annex nÚm. 8: geologia i geotÈcnia · projecte constructiu. millora general. desdoblament de la...

47
Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa. Clau: DB-02125.2 ANNEX NÚM. 8: GEOLOGIA I GEOTÈCNIA

Upload: trinhtruc

Post on 22-Oct-2018

219 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

ANNEX NÚM. 8: GEOLOGIA I GEOTÈCNIA

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia i

ANNEX DE GEOLOGIA I GEOTÈCNIA

ÍNDEX ANNEX DE GEOLOGIA I GEOTÈCNIA .......................................................................... 3 1  INTRODUCCIÓ ......................................................................................................... 3 

1.1  Objectius i abast de l’annex .............................................................................. 3 1.2  Metodologia ...................................................................................................... 3 

1.2.1  Descripció dels treballs ............................................................................. 3 1.2.2  Metodologia emprada ............................................................................... 3 

2  ESTUDIS ANTECEDENTS ....................................................................................... 4 2.1  Informació bibliogràfica recopilada ................................................................... 4 2.2  Reconeixements geotècnics antecedents ........................................................ 4 

3  MARC GEOLÒGIC ................................................................................................... 4 3.1  Geologia regional .............................................................................................. 5 3.2  Estratigrafia ....................................................................................................... 5 

3.2.1  Materials Terciaris ..................................................................................... 5 3.2.2  Materials Quaternaris ................................................................................ 6 

3.3  Hidrogeologia .................................................................................................... 7 3.4  Geomorfologia .................................................................................................. 8 3.5  Riscos geològics ............................................................................................... 9 3.6  Litotips identificats ............................................................................................. 11 

3.6.1  Qt0-1. Terrassa al·luvial actual ................................................................. 11 3.6.2  Qt2. Terrassa al·luvial antiga .................................................................... 12 3.6.3  PEg. Formació Collbàs ............................................................................. 12 3.6.4  PEm. Formació Igualada .......................................................................... 12 

4  SISMICITAT .............................................................................................................. 13 4.1  Norma sismoresistent i àmbit d’aplicació .......................................................... 13 4.2  Acceleració sísmica .......................................................................................... 14 

4.2.1  Viaductes .................................................................................................. 14 4.2.2  Tronc ......................................................................................................... 14 

5  CAMPANYA GEOTÈCNICA .................................................................................... 15 5.1  Sondeigs mecànics ........................................................................................... 15 5.2  Calicates mecàniques ....................................................................................... 16 5.3  Prospecció geofísica ......................................................................................... 16 5.4  Nivells freàtics i qualitat de l’aigua .................................................................... 17 5.5  Assaigs de laboratori ........................................................................................ 18 5.6  Pressiòmetres ................................................................................................... 20 

6  CARACTERITZACIÓ GEOTÈCNICA DELS MATERIALS ...................................... 20 6.1  Sòl vegetal ........................................................................................................ 20 6.2  Abocaments no compactats (RAB) .................................................................... 21 6.3  Reblerts antròpics compactats (RAC) ................................................................ 21 6.4  Con de Dejecció (QCD) ...................................................................................... 21 6.5  Terrassa fluvial actual (Qt1) .............................................................................. 22 6.6  Terrassa fluvial antiga (Qt2) .............................................................................. 24 6.7  Margues Fm. Igualada (PEm) ........................................................................... 25 6.8  Gresos Fm. Collbàs (PEg) ................................................................................ 26 

7  GEOTÈCNIA DEL CORREDOR ............................................................................... 27 7.1  Estudi de desmunts .......................................................................................... 27 

7.1.1  Excavabilitat de materials ......................................................................... 28 7.1.2  Criteris de disseny .................................................................................... 29 

7.1.3  Càlculs d’estabilitat .................................................................................... 29 7.2  Aprofitament dels materials ............................................................................... 30 7.3  Agressivitat al formigó ....................................................................................... 32 7.4  Coeficient de Pas o Esponjament ..................................................................... 32 7.5  Categoria de l’esplanada i material de fons de desmunt .................................. 33 7.6  Estudi de terraplens .......................................................................................... 35 

7.6.1  Estabilitat de terraplens ............................................................................. 35 8  GEOTÈCNIA DE LES ESTRUCTURES ................................................................... 36 

8.1  Introducció ......................................................................................................... 36 8.2  Condicions generals de fonamentació d’estructures ........................................ 36 

8.2.1  Fonamentacions directes sobre sòls granulars ......................................... 37 8.2.2  Fonamentacions directes sobre roca ........................................................ 37 8.2.3  Fonamentacions profundes sobre roca ..................................................... 38 8.2.4  Tensions admissibles en fonamentacions directes sobre roca ................. 38 

8.3  .Estudi particular per a cada estructura ............................................................ 38 8.3.1  VIADUCTE – 22.0 ..................................................................................... 38 8.3.2  P.I. – 23.1 .................................................................................................. 38 8.3.3  VIADUCTE – 23.7 ..................................................................................... 39 8.3.4  P.S. – 24.2................................................................................................. 39 

8.4  Murs .................................................................................................................. 39 8.4.1  Mur Escullera – 21.6 ................................................................................. 39 8.4.2  Murs 24.1, 24.2 i 24.3 ................................................................................ 40 

8.5  Obres de drenatge ............................................................................................ 40 9  PEDRERES I JACIMENTS ....................................................................................... 41 

9.1  Pedreres i plantes de Formigó .......................................................................... 41 9.2  Préstecs ............................................................................................................ 43 9.3  Abocadors ......................................................................................................... 43 

10  CONCLUSIONS ........................................................................................................ 45 

APÈNDIX 1: PLÀNOLS D’ANTECEDENTS 1.1 MAPA GEOLÒGIC DE CATALUNYA 1.2 MAPA GEOTÈCNIC DE CATALUNYA 1:250.000 1.3 MAPA DE ROQUES INDUSTRIALS 1:250.000 1.4 MAPA HIDROGEOLÒGIC 1:250.000

APÈNDIX 2: PLANTA GEOLÒGICA 1:1.000 APÈNDIX 3: PERFIL GEOLÒGIC 1:1.000 APÈNDIX 4: RECONEIXEMENTS GEOTÈCNICS

4.1 SONDEIGS MECÀNICS 4.2 CALICATES MECÀNIQUES 4.3 ESTUDI GEOFÍSIC 4.4 PRESSIÒMETRES

APÈNDIX 5: ASSAIGS DE LABORATORI APÈNDIX 6: CÀLCUL D’ESTABILITAT DE DESMUNTS

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 3

Annex de GEOLOGIA I GEOTÈCNIA

1 INTRODUCCIÓ

1.1 Objectius i abast de l’annex

El present document correspon a l’annex 8 de Geologia i Geotècnia del Projecte Constructiu “Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK. 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet – Manresa” per tal d’adaptar-la a una via preferent amb accessos controlats i una secció d’autovia (2+2).

Aquest tram d’autovia de 3,2 quilòmetres es situa a la comarca del Bages. S’inicia desdoblant l’actual C-55 entre Sant Vicenç de Castellet i Castellgalí, creua el Riu Cardener i la línia d’ADIF dues vegades per sortejar el meandre del Riu, i torna a enllaçar amb el traçat actual de la C-55 a l’alçada de Raval dels Torrents.

La finalitat d’aquest document és la d’exposar els condicionants i aspectes geològics significatius que puguin afectar d’alguna manera a les obres projectades i servir de base per a les diferents recomanacions que se’n deriven geotècnicament.

En aquest document es presenta la recopilació i anàlisi dels principals antecedents geològics i geotècnics de l’àrea d’estudi, així com el detall del context geològic de l’àrea i la descripció dels materials presents.

En base a aquesta informació s’ha executat una campanya de reconeixements de camp i laboratori per tal de poder caracteritzar el comportament geotècnic dels materials afectats pel traçat, i poder així dimensionar les recomanacions geotècniques que se’n deriven.

1.2 Metodologia

Es detalla a continuació el procediment seguit per a definir la campanya de reconeixements, així com la metodologia seguida durant el desenvolupament d’aquest estudi.

1.2.1 Descripció dels treballs

Per a definir la campanya geotècnica de treballs efectuada s’ha partit de les indicacions previstes en el Plec de la Licitació, el qual recollia una proposta de prospeccions i assaigs.

La campanya s’ha definit a partir de la Proposta d’Investigació Geotècnica entregada en la Fase 1 d’aquest projecte. En aquest document es van plantejar les diferents prospeccions i assaigs de laboratori a dur a terme per tal d’adaptar-les millor a les característiques geològiques i geogràfiques de l’entorn.

Una cop iniciada la campanya de treballs, es van realitzar els assaigs in situ i de laboratori indicats en el plec i en la proposta, seleccionant les profunditats i trams de sondeig més interessants per als assaigs en base a l’experiència tècnica dels autors d’aquest estudi.

1.2.2 Metodologia emprada

Per a la redacció d’aquest projecte, s’ha dut a terme una primera fase basada en un anàlisi detallat de la informació geològica, geotècnica i hidrogeològica existent, realitzant a continuació un reconeixement geològic de superfície de l’àmbit de l’estudi per tal de definir l’estructura geològica de l’àrea en la que es desenvolupa l’estudi. Les actuacions realitzades han consistit en:

Recopilació i consulta de la bibliografia existent, en especial dels estudis geològics i geotècnics i prospeccions geotècniques en l’àmbit d’estudi.

Identificació de punts d'interès geològic per a la interpretació geològica de la zona.

Planejament de recorreguts de camp i realització de cartografia geològica.

Consulta de bases de dades hidrogeològiques i visita dels diferents punts d’aigua identificats en la zona.

Tots aquests treballs de gabinet i de camp han permès l'elaboració d'una cartografia geològica detallada, la qual s'adjunta dins l'apartat de plànols a escala 1:1.000 en A-1.

Una segona fase ha consistit en la realització dels treballs d’investigació en camp. En global s’ha realitzat els següents treballs:

Sondeigs a rotació amb extracció de testimoni continu fins a profunditzar per sota la rasant. Durant la perforació d’aquests sondeigs s’han dut a terme assaigs de penetració estàndard, presa de mostres inalterades, parafinat de testimonis i assaigs pressiomètrics. En total s’han realitzat 26 sondeigs amb 314,7 metres lineals de perforació, així com l’execució i extracció de 41 assaigs SPT, 13 MI i 45 mostres parafinades.

Excavació de 14 cales mecàniques amb extracció de mostres de sòl per identificació i caracterització geotècnica.

Prospecció geofísica amb 1 perfil sísmic de 250 metres lineals.

Inventari de canteres en explotació, plantes de formigó i gestors de runes properes a la zona d’estudi pròximes a l’àmbit.

Assaigs de laboratori.

Finalment, una tercera fase ha consistit, en base als resultats obtinguts de tota la informació disponible, en avaluar els diferents paràmetres geotècnics, procedint a l’elaboració del present estudi en base a la informació recopilada.

Com a resultat dels treballs realitzats s’ha generat una sèrie de registres de dades que s’inclouen en els apèndixs dels corresponents annexes, així com els següents plànols:

Planta de situació geològica general a escala 1:50.000.

Planta geològica de l’àmbit a escala 1:20.000.

Planta geològica de detall per alternativa a escala 1:2.000.

Planta de situació de canteres i plantes de formigó a escala 1:60.000.

Perfil geotècnic de detall per alternativa a escala 1:2.000.

