PRECARGA PARA LA MEJORA DEL TERRENO DE LA 3ª PISTA DEL AEROPUERTO DE BARCELONA. 1. NATURALEZA DEL SUBSUELO EN LA ZONA DONDE SE IMPLANTARÁN LAS OBRAS

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1 3. GEOTECNIA 1. NATURALEZA DEL SUBSUELO EN LA ZONA DONDE SE IMPLANTARÁN LAS OBRAS Con los datos obtenidos en los ensayos de campo y de laboratorio ejecutados en diferentes estudios se definen seis niveles o capas litológicas que se integran en orden descendente en las formaciones deltaica, detrítica y marina. Con estos niveles se confeccionará el perfil litológico correspondiente a la tercera pista. Los describimos a continuación: NIVEL I Rellenos antrópicos en general de carácter autóctono con algún escombro de obre y tierra vegetal. El espesor medio es de 0,2 metros, el máximo ha sido de 2,0 metros en el sondeo S-28. Formación deltaica superior Se ha distinguido un nivel. NIVEL II Arcillas y limos de color rojizo. Se trata de una capa de finos endurecidos por desecación, situada inmediatamente por encima del nivel freático. El espesor medio es de 2,5 metros. Formación deltaica media Se encuentran bajo los materiales englobados en los niveles I y II, con un espesor comprendido entre 8 y 30 metros, con un valor medio de 19 metros. Se han distinguido dos niveles. 21

2 NIVEL III Arenas grises superiores. Presenta un tramo superior de arenas limpias y uno inferior de intercalaciones de capas limosas cuya frecuencia aumenta en profundidad. NIVEL IV Limos arenosos grises verdosos con intercalaciones de capas arcillosas de coloraciones ocres. Transición al nivel siguiente. Formación deltaica inferior Se detecta bajo la formación media tratada en el párrafo anterior. Su base sólo se ha detectado en los dos sondeos más profundos, a unos 51 metros de profundidad. Se ha distinguido un nivel. NIVEL V Arcillas y limos muy plásticos de coloraciones grises verdosas. Constituyen la capa más potente de la formación deltaica. Transición de las formaciones deltaicas al Plioceno. NIVEL VI Arenas y gravas inferiores de color grisáceo. Constituyen el nivel basal de la formación deltaica. Estos materiales se encuentran entrelazados con capas de la formación detrítica pliocena que los sustenta formados por arcillas y arenas de color ocre amarillento y grava caliza. 2. PARÁMETROS GEOTÉCNICOS DE CADA FORMACIÓN 2.1. FORMACIÓN DELTAICA SUPERIOR Al tratarse de un nivel superficial de poco espesor, con poca incidencia en el comportamiento general del terreno, tan solo se han ensayado dos muestras en el laboratorio. 22

3 Parámetros obtenidos en el laboratorio. A.- Identificación. Granulometría y límites de Atterberg. Sondeo Profundidad M Paso# 200 Límite Líquido Límite Plástico Índice de Plasticidad Clasificación Casagrande S-26 0,70 1, CL S-29 0,5 1, CL TABLA 3.1 Caracterización geotécnica, adaptada de BELMONTE SÁNCHEZ, J.M. (2001). Estos resultados confirman la apreciación obtenida en la testificación de los sondeos. Son suelos finos limosos y arcillosos de baja plasticidad. B.- Estado. Sondeo Profundidad Humedad Densidad aparente g / cm 3 S-26 0,70 1,30 22,1 1,670 S-29 0,5 1,10 25,4 1,580 TABLA 3.2 Caracterización geotécnica, adaptada de BELMONTE SÁNCHEZ, J.M. (2001). Como puede comprobarse, las humedades son próximas al límite plástico. C.- Deformabilidad. Sondeo Profundidad M Poros iniciales Poros final Peso espcíf. Grado satur. S-26 0,70 1,30 0,605 0,481 2,680 97,9 1,22 0,1420 S-29 0,5 1,10 0,697 0,558 2,682 97,9 0,50 0,1185 Pp Cc TABLA 3.3 Caracterización geotécnica, adaptada de BELMONTE SÁNCHEZ, J.M. (2001). 23

