ANEJO Nº 8 GEOLOGIA y GEOTECNIA.

Transcripción

1 ANEJO Nº 8 GEOLOGIA y GEOTECNIA. 1 GENERALIDADES En cumplimiento del artículo del Real Decreto Legislativo 2/2.000, de 18 de junio, por el que se aprueba el texto refundido de la Ley de Contratos de las Administraciones públicas en el que, salvo cuando resulte incompatible con la naturaleza de la obra, el proyecto deberá incluir un estudio geotécnico de los terrenos sobre los que la obra se va a ejecutar. El objeto de este anejo ha sido reconocer de forma visual las características de las formaciones geológicas afectadas por las obras y definir a groso modo su comportamiento geotécnico, en base a las excavaciones y construcciones ya realizadas en la zona de actuación. Se hace una reseña a la bibliografía y estudios existentes sobre las formaciones volcánicas de las Islas Canarias y más concretamente de La Palma. 2 BREVE RESEÑA LITOLOGICA La isla de la Palma es la parte emergida de un volcán oceánico, de composición predominantemente basáltica, cuya base submarina se apoya sobre la llanura abisal atlántica, a unos metros de profundidad. Junto con el Hierro, es la Palma la isla de más reciente formación. La isla está constituida por dos grandes unidades geológicas, el Complejo Basal y los Edificios Volcánicos Subaéreos, en los que se distinguen: Volcán Taburiente (I y II), Volcán Cumbre Nueva, Volcán Bejenado y Dorsal de Cumbre Vieja. Complejo Basal. No ha podido ser datado suponiendo su formación al Mioceno superior. Está formado por una secuencia muy potente de materiales submarinos de composición basáltica (lavas almohadilladas, hialoclásticas y brechas), atravesados por una tupida malla de diques basálticos y cuerpos plutónicos de gabros y rocas sálicas.

2 Estos materiales aparecen elevados, basculados e intensamente deformados por la masiva intrusión magmática. Dentro del Complejo Basal también aparecen grandes volúmenes de aglomerados basálticos, de estructura masiva y caótica, formados por fragmentos de rocas basálticas y gabroides englobados en una matriz muy alterada. Debido a la potente erosión, los barrancos han logrado profundizar lo suficiente como para dejar al descubierto el basamento de la isla o Complejo Basal, formación que aparece ampliamente en el fondo de la Caldera. Por lo tanto, se diferencian en el Complejo Basal los siguientes grupos de materiales: 1) Las rocas sálicas del tipo traquítico-sienítico, completamente metamorfoseadas y atravesadas por un complejo de diques, 2) Las rocas plutónicas granudas, especialmente garbos, 3) Las lavas almohadilladas o submarinas, con oceanitas de tipo dolerítico y 4) El aglomerado volcánico de carácter poligénico y formación subaérea que se encuentra sobre los anteriores. Unidades Volcánicas o Edificios Subaéreos consisten en grandes apilamientos de aglomerados, lavas y piroclastos basálticos y traquibasálticos, que recubren el complejo basal con basaltos como litología predominante. Su formación no se ha producido de forma continua ni en el mismo lugar, sino que es el resultado a lo largo del tiempo de la disposición de grandes edificios volcánicos singulares que según el grado de antigüedad, de más antiguos o más recientes, son: - Taburiente I - Taburiente II - Cumbre Nueva. - Edificio Bejenado y Sedimentos del Time - Dorsal Sur o Cumbre Vieja