Registre dels reconeixements de camp i laboratori.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 4

2 ESTUDIS ANTECEDENTS

Amb caràcter previ a la realització dels treballs i reconeixements de camp s'ha considerat necessari realitzar una tasca de recopilació dels principals treballs d’estudis geològics i geotècnics d’infraestructures i instal·lacions en l’àmbit de l’estudi que puguin aportar informació d'utilitat sobre la zona d'estudi i els materials a afectar. Aquesta recopilació permetrà optimitzar el disseny dels reconeixements geotècnics necessaris a realitzar, així com completar la caracterització geotècnica que se’n derivi.

A continuació es mostra una breu ressenya dels estudis recopilats, per passar posteriorment en els apartats successius a sectoritzar i analitzar la informació disponible en cadascun d’ells. Tot aquest treball de gabinet significa una base per a l'elaboració de la cartografia geològica detallada i un disseny òptim de la campanya de reconeixements.

2.1 Informació bibliogràfica recopilada

Estudi Informatiu. Millora General. Desdoblament C-55, PK 15+700 al 30+800, i nou vial de connexió amb la C-25. Tram: Castellbell i El Vilar – Sant Fruitós de Bages. Clau EI-DB-02125.

Mapa geològic comarcal de Catalunya (Bages, 7). Escala 1:50.000.

Mapa de Interpretación Geotécnica IGME (Hospitalet, 9-4, 34).

Mapa de Rocas Industriales IGME (Hospitalet, 34). Escala 1:200.000.

Mapa geológico de España IGME (Manresa 363, 36-14). Escala 1:50.000.

2.2 Reconeixements geotècnics antecedents

De l’Estudi Informatiu es disposa d’un conjunt de cales i penetracions dinàmiques de les quals les següents coincideixen amb l’alternativa definitiva del Projecte Constructiu present:

TIPUS D’INVESTIGACIÓ NOM. MATERIAL PROF. (m)

CALES

C-1 Rebliment 3,70

C-3 Sòl el·luvial 3,50

C-5 Sòl el·luvial 2,80

C-6 Con dejecció 2,70

PENETRACIONS DINÀMIQUES

P-1 Terrassa 1 4,00

P-2 Terrassa 1 0,60

P-4 Con dejecció 1,40

No hi ha cap sondeig que coincideixi amb el traçat definitiu.

3 MARC GEOLÒGIC

La zona d'estudi es troba en la zona oriental de la Conca Terciària de l'Ebre, pel que està coberta en totalitat per sediments terciaris de la Depressió de l'Ebre.

Geologia de Catalunya. Institut Geològic de Catalunya. 2008. Zona del Projecte encerclat en vermell.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 5

3.1 Geologia regional

La conca de l'Ebre és una depressió terciària, coberta fonamentalment per materials paleògens i neògens, limitada per tres formacions muntanyenques, adquirint així una morfologia triangular: al nord els Pirineus, al sud i sud-est la serra Costanera Catalana i a l'oest la Serralada Ibèrica.

Geometria general de la Conca de l’Ebre.

Durant el Quaternari s'ha dipositat materials d'origen al·luvial, col·luvial i eluvial sobre els terciaris.

3.2 Estratigrafia

Els materials cenozoics que reomplen el sector oriental de la Conca de l‘Ebre corresponen principalment a dipòsits del Paleocè , Eocè i Oligocè procedents de l’erosió dels relleus adjacents. Localment, aquests dipòsits es troben fossilitzats per sediments quaternaris d’origen al·luvial o antròpic.

Esquema estratigràfic de correlació dels sediments del Paleocè i Eocè a la Conca de l’Ebre.

Així, doncs en detall, a la zona de la Conca de l’Ebre s’identifiquen dues grans unitats geoestructurals; el conjunt de materials terciaris i els materials quaternaris.

3.2.1 Materials Terciaris

Aquests materials es van sedimentar en el context tectònic compressiu que afectà les vores de placa Ibèrica i Europea durant el Paleogen. Presenten un rang d’edats que van del Paleocè a l’Oligocè, cadascuna amb característiques geolitològiques particulars.

A la zona de projecte els materials terciaris, corresponents als ventalls al·luvials de Sant Llorenç i Montserrat es disposen discordantment sobre el basament triàsic, el qual té un contacte mecànic amb el paleozoic de la serralada Prelitoral.

Per causa d’aquest contacte mecànic, els materials terciaris comencen amb cabussaments forts per anar guanyant horitzontalitat nord enllà.

Paleocè

El registre sedimentari del Paleocè és representat en afloraments molt reduïts arreu del marge meridional de la conca pels materials d’origen continental i fàcies Garumnià que constitueixen la formació Mediona, els quals es troben discordants directament sobre el substrat mesozoic o paleozoic.

.

PIRINEUS

SERRALADA IBÈRICA

SERRALADA COSTERO CATALANA

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 6

La formació Mediona està constituïda per gresos i lutites ataronjats amb crostes calcàries, passades bretxoses, restes de microcòdiums i altres indicis que demostren el seu origen al·luvial-lacustre fortament edafitzat.

Eocè

En el marge meridional de la Conca de l’Ebre, a la zona de l’actual Serralada Prelitoral, la deformació va començar d’una manera significativa a l’Eocè i sempre associada a estructures amb desplaçaments menors que als Pirineus; no obstant això, el relleu generat en aquest marge va ser prou significatiu per controlar les fàcies dels sediments que es dipositaven a les proximitats.

Aquest és un període que es caracteritza per fortes i freqüents oscil·lacions del nivell del mar, quedant enregistrats en forma d’un conjunt de cicles sedimentaris superposats. Els cicles individuals consisteixen en sediments al·luvials dipositats en medis continentals i litorals als marges de la conca, els quals passen lateralment a sediments deltaics molt ben desenvolupats, i aquests, a sediments dipositats en medis de talús i de conca marina (carbonatats), entre els quals s’intercalen episodis evaporítics.

Així doncs, al inici de l’Eocè la conca d’avantpaís de l’Ebre experimentà la primera transgressió marina atlàntica convertint-se en un gran golf poc profund de manera que sobre els sediments continentals paleocens es desenvoluparen plataformes marines de calcàries amb alveolines (Fmc Cadí, Fmc Orpí, etc), mentre que ens las sedimentació en el vorells de conca continua essent continental en el marge Sud (Fmc. Pontils) i passà a ser de plataforma oberta (margues) en el marge pirinenc (Fmc. Sagnari i Corones) degut al basculament de la conca.

Aquest basculament, provocat per la sobrecàrrega dels encavalcaments pirinencs, generà un depocentre sedimentari al marge nord d’aquest sector de la conca, reomplint-se principalment per materials de fàcies marines i transicionals al llarg del Lutecià, mentre que la sedimentació fou principalment detrítica al marge sud.

El Bartonià enregistrà també una important transgressió marina; es durant aquest cicle que es dipositaren les potents sèries margoses que actualment afloren a Oliana, Vic i Igualada (Fmc. Igualada). A les vores de la conca persistien els sistemes detrítics de ventalls al·luvials costers (Fmc. Collbàs), deltes i zones amb proliferació d’esculls coral·lins (Fmc. Tossa),cada cop més condicionats per la configuració dels Pirineus i de la Cadena Costera. Aquest dispositiu sedimentari es va perllongar, a grans trets, fins a la fi del Bartonià, quan la conca eocena va quedar desconnectada de l’Oceà Atlàntic i esdevingué una conca continental endorreica amb sedimentació evaporítica.

Fossilitzant la sèrie evaporítica es desenvolupà un últim sistema al·luvial (Fmc. Artés, marges de conca) a lacustre (centre de conca) que tancà la sedimentació en aquest sector de conca.

Oligocè

El registre sedimentari de l’Oligocè en aquest sector de la Conca de l’Ebre assoleix una extensió d’aflorament força considerable i un gruix que supera el miler de metres.

Es tracta de dipòsits al·luvials distribuïts en funció de l’evolució tectònica dels marges de conca continuant el dispositiu sedimentari al·luvial-lacustre heretat de l’Eocè, però redistribuint les xarxes fluvials cap a l’oest.

Litologia de Catalunya. Institut Geològic de Catalunya. 2008. Zona del Projecte encerclat en vermell.

3.2.2 Materials Quaternaris

La unitat geoestructural Quaternària engloba materials dipositats en un període de temps que abasta els darrers 2,6 milions d’anys, és a dir el Plistocè i l’Holocè.

Aquest període de temps, geològicament es caracteritza per importants inestabilitats climàtiques alternants (cicles glacials i interglacials) que han condicionat la dinàmica externa terrestre, principalment l’al·luvial. Els resultats més evidents d’aquestes inestabilitats climàtiques són el creixement i la desaparició de les glaceres, la formació de terrasses fluvials als rius principals i les variacions del nivell del mar, les quals condicionen la posició de la línia de costa i l’evolució dels deltes.

D’aquesta manera, els materials d’aquesta unitat són representats majoritàriament per sediments d’origen fluvial, organitzats en sistemes de terrasses i planes d’inundació al llarg de les valls principals, les formacions superficials a les parts baixes dels vessants i els ventalls al·luvials.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 7

Tall II-II’ extret de la planta geològica 1:25.000 full Manresa a l’alçada de confluència dels rius Llobregat i Cardener.

L’activitat erosiva/sedimentaria més important en el quaternari de la Conca de l’Ebre respon a l’encaixament generalitzat de la xarxa de drenatge. Els canvis ambientals que caracteritzen aquestes èpoques modifiquen el règim fluvial (cabal, crescudes i estiatges, etc.), la disponibilitat de materials susceptibles d’ésser transportats pel riu i la capacitat d’aquest per a transportar-los. Com a resultat, als fons de les valls alternen períodes en què predomina la incisió i altres en què predomina la sedimentació, la qual cosa, afegida a la tendència general a l’encaixament, confereix als fons de valls una morfologia esglaonada en terrasses fluvials Les terrasses més antigues, les més elevades respecte al nivell actual del riu, han estat sovint erosionades totalment o parcial. En canvi, les terrasses més joves, les més properes al nivell del riu, son fàcilment reconeixedores. D’aquesta manera, si s’inclou l’al·luvial actual del riu, poden distingir-se quatre nivells de terrasses. De major a menor antiguitat són les següents:

• Terrassa superior (T3): formada per graves i conglomerats de ciment calcari, presentant en el sostre un nivell de bretxes de matriu argilosa i un nivell de llims loèssics. La seva potència pot ser en alguns casos considerable (de l’ordre dels 90 m) i sol estar associada a dipòsits de vessant (col·luvials) o a glacis poc desenvolupats.

• Terrassa mitja (T2): composta per graves poc cimentades amb bretxes i llims loèssics de poc gruix a sostre. La seva potència és de 30 a 40 m. També apareix associada a dipòsits col·luvials.

• Terrassa baixa (T1): presenta graves soltes cobertes per una capa de llims arenosos de tons ocres. Correspon a la terrassa situada uns 2 metres per damunt del nivell del riu Llobregat. Equival lateralment a les unitats de la plana al·luvial i deltaica actual i als dipòsits de les lleres de les rieres actuals.

• Terrassa inferior (T0): és l’actual al·luvial del riu, representa els sediments més moderns: llera actual, plana d'inundació ordinària i terrassa més baixa, entre 0 i 2 metres per damunt del nivell del riu. La seva potència arriba a ser de 30 m i està formada per graves molt arrodonides en seqüències granodecreixents, amb graves a la base i sediments cada cop més fins cap al sostre. Sobre ella apareix un nivell de 2 a 4 metres de potència de llims arenosos (de planícia d’inundació).