4 Los valores del índice de compresión (Cc) son similares, con una valor medio de 0, Las presiones de preconsolidación, deducidas de las curvas edométricas, son superiores a las presiones efectivas del terreno a esas profundidades, lo que indica una cierta preconsolidación, debido al estado de semisaturación en que se encuentra el suelo de este nivel. En la siguiente tabla se recogen los valores de los coeficientes de consolidación obtenidos, para tres escalones de carga. Cv (cm²/s) Sondeo Profundidad Escalón 0,2 0,4 kp/cm² Escalón 0,4 1,0 kp/cm² Escalón 1,0 2,0 kp/cm² S-26 0,70 1,30 74,94 x ,44 x ,50 x 10-3 S-29 0,50 1,10 0,1223 x ,223 x ,658 x 10-3 TABLA 3.4 Caracterización geotécnica, adaptada de BELMONTE SÁNCHEZ, J.M. (2001). Los valores de los coeficientes de consolidación han resultado mayores en el caso del sondeo S-26, aproximadamente 10 veces superior, que los obtenidos en el sondeo S-29. Parámetros obtenidos in situ. A.- Ensayos de penetración dinámica estándar (SPT). Los valores obtenidos oscilan entre 4 y 8, alcanzándose en un caso los 20 golpes. El valor característico serían 5 golpes. B.- Ensayos de penetración estática, piezoconos. En la siguiente tabla se incluyen los valores de los principales parámetros medidos directamente o asociados en cada uno de los piezoconos realizados correspondiente a esta formación de terreno. Se representa el valor máximo, el mínimo, el medio y el característico 24

5 q c es el valor medio de la resistencia del cono, q t es el valor medio de la resistencia del cono corregida, u es el valor medio de la presión intersticial, q f es el valor medio del rozamiento, c h es el valor medio del coeficiente de consolidación horizontal, PZ-35 PZ-34 PZ-33 PZ-32 PZ-26 PZ-25 PZ-24 PZ-23 PZ-22 PZ-21 Piezocono q c Mpa q t Mpa u Mpa q f Mpa Promedio 5,597 5,598 0,0023 0,0031 Caracter. 4,452 4,453 0,0020 0,0029 Promedio 2,084 2,097 0,031 0,020 Caracter. 1,646 1,671 0,0057 0,0059 Promedio 6,599 6,595-0,0098 0,037 Caracter. 3,753 3,766-0,038 0,0107 Promedio 2,515 2,517 0,0029 0,020 Caracter. 1,885 1,898-0,043 0,0030 Promedio 0,662 0,682 0,045 0,025 Caracter. 0,247 0,262 0,011 0,010 Promedio 4,136 4,131 0,013 0,0079 Caracter. 3,585 3,576-0,049 0,002 Promedio 1,370 1,381 0,026 0,028 Caracter. 0,745 0,761-0,007 0,006 Promedio 4,046 4,029-0,041 0,030 Caracter. 3,519 3,506-0,051 0,009 Promedio 2,794 2,806 0,028 0,015 Caracter.. 1,910 1,926 0,005 0,009 Promedio Caracter. 1,292 1,291-0,001 0,002 25

6 PZ-37 PZ-36 Piezocono q c Mpa q t Mpa u Mpa q f Mpa Promedio 3,232 3,233 0,002 0,017 Caracter. 2,704 2,6932-0,049 0,006 Promedio 0,579 0,589 0,025 0,025 Caracter.. 0,157 0,183-0,002 0,008 TABLA 3.5 Caracterización geotécnica, adaptada de BELMONTE SÁNCHEZ, J.M. (2001). A partir de un ensayo de disipación realizado en el piezómetro PZ-26, a una profundidad de 1,44 metros, se ha obtenido un coeficiente de consolidación horizontal de 2,1x FORMACIÓN DELTAICA MEDIA Parámetros obtenidos en el laboratorio. A.- Identificación. Granulometría y límites de Atterberg. Una vez hecha la clasificación de Casagrande hemos visto que se trata de arenas limosas y limos arenosos. Los porcentajes de paso por el tamiz 200 oscilan entre el 3 y el 67, aunque la mayor parte de los valores se encuentran entre el 10 y el 50%. La media aritmética es de 30. La media armónica es 17% B.- Estado. Los valores de humedad oscilan entre el 17% y el 29,5%, la media armónica es de 22%. En cuanto la densidad aparente, el rango de los resultados obtenidos está entre 1,49 y 1,78 g/cm 3, con un valor medio armónico de 1,64 g/cm 3. El valor característico es 1,50 g/cm 3. 26