3 Mapa geovolcánico de la Isla.

4 3 GEOLOGIA del AREA de ESTUDIO. La geología de la zona de estudio se configura a partir de los materiales lávicos del Edificio Cumbre Nueva. La disposición de los mismos se produce a partir del apilamiento de sucesivas coladas de lavas alternantes con sus niveles de escorias asociadas (predominan los tipos aa sobre los pahoe-hoe ), generalmente subhorizontales o ligeramente inclinadas hacia mar. En ocasiones aparecen niveles de almagres que identifican las diferentes discontinuidades en la actividad eruptiva. Las lavas presentan numerosas y abundantes diaclasas verticales de retracción por enfriamiento, así como algunas familias planares correspondientes a niveles de lajas, pero muy subordinadas. Los niveles de piroclastos intercalados son casi inexistentes en este dominio, al igual que los conos de cínder. La presencia de un cono semicircular en la cabecera de Santa Cruz de La Palma, que forma el Risco de La Concepción, constituye un elemento a caballo entre el Edificio Taburiente II y el Edificio Cumbre Nueva. Su litología predominantemente tobácea, con cierta consolidación por soldadura de los cantos con la matriz englobante, contrasta con los apilamientos de las coladas basálticas escoriáceas alternantes. Se trata de un punto de interés geológico (PIG) definido y/o catalogado: El Risco de La Concepción (o La Caldereta), que constituye una morfología de cráter y semicono producto de una erupción freatomagmática de baja energía. Como consecuencia de la acción erosiva y de los procesos de meteorización se ha desarrollado una capa edáfica arcillo-limosa importante en algunos lugares, derivada de la alteración de los basaltos, especialmente de los niveles piroclásticos. Es en estas franjas sobre las que se ha asentado cierta actividad agrícola. Se destacan los depósitos sedimentarios cuaternarios de piedemonte y de barranco. Aunque en conjunto no son muy abundantes y presentan identidad propia, en la zona de estudio no se desarrollan suficientemente, por lo que no han sido diferenciados, aunque se encuentran en otros puntos del entorno. Los primeros están adosados a laderas y se caracterizan por un aglomerado brechoide de cantos subangulosos soportados por una matriz arcillo-limosa que presenta poca cohesión. Los segundos se localizan en el fondo de los cauces principales y están compuestos por sedimentos detríticos sueltos muy heterométricos procedentes del desmantelamiento de las zonas altas. A continuación se consulta la clasificación zonal realizada por el Instituto Geológico y Minero de España (I.G.M.E.), según la cual la zona de estudio se encuentra en las unidades I3 y II4, ambas se extiende por gran parte del Norte de la Isla. La unida I3 presenta un modelado accidentado, tallado por barrancos encajados,

5 de laderas tanto más abruptas como cuanto más próximas a la costa o por grandes escarpes erosivos con un salto de desnivel que llega a alcanzar varios centenares de metros (aunque es de pendientes suaves a moderadas en comparación al resto de la Isla). Localmente la diferente erosionabilidad de las coladas volcánicas, origina un perfil escalonado, en el que se producen frecuentes desprendimientos de grandes bloques y de fragmentos escoriáceos. El hábito tabular y subhorizontal de las estructuras facilita también una morfología aplanada en zonas que no han sido afectadas por el avance de la acción erosiva; en ellas se forman acumulaciones de suelos eluviales y eluvio coluvionales que pueden alcanzar gran extensión y potencia, como en el sector central del borde Norte de la Isla de La Palma. Esta área reúne materiales de naturaleza heterogénea y estructura subhorizontal, entre los que se encuentran, tanto basaltos en potentes coladas de hábito columnar, muy resistentes a la erosión y de capacidad de carga alta, como niveles de piroclastos escoriáceos más o menos soldados, con cierto riesgo de provocar asientos y cuya capacidad de carga es menor. Por otra parte la unidad II4 que comprende los suelos eluviales y eluvio coluviales, formados por la activa meteorización que sufren los materiales volcánicos. Los suelos eluviales son de naturaleza esencialmente limo arcillosa, de color rojizo o negruzco (según la proporción de materia orgánica) y en ellos la fracción granulométrica del tamaño de grava es reducida; los suelos eluvio coluviales se diferencian por el color parduzco y por una proporción de fragmentos de roca y de Piroclastos semialterados considerablemente mayor. La potencia llega a ser superior a 3 m, si bien se aprecia una disminución general de la misma cuando en el área rocosa de procedencia del suelo disminuye también la proporción de piroclastos. -RELLENOS Dado el carácter usual de cultivos en la zona, hay que considerar que el terreno que nos vamos a encontrar en algunos casos no es el natural, sino el que forma parte de los bancales formados con rellenos que configuran las fincas de la zona. Los rellenos que se pueden encontrar son fundamentalmente de dos tipos: - Rellenos para la construcción de bancales - Rellenos de Tierra vegetal para cultivo

