Manual Geotecnico

PITEAU ASSOCIATES ENGINEERING LTD.

PITEAU ASSOCIATESGEOTECHNICAL ANDHYDROGEOLOGICAL CONSULTANTS

215-260 WEST ESPLANADENORTH VANCOUVER, B.C.CANADA V7M 3G7TELEPHONE: (604) 986-8551FAX: (604) 985-7286WEBSITE: http://www.piteau.com


COLLECIÓN DE DATOS GEOTÉCNICO

MANUAL DEL CAMPO


COLLECIÓN DE DATOS DEL MAPEO GEOLÓGIO-ESTRUCTURAL

1 RESUMEN DE LOS PROCEDIMIENTOS DEL MAPEO GEOLOGICO ESTRUCTURAL

La interpretación de los datos geológicos estructurales del mapeo superficial o subterráneo es

usado como base para definir dominancias estructurales, identificar características de

estructuras mayores y determinar posibles modos de deslizamientos cinemáticos. Los datos

requeridos se pueden obtener a partir del método de mapeo de línea de detalle, mapeo de

conjunto de fracturas, mapeo de afloramiento o de mapeo por ventanas.

El objetivo principal del programa de la toma de datos geológicos es registrar todos los datos

relevantes de un modo organizado y lógico, luego almacenarlos de modo que sean fácilmente

recuperados.

Esta documentación esboza los métodos usados para reunir los datos del mapeo superficial

detallado. Un formato de mapeo geológico-estructural ha sido diseñado para registrar los datos

estructurales superficial y subterráneo (Fig. 1). El propósito principal de este formato es

registrar la orientación de las características estructurales como son: fallas, junturas, planos

de estratificación, etc. para usarlos en el análisis geológicos estructurales y cinemáticos. Sin

embargo también es usado para registrar propiedades físicas del relleno y la superficie de

discontinuidad (tipo y espesor del relleno, presencia de agua, forma, rugosidad), propiedades

del grupo de discontinuidades estructurales (espaciamiento, numero de estructuras,

continuidad y condición final). Estas propiedades son a menudo útiles en la evaluación general

de las características del macizo rocoso.

Cada grupo de medidas se describe en la parte superior del formato de mapeo dando al grupo

un nombre único y especificando las coordenadas y elevación de las observaciones. Si los

métodos de mapeo de fracturas, afloramientos o ventana son usados, estas coordenadas se

aplicarán a todas las observaciones hechas. Si el método traverse es usado, estas

coordenadas se aplicarán para el punto inicial del traverse. El Trend, el Plunge y la longitud del

traverse deben luego ser registrados de tal manera que las ubicaciones de las

discontinuidades mapeados a lo largo del traverse puedan ser determinadas, con relación al

punto inicial del traverse. Otra información importante (Cliente/Proyecto, # del proyecto,

mapeadores, fecha), es también registrada en la parte superior del formato.

Con cada grupo de mediciones, cada discontinuidad es descrita de acuerdo a su posición, tipo

de roca, dureza de la roca, tipo de estructura, orientación, propiedades físicas del relleno y

superficie de discontinuidad y las propiedades del grupo de discontinuidades estructurales.

Cada una de estas observaciones, es descrita en detalle abajo. Por conveniencia, si el sistema

traverse es usado, el traverse avanza de izquierda a derecha a través de la superficie que se

mapea. (Sentido horario alrededor del tajo abierto a lo largo del afloramiento).

El sistema de traverse es el más adecuado para el mapeo de tajo, donde una simple

orientación de traverse puede ser asignada para una considerable longitud del banco del tajo.

Se deberá iniciar un nuevo traverse cuando la orientación de la cara del banco cambie

significativamente. En cambio este sistema puede no ser adecuado para mapeo de

afloramientos donde las características estructurales pueden ocurrir erráticamente, fuera del

afloramiento. En este caso, dependiendo de su tamaño, el afloramiento puede estar

asignando a una cierta ubicación (norte, este, elevación) sin especificar orientación. A cada

característica estructural podría luego asignarle una distancia cero, asumiendo que todas las

características ocurran en un punto del afloramiento. Lo grandes afloramientos pueden ser

divididos en 2 o más traverse o estaciones (ubicaciones) para mayor exactitud.

Finalmente, las condiciones variaran de proyecto a proyecto y se deberá escoger a discreción

un sistema para ubicar los traverse.

Como mencionamos arriba, la parte superior del formato de mapeo geológico estructural,

contiene datos relevantes al grupo de observaciones. El resumen de datos se relacionarán a

todos los subsecuentes datos ingresados en las hojas. Cada ingreso es descrito en detalle

abajo:

TRAVERSE/ESTACION: El traverse o nombre de la estación, puede ser mayor de 10

caracteres (alfa y/o numéricos).

NORTE, ESTE, ELEVACION: Estas coordenadas pertenecen a la ubicación del inicio del

traverse o la ubicación de la estación y puede ser ingresada en el sistema de

coordenadas mas conveniente (UTM, coordenadas de malla de mina, etc) usando

las mismas unidades como distancia; una exactitud de 0.1 m ó 0.1 pie es

suficiente.