3.3 Hidrogeologia

La baixa de permeabilitat de la majoria dels terrenys terciaris, i en alguns casos les condicions topogràfiques, són el motiu de l'absència d’aqüífers explotables. Les escasses i febles surgències que es puguin observar en els voltants de la zona de projecte, estan associades a determinats nivells detrítics amb margues impermeables.

Aqüífers protegits de Catalunya. Institut Geològic de Catalunya. 1998. Zona del Projecte encerclat en vermell.

Nomes els nivells quaternaris de terrasses presenten aigua subterrània associada a les lleres del Riu Llobregat i Cardener. Aquests dipòsits, es disposen en terrasses esglaonades a diferents altures segons la seva antiguitat: les més baixes són les més recents. Es disposen discordants sobre els materials paleozoics o miocens.

Si s’inclou l’al·luvial actual del riu, poden distingir-se quatre nivells de terrasses, però només les dues inferiors adquireixen un cert desenvolupament, entren en contacte hidràulic amb el riu i defineixen la massa d’aigua dels al·luvials de la depressió Central.

Corresponen a la massa d’aigua subterrània nº 11 ”AL·LUVIALS DE LA DEPRESSIÓ CENTRAL I AQÜÍFERS LOCALS”.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 8

Al·luvials de la depressió central i aqüífers locals.

Aquesta massa d’aigua comprèn les terrasses al·luvials inferiors associades als cursos principals dels rius Llobregat i Cardener dins de la depressió Central, al llarg dels 60 km d’amplada de la transversal del Llobregat, entre Sant Llorenç de Morunys al Solsonès (riu Cardener) i Berga al Berguedà (riu Llobregat), al nord, i Monistrol de Montserrat al sud, a la comarca del Bages i aigües avall de la confluència del dos rius.

Constitueixen petites planes discontinues que flanquegen els cursos d’ambdós rius, amb una amplada que generalment no excedeix uns pocs centenars de metres, amb màxims puntuals de 500 a 1.000 m a algunes cubetes principals, com Súria al Cardener i Cabrianes al Llobregat. En el cas particular de la cubeta de Cabrianes, la plana al·luvial penetra la vall de la riera Gavarresa fins a Avinyó, sense solució de continuïtat.

Es tracta d’un un aqüífer lliure vinculat al riu i limitat per les irregularitats geomètriques del substrat, que restringeix sovint el gruix de graves saturades i la capacitat d’emmagatzematge, de manera que l’explotació sol dependre dels cabals induïts del riu, mitjançant captacions properes a la llera.

Dins de l’extens marc de la depressió Central els aqüífers al·luvials considerats prenen una disposició fragmentada i dispersa. Els límits de les formacions aqüíferes són sempre litològics i, en general, representen el contacte entre l’al·luvial i el substrat encaixant. La baixa permeabilitat del substrat fa que, a nivell pràctic, es pugui considerar com un límit impermeable.

3.4 Geomorfologia

La traça del projecte segueix bàsicament la vall encaixada al costat del riu Llobregat, sent els principals ambients geomorfològics presents el modelatge fluvial i la dinàmica de vessants.

En gran part de l'àrea estudiada es poden observar dipòsits quaternaris relacionats amb la dinàmica fluvial (plana d'inundació, dipòsits de terrassa, etc.).

Cal destacar el encaixament de l'actual llera en la plana al·luvial, observant-se en alguns punts d'aquesta llera afloraments del substrat rocós terciari, deguts a l'erosió dels materials al·luvials suprajacents.

Puntualment, en zones de major pendent i amb un gruix de sòls d'alteració de certa entitat, que en general són de poca extensió.

Durant els treballs de camp portats a terme, s'han observat diversos processos geomorfològics actius, afectant a les unitats geològiques que seran travessades per la traça. Es descriuen a continuació:

• Desplaçaments i descalç de blocs de gres i calcària: Aquests fenòmens es produeixen per una erosió i meteorització diferencial. Els gresos i les calcàries presents en les formacions de la zona representen estrats resistents a l'erosió, enfront de les margues i argiles margoses. Quan un talús compta amb materials resistents situats sobre materials erosionables, es dóna lloc a la formació de blocs descalçats en la part superior del talús, susceptibles de sofrir desplaçament i caiguda.

• Despreniments de roques: El substrat rocós eocè mostra un patró de fracturació que es caracteritza per dos sistemes de juntes perpendiculars a l'estratificació i entre si. Tant en talussos de l'actual C-55, com de talussos naturals (vessants), s'han observat despreniments de blocs procedents de nivells de gresos i calcàries fracturades.

• Xaragalls: Són produïts per l'erosió de l'aigua en roques fàcilment meteoritzables i erosionables. Tal és el cas de les margues, que exposades a condicions atmosfèriques es disgreguen en forma alveolar o lenticular, produint-se xaragalls (badlands).

• Erosió fluvial: S’observa l’encaix del riu Llobregat i rieres afluents, obligant a preveure estructures de protecció front a soscavació de les fonamentacions en zones properes a les lleres.

• Lliscaments i reptacions: S’observen, sobretot en materials d’origen col·luvial en zones d'elevada pendent.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 9

3.5 Riscos geològics

Per risc geològic entenem qualsevol situació o esdeveniment físic extrem on es produeix un alliberament d’energia o matèria que ocasiona danys a la població i a tot allò que aquesta població valora. Els riscos derivats del cicle hidrològic, com les inundacions i les sequeres, constitueixen els principals riscos naturals a Catalunya. Però també altres riscos naturals d’origen geofísic com les allaus de neu, les esllavissades de terres, els esfondraments o els terratrèmols hi tenen una presència rellevant.

Risc d’inundació:

Les inundacions han afectat històricament dues grans àrees: els Pirineus i els Pre-Pirineus i el litoral i el prelitoral català. Concretament, es defineixen com a zones d’alt risc d’inundació a Catalunya el baix Ter, la Bisbal d’Empordà, Girona, el baix Llobregat, el delta del Llobregat, la riera de Rubí, el Riu Ripoll, Tarragona, Balaguer, Lleida i Tortosa, així com les rieres litorals de la Costa Brava, Maresme i el litoral de Tarragona. Alguns dels episodis d’inundació més catastròfics esdevinguts a Catalunya durant el segle passat han estat els d’octubre de 1907, que afectà principalment les conques de l’Ebre i el Segre; el d’octubre de 1940, a les conques del Fluvià, la Muga i el Ter; el de setembre de 1962, a les comarques del Vallès, el Maresme i el Baix Llobregat, i el de novembre de 1982 que afectà sobretot les comarques pirinenques.

La mateixa gran irregularitat general i variabilitat interanual elevada de les precipitacions en el clima mediterrani és l’origen d’episodis de sequera que afecten periòdicament de forma moderada i a vegades rigorosa la major part del territori català. Alguns dels episodis més rellevants es van esdevenir entre 1944 i 1950, els anys 1973, 1985, 1988-89 i 2007-08.

Mapa de risc d’inundacions a Catalunya i xarxa hidrològica principal (INUNCAT). Extret de l’ICC.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 10

Risc sísmic:

A Catalunya hi ha dues importants zones sismogenètiques. En primer lloc els Pirineus, que és la zona més activa, amb dues subzones diferenciades: al voltant de la població francesa d’Arette (als Pirineus occitans) i el vessant sud dels Pirineus orientals (que inclou la regió d’Olot). En segon lloc tenim el sistema litoral català (des del sud de Girona fins prop de Tarragona). La dels Pirineus és la que presenta els terratrèmols d’intensitat més gran, com la sèrie sísmica que tingué lloc al segle XV i que va afectar especialment les comarques del Ripollès, Garrotxa i Selva.

Mapa de zonificació sísmica de Catalunya considerant l’efecte sòl, presentat al Pla Especial d’Emergències Sísmiques de Catalunya (SISMICAT). Extret de l’ICC.

Risc d’esfondrament:

L’esfondrament de formacions rocoses amb important presència de guixos i sals sovint ocasionen processos de dissolució i esfondrament de cavitats, com passa a alguns punts de les comarques del Pallars Sobirà, Alt Urgell, Berguedà, Pla de l’Estany o Garrotxa. En el cas de les formacions carbonatades, l’evolució és molt lenta i a vegades difícilment perceptible, tot i que els camps de dolines són perfectament visibles en alguns punts de Cerdanya, Vall d’Aran, Berguedà i Garraf.

Mapa de susceptibilitat als esfondraments i subsidència a Catalunya amb la localització de les zones més afectades. Extret de l’ICC.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 11

Risc d’esllavissades:

La concentració geogràfica d’esllavissades de terra es dóna sobretot a les àrees de muntanya de pluviometria més elevada i té una estreta relació amb els grans episodis d’inundació que afecten les capçaleres de les conques fluvials catalanes, com les d’octubre de 1940, setembre de 1962 i, especialment, novembre de 1982.

Mapa de susceptibilitat de Catalunya amb la localització dels majors esdeveniments amb danys enregistrats en algun moment de la història. Extret de l’ICC.

Per últim, el risc d’allaus de neu es localitza als Pirineus, especialment, i per aquest ordre, a les comarques de la Vall d’Aran, Alta Ribagorça, Pallars Sobirà, Ripollès, Cerdanya, Pallars Jussà, Alt Urgell, Berguedà i Solsonès. Les tres primeres són les que concentren un major risc d’afectació als edificis i vies de comunicació.

3.6 Litotips identificats

Segons l’ICC (Institut Cartogràfic de Catalunya)

Mapa geològic de Catalunya 1:25.000. Extret de l’ICC.

3.6.1 Qt0-1. Terrassa al·luvial actual

Graves, sorres i lutites. Representa els sediments més moderns: llera actual, plana d'inundació ordinària i terrassa més baixa, entre 0 i 2 metres per damunt del nivell del riu. En general aquests dipòsits s'organitzen en seqüències granodecreixents, amb graves a la base i sediments cada cop més fins cap al sostre. Equival lateralment a Qpa (plana al·luvial i deltaica actual) i a part de Qr (dipòsits de les lleres de les rieres actuals). Edat: Holocè recent.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 12

Terrassa al·luvial actual

3.6.2 Qt2. Terrassa al·luvial antiga

Graves, sorres, llims i argiles. Terrassa fluvial. Edat: s'atribueix al Plistocè- Holocè basal.

Terrassa al·luvial antiga

3.6.3 PEg. Formació Collbàs

Gresos amb ciment esparític, calcàries bioclàstiques, margues grises i ocasionalment conglomerats a la base. En general, els 30 primers metres estan constituïts per microconglomerats i gresos de gra groller, seguits d'una alternança de margues noduloses i calcarenites bioclàstiques amb ciment de micrita o esparita, on es troben abundants restes d'equinoids, coralls, algues, miliòlids, mol·luscs i ostràcodes; i els trams més superiors de la unitat per biomicritres i bioesparites molt detrítiques amb alveolines.

Alternança de gresos de la Formació Collbàs

Aquesta unitat cartogràfica també es presenta en nivells de 10 metres de potència màxima i gran continuïtat lateral intercalats dins la unitat PEm. Constitueix la "formació Collbàs" a la zona d'Igualada i la "formació gresos de Centelles" a la zona de la Garriga i Vic. La potència màxima és de l'ordre de 100 metres. Ambient sedimentari costaner. Edat: Bartonià.