7 C.- Resistencia. Sondeo Profundidad M Tipo φ C S-27 18,00-18,60 Triax. CU 31 0,0 SR-6 12,0 12,6 Triax. CU 34 0,26 SR-6 14,9 15,5 CD. CU 42 0,25 SR-7 15,1 16,1 Triax. CU 39 0,18 SR-10 7,2 7,8 Triax. CU 35 0,19 SR-10 21,0 21,6 Triax. CU 37 0,02 TABLA 3.6 Caracterización geotécnica, adaptada de BELMONTE SÁNCHEZ, J.M. (2001). Las iniciales CD corresponde a corte directo, y Triax. corresponde a ensayo triaxial. Como valores representativos se adoptan los siguientes: D.- Deformabilidad. φ = 35º C= 0,1 kp/cm 2 Sondeo Profundidad M Poros inicial Poros final Ensayo edométrico Peso espcíf. Grado satur. S-21 0,60 1,20 0,687 0,681 2,682 93,7 1,50 0,05 SR-10 12,4 13,0 0,950 0,100 SR-6 18,0 18,6 0,730 0,086 Pp Cc TABLA 3.7 Caracterización geotécnica, adaptada de BELMONTE SÁNCHEZ, J.M. (2001). El índice de poros inicial más pequeño corresponde a la muestra mas arenosa con sólo un 3% de finos. El índice de poros inicial mas alto corresponde a la muestra más 27

8 arcillosa con un 56%. Como valor característico se adopta 0,687, el valor medio es 0,789. El valor característico del índice de compresión es 0,05, el valor medio es de 0,078. Cv (cm²/s) Sondeo Profundidad Escalón Escalón Escalón 0,2 0,4 kp/cm² 0,4 1,0 kp/cm² 1,0 2,0 kp/cm² S-21 0,6 1,2 76,25 x ,93 x ,61 x 10-3 S-34 25,40 26,00 0,9138 x ,123 x ,385 x 10-3 TABLA 3.8 Caracterización geotécnica, adaptada de BELMONTE SÁNCHEZ, J.M. (2001). Parámetros obtenidos in situ. A.- Ensayos de penetración dinámica estándar (SPT). Los valores obtenidos en los ensayos realizados en esta formación se incluyen en la tabla siguiente. Sondeo S-21 Profundidad 2,45 2,70 N Sondeo S-28 Profundidad 2,90 3,35 N ,80 6, ,80 6, ,55 9,00 12,60 13, ,00 9,45 13,20 13, ,00 16, ,60 16, ,05 19, ,00 17, ,60 22,20 24 S-29 4,50 4, ,60 26, ,50 7,95 8 S-22 5,50 6, ,50 10, ,00 9, ,50 13, ,10 14, ,10 17,55 12 S-23 3,30 3,90 4 S-30 2,50 2, ,20 6, ,60 9, ,00 12, ,55 12, ,95 17, ,50 14,

9 Sondeo S-24 Profundidad 6,00 6,45 N 30 5 Sondeo Profundidad 17,50 17,95 N ,00 9, ,55 21, ,00 12,45 2 S-31 3,00 3, ,00 15,45 3 6,00 6, ,80 19, ,00 9,45 16 S-25 3,00 3, , ,00 6, ,00 15, ,50 9, ,60 19, ,40 11,85 16 S-32 3,00-3,45 33 S-26 3,20.- 3, ,00 6, ,00 6, ,00 9, ,00 9, ,55 13, ,75 13, ,50 15, ,35 16, ,50 18,95 27 S-27 3,00 3, ,50 21, ,00 6, ,40 24, ,70 9, ,40 27, ,50 10,95 31 S-33 3,00 3, ,60 13, ,38 9, ,85 16, ,60 13, ,60 19, ,40 15, ,60 22, ,70 18, ,10 24,55 16 S-34 3,00 3, ,85 6, ,55 10, ,00 12, ,35 15, ,10 18, ,10 22,45 12 TABLA 3.9 Caracterización geotécnica, adaptada de BELMONTE SÁNCHEZ, J.M. (2001). El valor mínimo es de 2 golpes en 30 centímetros y el máximo 48. La media aritmética es de 19, sin embargo, el valor característico es de 5. B.- Ensayos de penetración estática (piezoconos) En la siguiente tabla se incluyen los valores de los principales parámetros medidos directamente o asociados en cada uno de los piezoconos realizados correspondiente a esta formación de terreno. Se representa el valor máximo, el mínimo, el medio y el característico q c es el valor medio de la resistencia del cono, q t es el valor medio de la resistencia del cono corregida, 29

