ANEJO Nº 4 ESTUDIO GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO · alcance y objeto del informe ... trabajos de campo...

PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN REMODELACIÓN ENLACE AVDA. DE ENRIQUE GIMENO CON RONDA SUR EN CASTELLÓN DE LA PLANA 1 de 16

ANEJO Nº 4

ESTUDIO GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO

AYUNTAMIENTO DE CASTELLÓN DE LA PLANA

ANEJO Nº 4 ESTUDIO GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO


ANEJO Nº 4

ESTUDIO GEOLOGICO-GEOTÉCNICO

INDICE

1. ANTECEDENTES.......................................................................................... 5

2. ALCANCE Y OBJETO DEL INFORME ......................................................... 6

2.1. OBJETO...................................................................................................6

2.2. INFORMACIÓN BÁSICA PARA LA REALIZACIÓN DEL INFORME ......6

3. FACTORES DE RIESGO............................................................................... 7

3.1. SISMICIDAD ............................................................................................7

3.2. NIVEL FREÁTICO....................................................................................7

3.3. ZONA INUNDABLE .................................................................................7

4. RECONOCIMIENTOS. TRABAJOS DE CAMPO.......................................... 7

4.1. ESTUDIO GEOLÓGICO GEOTÉCNICO DE LA OBRA DE FÁBRICA Nº3 DE LA RONDA SUR DE CASTELLÓN DE LA PLANA ....................7

4.2. TOMA DE MUESTRAS INALTERADAS (M.I.).........................................7

4.3. ENSAYOS “IN SITU” S.P.T. ....................................................................8

5. CARACTERÍSTICAS GEOLOGICAS DEL EMPLAZAMIENTO.................... 8

5.1. AMBIENTACIÓN GEOLÓGICA ...............................................................8

5.2. CORTE ESTATIGRÁFICO DEL SUBSUELO...........................................9

5.3. DESCRIPCIÓN DE LOS ESTRATOS.......................................................9

6. DESCRIPCIÓN DEL SUBSUELO ............................................................... 10

6.1. DESCRIPCIÓN DE LOS MATERIALES DE LA TRAZA ........................10

7. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS............................................................. 10

8. MOVIMIENTO DE TIERRAS........................................................................ 11

8.1. EXCAVACIONES ...................................................................................11

8.2. MOVIMIENTO DE TIERRAS DE LA TRAZA..........................................11

9. GEOTÉCNIA DE LAS ESTRUCTURAS...................................................... 12

9.1. INTRODUCCIÓN....................................................................................12

9.2. ANÁLISIS DE ESTRUCTURAS .............................................................12

APÉNDICES

APÉNDICE Nº 1 CARTOGRAFÍA.......................................................................... 13

APÉNDICE Nº 2 ESTUDIO GEOTÉNICO .............................................................. 15




1. ANTECEDENTES

El presente estudio geológico y geotécnico se encuadra en la redacción del Proyecto de

“Remodelación enlace Avda. de Enrique Gimeno con Ronda Sur en Castellón de la Plana”.

El proyecto desarrolla las obras correspondientes al enlace de la Ronda Sur con la Avda.

de Enrique Gimeno en la ciudad de Castellón de la Plana situándose en el actual cruce con

estos viales principales.

El enlace se resuelve con la construcción de una rotonda a nivel de la Avda. de Enrique

Gimeno, donde se facilita la fluidez de entrada a la ciudad de Castellón de la Plana, con el

desarrollo de cuatro viales-ramales, en las cuatro direcciones principales-posibles tanto

transversal como longitudinalmente a la rotonda. De esta forma la Ronda cruza en altura

permitiendo una mayor fluidez en esta vía principal. Para ello es necesario construir dos

pasos inferiores en el terraplén actual de la Ronda. Finalmente las obras se complementan

con las instalaciones de drenaje, alumbrado, y servicios teniendo en cuenta la integración

del enlace en la trama urbana de la ciudad.

Para la elaboración de este anejo se ha consultado el estudio geotécnico de la obra de

fábrica nº3 perteneciente a la ronda sur de Castellón de la Plana, así como el conocimiento

y experiencia geotécnica en la zona de estudio.