3.6.4 PEm. Formació Igualada

Margues blaves fossilíferes amb limolites vermelles. Les margues tenen un aspecte característic i són més sorrenques cap a l'est. Dins d'aquesta unitat cartogràfica s'intercalen nivells calcaris cartografiats com a PEc i nivells de gresos bioclàstics cartografiats com a PEg. Aquesta unitat engloba la "formació margues d'Igualada" i "formació margues de Collbàs". La potència és aproximadament de 240 metres. Ambient sedimentari plataforma marina. Edat: Bartonià.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 13

Margues grises de la Formació Igualada

4 SISMICITAT

4.1 Norma sismorresistent i àmbit d’aplicació

La zonificació sísmica és el procediment pel qual es coneixen les característiques i els efectes dels probables terratrèmols que poden succeir en el futur en una determinada regió (Karnik i Algermissen, 1980). Per descomptat, s’hauria de tenir en compte a l’hora de prendre qualsevol decisió referent a la planificació regional o urbana i en el disseny anti-sísmic.

Els resultats de la zonificació sísmica es plasmen sobre mapes; el seu contingut varia d’acord amb la finalitat a la que es vulgui arribar i segons la informació de la que es disposa. Els mapes de zonificació que s’acostumen a incloure en els codis oficials de construcció consisteixen en la divisió del territori en diverses zones indicatives del grau de perillositat sísmica relacionades amb els coeficients sísmics inclosos en el codi.

La perillositat sísmica d’una zona es defineix mitjançant el mapa de perillositat sísmica publicat en el capítol 2 del BOE nº244 del divendres 11 d’octubre de 2002.

Mapa de zonificació sísmica en funció de l’acceleració sísmica bàsica i del coeficient de contribució. Mapa inclòs en la Norma de Construcció Sismorresistent (Part General i Edificació) NCSE-02 (Reial Decret 997/2002 del 27 de setembre).

Segons l’article 2 del RD 637/2007 del 18 de maig en el que s’aprova la Norma de Construcció Sismorresistent: Ponts (NCSP-07), les accions sísmiques en ponts es consideraran únicament quan el valor de l’acceleració de càlcul (ac) sigui superior a 0,04g, essent ‘g’ l’acceleració de la gravetat.

Segons el mapa de zonificació sísmica, i la Norma de Construcció Sismorresistent actualment en vigor (Reial Decret 997/2002 del 27 de setembre), el nivell d’acceleració sísmica bàsica i coeficient de contribució K és:

Municipi ab/g K

Sant Vicenç de Castellet 0,04 1,0

Castellgalí 0,04 1,0

Valors obtinguts de la NCSE-02.

Tenint en compte que l’acceleració sísmica bàsica és igual o major a 0,04g la norma serà d’obligatòria aplicació (segons l’apartat 1.2. de la mateixa Norma).

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 14

4.2 Acceleració sísmica

L’acceleració sísmica de càlcul s’obté a partir de l’acceleració sísmica bàsica, mitjançant la següent formulació:

a S ∙ ρ ∙ a

on:

- ab és l’acceleració sísmica bàsica.

- p és coeficient adimensional de risc; en funció del període de vida en anys per als

quals es projecta la construcció.

p=1,0 per a construccions d’importància normal,

p=1,3 per a construccions d'importància especial).

- S és coeficient d'ampliació de terreny.

on:

Per a p·ab ≤ 0.1g ,

Per a 0.1g < p·ab < 0.4g ,

3,33 0,1 1,

Per a 0.4g ≤ p·ab 1,0

C és un coeficient que depèn de les característiques geotècniques del terreny.

Tipus de terreny Característiques del terreny Coeficient C

I Roca compacta, sòl cimentat o granular molt dens. Velocitat de propagació de les ones elàstiques transversals o de cisalla, Vs >750 m/s

1,0

II Roca molt fracturada, sòl granular dens o cohesius dur. Velocitat de propagació de les ones elàstiques transversals o de cisalla, 750m/s > Vs > 400 m/s

1,3

III Sòl granular o cohesiu de consistència ferma a molt ferma. Velocitat de propagació de les ones elàstiques transversals o de cisalla, 400 m/s > Vs > 200 m/s

1,6

IV Sòl granular solt o cohesiu tou. Velocitat de propagació de les ones elàstiques transversals o de cisalla, Vs > 200 m/s

2,0

Coeficient segons el tipus de terreny.

Per obtenir el valor del coeficient C de càlcul es determinaran els gruixos e1, e2, e3 i e4 dels terrenys tipus I, II, III i IV respectivament, existents en els 30 primers metres sota la superfície.

S’adoptarà com a valor de C el valor mig obtingut al ponderar els coeficients Ci de cada estrat amb el seu gruix ei, mitjançant l’expressió:

∑30

4.2.1 Viaductes

Al ser una estructura tipus pont és d’aplicació la normativa NCSP-07. Es considera una construcció d’importància normal. Els valors d’entrada són:

UNITAT Coeficient Ci ei C Terrassa actual 2,0 2m

1,067 PEm (Fmc. Igualada) 1,0 28m

Coeficient Ci acceleració sísmica segons unitats del traçat.

Resolem:

a S ∙ ρ ∙ a

a1,0671,25

∙ 1,0 ∙ 0,04 ,

Atès que es tracta d’una estructura d’importància normal i l’acceleració sísmica de càlcul ac és inferior a 0,04g, l’aplicació de la Norma Sísmica no és d’obligat compliment en el disseny i càlcul de les estructures.

4.2.2 Tronc

Per a la resta del tronc de la traça és d’aplicació l’article 2 de la norma NCSE-02.

Per calcular el coeficient C del terreny s’ha considerat el cas més desfavorable, on la distribució dels materials resulta la següent:

UNITAT Coeficient Ci ei C Rebliment-terraplè carretera actual 2,0 9m

1,30PEm (Fmc. Igualada) 1,0 21m

Coeficient Ci acceleració sísmica segons unitats del traçat.

Resolem:

a S ∙ ρ ∙ a

a1,31,25

∙ 1,0 ∙ 0,04 ,

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 15

5 CAMPANYA GEOTÈCNICA

La prospecció geològica geotècnica portada a terme per a la realització d’aquest annex l’ha dut a terme l’empresa INZAMAC S.L. durant el primer trimestre de 2013. Durant aquesta fase s’han realitzat 26 sondejos mecànics a rotació amb extracció de testimoni continu i la presa de mostres representatives per al seu posterior anàlisi en laboratori acreditat.

Fotografia de la màquina de sondeigs treballant.

Aquests sondejos, anomenats S-1 a S-28, s’han ubicat principalment a les obres de fàbrica i enllaços per tal d’obtenir informació i reduir algunes incerteses de l’estudi d’antecedents. Els treballs es van realitzar amb una sonda rotativa tipus TECOINSA TP-50-D de les empreses INZAMAC i Geoplanning.

Per complementar el mostreig dels sondejos s’ha dut a terme una campanya consistent en la realització de 14 cales mecàniques amb una maquina excavadora tipus “mixta” CATERPILLAR. La seva disposició s’ha escollit per tal de confirmar l’aflorament de materials ja cartografiats en la fase antecedent i per evitar incerteses en el traçat definitiu.

Fotografia de la màquina excavadors treballant.

Els materials presents en la zona de prospecció pertanyents al àmbit de la traça proposada corresponen superficialment a materials de tipus Quaternari recolzats sobre materials Terciaris de comportament rocós amb un grau d’alteració baix.

Per tal de conèixer la profunditat del substrat rocós a les zones de grans desmunts s’hi ha realitzat una campanya de sísmica de refracció de 250 metres de longitud.

Fotografia durant l’execució de la sísmica de refracció.

5.1 Sondeigs mecànics

La ubicació i característiques dels sondejos d’aquesta campanya es troba detallat a la següent taula. En total s’han realitzat 314,7 metres lineals de sondeig.

Nom Prof. (m) Estructura PK aprox. nº SPT nº MI nº MP S-1 14,30 Mur 21+525 1 - 2 S-2 14,00 Mur 21+620 2 1 1 S-3 14,60 Mur 21+720 2 1 1 S-4 14,85 Mur 21+800 2 1 1 S-5 14,50 Mur 21+900 3 - 1 S-6 8,50 Terraplè 22+000 - - 2 S-7 8,00 Estrep 22+160 - 1 1 S-8 9,00 Pila 22+260 1 - 2 S-9 10,55 Pila 22+340 - 1 2 S-10 16,00 Pila 22+540 3 - 1 S-10B 9,00 Estrep 22+550 1 - 1 S-11 10,00 Terraplè 22+650 - - 3 S-12 10,00 Terraplè i OD 22+800 1 - 3 S-13 10,00 Terraplè i OF 23+000 - - 3 S-14 9,80 Terraplè i OF 23+100 - 1 2 S-15 13,00 Terraplè 23+300 2 1 1 S-16 12,00 Terraplè 23+500 1 1 2 S-17 17,50 Estrep 23+640 3 1 2 S-18 17,35 Pila 23+700 2 1 2 S-19 13,00 Pila 23+800 1 1 3

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 16

Nom Prof. (m) Estructura PK aprox. nº SPT nº MI nº MP S-23 14,50 Estrep 24+190 1 - 2 S-24 10,40 Mur 24+220 1 - 2 S-25 13,20 Mur 24+280 1 1 1 S-26 11,00 Desmunt Ac. Castellgalí 1 - 2 S-27 11,00 P.inf. ADIF Ac. Castellgalí 2 - 2 S-28 11,50 P.inf. ADIF Ac. Castellgalí - 1 1

Relació de sondejos executats en l’àmbit del Projecte Constructiu.

A cadascun del sondeigs s’han realitzat assaigs de penetració estàndard (Standard Penetration Test) aproximadament cada 3 metres de profunditat. L’assaig SPT consisteix en introduir una cullera bipartida normalitzada de 35 mm de diàmetre en el fons del sondatge, a la capa que es vol reconèixer. L’assaig mesura el nombre de cops necessaris per tal que la cullera penetri 4 trams de 15 cm, deixant caure una massa de 63,5 kg d’un alçada de 76,2 cm.

Les mostres s’han agafat en funció de la naturalesa del terreny travessat. S’han pres mostres parafinades (MP), mostres inalterades (MI) i mostres amb cullera bipartida (SPT). Per a l’extracció de mostres inalterades (MI), es procedeix com en els assaigs SPT però clavant un mostrejador, normalitzat, segons XP P94-202.1995, de 78 mm. de diàmetre exterior amb funda interior de PVC que permet segellar la mostra mantenint l’estructura i la humitat.

5.2 Calicates mecàniques

Per a la realització de les cales s’ha disposat d’una retroexcavadora mixta. Les excavacions han arribat a profunditats entorn a 4 m, exceptuant aquells casos en que les característiques resistents del terreny o la presència d’aigua ho impedien. Les dimensions de l’excavació en planta foren les necessàries per a permetre la seva inspecció i descripció. Per a cadascuna de les cales s’han pres fotografies en color, tant de les parets de l’excavació com dels materials excavats. De la mateixa manera, s’han pres mostres en sac pel seu posterior anàlisis de laboratori.