10 u es el valor medio de la presión intersticial, q f es el valor medio del rozamiento, c h es el valor medio del coeficiente de consolidación horizontal, PZ32 PZ-31 PZ-30 PZ-29 PZ-28 PZ-27 PZ-26 PZ-25 PZ-24 PZ-23 PZ-22 PZ-21 Piezocono q c Mpa q t Mpa u Mpa q f Mpa Promedio 6,655 6,699 0,105 0,053 Caracter. 1,226 1,398 0,0035 0,0105 Promedio 5,146 5,181 0,084 0,032 Caracter. 1,056 1,161 0,0083 0,0069 Promedio 7,144 7,183 0,094 0,043 Caracter. 1,271 1,358 0,0093 0,0099 Promedio 6,776 6,825 0,117 0,044 Caracter. 0,748 0,914 0,0095 0,022 Promedio 6,505 6,543 0,091 0,054 Caracter. 0,721 0,771 0,027 0,018 Promedio 7,749 7,782 0,078 0,046 Caracter. 2,054 2,179-0,0035 0,012 Promedio 6,253 6,336 0,197 0,058 Caracter. 0,992 1,204 0,0012 0,019 Promedio 8,703 8,740 0,089 0,055 Caracter. 0,837 0,988-0,0027 0,017 Promedio 6,619 6,668 0,116 0,042 Caracter. 0,432 0,534 0,003 0,004 Promedio 7,626 7,654 0,0676 0,027 Caracter. 0,651 0,745-0,003-0,011 Promedio 7,079 7,110 0,072 0,054 Caracter.. 1,684 1,777-0,022 0,019 Promedio 5,676 5,713 0,089 0,044 Caracter. 0,040 0,103 0,002 0,005 30

11 PZ-38 PZ-37 PZ-36 PZ-35 PZ-34 PZ-33 Piezocono q c Mpa q t Mpa u Mpa q f Mpa Promedio 9,994 10,013 0,046 0,051 Caracter. 2,905 2,925 0,003 0,019 Promedio 6,447 6,493 0,110 0,046 Caracter. 0,907 1,040 0,016 0,017 Promedio 9,352 9,380 0,066 0,055 Caracter. 1,483 1,543 0,0008 0,016 Promedio 6,033 6,085 0,124 0,047 Caracter.. 1,229 1,369 0,007 0,017 Promedio 7,726 7,770 0,103 0,059 Caracter. 1,023 1,148 0,027 0,029 Promedio 7,875 7,908 0,081 0,041 Caracter. 0,868 0,948 0,005 0,009 TABLA 3.10 Caracterización geotécnica, adaptada de BELMONTE SÁNCHEZ, J.M. (2001). Los valores de los coeficientes de consolidación horizontal, determinados a partirde los ensayos de disipación son los siguientes: Piezocono C h PZ-21 2,5x10-2 PZ-22 3,2x10-2 PZ-23 3,2x10-2 PZ-24 1,8x10-2 PZ-26 5,8x10-2 PZ-27 1,3x10-3 PZ-30 2,2x10-2 PZ-31 3,1x10-2 PZ-32 3,6x10-2 PZ-33 1,8x10-2 PZ-34 1,4x10-2 PZ-36 1,8x10-2 PZ-37 1,3x10-2 TABLA 3.11 Caracterización geotécnica, adaptada de BELMONTE SÁNCHEZ, J.M. (2001). 31