Como información bibliográfica, en concreto, se han utilizado las Hojas 616 de Villafamés y

la 641 de Castellón, del Mapa Geológico de España, escala 1/50.000, editado por el

I.G.M.E.; la Hoja 48 8-6 de Vinaroz, del Mapa Geotécnico de España, a escala 1/200.000,

editado por el I.G.M.E.




2. ALCANCE Y OBJETO DEL INFORME 2.1. OBJETO

El objeto de este informe es el presentar la metodología seguida, plan de actuación

adoptado y resultados alcanzados en el reconocimiento geotécnico del subsuelo de la

traza del enlace, con vistas a la definición de los siguientes parámetros y datos

geotécnicos:

• Descripción y clasificación de los materiales del subsuelo en el enlace.

• Recomendaciones constructivas sobre el movimiento de tierras.

• Definición de la características geotécnicas para la cimentación de las obras de

paso superior.

Todo ello en base a la información disponible y al estado del subsuelo en el momento del

reconocimiento.

2.2. INFORMACIÓN BÁSICA PARA LA REALIZACIÓN DEL INFORME

Para la elaboración del presente estudio geotécnico partimos de distintos datos que en

general, podemos dividir en los siguientes grupos:

• Datos obtenidos en el reconocimiento del subsuelo y que se encuentran basado en

el informe geotécnico de la obra de fábrica nº3 de la ronda sur contigua al enlace

existente.

• Información deducida de la experiencia acumulada en actuaciones geotécnicas

sobre terrenos similares al del emplazamiento de las obras.




3. FACTORES DE RIESGO 3.1. SISMICIDAD

De acuerdo con el CTE-DB-SB-AE Acciones y la Norma de Construcción Sismorresistente

NCSR-02, el municipio donde se halla los terrenos objeto de este proyecto es una zona de

aceleración básica inferior a 0,04g siendo g la aceleración de la gravedad. La aceleración

sismica es inferior a 0,06g por lo que tanto no es necesario adoptar medidas especiales

por motivos sísmicos.

3.2. NIVEL FREÁTICO

No es de prever la presencia del nivel freático en las excavaciones a realizar.

3.3. ZONA INUNDABLE

La zona del trazado se considera no inundable. Únicamente se recomienda estudiar el

sistema de evacuación y drenaje de aguas para evitar su acumulación en casos de lluvias

torrenciales.

4. RECONOCIMIENTOS. TRABAJOS DE CAMPO 4.1. ESTUDIO GEOLÓGICO GEOTÉCNICO DE LA OBRA DE FÁBRICA Nº3 DE LA RONDA SUR DE CASTELLÓN DE LA PLANA

El estudio geotécnico tenía como objeto la construcción de un muro pantalla en el paso

inferior del ferrocarril en la Ronda Sur de Castellón.

Para ello se realizó un sondeo de reconocimiento del terreno del subsuelo del solar,

emplazado en el centro de los dos muros pantalla a ejecutar en el centro de la OF-3.

El sondeo se realizó a rotación de forma vertical empelando tubo de widia para la

perforación obteniendose el testigo de suelo atravesado de forma continua.

El sondeo de reconocimiento del terreno ha alcanzado la profundidad de 18,05m, tomando

como origen la boca del sondeo.

4.2. TOMA DE MUESTRAS INALTERADAS (M.I.)

Durante la perforación del sondeo de reconocimiento ha tenido lugar la toma de muestras

inalteradas.

Las muestras inalteradas han sido extraidas a las profunidades que a continuación se

indican, con sus nº de golpes y humedades correspondientes:

SONDEO DE/A (cm) Nº

GOLPES/15CM

N30 %HUMEDAD

S-1 12,0 A 12,40 10-13-10/50 R R ---

S-1 16,0 A 16,20 50-50 R R ---




4.3. ENSAYOS “IN SITU” S.P.T.

De igual manera que en el caso de las muestras inalteradas durante la perforación del

sondeo de reconocimiento se han pacticado los correspondientes ensayos Standard de

Penetración (S.P.T.), que consisten en ensayar 60cm, de suelo en cuatro tramos de 15cm,

calculando el nº de golpes necesarios para atravesar dicho suelo mediante la caida de una

maza desde una altura y un peso normalizado.

A efectos de cálculos se considera el N30 como la suma de los golpes necesarios para

atrevesar los 30cm, centrales del ensayo.