Nom Prof. Calicata (m) PK aprox. Litologia Prof. (m)

Mostra Quantitat mostra

C-1 3,30 21+500 Rebliment tot-u 1,50 3 sacs Al·luvial mig 3,30 3 sacs

C-2 3,40 21+900 Rebliment tot-u 2,30 3 sacs

C-3 1,30 22+200 Al·luvial fi (llims) 0,70 1 sac Al·luvial groller (graves) 1,30 1 sac

C-4 2,40 22+600 Al·luvial fi (llims) 1,70 1 sac Al·luvial mig 2,40 1 sac

C-5 3,40 22+750 Col·luvió/Terrassa 2,50 1 sac Col·luvió/Terrassa 3,40 1 sac

C-6 0,90 23+010 Alteració roca - - C-7 2,20 A. Castellgalí Terrassa (llims) 1,80 2 sacs

C-8 3,70 A. Castellgalí Terrassa (llims i sorres) 1,00 2 sacs Terrassa (graves i sorres) 3,70 4 sacs

Nom Prof. Calicata (m) PK aprox. Litologia Prof. (m)

Mostra Quantitat mostra

C-9 1,60 23+150 Terrassa (graves i sorres) 1,00 4 sacs

C-10 3,40 23+400 Terrassa (llims i sorres) 2,90 1 sac Terrassa (graves i sorres) 3,40 1 sac

C-11 3,80 23+650 Col·luvió (llims argilosos) 0,50 1 sac

C-13 2,50 A. Castellgalí Al·luvial fi (llims) 1,40 2 sacs Al·luvial groller (graves) 2,50 4 sacs

C-14 2,40 24+250 Con dejecció (llims) 2,10 2 sacs C-15 3,10 24+390 Con dejecció (llims) 3,10 3 sacs

Relació de calicates executades en l’àmbit del Projecte Constructiu.

5.3 Prospecció geofísica

S’ha realitzat un estudi geofísic mitjançant la tècnica de la sísmica de refracció amb l’objectiu de determinar el contacte entre sols quaternaris i roca, així com preveure la ripabilitat d’ambdós conjunts.

Les feines les ha dut a terme l’empresa GS Ingeniería a mitjans de març de 2013.

L’estudi es composa per un perfil sísmic (PS-1) que s’ha ubicat a l’enllaç de Castellgalí coincidint amb el desmunt més important del tram. Presenta una longitud aproximada de 285 metres i permet la correlació o contrast de les calicates C-7 i C-8 i els sondejos S-14, S-27 i S-28.

Perfil sísmic Coordenades UTM Longitud Nº geòfons Dist. geòfonsPS-1 X:403.861 Y:4.615.537 285 m. 57 5 m.

Característiques generals del perfil sísmic realitzat.

A partir del perfil es dedueixen 3 nivells en termes de ripabilitat: Un primer nivell de 8 metres de potència que es classificaria com a material ripable. Un segon nivell d’aproximadament 1 metre de ripabilitat marginal. Finalment, un tercer nivell a 9 metres de profunditat que es classificaria com a material ripable prèvia voladura.

Model de distribució de velocitats i correlació amb la campanya de prospeccions.

L’estudi geofísic complert s’adjunta a l’apèndix 4.3 d’aquest annex.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 17

5.4 Nivells freàtics i qualitat de l’aigua

Durant els mesos de febrer i març del 2013 s’ha executat la campanya geotècnica del present Projecte Constructiu. En tots els sondeigs perforats s’ha col·locat tub piezomètric ranurat i s’ha protegit el forat amb arquetes metàl·liques per tal d’evitar l’aportació d’aigua d’escorrentia i sediments. Aquest acabat permet realitzar mesures del nivell freàtic sempre que calgui.

Els nivells d’aigua mesurats són els següents:

SONDEIG Nivell agiua (m) DATA INFORMACIÓ

COMPLEMENTÀRIA S-1 7,80 05/03/2013 Nivell freàtic S-2 8,70 05/03/2013 Nivell freàtic S-3 8,60 05/03/2013 Nivell freàtic S-4 9,10 05/03/2013 Nivell freàtic S-5 9,40 05/03/2013 Nivell freàtic S-6 3,30 06/03/2013 Nivell freàtic S-7 3,10 06/03/2013 Nivell freàtic S-8 3,10 06/03/2013 Nivell freàtic S-9 2,10 06/03/2013 Nivell freàtic

S-10 10,00 07/03/2013 Nivell freàtic S-10B obturat 07/03/2013 Sondeig obturat a 3,40 m S-11 obturat 07/03/2013 Sondeig obturat a 2,40 m S-12 7,50 07/03/2013 Aigua de perforació S-13 7,80 07/03/2013 Aigua de perforació S-14 6,50 26/02/2013 Aigua de perforació S-15 - 26/02/2013 Sec S-16 - 26/02/2013 Sec S-17 10,90 20/02/2013 Nivell freàtic S-18 8,70 20/02/2013 Nivell freàtic S-19 4,30 07/03/2013 Nivell freàtic S-23 11,40 26/02/2013 Aigua d'infiltració estacional S-24 8,70 26/02/2013 Aigua d'infiltració estacional S-25 7,40 26/02/2013 Aigua d'infiltració estacional S-26 6,00 07/03/2013 Aigua de perforació S-27 6,50 07/03/2013 Aigua de perforació S-28 2,50 07/03/2013 Nivell freàtic

Lectures piezomètriques dels sondeigs realitzats.

S’han pres 6 mostres d’aigua per analitzar-les al laboratori per tal d’identificar possibles atacs al formigó de les estructures.

Els resultats han estat els següents:

PARÀMETRES RESULTAT Qa Qb Qc

S-3 S-7 S-9 S-10 S-19 S-28 ATAC DÈBIL

ATAC MIG

ATAC FORT

Valor de pH 7,5 7,5 7,8 7,9 7,9 7,6 6,5–5,5 5,5–4,5 <4,5

CO2 Agressiu (mg CO2/L) 8,30 10,35 3,09 1,86 2,06 7,0 15-40 40-100 >100

Ió Amoni (mg NH4

+/L) 0,85 0,38 2,98 0,92 0,44 0,19 15-30 30-60 >60

Ió Magnesi (mg Mg2+/L) 72,61 28,66 26,71 36,43 25,26 51,49 300-

1000 1000-3000 >3000

Ió sulfat (mg SO4

2-/L) 260 28 85 130 150 140 200-600 600-3000 >3000

Residu Sec (mg/L) 1897 1257 1060 953 1047 1433 150-75 75-50 <50

Resultats de les analítiques d’aigua freàtica.

Tal com mostren els resultats anteriors, la mostra d’aigua extreta del sondeig S-3 és la única que presenta valors d’agressivitat química. Tot i trobar-se en concentracions molt baixes, la normativa del DB-SE-C el classifica com a exposició Qa – Atac dèbil.

La instrucció del Formigó Estructural (EHE-08) estableix per a cada classe d’exposició les següents consideracions:

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 18

Taula extreta del EHE-08 capítol VII.

5.5 Assaigs de laboratori

Durant l’execució dels sondeigs es van extreure mostres representatives de les litologies de la zona. D’aquesta manera vàries mostres SPT i mostres inalterades es van dur a un laboratori acreditat amb l’objectiu d’efectuar-ne assaigs i completar la caracterització geotècnica. D’igual manera es va procedir amb les mostres extretes de les cales efectuades en la zona.

A continuació s’indiquen els assaigs efectuats en la present campanya i les normes seguides per la seva execució:

49 Granulometries de sòls per tamisat. (UNE 103.101) 49 Límits d’Atterberg. (UNE 103.103 i 103.104) 7 Determinació de la densitat d’un sòl. (UNE 103.301/94) 7 Determinacions de la humitat mitjançant secat en estufa. (UNE 103.300:93) 11 Compressions simple en roca. (UNE 229.50-1) (NLT 250) 7 Compressions Triaxials en roca.

4 Talls directes CU (Consolidat - no drenat). (UNE 103.401) 9 Determinacions del contingut en matèria orgànica. (UNE 103.204) 9 Determinacions del contingut en sals solubles. (NLT-114) 9 Determinacions del contingut en guixos. (NLT-115) 9 Assaigs d’inflament lliure. (UNE 103.601:96) 9 Assaigs d’índex de col·lapse. (NLT-254/99) 9 Proctors Modificats. (UNE 103.501) 9 Proctors Normals. (UNE 103.500) 9 Assaigs CBR. (UNE 103.502) 24 Determinacions del contingut en sulfats en sòls. (annex 5 de EHE) 24 Determinacions de l’acidesa Baumann-Gully. (UNE 83962/2008) 6 Assaigs d’agressivitat sobre mostra d’aigua. (Annex 5 de EHE)

La següent taula conté totes les mostres recuperades durant la campanya geotècnica, així com els assaigs efectuats sobre cadascuna d’elles dins de l’àmbit d’actuació del present Projecte Constructiu.

Sondeigs:

Nom  Mostra  Prof. (m)  Descripció  Assaigs realitzats 

S‐1 SPT‐2  4,60‐5,20  Rebliments  Granulometria, Límits TP‐1  8,20‐8,60  Margues sorrenques  Compressió simple TP‐2  13,20‐13,40  Margues sorrenques  Compressió Triaxial 

S‐2 

MI‐1  1,50‐2,10  Rebliments  Granulometria, Límits, Densitat, Humitat SPT‐1  4,00‐4,60  Rebliments  ‐ SPT‐2  7,30‐7,85  Rebliments  Granulometria, Límits TP‐1  11,20‐11,40  Margues sorrenques  Compressió simple 

S‐3 

MI‐1  0,60‐0,95  Rebliments  Granulometria, Límits, Densitat, Humitat SPT‐1  3,00‐3,60  Rebliments  ‐ SPT‐2  7,50‐8,10  Rebliments  Granulometria, Límits TP‐1  10,20‐10,50  Margues sorrenques  Compressió Triaxial 

S‐4 

MI‐1  1,20‐1,80  Rebliments  Granulometria, Límits, Densitat, Humitat SPT‐1  3,50‐4,10  Rebliments  ‐ SPT‐2  6,50‐6,55  Rebliments  ‐ TP‐1  12,00‐12,40  Margues sorrenques  Compressió simple 

S‐5 

SPT‐1  1,80‐2,40  Rebliments  ‐ SPT‐2  4,50‐5,10  Rebliments  ‐ SPT‐3  7,50‐8,10  Al∙luvial (llims)  Granulometria, Límits TP‐1  10,20‐10,60  Margues sorrenques  Compressió simple 

S‐6 TP‐1  3,70‐4,00  Margues sorrenques  ‐ TP‐2  7,30‐7,60  Margues sorrenques  ‐ 

S‐7 MI‐1  1,20‐1,80  Al∙luvial (llims)  Granulometria, Límits, Densitat, Humitat TP‐1  5,60‐5,90  Gres (Calcarenita)  Compressió Triaxial 

S‐8 SPT‐1  1,70‐2,30  Rebliments  Agressivitat del sòl TP‐1  3,40‐3,70  Margues sorrenques  Compressió Triaxial TP‐2  8,20‐850  Gres (Calcarenita)  ‐ 

S‐9 MI‐1  1,30‐1,90  Al∙luvial (llims)  Granulometria, Límits, Densitat, Humitat TP‐1  5,00‐5,40  Margues sorrenques  Compressió simple TP‐2  7,70‐8,25  Margues sorrenques  ‐ 

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 19

Nom  Mostra  Prof. (m)  Descripció  Assaigs realitzats 

S‐10 

SPT‐1  1,20‐1,35  Rebliments  Agressivitat del sòl SPT‐2  4,10‐4,20  Rebliments  ‐ SPT‐3  6,50‐7,10  Al∙luvial (llims)  Granulometria, Límits TP‐1  14,80‐15,20  Margues sorrenques  Compressió simple 

S‐10B SPT‐1  5,70‐5,77  Zona d'alteració (margues)  ‐ TP‐1  6,80‐7,10  Limolita amb margues   ‐ 