6 Los primeros son rellenos hechos en la mayoría de los casos,con los materiales procedentes de desmontes adyacentes, con la finalidad de conseguir superficies horizontales sobre la topografía existente. Como la mayoría de los bancales se han construido sobre materiales basálticos, los rellenos son de esta litología y de tipo todo uno, con la compactación que le haya podido dar la maquinaría que efectuó los trabajos. Debido a la heterogenidad que pueden tener estos rellenos, se recomienda en todo caso, la mejora de los mismos, o si se trata de escombros o similares,su retirada. Los rellenos de tierra vegetal, se hacen sobre los anteriores, y tienen como finalidad el soporte de los cultivos, por lo general de plátanos. Las características edáficas que requieren estos cultivos, hacen que el contenido de arcillas y materia orgánica de estos suelos, sea superior al de un suelo tolerable, clasificándose por tanto como suelos inadecuados. Estos suelos de verse afectados,deben ser retirados hasta llegar al menos al sustrato rocoso. El espesor de tierra vegetal suele ser variable. - UNIDADES LITOLÓGICAS - En los siguientes puntos se pueden consultar las unidades litológicas diferenciadas a lo largo del trazado. Depósitos Antrópicos de Áreas Urbanizadas (Au) Estos depósitos son los producidos por la acción humana, derivados de la labor de urbanización, en general son depósitos superficiales y suelen estar constituidos por capas de gravas basálticas de pequeño grosor y pavimento (asfalto, baldosa.). Aparecen en todo el trazado de la carretera actual y en los alrededores del mismo. Dentro de esta misma unidad se han englobado también las zonas edificadas, por ser también zonas urbanizadas. De su demolición salen escombros, mezcla de hormigón, hierros y maderas. Depósitos Antrópicos de Diverso Origen (A) Estos depósitos, al igual que los anteriores son los producidos por la acción humana, fruto del vertido de forma descontrolada de materiales de deshecho y escombros. Estos materiales se han identificado en principalmente en el márgen dercho de la salida del centro empresarial se trata de escombreras ilegales en las que se encuentran restos de obras y otros materiales como ruedas, plásticos y maderas

7 Depósitos Sedimentarios de Suelos Superficiales (S) Las principales formaciones sedimentarias localizadas en el área de estudio se corresponden con depósitos cuaternarios de alteración de las capas de escorias, que forman suelos cubiertos de vegetación, convencionalmente se han abancalado y utilizado como tierras de labranza. Recubren la gran mayoría de la superficie en la planta geológica, ya que son la base de la espesa vegetación de la zona. Puntualmente también se han encontrado algunas capas de paleosuelos por debajo de capas de basalto. Estos materiales están constituidos por depósitos detríticos de naturaleza limo-arcillosa con presencia de fracción arenosa y/o fragmentos heterométricos disgregados del sustrato rocoso. Su potencia en el área de estudio es muy variable. Suelen condicionar formas de relieve de moderadas a llanas en general y si la proporción de arcillas es considerable presentan condiciones hidrológicas desfavorables, debido a la baja o muy baja permeabilidad, lo que condiciona posibilidad de encharcamientos temporales debido a su baja porosidad. Coladas basálticas y escorias de la Formación Cumbre Nueva (CN) Se corresponden con una alternancia de coladas basálticas olivino-augíticas con niveles de escorias basálticas, que se comportan como materiales granulares de compacidad variable (Series tipo aa ), subhorizontales o con buzamientos de º hacia el mar. Aunque localmente este buzamiento se ve alterado, por la paleotopografía, produciéndose cambios importantes en la inclinación de las lavas. Estos materiales aunque tienen características geotécnicas muy diferentes se representan sin diferenciación cartográfica específica, dado que forman parte del mismo paquete litológico multicapa. Estos materiales son los más abundantes a lo largo del trazado. Son los materiales predominantes tanto en taludes, como en los sondeos y afloramientos investigados de la zona de estudio. Su potencia puede alcanzar cientos de metros según la bibliografía consultada El volumen de material escoriáceo en relación al volumen de material basáltico es, en general, aproximadamente el 50 % de la colada (variando entre un %). Al tratarse de intercalaciones de materiales de características geotécnicas muy diferentes, se produce una gran heterogeneidad del conjunto tanto en la vertical como en la horizontal. Las capas de basalto tienen morfología irregular, con poca continuidad vertical y horizontal. El basalto, debido a la retracción del material al enfriarse se ve afectado por diferentes sistemas de diaclasado como son; Disyunción Columnar, Disyunción Esferoidal o en bolas o microfracturado.