3 TREND: Orientación referida a la dirección de azimuth del Traverse (si es aplicable) desde

el inicio hasta el final, y es ingresado como azimut de 3 dígitos desde 000° a 360°

(ejemplo Norte es 000°, este es 090°, etc.); la orientación puede ser medida en el

campo usando una brújula, o calculado a partir de la ubicación conocida del punto

de inicio y punto final del traverse.

PLUNGE: El plunge (angulo de inmersión) se refiere a la pendiente del traverse (si es

aplicable) y es ingresado como un número de 2 dígitos desde +90° (verticalmente

hacia abajo) a -90° (verticalmente hacia arriba). El plunge puede ser ingresado en

el campo usando una brujula o clinómetro o calculado a partir de la ubicación

conocida del punto de inicio y punto final del traverse.


LONGITUD: Longitud total del traverse (si es aplicable), usando las mismas unidades de las

coordenadas del traverse.

SISTEMA DE MAPEO: Este se refiere al sistema de mapeo que se usará y se ingresa como 1, 2,

3 o 4, tal como se describe a continuación.

Cuatro sistemas de mapeo están disponibles, los cuáles están basados en los métodos usados

para obtener la orientación de las discontinuidades geológicas.

Sistema de Mapeo 1.-El buzamiento es registrado en la columna del buzamiento BUZ con un

número de 2 dígitos desde 01° a 90° (vertical). La dirección del buzamiento es registrada en la

columna DIR-B como una azimut de 3 dígitos desde 000° a 360°. La columna del RUMBO

queda en blanco.

Sistema de Mapeo 2.- El rumbo es registrado en la columna del RUMBO como un número de 3

dígitos desde 000° a 360°; esto debe ser registrado de manera que cuando miramos en la

dirección del rumbo, la discontinuidad este buzando a la derecha (la regla de la mano derecha).

El buzamiento es registrado en la columna BUZ con un número de dos dígitos desde 01° a 90°

(vertical). La columna de la dirección del buzamiento DIR-B se dejará en blanco.

Sistema de Mapeo 3.- El rumbo es registrado en la columna de RUMBO con un número de 3

dígitos desde 000° a 180°. El buzamiento es registrado en la columna de BUZ con un número

de 2 dígitos desde 01° a 90° (vertical). La dirección del buzamiento es registrada en la columna

de DIR-B como N, S,E,O, NE, NO, SE or SO para indicar la dirección o cuadrante hacia el cual

buza la discontinuidad.

Sistema de Mapeo 4.- Este sistema está diseñado para ubicaciones donde una brujula

convencional no es práctica debido a interferencia magnética. En este caso una regla angular

de carpintero (clinómetro) es usado para mapear. El rumbo es registrado en la columna de

RUMBO como ángulo horario (000° a 180°), entre la dirección de la orientación de traverse

(mirando a lo largo del traverse desde el inicio al final) y la línea de rumbo de la discontinuidad.


5

El buzamiento es registrado en la columna del DIR-B como positiva (+) si los buzamiento de la

discontinuidades avanzan en dirección positiva o hacia la dirección del traverse y como negativa

(-) si los buzamientos de las discontinuidades avanzan en dirección negativa o en dirección

contraria al traverse.

Un ejemplo del uso de los cuatro sistemas es dado en la Fig. 2.

La parte principal de la hoja de mapeo es para registrar datos relacionados a observaciones

individuales de discontinuidades estructurales a lo largo del traverse. Se debe tener cuidado al

momento de discriminar entre las características geológicas estructurales relevantes e

irrelevantes respecto a la naturaleza del proyecto. Cada línea en la hoja de mapeo es para

registrar observaciones de una discontinuidad. Antes de empezar el programa de recopilación,

es necesario estandarizar códigos para diversos parámetros. La siguiente descripción es

proporcionada para aclarar la toma de datos (referido al formato de mapeo geológico estructural

- Fig. 1)

DISTANCIA: Distancia que se toma a lo largo del traverse desde una discontinuidad estructural

a otra; las unidades deben concordar con la de las coordenadas del traverse de la

parte superior del formato; la distancia es generalmente registrada lo más cerca a

0.1m ó 0.1 pie.

LIT.: Litología de la pared de la roca, un código de 3 letras; lugar específico.

DUR.: Dureza de la pared de la roca, así como indica la tabla de durezas ISRM

esquematizada en Tabla I, una precisión de + 0.5 es suficiente.

ESTR.: Tipo de estructura, un código de 2 letras; los siguientes códigos son sugeridos:

Plano Axial (AP).- La superficie uniendo las líneas de máxima curvatura en capas

sucesivas de un pliegue.

Estratificación (BG).- Capas regulares en rocas sedimentarias, paralelas a la

superficie de depositación.