Los ensayos S.P.T realizados, así como sus nº de golpes, profundiades y humedades han

sido los siguientes:

SONDEO DE/A (cm) Nº GOLPES

/15cm

N30 % HUMEDAD

S-1 7,0 a 7,20 25-SUR R 10,1

S-1 8,0 a 8,05 R R ---

S-1 9,0 a 9,06 R R ---

S-1 10,0 a 10,05 R R ---

S-1 11,0 a 11,4 R R ---

S-1 13,0 a 13,07 R ---

S-1 14,0 a 14,05 R R ---

S-1 15,0 a 15,60 12-16-23-28 39 10,8

S-1 17,0 a 17,05 R R ---

S-1 18,0 a 18,05 R R ---

5. CARACTERÍSTICAS GEOLOGICAS DEL EMPLAZAMIENTO 5.1. AMBIENTACIÓN GEOLÓGICA

La ciudad de Castellón de La Plana se sitúa sobre un ámbito conjunto de depósitos

cuaternarios de régimen continental sin síntomas de geotectónica ni de movimientos

recientes.

Los materiales más comunes son depósitos del Pleistoceno superior de tipo laminar que se

dispusieron sobre los conglomerados correspondientes a mantos aluviales encostrados del

Pleistoceno inferior.

Los mantos aluviales encostrados que aparecen por debajo de los mantos de arrollada

están formados por un conglomerado de cantos redondeados de caliza y arenisca,

envueltos en una matriz arcillo-micácea. Toda la roca se encuentra fuertemente cementada

y litificada por cementos calcáreos que le dan gran consistencia, constituyendo un depósito

fuertemente encostrado. La formación de estos mantos está asociado a épocas con largas

y fuertes precipitaciones, ocurridas durante el Pleistoceno, que erosión los materiales

rocosos ibéricos depositando los sedimentos sobre amplias superficies como

escurrimientos difusos y muy divagantes sin relación alguna con los arroyos que corren

siguiendo la pendiente.

La fuerte cimentación y encostramiento que presentan indican un periodo posterior al de

sedimentación más cálido y húmedo que el actual. El cemento se origina por ascenso

capilar de agua muy cargada en bicarbonato cálcico que al evaporase se sobresatura en

carbonato y éste precipita.

Los depósitos de manto de arroyada que se disponen sobre los aluviales encostrados son

arenas y arcillas rojas que pueden presentar laminación, con cantos dispersos que

proceden de depósitos cercanos. Su génesis se atribuye a la acción de una lluvia corta y

abundante que forma unos hilillos de agua que constituyen una arroyada difusa formando

un manto contínuo que transporta todos los materiales más finos. El espesor del manto de

agua es mínimo y la carga es muy alta. El clima durante la formación del depósito

corresponde a un ambiente semiárido en una estación lluviosa.




Aunque cartográficamente no son importantes, en estos materiales aparecen unas costras

de escasa potencia (20cm), formadas por precipitaciones intermitentes de carbonato sobre

el material arcilloso cuando este se exponía temporalmente al aire, dado que los

arroyamientos se producían de forma intermitente.

La mitad Este de la ciudad de Castellón de la Plana se encuentra situada sobre unos

mantos de arroyada formados durante el mismo periodo que los anteriores pero nunca

descansan sobre los mantos aluviales encostrados. Son mucho más potentes y presentan

unos cantos subangulares cementados. Estas características se deben a un arroyamiento

más intenso.

5.2. CORTE ESTATIGRÁFICO DEL SUBSUELO.

El subsuelo correspondiente al único sondeo del terreno presenta una estructura alternada

de estratos de naturaleza granular con otros de naturaleza rocosa fracturada, aportando en

conjunto una capacidad portante relativa elevada.

A modo de resumen, vamos a describir la alternancia de dichos estratos:

PROFUNDIDAD NATURALEZA DEL TERRENO

0-1,20 Terreno vegetal

1,00- 2,55 Arcilla limosa con nódulos y gravas

2,55-4,05 Conglomerados calizos

4,05-5,10 Arenas y gravas arcillosas

5,10-6,00 Conglomerados calizos

6,00-7,00 Arcilla limosas con nódulos

7,00-11,70 Gravas arenosas y conglomerados.

