiales terciarios arenosos, que se consideran resistentes y que presentan capacidad portante suficiente para tal fin, bien mediante losas apoyadas sobre mejoras del terreno existente una vez eliminados los rellenos.
6.1.- CIMENTACIÓN DEL EDIFICIO CAFETERÍA,VESTUARIOS y ADMINISTRACIÓN, Y VALLADO PERIMETRAL.
Para la situación del edificio de cafetería, vestuarios y administración, y aparcamientos se realizará una explanación a la cota 576 m , explanación que alcanzará la cota 573 m en la zona de sótano.
Tanto para este edificio, que como se ha dicho con anterioridad, constará de una altura sobre la rasante más cubierta y forjado sanitario, y una zona en la que se construirá una planta de sótano, con un forjado sanitario o una solera (aun sin determinar), como para el vallado de cerramiento del complejo, la cimentación que se considera más adecuada es una cimentación directa mediante zapatas o pozos, sobre los que se situarán las zapatas de forma solidaria, utilizando conectores, que alcancen el Nivel III de materiales terciarios arenosos que se consideran resistentes.
En el caso que nos ocupa, los materiales del Nivel III se consideran idóneos para el apoyo de las cimentaciones, y se estiman principalmente arenosos con comportamiento granular. En esta hipótesis se aborda él cálculo de la presión admisible de la cimentación aplicando la expresión (4.10) del CTE-DB-SE-C, para este tipo de materiales y para zapatas de lado B superior a 1,2 m. 2 3 , 0 25 3 1 8 + + = B B S B D N t SPT adm
σ
(1) Siendo: = admσ
Presión admisible, en KPa.NSPT = Valor característico del ensayo S.P.T, N = 26 golpes.
B = Ancho de la zapata, en m. A efectos de cálculo; 2 m. St = límite de asiento para el calculo, en mm; 20 mm.
+ B D 3 1 se ha considerado el valor de 1.16
Operando en la formula (1) con los valores anteriormente reflejados se tiene una magnitud
de la presión admisible
σ
adm = 255,2 KPa ≅ 2.5 Kp/cm2)La presión admisible de calculo se establece en 2.5 Kp/cm2, y con unas dimensiones de
zapata de hasta 2 m, los asientos totales que se produzcan se espera que no superaran los 2 cm.
6.1.2.- Cerramiento del Sótano, Vallado perimetral.
En lo referente a los parámetros de calculo para el sostenimiento perimetral tanto del cerramiento del sótano, como del vallado perimetral, se podran adoptar los siguientes parámetros geotécnicos de los materiales existentes en la parcela, para determinar los empujes:
Rellenos antrópicos existentes
Cohesión efectiva.- 0 KPa
Angulo de fricción interno Ø’ = 25º
Rellenos antrópicos de material Tolerable a Adecuado compactado a colocar en las zonas de aparcamiento junto al sótano del dificio
Cohesión efectiva.- 5 KPa
Angulo de fricción interno Ø’ = 30º
Peso específico aparente.- 2.0 KN/m3
Materiales Cuaternarios. Nivel II
Cohesión efectiva.= 5 KPa
Angulo de fricción interno Ø’.= 30º
Peso específico aparente.= 20 KN/m3
Materiales terciarios. Nivel III
Cohesión efectiva.= 5 KPa
Angulo de fricción interno Ø’.= 35º
Peso específico aparente.= 20 KN/m3
El cerramiento del sótano que se podrá realizar con muros a dos caras cuya cimentación se realice en las mismas condiciones que el resto del edificio, es decir una cimentación directa mediante zapatas o pozos sobre los que se apoyen las zapatas a las que se uniran solidariamente, transmitiendo a los materiales del Nivel III una presión de hasta 250 KPa.
Dado que debido a la cota actual del terreno, el espesor a terraplenar en su tras-dos es superior a los 60 cm, (como ocurre en las zonas Norte, Este y Sur del sótano del edificio), y tras retirar los rellenos antrópicos existentes en la zona y recompactar el fondo de excavación creado, se realizará un terraplenado con material al menos clasificable por PG-3 como Tolerable, hasta alcanzar la cota (–60 cm) de la de explanación. Este terraplenado de material Tolerable, quedará dispuesto en tongadas no superiores a 30 cm y compactado al menos al 95 % de su Proctor Modificado.
En los ultimos 60 cm hasta alcanzar la cota de explanación (576 m) se colocaran dos tongadas de 30 cm cada una. Los materiales a utilizar en estas dos ultimas tongadas serán materiales clasificables al menos como Adecuados, según PG-3. y las compactaciones que deberan alcanzar serán al menos el 97 % de su Proctor Modificado.
El talud estable a corto plazo para estos materiales compactados en caso de realizarse con anterioridad a la ejecución del muro de cerramiento es de 1H: 1V (45 º) con un coeficiente de seguridad de Fs = 1.5.
En la zona Este de la edificación, sobre el terraplen ejecutado siguiendo las indicaciones del apartado anterior para el relleno del tras-dos del muro de cerramiento, se colocaran las capas de Firme del Aparcamiento.
En la zona Oeste de la edificación, en la que se han detectado hasta unos 4 m de rellenos, se aconseja la realización de un saneo de al menos 90 cm a partir de la cota de explanación, que tras la compactación energica del fondo de excavación creado, se restituiran con tres tongadas de material clasificable al menos como Adecuado, según PG-3. Las compactaciones que deberan alcanzar estas tongadas de reposición serán al menos el 97 % de su Proctor Modificado. Sobre estos marteriales se colocaran las diferentes capas del Firme del Aparcamiento.