GRADO2 DESCRIPCION IDENTIFICACION EN EL CAMPO (MPa) (p.s.i)

S1 Arcilla muy suave El puño penetra varias pulgadas facilmente <0.025 <3.5

S2 Arcilla suave El pulgar penetra varias pulgadas facilmente 0.025 - 0.05 3.5 - 7

S3 Arcilla firme El pulgar puede penetrar varias pulgadas 0.05 - 0.10 7 - 14con esfuerzo moderado

S4 Arcilla sólida Se indenta facilmente con el pulgar, pero 0.10 - 0.25 14 - 35penetra solamente con gran esfuerzo

S5 Arcilla muy sólida Se indenta sin esfuerzo con la uña 0.25 - 0.50 35 - 70

S6 Arcilla dura Se indenta con dificultad con la uña >0.50 >70

R0 Roca extremada- Se indenta con la uña 0.25 - 1.0 70 - 145mente débil

R1 Roca muy débil Se desmorona bajo un simple golpe 1.0 - 5.0 145 - 725de la punta de la picota, puederasgarse con una navaja

R2 Roca débil Puede rasgarse con dificultad con una 5.0 - 25 725 - 3600navaja, se indenta superficialmente conla punta de la picota

R3 Roca mediana- No puede ser rasgado o pelado con una 25 - 50 3600 - 7250mente fuerte navaja, el especimen se puede fracturar

con un simple golpe de picota

R4 Roca fuerte El especimen requiere mas de un golpe de 50 - 100 7250 - 14,500picota para ser fracturada

R5 Roca muy fuerte El especimen requiere muchos golpes de 100 - 250 14,500 - 36,000picota para ser fracturado

R6 Roca estremada- El especimen sólo es rasgado por la >250 >36,000mente fuerte picota

NOTAS:1. Basado en la publicación de la Sociedad Internacional de Mecánica de Rocas: Brown, E.T.

ed. "Monitoreo y pruebas de la caracterización de las Rocas". Pergamon, 1981. 211pp.2. Los grados de S1 a S6 se aplica para suelos cohesivos, por ejemplo arcillas, arcillas limosas,

y combinaciones de limos y arenas, generalmente de drenaje lento. El esfuerzo de lasdiscontinuidades de las paredes generalmente se caracterizará por los gradosR0 - R6 (para roca)mientras que S1 - S6 (para arcilla) se aplicará para relleno de discontinui-dades (ver relleno).

TABLA ICLASIFICACION DE LA DUREZA EN EL CAMPO1

RANGO APROX. DEL ESFUERZOCOMPRESIVO UNIAXIAL


Contacto (CN).- una superficie entre dos tipos de roca.

Dique (DK).- un cuerpo de roca ignea que corta a través de la estructura de una

roca adyacente antigua.

Falla (FL).- Una fractura en un macizo rocoso a lo largo del cuál habido un

desplazamiento obvio.

Foliación (FN).- Superficie paralela a las capas que componen las rocas

metamórficas.

Gneisstosidad (GS).- Superficie paralela a las capas litologicas en rocas

metamórficas.

Juntura (JN).- Una fractura en una masa rocosa a lo largo de la cuál no ha habido

desplazamiento identificable; el tipo genético de las junturas puede ser registrado si

se conoce (ejemplo, juntura tectónica (TJ), juntura estratificación (BJ), juntura

cruzada (XJ) etc.).

Grupo de Junturas (JS).- Un grupo reconocido de junturas las cuáles tienen aptitud

y longitud común; el espaciamiento y la frecuencia de estas junturas se registrará;

el nombre del grupo de junturas (J1, J2, etc.) puede también ser registrado, si se

conoce.

Esquitosidad (SC).- Superficie de debilidad en rocas metamórficas definida por la

orientación preferencial de minerales metamórficos.

Cizalla (SR).- Superficie de cizalla sin desplazamiento reconocido; ésta puede ser

reconocido por las estrias,

Sill (SL).-Un cuerpo tabular de roca ignea inyectado entre la estratificación de rocas

sedimentarias o a lo largo de planos de foliación de rocas metamórficas.

Tensión Crack (TC).- Una rasgo tensional el cuál esta en forma abierta y plana.


7

Inconformidad (UC).- Una superficie erosionada cubierta por rocas sedimentarias o

volcánicas.

Vena (VN).- Una fractura en una masa rocosa con un relleno aparentemente

inyectado al mismo tiempo que se formó la fractura.

RUMBO: Rumbo, el azimut de una línea horizontal en el plano de discontinuidad; el rumbo

es registrado dependiendo del sistema de mapeo que se está usando, una guía es

dada a continuación:

Sistema 1.- en blanco.

Sistema 2.- rumbo de la discontinuidad, obedece a la regla de la mano derecha, un

azimuth entre 000° y 360°.

Sistema 3.- Rumbo de la discontinuidad, un azimuth entre 000° y 180°.

Sistema 4.- Rumbo de la discontinuidad, medido en sistema horario relacionado a

la orientación del traverse; un azimuth entre 000° y 180°.

BUZ: Buzamiento, el máximo ángulo entre la discontinuidad y la horizontal; el buzamiento

es el mismo para todo sistema de mapeo.

DIR-B: Dirección de Buzamiento, la dirección en la cuál la discontinuidad está buzando; la

dirección es registrada dependiendo del sistema de mapeo usado.