11,70-12,40 Arcillas limosas con nódulos

12,40-14,60 Gravas arenosas y conglomerados

14,60-16,20 Arcillas limosas con nódulos

16,20-18,5 Gravas arenosas y conglomerados

5.3. DESCRIPCIÓN DE LOS ESTRATOS.

A partir del sondeo se puede describir los estratos de la siguiente forma.

COBERTURA VEGETAL:

Cobertura vegetal formada por arcilla limosa de color marrón anaranjado con restos

vegetales.

ARCILLA LIMOSA:

Arcillosa limosa de color marrón anaranjado de plasticidad media y consistencia de muy

firme a densa hacia muro, con abundante grava subangulosa heterométrica de naturaleza

calcárea.

CONGLOMERADO.

Fragmentos de roca conglomerática con matriz anaranjada de naturaleza carbonatada.

ARENAS Y GRAVAS




Gravas heterométricas subangulosas de naturaleza calcárea y compacidad muy densa,

con matriz arenosa de color marrón claro.

CONGLOMERADO

Roca conglomerática muy fracturada con matriz anaranjada de naturaleza carbonatada.

ARENA LIMOSA

Arena limosa de color marrón anaranjado, de plasticidad baja y consistencia firme con

grava heterométrica calcárea frecuente.

GRAVA

Grava heterométrica subredondeada de naturaleza calcárea y compacidad muy densa con

matriz areno-limosa de color marrón rosado.

6. DESCRIPCIÓN DEL SUBSUELO 6.1. DESCRIPCIÓN DE LOS MATERIALES DE LA TRAZA

En el enlace y de acuerdo con la información disponible se pueden detectar los siguientes

niveles:

• Cubierta vegetal: Es el nivel superior y forma el soporte de los cultivos que se dan

en la zona. En general está formado por limos arcillosos con abundantes restos

vegetales. La potencia oscila entorno a 0,70m.

• Arcillas de baja plasticidad y limos: Aparece bajo la denominada cubierta vegetal en

todas las calicatas y está compuesto por arcillas de baja plasticidad y limos con

colaboraciones rojizas o pardas. Los materiales que lo componen son similares a la

cubierta vegetal siendo difícil definir el limite entre ambos. La potencia puede oscilar

entre 0,70m y 1,70m. El material se puede clasificar como CL, arcilla de baja

plasticidad, la humedad natural registrada en este nivel es bastante elevada y

variada debido a que se trata de una zona de cultivo con un sistema de riego en

manta que satura el terreno en bastante profundidad. Según el PG-3, y a partir de

valores de ensayos realizados, el suelo se puede clasificar como suelo tolerable.

• Gravas con Matriz arenosa o arcillosa: Este nivel puede aparecer por debajo del

nivel anterior. Se trata de un nivel de gravas semiangulosas de naturaleza caliza.

7. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

Todos los suelos encontrados, una vez eliminada la capa de tierra vegetal y rellenos, se

pueden clasificar con una categoría de explanada E2. En las zonas en las que es

necesaria la elevación de la rasante de explanada se puede terraplenar con suelos

tolerables, adecuados ó seleccionados, siempre que cumplan las condiciones de

explanada prevista de acuerdo con el estudio del dimensionado del firme. El espesor de

tierra vegetal y relleno, encontrado varía entre 0,40 y 1,30m .




8. MOVIMIENTO DE TIERRAS 8.1. EXCAVACIONES

La excavación podrá realizarse mediante medios mecánicos convencionales aunque

localmente y debido a encostramientos zonales, sobre todo a techo de los niveles de

gravas donde suelen aparecer caliches por precipitación de carbonato cálcico, puede ser

necesario e uso de medios mecánicos enérgicos si en algún punto se alcanza este nivel.

8.2. MOVIMIENTO DE TIERRAS DE LA TRAZA

A partir de la información disponible de otros proyectos en zonas adyacentes y de la

información geológica y geotécnica de la zona, el terreno del enlace se puede englobar

dentro de un único tramo homogéneo, clasificándose el terreno natural por debajo del nivel

de tierra como suelo tolerable.

Para el movimiento de tierras se hacen las siguientes recomendaciones:

• Dada la presencia de suelos y el uso actual de los terrenos se recomienda retirar al

menos 1,0m del terreno superficial, para eliminar la tierra vegetal con abundancia

de raíces y encontrar un fondo de excavación sin exceso de humedad. En las

zonas que coincidan con el trazado actual no será necesario realizar esta

operación.