12 2.3. FORMACIÓN DELTAICA INFERIOR Parámetros obtenidos en el laboratorio A.- Identificación. Granulometría y límites de Atterberg. El contenido de finos (paso por el tamiz 200), se encuentra entre el 76 y el 100, con un valor medio del 94%. Respecto a los límites de Atterberg, los valores obtenidos del límite líquido se encuentran entre no plástico y 38. El límite plástico, entre no plástico y 26. Se trata por tanto de limos y arcillas de plasticidad baja a media. B.- Estado. Los resultados obtenidos en las determinaciones de humedad están entre el 20,6% y el 37,5%. La media armónica es 28,5%. En cuanto a la densidad aparente se han obtenido resultados entre 1,35 g/cm 3 y 1,85 g/cm 3. La media armónica es 1,46 g/cm 3. C.- Resistencia. En la siguiente tabla se han incluido los resultados obtenidos en los en los ensayos triaxiales y de corte directo realizados. Sondeo Profundidad M Tipo φº Ensayo triaxial / Corte directo C C Kp/cm 2 φ º Kp/cm 2 S-23 27,00-27,60 Triax. CU 15 1, ,83 S-24 21,00-21,60 Triax. CU 22 0, ,08 S-25 24,75-25,45 Triax. CU 25 0, ,08 32

13 Sondeo Profundidad M Tipo φº Ensayo triaxial / Corte directo C C Kp/cm 2 φ º Kp/cm 2 S-29 19,55-20,15 Triax. CU 31 0, ,00 S-31 28,00-28,70 Triax. CU 20 0, ,08 SR-6 29,0 29,6 Triax. CU 31 0,03 SR-6 43,8 44,4 Triax. CU 40 0,03 SR-10 18,2 18,8 CD. CD 29 0,78 SR-9 35,0 35,6 Triax. CU 22 0,23 SR-10 15,4 16,0 CD. CD 29 0,26 TABLA 3.12 Caracterización geotécnica, adaptada de BELMONTE SÁNCHEZ, J.M. (2001). Como valores representativos se adoptan los siguientes: φ=22 º C=0,30 kp/cm 2 φ = 29 º C = 0,10 kp/cm 2 D.- Deformabilidad. Profundidad Sondeo Poros Poros M inicial final Ensayo edométrico Peso Grado espcíf. satur. Pp Cc Promedio 0,880 0,605 2,699 95,5 0,921 0,154 Media armónica 0,890 0,613 2,699 95,7 1,065 0,173 33

14 Profundidad Sondeo Poros Poros M inicial final Ensayo edométrico Peso Grado espcíf. satur. Pp Cc Máximo 1,045 0,745 2, ,850 0,281 Mínimo 0,654 0,500 2,640 89,9 0,500 0,073 Valor característico 0,775 0,508 2,663 90,2 0,530 0,078 TABLA 3.13 Caracterización geotécnica, adaptada de BELMONTE SÁNCHEZ, J.M. (2001). En la siguiente tabla se recogen los valores obtenidos del coeficiente de consolidación en tres escalones de carga. Cv (cm²/s) Sondeo Profundidad Escalón 0,2 0,4 kp/cm² Escalón 0,4 1,0 kp/cm² Escalón 1,0 2,0 kp/cm² S-22 13,50 14,10 0,2758 x ,2699 x ,2616 x 10-3 S-23 21,00 21,60 1,914 x ,005 x ,695 x 10-3 S-23 27,00 27,60 1,095 x ,903 x ,1767 x 10-3 S-24 18,00 18,80 0,1497 x x ,7621 x 10-3 S-25 21,00 21,60 3,790 x ,642 x 10-3 S-26 15,75 16,35 0,7940 x ,3244 x ,2250 x 10-3 S-27 15,25 15,85 12,81 x ,76 x ,31 x 10-3 S-28 19,00 19,60 0,8155 x ,5790 x 10-3 TABLA 3.14 Caracterización geotécnica, adaptada de BELMONTE SÁNCHEZ, J.M. (2001). 34