Sistema 1.- Dirección de buzamiento de la discontinuidad; un azimuth entre 000° y

360°.

Sistema 2.- en blanco.

Sistema 3.- Una clasificación (N,S, E, O, NE, NO, SE, o SO), para indicar la

dirección o cuadrante hacia el cuál la discontinuidad estaría buzando.


Sistema 4.- Una clasificación (+/-) para indicar la dirección, relacionada a la

orientación del traverse hacia la cuál la discontinuidad estaría buzando.

Nota: Cualquiera de los cuatro sistemas descritos arriba puede ser usado,

dependiendo de la situación o preferencia del personal implicado. En la parte

superior del formato de debe colocar un número correspondiente al sistema 1, 2, 3

o 4.

RELL: Tipo de relleno, un código de una letra; el relleno será ingresado en órden, primero

será el más abundante, el tercero será el menos abundante; los siguientes códigos

son sugeridos:

Aire (A).- un vacío entre las paredes.

Suelo - Arcilla (C), Tierra (S)

Calcita (Z).- suave, a veces blanca, soluble en ácido.

Clorita (K).- mineral de arcilla, frecuentemente verde.

Detritus (D).- pequeños fragmentos dentro de una fractura abierta.

Evaporitas (E).- yeso, halita, anhidrita.

Feldespato (F).- duro, frecuentemente rosado, insoluble, buen clivaje, fácil de

alterarse.

Gauge (G).- La pared de la roca esta frecuentemente se empieza a mover a lo

largo de una falla. El gauge es el resultado de la alteración acelerada de los

materiales de grano fino.

Brecha (B).- fragmentos de roca angulares consolidados mas grandes que las

partículas de arena, resultado de un fallamiento.

Mineral (O).- Sulfuros, etc.

Cuarzo (Q).- Duro, blanco, insoluble.

A: Agua, código numérico, indica la presencia o ausencia de agua en materiales en el

relleno de junturas o en el plano de discontinuidad en general; las siguientes

categorías son sugeridas:

0 - La discontinuidad está sellada; no es posible flujo de agua.


9

1 - La discontinuidad es estrecha; no parece posible flujo de agua.

2 - La discontinuidad está seca con evidencia de flujo de agua.

3 - La discontinuidad es húmeda; no presenta agua libre.

4 - La discontinuidad muestra filtraciones u ocasionales gotas de agua; no

hay flujo continuo.

5 - La discontinuidad muestra un flujo continuo de agua.

F: Forma de la discontinuidad estructural, código de una letra; los siguientes códigos

son sugeridos:

Plana (P)

Curva (C)

Ondulada (U)

Escalera (S)

Irregular (I)

R: Rugosidad de la superficie de discontinuidad, código numérico; las siguientes

características son sugeridas:

1 - estriada o pulida

2 - liza

3 - surcos definidos

4 - pequeños escalones

5 - muy rugoso

6 - sellada

ESP: Espesor del relleno de la discontinuidad; la siguiente escala de categorías es

sugerida:

A - 0 mm. (Cerrada)

B - 0 a 5 mm.

C - 5 a 10 mm.

D - 1 a 2 cm.

E - 2 a 5 cm.


F - 5 a 10 cm.

El espesor más grande de 10 cm deberá ser registrado al 0.1m. (Ej. 01, 02, etc.); si

el espesor de relleno es mayor que 9.9m, se deberá registrar por separado los tipo

de roca; se deberá establecer una escala similar para unidades Imperiales.

ESPC: Espaciamiento de discontinuidades en un grupo; esto será registrado donde se

identifiquen varias discontinuidades de características similares de orientación,

longitud y superficiales.

NOTA: Las unidades para espaciamiento y la continuidad (descrita abajo), deberán

ser consistente y deberán ser del mismo sistema como la distancia (ej. métrico o

imperial). Por ejemplo se sugiere que la distancia y la continuidad sean registradas

en metros o pies y el espaciamiento será registrado en centímetros, o décimas de

pies.

N/E: Número de estructuras en un grupo de discontinuidades; éste es registrado donde

se identifiquen varias discontinuidades de similares características de orientación,

longitud y superficiales; para especificar el número de estructuras, la orientación y

otros parámetros se necesita registrar solo una vez.

NOTA: El número de estructuras (N/E) en exceso de cuatro o cinco (o 2% del total

de la población de discontinuidades, cualquiera que sea el menor) no deberá ser

registrado, porque una alta duplicidad tiende a un sesgo y distorsión en las

proyecciones estereográfica; si existe un gran número de estructuras con similar

orientación se debe tomar mas que una observación para representar el grupo.

C: Continuidad, la traza visible de longitud de la discontinuidad en el afloramiento o

banco del tajo (véase nota arriba con respecto a las unidades), la continuidad es

generalmente registrada lo más cerca a metros o pies.