8 Las diaclasas generalmente no tienen relleno, lo que si suele ser bastante habitual es la presencia de costras calcáreas. En época lluviosa, favorecido por la abrupta topografía se produce el drenaje de agua entre las juntas interconectadas y de aberturas variables, lo cual confiere al conjunto una cierta permeabilidad secundaria por fisuración, aunque siempre es menor que las permeabilidades de las escorias, por lo que en su mayoría el agua tiende a discurrir por las capas escoriáceas. Las capas escoriáceas se consideran como materiales granulares, mezcla de gravas y arenas, en general subangulosas, sin cohesión aunque pueden tener cierta cementación. Las capas de compacidad más suelta, niveles más deleznables se erosionan más fácilmente y producen el descalce de bloques de basalto de la capa supradyacente. Por otra parte en las capas de basalto es bastante frecuente la aparición de cavidades en general de pequeño tamaño, generadas por la expulsión de gases durante el enfriamiento, aunque ocasionalmente pueden aparecen tubos volcánicos que son cavidades de que pueden alcanzar dimensiones métricas y gran continuidad longitudinal, generadas como estructuras de paso de la colada. 4 GEOTECNIA 4.1 GENERALIDADES. En este apartado se pretende describir las características geomecánicas y comportamiento general de los materiales que afectan a la explanación que servirá de soporte a la vía que se proyecta. Se expone a continuación una breve descripción con los rasgos geotécnicos más característicos de la zona. - Coladas Basálticas columnares. Serie subreciente CARACTERISTICAS de BASALTOS COLUMNARES. SERIE SUBRECIENTE LITOLOGIA PERMEABILIDAD CAPACIDAD PORTANTE ASIENTO Basalto y Escorias Baje en Basalto y alta en Escorias Alta No son previsibles

9 MEDIO de EXCAVACION UTILIDAD CLASIFICACION GEOMECANICA Martillo Rompedor. Explosivo Rellenos Todo Uno y Pedraplén Roca muy compacta y Roca mala. - Piroclastos básicos oxidados. Serie subreciente CARACTERISTICAS de BASALTOS COLUMNARES. SERIE SUBRECIENTE LITOLOGIA PERMEABILIDAD CAPACIDAD PORTANTE ASIENTO MEDIO de EXCAVACION UTILIDAD CLASIFICACION GEOMECANICA Lappilli y Escoria Baja Media Son previsibles Pala Mecánica. Ocasionalmente Ripper Rellenos Todo Uno Roca Mala Clase IV 4.2 EXCAVACIONES En este apartado y en base a las consideraciones ya comentadas, se pretende determinar los taludes recomendados. Hay que hacer constar que tales determinaciones deben interpretarse como generales, sin poder describir los desmontes en toda clase de terrenos o material diferente a los previstos. En los materiales más compactos el talud puede llegar a ser vertical. TALUDES Compactos de Lava Escorias de Lava Vertical 1H/3V. Intentar 1H/5V

10 Material de origen Sedimentario 1H/5V 5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES El material predominante,son las coladas basálticas y escorias. Una parte de este material excedente de excavación ya esponjado puede ser utilizados, previo machaqueo y comprobación de sus características, como áridos para hormigones y mezclas bituminosas, zahorra artificial, rellenos de trasdós de muro, embellecimientos de los muros con mampostería vista y/o para cualquier otra obra pública del entorno. De los datos expuestos en las tablas se deduce que, en principio con los materiales procedentes de la excavación se abastecen todas las necesidades de la obra. El resto de material sobrante se llevará a Planta de Tratamiento de RCDs, especialmente se recomienda, la ubicada en San Simón en el Termino Municipal de Villa de Mazo por ser la más cercana, Aproximadamente a 11 km de la zona central de la obra proyectada. La vía actual cuenta con un pavimento sobre zahorra natural, con una capacidad portante estimada media-alta. El problema reside sobre los terrenos sobre los que se va a ejecutar la ampliación. Algunos son rellenos tanto para la construcción de bancales como para tierra vegetal de cultivo. Este tipo de material habría que eliminarlo por completo, haciendo una excavación en el entorno hasta encontrar materiales de características adecuadas o hasta una profundidad tal, que al rellenarlo con material seleccionado compactado se le confiera al suelo la capacidad portante exigida para sustentar y evitar asientos diferenciales a las estructuras diseñadas. De igual forma se retirará esta tierra vegetal. En su conjunto, la capacidad portante del sustrato sobre el que se asienta el relleno y la traza es media-alta.

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