15 Parámetros obtenidos in situ. A.- Ensayos de penetración dinámica estándar (SPT). Los valores obtenidos en los ensayos realizados en esta formación se incluyen en la tabla siguiente. Sondeo S-21 Profundidad 29,60 30,20 N Sondeo S-28 Profundidad 19,60 20,05 N ,80 34, ,15 23, ,80 38, ,60 28, ,00 42, ,35 31, ,60 46,20 31 S-29 17,10 17,55 12 S-22 17,35 17, ,15 20, ,35 22, ,10 23, ,35 26, ,10 26, ,60 30, ,10 29, ,10 34,70 16 S-30 26,50 27,05 16 S-23 21,60 22, ,80 30, ,60 25, ,65 34, ,60 28,20 13 S-31 22,05 22,50 33 S-24 23,00 23, ,20 26, ,70 26, ,70 29, ,65 29, ,70 32, ,80 32,25 12 S-32 30,55 31,00 24 S-25 21,60 22,05 25,45 25, ,75 34,20 37,05 37, ,70 34,15 16 S-33 21,15 21, ,00 37, ,60 25, ,45 41, ,60 28, ,35 44, ,60 32, ,60 50,20 12 S-34 26,00 26,45 15 S-26 25,60 26, ,85 30, ,30 29,90 11 S-27 27,15 24, ,85 31, ,60 34,05 21 TABLA 3.15 Caracterización geotécnica, adaptada de BELMONTE SÁNCHEZ, J.M. (2001). Por tanto, los resultados obtenidos están comprendidos entre 6 y 37 golpes. La media aritmética es de 17. El valor característico es de 9. 35

16 B.- Ensayos de penetración estática (piezoconos) En la siguiente tabla se incluyen los valores de los principales parámetros medidos directamente o asociados en cada uno de los piezoconos realizados correspondiente a esta formación de terreno. Se representa el valor máximo, el mínimo, el medio y el característico q c es el valor medio de la resistencia del cono, q t es el valor medio de la resistencia del cono corregida, u es el valor medio de la presión intersticial, q f es el valor medio del rozamiento, c h es el valor medio del coeficiente de consolidación horizontal, PZ-31 PZ-30 PZ-27 PZ-26 PZ-25 PZ-24 PZ-23 PZ-22 PZ-21 Piezocono q c Mpa q t Mpa u Mpa q f Mpa Promedio 0,625 0,856 0,549 0,047 Caracter. 0,170 0,443 0,315 0,025 Promedio 1,764 1,927 0,387 0,055 Caracter. 0,262 0,539 0,144 0,030 Promedio 1,189 1,365 0,421 0,052 Caracter. 0,340 0,590 0,162 0,028 Promedio 1,109 1,287 0,422 0,048 Caracter. 0,413 0,677 0,190 0,025 Promedio 1,771 1,955 0,438 0,056 Caracter. 0,891 1,143 0,173 0,034 Promedio 1,804 1,982 0,424 0,061 Caracter. 0,355 0,648 0,155 0,027 Promedio 1,232 1,534 0,731 0,446 Caracter. 1,027 1,351 0,612 0,033 Promedio 0,487 0,637 0,358 0 Caracter. 0,266 0,419 0,333 0 Promedio 1,907 2,108 0,478 0,039 Caracter. 1,366 1,602 0,201 0,020 36

17 PZ-38 PZ-37 PZ-36 PZ-35 PZ-34 PZ-33 PZ-32 Piezocono q c Mpa q t Mpa u Mpa q f Mpa Promedio 1,252 1,438 0,442 0,041 Caracter. 0,354 0,581 0,165 0,020 Promedio 2,231 2,384 0,365 0,058 Caracter. 0,532 0,801 0,112 0,031 Promedio 1,895 2,089 0,463 0,058 Caracter. 0,476 0,742 0,171 0,026 Promedio 2,191 2,366 0,418 0,065 Caracter. 1,007 1,188 0,185 0,029 Promedio 2,366 2,547 0,431 0,056 Caracter. 0,288 0,557 0,055 0,026 Promedio 1,800 1,981 0,430 0,065 Caracter. 1,149 1,325 0,268 0,038 Promedio 2,447 2,683 0,560 0,051 Caracter. 0,789 1,038 0,213 0,027 TABLA 3.16 Caracterización geotécnica, adaptada de BELMONTE SÁNCHEZ, J.M. (2001). Los valores de los coeficientes de consolidación horizontal, determinados a partir de los ensayos de disipación son los siguientes: Piezocono C h PZ-22 2,8x10-2 PZ-24 5,2x10-2 PZ-25 3,6x10-2 PZ-26 4,2x10-2 PZ-27 7,4x10-3 PZ-28 6,2x10-3 PZ-29 7,4x10-3 PZ-31 5,3x10-2 PZ-32 2,1x