CF: Condición final, el número de grados de incertidumbre de la longitud de traza de la

discontinuidad, si un final de la estructura esta continuando fuera de la cara de la

roca que se mapea; hay un grado de incertidumbre y E es registrado como 1; si


11

ambos finales están continuando fuera de la cara, hay dos grados de incertidumbre

y E es registrado como 2; si ambos finales pueden verse, no hay incertidumbre con

respecto a la longitud de la estructura y E es registrada como 0 o se deja en

blanco.

SECTOR TALUD: Sector del Talud, un número de 2 dígitos (entre 1 y 99, inclusive); usado en

excavaciones de taludes (taludes de tajo, corte de carretera, etc.) para definir áreas

con una orientación general del talud, usada en conjunto con la dominancia

estructural (descrita abajo) para definir diseño de sectores; puede ser usado para

organizar base de datos pero no es obligatorio que éste sea registrado.

DOM-STRUCT: Dominancia Estructural, un código de 3 letras, usado para dividir el masivo

rocoso dentro del área con similares características en ingeniería geológica,

geología estructural, esfuerzo, y agua subterránea, éste es el principal medio de

organizar usado por dBASE, pero nuevamente, no es obligatorio; la ubicación inicial

de las dominancias estructural (anterior a cualquier análisis estructural), deberá

estar basado en una opinión de ingeniería; esto puede y probablemente será

cambiado.

DIPS 2.2, desarrollado por el Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Toronto, es

un programa el cual facilita el análisis iteractivo de las orientaciones de los datos geológicos-

estructurales. Específicamente puede usarse para preparar proyecciones estereográficas y para

analizar población de discontinuidades. El formato de mapeo geológico estructural esta

preparado para que los datos puedan ser fácilmente ingresados dentro de la base de datos y

manipulados de forma tal que es compatible con DIPS 2.2 usando programas desarrollados

internamente.

FORMATO DE MAPEO GEOLOGICO-ESTRUCTURAL

CLIENTE/PROJECTO: PROJECTO #: MAPEADOR: FECHA:

TRAVERSE: NORTE: ESTE: ELEVACION:

ORIENTACION AL INICIO DEL TRAVERSE - TREND: PLUNGE: LONGITUD: SISTEMA DE MAPEO:

DISTANCIA ORIENTACION RELLENO ESP. ESPC. C SECTOR DOM

( ) LIT. DUR. ESTR. RUMBO BUZ DIR-B 1 2 3 A F R ( ) ( ) N/E ( ) CF COMENTARIOS TALUD ESTRUCT

STRUCTURAL-MAP.XLS

PITEAU ASSOCIATES ENGINEERING LTD. Pag deFIG. 1

PLANO A PLANO B

RUMBO BUZ. DIR-B RUMBO BUZ. DIR-B

SISTEMA 1 45 125 70 220

SISTEMA 2 035 45 130 70

SISTEMA 3 035 45 SE 130 70 SO

SISTEMA 4 050 45 — 145 70 —

FIG. 2

NORTE

NORTE TRAVERSETREND DE TRAVERSE TREND DE


LAS TECNICAS DEL REGISTRO GEOMECÁNICO DE NUCLEOS DE PERFORACIÓN

RESUMEN DE LAS TECNICAS DEL REGISTRO GEOMECANICO

DE NUCLEOS DE PERFORACION

La competencia del macizo rocoso se obtiene a partir de una evaluación de la roca expuesta en el tajo

abierto o en núcleos de perforacion. Varios sistemas están disponibles para clasificar un determinado macizo

rocoso basado en propiedades geotécnicas especificas, relacionadas al esfuerzo del material, intensidad de

fracturamiento y condiciones generales del material intacto y de las discontinuidades. Mayormente los

sistemas estan basados en el registro especifico de propiedades geotecnicas de los testigos de roca los

cuales pueden ser usadas para preparar una estimación de la calidad del macizo rocoso y del esfuerzo del

macizo rocoso.

A continuación las propiedades geomecánicas mayormente registradas durante una rutina de registro de

núcleos de perforacion:

1. Tipo de Roca y Dureza ( Esfuerzo)

2. Recuperación del Testigo.

3. RQD

4. Frecuencia de fractura

5. Condición de fractura

6. Grado de Rotura o Fracturamiento

7. Grado de intemperización /alteración.

La presente documentación describe una técnica sugerida para el registro geotécnico de los núcleos de

perforación basada en un formato, donde es posible hacer análisis estadístico de los datos del registro de los

núcleos de perforación y la estimación de la calidad y el esfuerzo del macizo rocoso.

Es importante resaltar que los mejores datos de la competencia del núcleo puedan ser colectados por el

inspector de la perforación en el lugar de la perforación antes de que el núcleo se rompa o se pierda

información debido al excesivo manipuleo, cuarteo o resequedad.

Los datos de los diferentes parámetros deben ser tabulados en el respectivo formato (ver figura 1) y

presentados gráficamente por sondajes específicos en secciones geológicas o planos. Los parámetros

específicos y el procedimiento para registrarlos pueden variar, dependiendo de las condiciones especificas

del lugar.