• El fondo de excavación se ripará y dejará orear antes de su compactación al 95%

del Proctor Modificado.

• Dada la zona por donde discurre el trazado, es probable que al paso de las

acequias y obras de drenaje sea necesario retirar un mayor espesor de la capa

superficial hasta una profundidad tal en que las condiciones del terreno natural

permitan la compactación del mismo. En estas zonas se recomienda disponer una

capa de pedraplén previa a la construcción de los terraplenes o de la explanada.

• En las secciones en terraplén, para la construcción del mismo, se pueden emplear

suelos clasificados como tolerables según el PG-3, compactados al 95% PM en

tongadas de 35cm de espesor máximo.

• Para la formación de la explanada se recomienda emplear suelos clasificados con

CBR>20. De este modo se evita la colocación de dos capas de subbase granular

en las secciones de firme.

Se indica a continuación las recomendaciones sobre los espesores de la explanada en

función del posible estado del subsuelo.

Sección general desmonte/terraplén: Sobre el terreno natural o terraplén formado por un

suelo tolerable compactado al 95% del PM se dispone una capa de suelo seleccionado con

CBR>20 compactado al 98% PM en dos tongadas de 25cm.

Con este tipo de suelo y los espesores de terraplén que es necesario desarrollar para

situar la rasante del vial a cota definitiva, es fácil conseguir una explanada E2, que se

puede obtener con una capa mínima de 75cm de suelo seleccionado sobre suelo tolerable,

con lo que será esta la categoría de explanada a emplear en todos los viales, de acuerdo

6.1. I.C.




9. GEOTÉCNIA DE LAS ESTRUCTURAS 9.1. INTRODUCCIÓN

En el proyecto se prevén la ejecución de de dos pasos inferior bajo la actual ronda sur, así

como las obras necesarias que complementan el buen funcionamiento de las mismas.

A continuación se presentan los parámetros geotécnicos y se derivación en el

condicionamiento del diseño de la estructura, así como otros condicionantes extraídos de

este estudio.

9.2. ANÁLISIS DE ESTRUCTURAS

Debido a la alternancia del terreno se plantean dos tipos de cimentación:

1.-Cimentación profunda mediante pilotes a una profunidad de 10m sobre el nivel de

gravas conglomeriticas.

Una vez analizado el corte estatigráfico del terreno y cosntatada la naturaleza de

alternancia de estratos de carácter eminentemente granular con otros de características

rocosas fracturadas vamos a determinar la capacidad portante del terreno comprendido

entre la zona de inicio y final del empotramiento de la cimentación profunda mediante

pilotes.

La resistencia en punta se determina, a partir de los datos obtenidos por el ensayo SPT

mediante la formula de pilote hincado para terrenos arenosos.

Qp=(1/1,3)x2Xap(3-d)

Si tomamos N=39 que es el menor de los obtenidos en el ensayo SPT, para el estrato de

arcillas limosas con nódulos comprendidos entre 14,60 y 16,20m obtenemos

Qp=(1/1,3)x2x0,28x(3-0,6)=184,5 kp/cm2.

Para gravas limpias existe la expresión de la resistencia por punta de:

Qp=50/1,3=38,5kp/cm2.

Valor adoptado en este caso.

2.-Si optamos por hacer cimentación superficial, debido a las dimensiones de la

cimentación se podría producir el descalze de los estribos cercanos del puente.

En este caso se consideran los siguientes parámetros geotécnicos.

Condicionantes geotécnicos

Presión admisible K30

1,6 kp/cm2 4 kp/cm3

Los asientos esperados son del orden de 3,0cm, a diferencia de la opción mediante

cimentación profunda donde los asientos son inapreciables.




APÉNDICE Nº 1 CARTOGRAFÍA

1 1

01. ANEJO Nº4 ESTUDIO GEOTÉCNICO ENERO 2009PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN REMODELACIÓN ENLACE AVDA.

DE ENRIQUE GIMENO CON RONDA SUR EN CASTELLÓN DE LA PLANA1/1.000




APÉNDICE Nº 2 ESTUDIO GEOTÉNICO

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