18 Piezocono C h PZ-33 3,1x10-2 PZ-34 4,2x10-2 PZ-35 1,6x10-2 PZ-36 3,6x10-2 PZ-37 2,0x10-3 PZ-38 9,4x10-3 TABLA 3.17 Caracterización geotécnica, adaptada de BELMONTE SÁNCHEZ, J.M. (2001) PERMEABILIDADES Los ensayos de permeabilidad in situ han arrojado para el conjunto de materiales los siguientes resultados de coeficiente de permeabilidad k h : Tipo de terreno SM/SM-ML ML/ML-SM CL-CI Tipo de carga k (cm/s) k medio (cm/s) Carga constante 4, , , Carga variable Carga constante Carga variable 5, , , , , , , , , Carga constante 5, , , Carga variable 1, , , TABLA 3.18 Caracterización geotécnica, adaptada de BELMONTE SÁNCHEZ, J.M. (2001). 38

19 3. PERFIL LITOLÓGICO. A partir de los datos obtenidos de los sondeos y piezoconos descritos anteriormente, se define el perfil litológico (ver figura 3.1) correspondiente a la tercera pista. En él aparece la distribución de los diferentes materiales, clasificados dentro de los niveles descritos anteriormente. El perfil litológico es una interpretación razonable de los datos disponibles con una probabilidad de error nada despreciable. Los espesores de los diferentes niveles (arenas someras - arenas profundas - arcillas normalmente consolidadas - arcillas sobreconsolidadas) y su localización pueden no corresponderse exactamente con la realidad. Es por ello que el calculo de asientos teóricos que realizaremos a partir de él nos dará lugar a resultados que deberemos interpretar de forma cualitativa con una incertidumbre asociada que, por otro lado, es nada infrecuente en el mundo de la geotécnia. En dicho perfil hemos considerado oportuno también superponer (a una escala menor, evidentemente) los asientos reales y teóricos calculados de manera que podamos ligar fácilmente los asientos con el subsuelo correspondiente. Al igual que sucede en otras formaciones deltaicas, se constata en la práctica las frecuente intercalaciones limoso - arcillosas entre los estratos arenosos, lo que dificulta la clasificación del material dentro de un nivel determinado. Notar también que los sondeos y ensayos CPTU en los que se basa dicho perfil (EUROCONSULT GEOTECNIA, 2002) no llegan hasta el nivel del acuífero cautivo inferior (Nivel VI, gravas arenosas). Por ello, el limite inferior del nivel V (arcillas limosas) se ha tenido que estimar a partir de otros estudios que lo sitúan a una profundidad media de 55 m. Este hecho, así como la dificultad de fijar unos parámetros geotécnicos adecuados en cada perfil vertical contribuyen a relativizar todavía más los resultados obtenidos. 39

20 PRECARGA PARA LA MEJORA DEL TERRENO DE LA 3ª PISTA DEL AEROPUERTO DE BARCELONA FIG 3.1 : Perfil litológico 3ª pista ( Adaptado de Euroconsult geotecnia S.A. Escala: H: 1 / V: 1 / 400 ) y asientos ( reales y teóricos ) producidos por la precarga ( E: 1 / 20 ) CAPITULO 3: GEOTÉCNIA 40