A continuación se da una descripción de cada uno de los parámetros a registrar:

1. INFORMACION BASICA DEL SONDAJE

La información básica del sondaje incluye, número del pozo, Cliente/Proyecto, Ubicación y elevación

del collar, Orientación del pozo, Registrador, Fecha del registro, Diámetro del testigo.

El diámetro del testigo tiene un efecto directo en la calidad de la recuperación del testigo.

Generalmente se reconoce que cuanto mayor es el diámetro de testigo mejor será la recuperación y

mejor será la muestra de las estructuras geológicas. De acuerdo con esto, un registro del diámetro

del testigo se mantiene en conjunción con el estudio de la competencia del testigo para considerar

estos aspectos.

2. PROFUNDIDAD DEL SONDAJE Y LONGITUD DE LA CORRIDA

La profundidad final de cada corrida y la longitud de cada corrida se registran en columnas

apropiadas al lado izquierdo del formato. En cuanto sea posible se prefieren corridas uniformes ( p.e.

5pies, 10pies, 3.05m, etc) para los análisis estadísticos de los testigos. Sin embargo se aprecia que

la longitud de las corridas de los testigos puede variar, particularmente en las zonas de falla o cuando

es un macizo rocoso de mala calidad.

3. LITOLOGIA

El principal tipo de roca para cada corrida se registra usando un código apropiado de tres letras. Si la

litología cambia dentro de una corrida, se deberá anotar el contacto y la profundidad en la columna

de comentarios, así también las propiedades geomecánicas de cada tipo de roca deberán ser

registradas en líneas separadas.

4. RECUPERACION DE TESTIGO

La recuperación del testigo se expresa como un porcentaje de la longitud total perforada para cada

corrida la cual es marcada con un taco de madera en cada caja. La recuperación es un indicativo de

la calidad de terreno que se esta perforando y de la competencia general de la roca. Una baja

recuperación puede también ser indicativo de falla. La figura 1 proporciona una columna para

registrar la longitud del testigo así como la recuperación calculada, según mejor le convenga al

geólogo.

5. INDICE DE CALIDAD DE ROCA (RQD)

El RQD se define como un porcentaje del testigo en cada corrida en la cual el espaciamiento entre

fracturas naturales sea más grande que 10 cm (4 pulg.). El RQD como la Recuperación se basan en

la longitud total perforada dada en cada corrida. El núcleo con esfuerzo a la compresión sin confinar

menor que 1MPa (p.e. Dureza < R1) no debe incluirse en cálculo de RQD (p.e., RQD=0). Las roturas

por transporte deberán ser ignoradas en el calculo del RQD. La figura 1 proporciona una columna

para registrar la longitud del testigo así como el RQD calculado, según mejor le convenga al geólogo.

6. FRECUENCIA DE FRACTURAS

El número de fisuras o fracturas en cada corrida se registra para calcular la frecuencia de fracturas.

En rocas sedimentarias, el número de fracturas en la estratificación y el número de fracturas que

cruzan son registradas separadamente. Frecuentemente la perforación induce a roturas o fracturas

no naturales, las cuales pueden ser registradas como un índice para ser evaluado.

7. CONDICION DE FRACTURA

La condición de fractura puede ser registrada usando diferentes técnicas. Para estimar la CSIR

Valuación del Macizo Rocoso (RMR) e ingresarlo dentro de la evaluación del esfuerzo del macizo

rocoso, la condición de fractura presentada por Bieniawski (1976) puede ser seleccionada como se

resume en la tabla I. Se examina la condición general de las fracturas y se escoge una valuación

entre 0 y 25 para la condición de fracturas en cada corrida. (ver tabla I)

8. GRADO DE FRACTURAMIENTO

El grado de fracturamiento es una estimación visual, y por lo tanto la estimación de la calidad de la

roca en términos de fractura o rotura es subjetiva. Las categorías generales, los equivalente

numéricos y las descripciones de calidad están dadas en la tabla II. La categoría del grado de

fracturamiento se registra en cada corrida usando las categorías (A, A-, A+, etc.) como se resume en

la tabla II y como se muestra en la fotografía ilustrada en la figura 2.

9. GRADO DE INTEMPERISMO/ALTERACIÓN

El intemperismo superficial, hidrotermal u otra forma de alteración puede dar como resultado una

significativa reducción en la competencia y esfuerzo de las rocas. El propósito de ésta clasificación es

proporcionar una cualitativa evaluación de los efectos de tales procesos o sea la relación

esfuerzo/competencia de la roca. Se sugiere la siguiente clasificación:

A – Suelo Residual - La textura original de la roca se encuentra destruida.

B – Completamente intemperizada/alterada – Se observa remanentes de la textura original y

estructuras relicticas de la roca, pero la roca se descompone y es friable.

C – Altamente intemperizada/alterada – la roca se decolora y el esfuerzo se reduce

significativamente debido al intemperismo.

D – Moderadamente intemperizada/alterada - la roca se decolora pero el esfuerzo solo se afecta

débilmente – discontinuidades intemperizadas.

E – Debilmente intemperizada/alterada - El esfuerzo de la roca no cambia – el intemperismo solo

afecta a las fracturas.