S‐11 TP‐1  3,60‐3,90  Limolita amb margues   Compressió simple TP‐2  6,20‐6,60  Margues sorrenques  ‐ TP‐3  9,70‐10,00  Margues sorrenques  ‐ 

S‐12 

SPT‐1  1,50‐2,10  Fons de vall (sorres)  Agressivitat del sòl TP‐1  5,75‐6,00  Margues sorrenques  ‐ TP‐2  7,80‐8,10  Margues sorrenques  ‐ TP‐3  9,60‐10,00  Margues sorrenques  ‐ 

S‐13 TP‐1  3,30‐3,60  Margues sorrenques  Compressió simple TP‐2  6,00‐6,40  Margues sorrenques  ‐ TP‐3  9,10‐9,60  Margues sorrenques  ‐ 

S‐14 MI‐1  0,60‐1,20  Terrassa (sorres amb còdols)  Granulometria, Límits, Densitat, Humitat TP‐1  2,70‐3,00  Margues sorrenques  ‐ TP‐2  5,40‐5,80  Margues sorrenques  ‐ 

S‐15 

MI‐1  0,60‐1,20  Terrassa (llims)  Tall Directe ‐CU‐ (Consolidat‐No Drenat) SPT‐1  2,50‐3,10  Terrassa (sorres amb còdols)  Granulometria, Límits SPT‐2  4,50‐5,10  Terrassa (sorres amb còdols)  ‐ TP‐1  11‐50‐11,85  Margues sorrenques  ‐ 

S‐16 

MI‐1  0,60‐1,20  Terrassa (sorres amb còdols)  Tall Directe ‐CU‐ (Consolidat‐No Drenat) SPT‐1  2,50‐3,10  Terrassa (sorres amb còdols)  Granulometria, Límits TP‐1  7,35‐7,80  Margues sorrenques  ‐ TP‐2  11,50‐11,70  Gres (Calcarenita)  ‐ 

S‐17 

MI‐1  1,20‐1,80  Col∙luvió (sorres llimoses)  Tall Directe ‐CU‐ (Consolidat‐No Drenat) SPT‐1  3,75‐3,95  Col∙luvió (sorres llimoses)  Granulometria, Límits SPT‐2  6,40‐7,00  Col∙luvió (sorres llimoses)  ‐ SPT‐3  10,60‐10,95  Al∙luvial (sorres amb còdols)  ‐ TP‐1  12,45‐13,00  Margues sorrenques  ‐ TP‐2  15,70‐16,30  Margues sorrenques  ‐ 

S‐18 

MI‐1  1,80‐2,40  Col∙luvió (llims sorrencs)  Tall Directe ‐CU‐ (Consolidat‐No Drenat) SPT‐1   4,00‐4,60  Col∙luvió (llims sorrencs)  Agressivitat del sòl SPT‐2  6,20‐6,80  Terrassa Baixa/Al∙luvial  Granulometria, Límits TP‐1  11,75‐12,00  Margues sorrenques  Compressió simple TP‐2  14,05‐14,35  Margues sorrenques  ‐ 

S‐19 

SPT‐1  1,45‐2,05  Col∙luvió (llims sorrencs)  Granulometria, Límits MI‐1  4,00‐4,25  Al∙luvial (sorres amb còdols)  Granulometria, Límits, Densitat, Humitat TP‐1  6,50‐6,90  Margues sorrenques  Compressió Triaxial TP‐2  8,90‐9,30  Margues sorrenques  ‐ TP‐3  9,90‐10,35  Margues sorrenques  ‐ 

S‐23 SPT‐1  3,50‐3,72  margues argiloses  Granulometria, Límits TP‐1  3,95‐4,30  Gres   ‐ 

Nom  Mostra  Prof. (m)  Descripció  Assaigs realitzats TP‐2  13,90‐14,25  Margues sorrenques  ‐ 

S‐24 SPT‐1  1,50‐2,10  Terrassa/con de dejecció  Granulometria, Límits TP‐1  6,00‐6,30  Gres   Compressió Triaxial TP‐2  10,10‐10,35  Gres   ‐ 

S‐25 SPT‐1  1,80‐2,40  Terrassa/con de dejecció  Agressivitat del sòl MI‐1  5,80‐5,85  Zona d'alteració (margues)  ‐ TP‐1  12,70‐12,95  Margues sorrenques  ‐ 

S‐26 SPT‐1  1,50‐2,10  Terrassa (sorres amb còdols)  ‐ TP‐1  6,23‐6,52  Margues sorrenques  Compressió simple TP‐2  10,40‐10,60  Margues sorrenques  ‐ 

S‐27 

SPT‐1  1,20‐1,80  Terrassa (llims)  Granulometria, Límits SPT‐2  4,50‐5,05  Terrassa (sorres amb còdols)  ‐ TP‐1  7,80‐8,10  Gres   Compressió simple TP‐2  10,20‐10,60  Margues sorrenques  Compressió Triaxial 

S‐28 MI‐1  1,20‐1,57  Al∙luvial (llims)  ‐ TP‐1  7,50‐7,80  Margues sorrenques  ‐ 

Relació de mostres i assaigs de laboratori extretes dels sondeigs.

Calicates:

Nom Mostra PROF. Mostra (m) Quantitat Litologia  Assaigs realitzatsC‐1  M‐1  0,00‐1,50  3 sacs  Reblert tot‐u  Identificació C‐1  M‐2  1,50‐3,30  3 sacs  Al∙luvial mig (sorres llimoses)  PG3 + identif. C‐2  M‐1  0,00‐2,30  3 sacs  Reblert tot‐u  Identificació 

C‐3 M‐1  0,30‐0,70  1 sac  Al∙luvial fi (llims)  Identificació M‐2  0,70‐1,30  1 sac  Al∙luvial groller (graves)  ‐ 

C‐4 M‐1  0,30‐1,70  1 sac  Al∙luvial fi (llims)  Identificació M‐2  1,70‐2,40  1 sac  Al∙luvial mig (sorres llimoses)  Identificació  

C‐5 M‐1  0,30‐2,50  1 sac  Col∙luvió/Terrassa (llims)  Identificació M‐2  2,50‐3,40  1 sac  Col∙luvió/Terrassa (llims)  Identificació  

C‐6  NO  NO  NO  Alteració roca  ‐ C‐7  M‐1  0,30‐1,80  2 sacs  Terrassa (llims amb algo de sorra)  PG3 + identif.. 

C‐8 M‐1  0,30‐3,70  2 sacs  Terrasa (sorres llimoses)  PG3 + identif. M‐2  1,40‐3,70  4 sacs  Terrassa (graves sorrenques)  PG3 + identif.  

C‐9  M‐1  0,20‐1,60  4 sacs  Terrassa (graves sorrenques)  PG3 + identif. 

C‐10M‐1  0,40‐2,90  1 sac  Terrassa (llims amb algo de sorra)  Identificació M‐2  2,90‐3,40  1 sac  Terrassa (graves sorrenques)  Identificació 

C‐11 M‐1  0,40‐3,80  1 sac  Col∙luvió (llims argilosos)  Identificació 

C‐13M‐1  0,40‐1,40  2 sacs  Al∙luvial fi (llims)  PG3 + identif. M‐2  1,40‐2,50  4 sacs  Al∙luvial groller (graves)  PG3 + identif. 

C‐14 M‐1  0,20‐2,10  2 sacs  Con de dejecció (llims sorrencs)  PG3 + identif. C‐15 M‐1  0,30‐3,10  3 sacs  Con de dejecció (llims sorrencs)  PG3 + identif. 

Relació de mostres i assaigs de laboratori extretes de les calicates.

En referència a la taula anterior, l’assaig d’identificació inclou els següents punts:

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 20

Granulometria per garbellat. Límits d’Atterberg. Determinació quantitativa del contingut en sulfats solubles d’un sòl. Grau d’acidesa Baumann Gully.

D’altra banda, l’assaig PG3 inclou els següents assaigs:

Inflament lliure en edòmetre. Col·lapse en sòls. Contingut en matèria orgànica. Contingut en sals solubles. Contingut en guixos. Proctor Normal. Proctor Modificat. Índex CBR. Estabilitat d’àrids i fragments.

5.6 Pressiòmetres

L’assaig pressiomètric consisteix en aplicar, esgraonadament, una pressió radial mitjançant una sonda dilatable a l’interior del sondeig, mesurant el desplaçament induït al terreny. Aquest procés es realitza tant per càrrega com per descàrrega, obtenint un registre del comportament elastoplàstic del terreny. A partir d’aquí, es calcula pressió de fluència i la pressió límit (PF i PL). Finalment s’obté el mòdul de deformació pressiomètric

S’han realitzat 8 pressiòmetres tipus OYO intentant caracteritzar el substrat Terciari de forma acurada.

Sondeig Unitat Prof. Assaig (m) Gi (MPa) Emi (MPa) Gur (MPa) Emur (MPa)

S-7 PEg 7,50 161,29 419,35 403,61 1.049,39

S-8 PEm 5,30 234,69 610,2 1.320,87 3.434,26

S-9 PEm 7,00 86,95 226,07 388,62 1.010,42

S-10 PEm 12,60 3.156,92 8.205,72 3.614,20 9.396,92

S-17 PEm 14,70 696,98 1.812,14 1.508,04 3.920,90

S-18 PEm 13,20 210,57 547,49 871,98 2.267,14

S-19 PEm 12,50 284,66 740,13 np np

S-23 PEg 8,20 316,31 822,40 973,99 2.532,38

Taula de resultat dels pressiòmetres. (‘Gi’ mòdul de tall de càrrega, ‘Gur’ mòdul de tall de recàrrega, ‘Emi’ mòdul pressiomètric de càrrega, ‘Emur’ mòdul pressiomètric de recàrrega).

Les actes originals de tots aquests assaigs es poden consultar a l’apèndix 4.4 d’aquest mateix annex.

6 CARACTERITZACIÓ GEOTÈCNICA DELS MATERIALS

Presentats els materials des d’un punt de vista geològic, i un cop citades les relacions que s’estableixen entre ells, en aquest capítol es realitza la descripció i caracterització del subsòl de la zona.

L’objectiu que es vol assolir és, per un costat, analitzar si a cadascun dels nivells descrits geològicament cal avaluar diferents comportaments geotècnics i, per un altre costat, quantificar a partir dels assajos realitzats les principals magnituds o paràmetres que permetin estimar el seu comportament.

A grans trets es poden considerar tres tipus de unitats respecte al seu possible comportament geotècnic. sols moderns, amb diferents grau de compactació (RAB, RAC, Qt1), sols/roques antigues més compactes però amb diferent composició més granular o més cohesiva (QCD, Qt2), i roques eocèniques amb diferent litologia (PEm, PEg). A nivell de la caracterització del corredor s’han distingit les següents unitats geotècniques:

6.1 Sòl vegetal

A les zones on la traça es recolza sobre terreny natural, existeix un gruix mig de l'ordre de 30 cm de terra vegetal. La terra es presenta amb un color més fosc, conté arrels, està més solta i el seu contingut en matèria orgànica és més alt que a la resta, per la qual cosa es podrà aprofitar per a la vegetació dels talussos.