21 4. PIEZOCONOS Los diagramas correspondientes a los ensayos CPTU realizados en la zona de la tercera pista (PZ 27, PZ 28, PZ 29, PZ 30) (Ver anexo 2) nos permite: - Corroborar los espesores y localización de los diferentes niveles. A partir de los diagramas de disipación de presiones intersticiales podemos diferenciar estratos donde las presiones aumentan (arcillas, baja permeabilidad) y otros donde disminuyen de manera significativa (arenas, permeabilidad alta). Comparando con el perfil litológico correspondiente, vemos que, en líneas generales, hay correspondencia en los estratos. - Comprobar la distribución vertical de resistencias obtenida con los niveles asociados. Nuevamente, salvo contradicciones puntuales, hay coherencia con el perfil litológico. - Obtener la distribución real de presiones de agua, con tendencia creciente en profundidad. Correcto. - Observar también que los diagramas presentan fuertes fluctuaciones que no necesariamente son debidos a errores de lectura sino que pueden reflejar el hecho de que las capas no son perfectamente limpias, es decir, que existen frecuentes intercalaciones arcillosas entre las arenas y viceversa. Este hecho da lugar también a dificultades en la determinación del drenaje de cada capa. 5. CALCULO DE ASIENTOS TEÓRICOS. MÉTODO EDOMÉTRICO Con el objetivo de predecir el orden de magnitud de los asientos que debería producir la precarga, con los parámetros geotécnicos y el perfil dado, y compararlos con los resultados de campo, se estima procedente realizar un cálculo teórico de los mismos. Dado que los datos sobre asientos reales que disponemos si bien dan una evolución del asiento obtenido en función de la carga aplicada (altura de terraplén) y el tiempo, la incertidumbre sobre el momento en el que se tomaban las lecturas (el terraplén podría llevar días con esa altura o no) y las condiciones de drenaje en cada lugar, así como la gran incertidumbre respecto los parámetros necesarios, nos ha hecho desestimar un calculo temporal de los asientos teóricos. Así pues, nos hemos limitado a considerar los asientos totales bajo las siguientes hipótesis: 41

22 - Se considera válido el método edométrico para el cálculo de los asientos en arcillas y el cálculo elástico en arenas. - Dado el poco tiempo de aplicación de la carga se considera que en las arenas sólo hay deformación elástica y en las arcillas sólo hay consolidación primaria. - La carga aplicada puede representarse como carga en faja de anchura 80m., con la atenuación de tensiones con la profundidad correspondiente al calculo elástico. - La distribución de presiones intersticiales es la correspondiente al estado actual (antes de las obras) (ver fig. 3.2), considerándose que el nivel freático se encuentra a 1m. de profundidad y que tenemos distribución de presiones hidrostática hasta los 20 m. de profundidad, y algo menores (pero también lineal) a partir de allí. - Se considera que el nivel indeformable correspondiente al límite del acuífero inferior (cautivo), formado por gravas arenosas, se encuentra a 55 m. de profundidad. - Se considera que a partir de los 20m. de profundidad los materiales están sobreconsolidados. - Los parámetros utilizados en el cálculo, correspondientes a los diferentes niveles que forman cada columna corresponden a los de la tabla Los espesores y niveles utilizados en los 4 puntos estudiados (PZ 27, PZ 28, PZ 29, PZ 30) (fig. 3.3) son los correspondientes al perfil litológico. MATERIAL NIVEL e0 Calpha (granular) Cc Cs Em (Kg./cm2) Cv (Kg./cm2) Relleno antrópico I 0,8 0,003 0,0025 Arena superior (prof.menor 15m.) III 0,6 0, Limo superior IV 0,85 0,065 0,002 Arena inferior (prof.menor 15m.) III 0,6 0, Arcilla / limo inferior V 0,85 0,18 0,018 0,002 Gravas (acuífero inferior) VI Rígido TABLA 3.19 Caracterización geotécnica perfil litológico 3ª pista (adaptada de A.Gens et al. 2001) 42

23 DIAGRAMA DE PRESIÓN DE AGUA u Presión agua u (m) Profundidad (m) P agua histórica P agua actual Profundidad (m) Presión histórica(m) Presión actual (m) , Presión de agua u (m) FIG 3.2. Diagrama de presiones utilizado en el calculo de asientos teóricos PZ 27 PZ 28 PZ 29 PZ 30 P.K P.K P.K P.K ,1 1,2 0,6 0,5 7,8 8,1 8,5 8,4 10 9,1 10,2 12,6 12,5 10, ,4 13,6 13, ,5 15, , ,1 18, ,2 20,8 18,2 22,8 22, ,4 24, FIG 3.3 Columnas litológicas 3ª pista. Profundidad del limite inferior del estrato ( en m.) 43