F – Fresca e inalterada - La alteración puede resultar en un incremento en la competencia de la

roca (silicificación).

Cada parámetro puede ir mas allá de su categoría usando + y -, similar a la categoría de Grado de

Fracturamiento. Se aprecia que el intemperismo/alteración son probablementes variables,

dependiendo del lugar y las condiciones del terreno. Por lo tanto las aplicaciones de estos

parámetros y su importancia deberá ser determinada para cada lugar y desarrollar categorización

apropiada para correlacionar con otras propiedades geomecánicas, tales como dureza, RQD, Grado

de Fracturamiento, etc.

10. DUREZA

Un simple esquema para clasificar suelos o rocas de acuerdo con su consistencia o dureza esta dada

en la tabla III. Usando este esquema, una razonable primera estimación del esfuerzo compresivo sin

confinar (qu) del material puede ser dado. Con un mínimo de experiencia se puede establecer en el

campo el rango completo de la clasificación, mediante el uso de los dedos, navaja de bolsillo y una

picota.

La dureza será registrada en la respectiva columna del formato de registros, usando codigos alfa-

numericos de la tabla III. Una vez que se gana experiencia es posible determinar valores de dureza

cercanos al 0.5, p.e. R1.5, R2.0, R2.5, etc.

Se debe apreciar que los requerimientos para el registro geotécnico pueden variar, dependiendo del tipo de

depósito, tipo de roca e intemperismo/alteración agrupadas. Por esta razón, el sistema de registros deberá

ser flexible y puede requerir algún cambio al gusto del cliente para un depósito particular.

REFERENCIAS

Bieniawski, Z.T., 1976. “Rock Mass Classification inRock Engineering” Proceding of the Symposium on

Exploration for Rock Engineering, Johannesburg, 1-5 November. Pp. 97-106.

A. Clasif icación de los parámetros y su evaluación

Indice de carga puntual

>8 MPa 4-8 MPa 2-4 MPa 1-2 MPa

1Resistencia a la

compresión uniax.>200 MPa 100-200 MPa 50-100 MPa 25-50 MPa

10-25 Mpa

3-10 Mpa

1-3 Mpa

15 12 7 4 2 1 0

2 90%-100% 75%-90% 50%-75% 25%-50%

20 17 13 8

3 >3 m 1-3 m 0.3-1 m 50-300mm

30 25 20 10

4

Superficies muy rugosas.

Sin continuidad. Sin separación.

Paredes de roca dura.

Superficies algo rugosas.

Separación < 1 mm.Paredes de roca dura.

Superficies algo rugosas.

Separación < 1 mm.Paredes de roca suave.

Superficies pulidas. ORelleno <5mm. O

Fisuras abiertas 1-5mm.Fracturas continuas.

25 20 12 6Cantidad de

infiltración, por 10m de long de tunel

<25 lt/min 25-125 lt/min

5

Ratio: presión del agua en las fisuras / Esfuerzo principal

mayor

0.0-0.2 0.2-0.5

Condiciones generales

Sólo húmedo Ligera presión de agua

10 7 4

B. Ajuste de la valuación por orientación de f isuras.Muy favorable Favorable Regular Desfavorable

Tuneles 0 -2 -5 -10

Cimentaciones 0 -2 -7 -15

Taludes 0 -2 -25 -50

C. Clasif icación de rocas según el total de valuación.

100-81 80-61 60-40 40-21

I II III IV

Roca muy buena Roca buena Roca regular Roca mala

D. Signif icado de la clasif icación del macizo rocoso.

I II III IV

10 años- claro de 5 m. 6 meses-claro de 4 m. 1 semana-claro de 3 m. 5 horas-claro de 15 m.

>300kPa 200-300 kPa 150-200 kPa 100-150 kPa

>45° 40°-45° 35°-40° 30°-35°

TABLA ICLASIFICACIÓN GEOMECÁNICA CSIR DE MACIZOS DE ROCA FISURADA

Relleno blando >5mm OFisuras abiertas > 5mm

Fracturas continuas.

PARÁMETROS ESCALAS DE VALORES

(Después de BIENIAWSKI, 1976)

Resistencia de la roca inalterada

Para estos rangos bajos es preferible usar prueba UCS

Valuación

Calidad del testigo perforado RQD <25%

Valuación 3

Condición de fracturas

5Valuación

Valuación 0

Espaciamiento de fracturas <50mm

>125 lt/min

>0.5

Serios problemas de agua

Valuación 0

Agua Subterranea

Ninguna

0

Totalmente seco

Rumbo y buzamiento de fisuras Muy desfavorable

Rating

-12

-25

-60

Rating

Clasificación N°

Descripción

<20

VRoca muy mala

Clasificación N°

Tiempo medio de sostén

Cohesión de la masa rocosa

Angulo de fricción de la masa rocosa

V

10 minutos-claro de 0.5 m.