Únicament hi ha dos zones on no trobem sòl vegetal sinó rebliments antròpics:

PK inici PK final Longitud Unitat superficial

21+500 21+950 450 metres Reblert

22+530 22+540 10 metres Reblert

Trams on no es presenta el sòl vegetal.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 21

6.2 Abocaments no compactats (RAB)

S’han identificat zones de rebliments antròpic no compactats (RAB). Que afecti a la traça trobem un reblert entre els PPKK 22+160 i 22+270 (110m) amb una potència màxima identificada de 2,60m.(0,9m al S-7 i 2,60m al S-8).

Aquesta zona coincideix amb l’estrep i les primeres piles del viaducte OF-22.2.

La unitat RAB no és apta per al recolzament d’estructures per la seva heterogeneïtat general i les seves pobres propietats geotècniques (NSPT = 7).

Aspecte de la unitat RAB extreta dels sondeigs.

En aquesta unitat s’hi ha realitzat un assaig d’agressivitat del sòl per tal de valorar-ne la seva retirada a abocador. El resultat ha estat negatiu tant en contingut de sulfats com en l’acidesa Baumann-Gully.

6.3 Reblerts antròpics compactats (RAC)

Com a rebliments antròpics compactats (RAC) s’han identificat dues zones al llarg de la traça:

La primera es troba al començament del tram i correspon al terraplè de l’actual carretera C-55 entre els PPKK 21+500 i 21+400 aproximadament. En aquesta zona es projecta el Mur 21.6 que ha d’evitar la invasió del terraplè al riu.

La segona es troba al voltant del PK 22+560 i correspon al terraplè compactat de la línia d’ADIF. En aquesta zona la traça passa per sobre de les vies mitjançant el Viaducte OF-22.2. L’estrep Nord del viaducte coincideix en part d’aquests reblerts compactats.

Tal com s’observa a la fotografia predominen les restes del balast de la línia de ferrocarrils.

Aspecte de la unitat RAC extreta dels sondeigs.

En aquesta unitat s’hi ha realitzat un assaig d’agressivitat del sòl per tal de valorar-ne la seva retirada a abocador. El resultat ha estat negatiu tant en contingut de sulfats com en l’acidesa Baumann-Gully.

6.4 Con de Dejecció (QCD)

S’ha identificat un con de dejecció en el darrers 293 metres del tram entre els PPKK 24+200 i 24+493. La base d’aquest material es troba en aquesta zona, aproximadament, a la cota +197 (msnm).

Aspecte de la unitat QCD extreta dels sondeigs.

Aquesta unitat apareix en superfície per sobre del substrat Terciari amb un gruix variable entre 2,30 i 4,00 metres. Presenta una compacitat mitja segons la Taula D.2. del DB SE-C.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 22

NSPT (mínim) NSPT (màxim) Classificació

15 30 Mitja

Compacitat del sòl segons el l’índex NSPT.

Segons la Figura D.1 del DB SE-C, per a un NSPT=15 podríem considerar un angle de fregament intern de 31º:

Correlació entre assaigs SPT i l’angle de fregament intern.

També s’hi ha realitzat un assaig d’agressivitat del sòl per tal de valorar-ne la seva idoneïtat. El resultat ha estat negatiu tant en contingut de sulfats com en l’acidesa Baumann-Gully.

Els assajos d’identificació determinen els següents resultats:

Investigació Classificació USCS Límits d’Atterberg Granulometria (%)

L.L. L.P. I.P. 5 2 0,4 0,08

S-24 (SPT1) CL - ML 20,1 14,6 5,5 96,3 93,2 90,1 69,1

C-14 CL - ML 20,6 15,5 5,1 100 99,6 95,6 60,7

C-15 CL - ML 22,3 16,3 6,0 94,6 93,4 82,0 52,8

Característiques físiques de la unitat QCD.

Per tal de realitzar els càlculs d’estabilitat dels desmunts projectats en aquesta unitat, es recomana utilitzar els següents paràmetres:

Unitat Densitat Cohesió Angle de fregament intern

QCD 1,9 g/cm3 0,005 MPa 31º

Paràmetres de càlcul per a la unitat QCD.

Respecte a l’aprofitament d’aquesta unitat s’ha obtingut:

MATÈRIA ORGÀNICA

SALS SOLUBLES

INFLAMENT LLIURE ÍNDEX DE

COL·LAPSE ESTABILITAT D’ÀRIDS

% QUE PASSA PER TAMÍS PLASTICITAT #2 #0,4 #0,08 LL IP

< 0,2% < 0,2% -- -- < 2% < 80% < 75% < 25% < 30 < 10 Sòls seleccionats

< 1,0% < 0,2% -- -- < 2% < 80% -- < 35% < 40 Si

LL>30 IP > 4

Sòls adequats

< 2,0% Guix<5,0% S.S.<1,0% < 3,0% < 1,0% -- -- -- -- < 65

Si LL>40

IP>0,73 (LL-20)

Sòls tolerables

< 5,0% -- < 5,0% -- -- -- -- -- -- Si

LL>90 IP>0,73 (LL-20)

Sòls marginals

FORMACIÓ QCD

MÀXIM 0,29% Guix 0,05% S.S. 0,15%

0,02% 0,04 <2% 99,6 95,6 69,1 22,3 6,0

SÒL TOLERABLEMÍNIM 0,29%

Guix 0,05% S.S. 0,14%

0,01% 0,01 <2% 93,2 82,0 52,8 20,1 5,1

MIG 0,29% Guix 0,05% S.S. 0,14%

0,015% 0,025 <2% 95,4 89,2 60,86 21,0 5,53

Resultat assaigs PG3 en la unitat QCD.

Assajos de compactació Proctor i CBR:

ÍNDEX CBR

PRÓCTOR NORMAL

PRÓCTOR MODIFICADO

δ màx.

H òptima

δ màx.

H òptima

FORMACIÓ QCD

MÀXIM 44,6 1,92 12,7 2,06 9,7

MÍNIM 33,0 1,91 11,6 2,05 9,5

MIG 38,8 1,915 12,15 2,055 9,6

Resultat assaigs PG3 en la unitat QCD.

6.5 Terrassa fluvial actual (Qt1)

Aquesta unitat conforma la plana d’inundació actual del riu Cardener, format per típics sediments fluvials de clasts arrodonits i heterogenis.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 23

Aspecte de la unitat Qt1 extreta dels sondeigs.

En aquest tram el Cardener s’encaixa sobre les margues Terciàries (PEm). El traçat creua aquests materials en dues ocasions; en el Viaducte 22.2 i en el Viaducte 23.7.

A la zona del Viaducte 22.2 la unitat Qt1 presenta un gruix mig de 4,5 metres entre les cotes +158,5 i +163 (snm).

A la zona del Viaducte 23.7 la unitat Qt1 manté el gruix de 4,5 metres entre les cotes +171 i +175,5 (snm).

Els assajos d’identificació determinen els següents resultats:

Investigació Classificació USCS Límits d’Atterberg Granulometria (%)

L.L. L.P. I.P. 5 2 0,4 0,08

S-7 (MI1) SM np np np 87,5 85,1 76,5 26,5

S-9 (MI1) SM 22,8 22,3 0,5 79,8 77,1 68,7 33,9

S-10 (SPT3) SC 22,3 15,0 7,3 100 99,0 97,8 82,1

S-19 (MI1) SM 19,4 16,2 3,2 72,6 71,4 67,6 41,2

S-18 (SPT2) SW np np np 45,5 33,3 22,5 10,7

C-3 (M1) SM-SC 20,8 16,4 4,4 97,5 92,7 83,4 35,3

C-4 (M1) SM np np np 100 99,0 89,1 43,7

C-4 (M2) SM-SC 19,0 14,7 4,6 87,2 80,7 41,6 18,3

C-13 (M1) CL 36,9 21,4 15,5 100 100 99,7 96,6

C-13 (M2) GP 16,5 13,1 3,4 43,9 37,9 13,8 4,0

Característiques físiques de la unitat Qt1.

Respecte a l’aprofitament d’aquesta unitat s’ha obtingut:

MATÈRIA ORGÀNICA

SALS SOLUBLES

INFLAMENT LLIURE ÍNDEX DE

COL·LAPSE ESTABILITAT D’ÀRIDS

% QUE PASSA PER TAMÍS PLASTICITAT #2 #0,4 #0,08 LL IP

< 0,2% < 0,2% -- -- < 2% < 80% < 75% < 25% < 30 < 10 Sòls seleccionats

< 1,0% < 0,2% -- -- < 2% < 80% -- < 35% < 40 Si

LL>30 IP > 4

Sòls adequats

< 2,0% Guix<5,0% S.S.<1,0% < 3,0% < 1,0% -- -- -- -- < 65

Si LL>40

IP>0,73 (LL-20)

Sòls tolerables

< 5,0% -- < 5,0% -- -- -- -- -- -- Si

LL>90 IP>0,73 (LL-20)

Sòls marginals

FORMACIÓ Qt1

MÀXIM 2,29% Guix 0,25% S.S. 0,27%

0,28% 0,59% <2% 100,0 99,7 96,6 36,9 15,46,0

SÒL TOLERABLEMÍNIM 0,59%

Guix 0,05% S.S. 0,12%

0,00% 0,01% <2% 33,3 13,8 4,0 0 0

MIG 1,44% Guix 0,15% S.S. 0,19%

0,14% 0,30% <2% 77,62 66,07 39,59 15,77 3,89

Resultat assaigs PG3 en la unitat Qt1.

Assajos de compactació Proctor i CBR:

ÍNDEX CBR

PRÓCTOR NORMAL

PRÓCTOR MODIFICADO

δ màx.

H òptima

δ màx.

H òptima

FORMACIÓ Qt1

MÀXIM 105,8 2,17 15,9 2,33 14,5

MÍNIM 5,1 1,66 7,7 1,85 5,4

MIG 55,45 1,91 11,8 2,09 9,95

Resultat assaigs PG3 en la unitat Qt1.

Presenta una compacitat fluixa segons la Taula D.2. del DB SE-C.

NSPT (mínim) NSPT (màxim) Classificació

4 11 Fluixa

Compacitat del sòl segons el l’índex NSPT.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 24

6.6 Terrassa fluvial antiga (Qt2)

La unitat Qt2 representa les antigues terrasses del riu Cardener que han quedat penjades en cotes més elevades per sobre de les unitats Terciàries PEm i PEg.

Aspecte de la unitat Qt2 extreta dels sondeigs.

La potència d’aquesta unitat és molt variable ja que en moltes ocasions s’ha utilitzat per a l’extracció d’àrids. La consistència és molt densa.

NSPT (mínim) NSPT (màxim) Classificació

15 R (rebuig = 50) Molt densa

Compacitat del sòl segons el l’índex NSPT.

Els assajos d’identificació determinen els següents resultats:

Investigació Classificació USCS Límits d’Atterberg Granulometria (%)

L.L. L.P. I.P. 5 2 0,4 0,08

S-16 (SPT1) GP-GM np np np 34,9 23,9 14,1 6,4

S-15 (SPT1) GC 16,6 11,8 4,8 63,3 52,6 38,0 22,6

S-14 (MI1) SM-SC 20,8 14,4 6,4 83,8 79,2 69,5 52,6

S-27 (SPT1) ML 18,9 14,4 4,6 100 100 97,5 58,1

C-5 (M1) CL 26,8 14,5 12,3 100 100 90,3 74,4

C-5 (M2) ML 21,0 18,8 2,2 100 100 96,1 57,9

C-7 (M1) SM-SC 22,2 17,6 4,6 85,1 83,6 67,6 49,4

C-8 (M1) SM np np np 89,3 85,1 72,9 35,1

C-8 (M2) GP-GM 18,8 17,5 1,3 26,0 20,7 15,3 8,8

C-9 (M1) GP np np np 11,2 0,7 0,4 0,1

C-10 (M1) SM-SC 22,6 16,2 6,4 88,1 86,2 73,7 42,8

C-10 (M2) GC 19,7 17,8 1,9 45,7 40,1 29,5 14,2

Característiques físiques de la unitat Qt2.