6.1.4.- Solera de sótano.
En caso que se realice solera en el sótano, la propia excavación del sótano servirá para excavar prácticamente en su totalidad los rellenos antrópicos existentes en la zona. En caso de no ser eliminados en su totalidad se excavaria lo suficiente para eliminarlos.
Atendiendo a los perfiles realizados, el material que existiría en el fondo de excavación del sótano cota 573 m correspondería a materiales arenosos cuaternarios. En este caso se realizará una sobre excavación de 60 cm y tras la recompactación del fondo creado, se repondrá con un material Adecuado colocado en dos tongadas de 30 cm cada una, a las que se compactará al menos al 97 % de su Proctor Modificado.
Sobre los materiales de restitución se colocaran las diferentes capas que componen la solera.
6.2.- CIMENTACIONES DE LAS PISTAS DEPORTIVAS.
Atendiendo a los planos facilitados, la cota de explanación está situada a 576 m para las Pistas Deportivas.
Las cimentaciones de las pistas deportivas se realizarán mediante losas armadas. Para el apoyo de las citadas losas será necesario seguir las siguientes recomendaciones constructivas.
6.2.1- Recomendaciones constructivas para el apoyo de losas.
Retirada de los materiales de relleno
Sobre excavación de 90 cm con respecto a la cota de explanación prevista (576 m), y tras la recompactación energica del fondo de excavación creado, posterior restitución del material excavado en tres tongadas de 30 cm cada una. Los materiales a utilizar en la citada reposición serán materiales clasificables como Adecuados, según PG-3 vigente, en sus dos tongadas más profundas, finalizando con una tongada superficial de material seleccionado preferiblemente zahorra. Las compactaciones que deberan alcanzar estas tongadas de reposición serán al menos el 97 % de su Proctor Modificado
Sobre este material de restitución se situaran las losas de las Pistas deportivas. El
coeficiente de balasto a aplicar en su calculo será de (K30) 16.000 t/m3 referido a una placa de 30
x 30 cm2.
Puede ocurrir que en alguna zona al retirar los rellenos antrópicos para alcanzar la cota de excavación para la restitución de material (-90 cm con respecto a la cota de explanación 576 m), sea necesario realizar un terraplenado. Para su ejecución se podra utilizar un material clasificable por PG-3 como Tolerable, dispuesto en tongadas no superiores a 30 cm y compactado al menos al 95 % de su Proctor Modificado.
Los terraplenados se tienen que realizar bajo unas estrictas condiciones de ejecución y control de acabado, que deberá cumplir al menos las siguientes condiciones:
• En el terraplenado se deberán realizar comprobaciones de su estado de compactación
durante sus diferentes fases de construcción, mediante medidas de densidad y humedad en todas y cada una de las tongadas de la superficie construida para el apoyo de la cimentación en un número de al menos una (1) determinación completa
(densidad-humedad), cada 50 m2.
• Posteriormente, se tendrá que comprobar, en la última tongada bajo los apoyos de los
cimientos, la rigidez de las citadas tongadas compactadas, de forma que el modulo resultante con una placa de 30 cm de diámetro resulte igual o superior a 60 MPa en el primer ciclo de carga.
6.3.- CAMPO DE FUTBOL.
En este caso tras la retirada de los materiales de relleno
Sobre excavación de 60 cm con respecto a la cota de explanación prevista (574 m), y tras la recompactación energica del fondo de excavación creado, posterior restitución del material excavado en dos tongadas de 30 cm cada una. Los materiales a utilizar en la citada reposición serán materiales clasificables al menos como Adecuados, según PG-3. Las compactaciones que deberan alcanzar estas tongadas de reposición serán al menos el 97 % de su Proctor Modificado.
En el caso que debido a la cota actual del terreno, el espesor a terraplenar sea superior a los 60 cm, se realizará un terraplen con material al menos clasificable por PG-3 como Tolerable hasta alcanzar la cota (– 60 cm) de la de explanada, apartir de la cual de colocara el material Adecuado citado en el parrafo anterior. Este terraplenado de material Tolerable, quedará dispuesto en tongadas no superiores a 30 cm y compactado al menos al 95 % de su Proctor Modificado.
7.- AGRESIVIDAD DEL MEDIO AL HORMIGON.
En los ensayos de agresividad realizados en los suelos de la Parcela no se ha determinado la existencia de sulfatos solubles.
De los datos reflejados con anteroridad se deduce que el medio no es agresivo al hormigón según la EHE/08 y por tanto para la fabricación del citado hormigón en elementos estructurales en contacto con los suelos de la parcela se podrá utilizar un cemento Pórtland normal, debiéndo aplicar dosificaciones para una exposición IIa.
Por ultimo, como medida de buena construcción, se aconseja, durante la colocación del hormigón, la realización de un buen vibrado que reduzca el índice de huecos.
8.- APROVECHAMIENTO DEL MATERIAL.
Los materiales correspondientes a los rellenos arenosos sin yesos de color marrón compuestos por arenas finas con algo de media con pocos finos o sin finos de color marrón y los materiales arenosos cuaternarios, son materiales que se van a excavar en el proceso de explanación. En base a los ensayos realizados sobre la mezcla de estos materiales se pueden considerar como TOLERABLES según PG-3 y por tanto utilizables como núcleo de terraplen.