<100kPa

<30°

CATEGORIAEQUIVALENTE NUMERICO

ESPACIAMIENTO MEDIO DE LAS FRACTURAS O

DIAMETRO DE LOS FRAGMENTOS

DESCRIPCION DE LA CALIDAD

A- 1 Mayormente panizo de falla con/sin pocos fragmentos de roca.A 2 <1 cm Panizo y roca molida.A+ 3 Roca molida con/sin poco panizo.

B- 4 Roca molida - sin panizoB 5 1 a 5 cm Roca molida - diametro de los fragmentos <5cm.B+ 6 Roca fracturada - espaciamiento de fracturas <5cm.

C- 7 Espaciamiento medio de roturas 5 a 7.5cm.C 8 5 a 10 cm Espaciamiento medio de roturas 7.5cm.C+ 9 Espaciamiento medio de roturas 7.5 a 10cm.

D- 10 Espaciamiento medio de roturas 10 a 15cm.D 11 10 a 20 cm Espaciamiento medio de roturas 15cm.D+ 12 Espaciamiento medio de roturas 15 a 20cm.

E- 13 Espaciamiento medio de roturas 20 a 30cm.E 14 >20 cm Espaciamiento medio de roturas 30cm.E+ 15 Espaciamiento medio de roturas >60cm.

NOTAS: 1. Se incluye todas las roturas, tanto naturales como de perforación/manipuleo inducidas. 2. Se debe tener cuidado para identificar zonas de falla (p.e. categoria A). Sin embargo, para otros Grados de Fracturamiento, la categoria se debería promediar en base a la longitud de corrida.

TABLA IICLASIFICACION DEL GRADO DE FRACTURAMIENTO

GRADO2 DESCRIPCION IDENTIFICACION EN EL CAMPO (MPa) (p.s.i)

S1 Arcilla muy suave El puño penetra varias pulgadas facilmente <0.025 <3.5

S2 Arcilla suave El pulgar penetra varias pulgadas facilmente 0.025 - 0.05 3.5 - 7

S3 Arcilla firme El pulgar puede penetrar varias pulgadas 0.05 - 0.10 7 - 14con esfuerzo moderado

S4 Arcilla sólida Se indenta facilmente con el pulgar, pero 0.10 - 0.25 14 - 35penetra solamente con gran esfuerzo

S5 Arcilla muy sólida Se indenta sin esfuerzo con la uña 0.25 - 0.50 35 - 70

S6 Arcilla dura Se indenta con dificultad con la uña >0.50 >70

R0 Roca extremada- Se indenta con la uña 0.25 - 1.0 70 - 145mente débil

R1 Roca muy débil Se desmorona bajo un simple golpe 1.0 - 5.0 145 - 725de la punta de la picota, puederasgarse con una navaja

R2 Roca débil Puede rasgarse con dificultad con una 5.0 - 25 725 - 3600navaja, se indenta superficialmente conla punta de la picota

R3 Roca mediana- No puede ser rasgado o pelado con una 25 - 50 3600 - 7250mente fuerte navaja, el especimen se puede fracturar

con un simple golpe de picota

R4 Roca fuerte El especimen requiere mas de un golpe de 50 - 100 7250 - 14,500picota para ser fracturada

R5 Roca muy fuerte El especimen requiere muchos golpes de 100 - 250 14,500 - 36,000picota para ser fracturado

R6 Roca estremada- El especimen sólo es rasgado por la >250 >36,000mente fuerte picota

NOTAS:1. Basado en la publicación de la Sociedad Internacional de Mecánica de Rocas: Brown, E.T.

ed. "Monitoreo y pruebas de la caracterización de las Rocas". Pergamon, 1981. 211pp.2. Los grados de S1 a S6 se aplica para suelos cohesivos, por ejemplo arcillas, arcillas limosas,

y combinaciones de limos y arenas, generalmente de drenaje lento. El esfuerzo de lasdiscontinuidades de las paredes generalmente se caracterizará por los gradosR0 - R6 (para roca)mientras que S1 - S6 (para arcilla) se aplicará para relleno de discontinui-dades (ver relleno).

TABLA IIICLASIFICACION DE LA DUREZA EN EL CAMPO1

RANGO APROX. DEL ESFUERZOCOMPRESIVO UNIAXIAL

CLIENTE/PROYECTO: _______________________________ PROYECTO: _________________ GEOLOGO: _______________ FECHA: _______________

SONDAJE: ________________________ NORTE: _____________________ ESTE: ____________________ COTA: _______________________

ORIENTACION DEL COLLAR - AZIMUT: _______________________ INCLINACION: ____________________ DIAMETRO DEL NUCLEO: ________________

página ___ de ____

FORMATO DE REGISTRO DE TALADROS GEOMECANICOS

LONG. DE

CORRIDA

RECUP'N( )

RQD( )

NUMERO DE FRACTURAS

COND.DE

FRACT.

GRADODE

FRACT.

GRADOALT'N /INTEMP

DUREZALITOLOGIA COMENTARIOSPROFUNDIDAD

( )

C + (9)

~

A (2)

A+ (3)

8 (5)

~~~~~~:.,~-~~ ~~

E- 13)

Manual Geotecnico

Documents

Transcript of Manual Geotecnico