Respecte a l’aprofitament d’aquesta unitat s’ha obtingut:

MATÈRIA ORGÀNICA

SALS SOLUBLES

INFLAMENT LLIURE ÍNDEX DE

COL·LAPSE ESTABILITAT D’ÀRIDS

% QUE PASSA PER TAMÍS PLASTICITAT #2 #0,4 #0,08 LL IP

< 0,2% < 0,2% -- -- < 2% < 80% < 75% < 25% < 30 < 10 Sòls seleccionats

< 1,0% < 0,2% -- -- < 2% < 80% -- < 35% < 40 Si

LL>30 IP > 4

Sòls adequats

< 2,0% Guix<5,0% S.S.<1,0% < 3,0% < 1,0% -- -- -- -- < 65

Si LL>40

IP>0,73 (LL-20)

Sòls tolerables

< 5,0% -- < 5,0% -- -- -- -- -- -- Si

LL>90 IP>0,73 (LL-20)

Sòls marginals

FORMACIÓ Qt2

MÀXIM 0,29% Guix 0,06% S.S. 0,23%

0,01% 0,07% <2% 100,0 96,1 74,4 26,8 12,3

SÒL TOLERABLEMÍNIM 0,21%

Guix 0,05% S.S. 0,15%

0,00% 0,01% <2% 0,7 0,4 0,1 0,0 0,0

MIG 0,25% Guix 0,06% S.S. 0,19%

0,00% 0,04% <2% 64,6 55,7 36,0 21,9 4,8

Resultat assaigs PG3 en la unitat Qt2.

Assajos de compactació Prostro i CBR:

ÍNDEX CBR

PRÓCTOR NORMAL

PRÓCTOR MODIFICADO

δ màx.

H òptima

δ màx.

H òptima

FORMACIÓ Qt1

MÀXIM 93,5 2,27 14,10 2,39 11,8

MÍNIM 39,5 1,71 6,50 1,83 5,1

MIG 55,1 2,02 10,33 2,15 7,98

Resultat assaigs PG3 en la unitat Qt2.

També s’han realitzat tres assaigs de tall directe amb mostres inalterades amb la opció CU (consolidat – no drenat). Els paràmetres de resistència al tall es mostren a la següent taula:

Mostra Cohesió Angle de fregament intern

S-15 (MI1) 65 kPa 42,3º

S-16 (MI1) 37 kPa 28,1º

S-18 (MI1) 188 kPa 30º

Paràmetres de resistència al tall en la unitat Qt2.

Per tal de realitzar els càlculs d’estabilitat dels desmunts projectats en aquesta unitat, es recomana utilitzar els següents paràmetres:

Unitat Densitat Cohesió Angle de fregament intern

Qt2 1,85 g/cm3 0,037 MPa 28,1º

Paràmetres de càlcul per a la unitat Qt2.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 25

6.7 Margues Fm. Igualada (PEm)

Les margues es disposen de manera concordant per sota dels gresos i calcarenites de la formació Collbàs. La transició d’una unitat a l’altra és progressiva, per tant, és complicat establir la cota exacta del canvi de formació.

A nivell de fonamentacions, les dues unitats es comporten de manera molt similar. La principal diferència entre elles és la susceptibilitat a la meteorització quan es troben a la intempèrie. Per la pròpia naturalesa dels materials, les margues de la formació Igualada s’erosionen molt més fàcilment que els gresos i calcarenites de la formació Collbàs.

Aspecte de la unitat PEm extreta dels sondeigs.

Per caracteritzar aquest tipus de roca s’han realitzat 10 compressions simples i 5 compressions triaxials.

Mostra densitat (g/cm3) C. Simple (MPa)

S-1 (TP1) 2,64 42,0

S-2 (TP1) 2,56 29,0

S-4 (TP1) 2,69 48,5

S-5 (TP1) 2,65 32,9

S-9 (TP1) 2,69 24,4

S-10 (TP1) 2,73 66,1

S-11 (TP1) 2,48 15,0

S-13 (TP1) 2,55 16,0

S-18 (TP1) 2,57 20,5

S-26 (TP1) 2,68 36,8

Resultat compressions simples en la unitat PEm.

Mostra densitat natural (g/cm3)

Pressió confinament

(kp/cm2) Deformació

(Microstrains) Compressió

Triaxial (kp/cm2)

S-1 (TP2) 2,65 5,0 11.764 398

S-3 (TP1 – TX1) 2,68 5,0 11.499 373

S-3 (TP1 – TX2) 2,69 10,0 9.030 389

S-8 (TP1) 2,61 5,0 13.433 280

S-19 (TP1) 2,68 10,0 9.917 414

S-27 (TP1 – TX1) 2,68 5,0 9.552 434

S-27 (TP1 – TX2) 2.69 10,0 12.045 494

Resultat compressions triaxials en la unitat PEm.

Per tal d’assignar paràmetres de cohesió i angle de fregament a questa unitat s’ha utilitzat el programa RocLab v1.032 de Rocscience. S’han introduït els valors més conservadors obtinguts dels assaigs de laboratori.

Aquests paràmetres ens permetran, més endavant, realitzar els càlculs d’estabilitat dels desmunts projectats en aquesta unitat.

Unitat Densitat Cohesió Angle de fregament intern C. Simple mitja

PEm 2,5 g/cm3 0,24 MPa 47,8º 33,12 MPa

Paràmetres de càlcul per a la unitat PEm.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 26

Paràmetres de la Unitat PEm per a un talús de 10 metres d’alçada.

6.8 Gresos Fm. Collbàs (PEg)

Els gresos d’aquesta unitat apareixen de forma massiva en els darrers 400 metres del traçat, estratigràficament per sota del con de dejecció (QCD) amb una disposició sub-horitzontal.

Aspecte de la unitat PEg extreta dels sondeigs.

El sostre d’aquesta formació en aquesta zona la trobem a la cota +197 (msnm).

Per caracteritzar aquest tipus de roca s’han realitzat 1 compressió simple i 3 compressions triaxials.

Mostra densitat (g/cm3) C. Simple (MPa)

S-27 (TP1) 2,75 92,5

Resultat compressions simples en la unitat PEg.

Mostra densitat natural (g/cm3)

Pressió confinament

(kp/cm2) Deformació

(Microstrains) Compressió

Triaxial (kp/cm2)

S-7 (TP1 – TX1) 2,43 5,0 6.947 441

S-7 (TP1 – TX2) 2,43 10,0 6.885 766

S-24 (TP1) 2.74 5,0 9.327 914

Resultat compressions triaxials en la unitat PEg.

Per tal d’assignar paràmetres de cohesió i angle de fregament a questa unitat s’ha utilitzat el programa RocLab v1.032 de Rocscience. S’han introduït els valors més conservadors obtinguts dels assaigs de laboratori.

Aquests paràmetres ens permetran, més endavant, realitzar els càlculs d’estabilitat dels desmunts projectats en aquesta unitat.

Unitat Densitat Cohesió Angle de fregament intern

PEg 2,7 g/cm3 1,0 MPa 60,8º

Paràmetres de càlcul per a la unitat PEg.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 27

Paràmetres de la Unitat PEg per a un talús de 10 metres d’alçada.

7 GEOTÈCNIA DEL CORREDOR

7.1 Estudi de desmunts

Per a caracteritzar cada un dels desmunts del traçat s’han analitzat les diferents propietats dels materials com ara: l’excavabilitat, presencia de nivell freàtic, reutilització dels materials, esplanada i geometria final per tal d’evitar inestabilitats. Els desmunts d’alçada inferior a 1m no s’han inclòs en aquest estudi.

Bàsicament podem agrupar l’estudi en 4 desmunts els quals presenten les següents característiques:

Desmunt Situació pKINICI

(segons tronc ppal)

pKFINAL (segons

tronc ppal) long. Hmàx Investigacions

D-1 Enllaç Castellgalí. Eixos del Projecte; de l’1 al 12.

23+060 23+550 610m 6m C-6, C-9, C-10 S-13, S-15 i S-16.

D-2 Tronc principal. Marge esquerre. Eixos del Projecte; 1, 58, 60, 61, 71 i 72.

24+150 24+500 250m 9m C-14, C-15, S-23, S-24 i S-25.

D-3 Camí. Eixos de Projecte; 42, 45, 46, 57 i 88.

0+200 0+350 150m 6m C-10 i S-15.

D-4 Accés Castellgalí. Eixos de Projecte; 17 i 43.

1+000 1+320 320m 15m PS-1, C-7, C-8, S-26 i S-27.

Característiques principals dels desmunts.

Els materials que podem trobar per a cada desmunt són els següents:

D-1

Qt2 Es presenta per sota del sòl vegetal amb una profunditat variable entre 2 i 6 metres. Són materials heteromorfs consolidats amb certa cohesió.

PEm En aquesta zona les margues es troben per sota de la unitat Qt2. Aproximadament el primer metre està alterat i es comporta com a un sòl compacte. La resta es tracta d’una roca competent formada per margues sorrenques.

Estratificació identificada a les investigacions del desmunt D-1.

D-2

QCD Es presenta per sota del sòl vegetal amb una profunditat variable entre 1 i 4 metres. Són materials heterogenis ben seleccionats i compactació mitja - densa.

PEm/ PEg

En aquesta zona es troben per sota de la unitat Qt2. Aproximadament el primer metre està alterat i es comporta com a un sòl compacte. La resta es tracta d’una roca competent formada per l’alternança de gresos i margues.

Estratificació identificada a les investigacions del desmunt D-2.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 28

D-3

Qt2 Es presenta per sota del sòl vegetal amb una profunditat variable. En algun punt pot arribar a assolir els 7 metres de potència. Són materials heteromorfs consolidats amb certa cohesió.

PEg

En aquesta zona els gresos o calcarenites es troben per sota de la unitat Qt2. Aproximadament el primer metre està alterat i es comporta com a un sòl compacte. La resta es tracta d’una roca competent formada per l’alternança de calcarenita sana amb nivells més fracturats i argilosos.

Estratificació identificada a les investigacions del desmunt D-3.

D-4

Qt2 Es presenta per sota del sòl vegetal amb una profunditat variable. En algun punt pot arribar a assolir els 8 metres de potència. Són materials heteromorfs consolidats amb certa cohesió.

PEm En aquesta zona les margues es troben per sota de la unitat Qt2. Aproximadament el primer metre està alterat i es comporta com a un sòl compacte. La resta es tracta d’una roca competent formada per la intercalació de margues i gresos.

Estratificació identificada a les investigacions del desmunt D-4.

7.1.1 Excavabilitat de materials

Els sols quaternaris seran fàcilment excavables per la seva baixa resistència. S’ha comprovat l’excavabilitat d’aquests materials durant la campanya de camp, en la qual mitjançant retroexcavadores lleugeres s’han assolit profunditats de 3 – 4 metres.

Per tal de definir l’excavabilitat de les formacions rocoses, quan no presenten graus d’alteració remarcables, s’ha utilitzat el criteri de Franklin. El mètode de Franklin proporciona un sistema de classificació de les unitats geotècniques en funció de la seva excavabilitat a partir de la resistència a la compressió simple o l’assaig de càrrega puntual i de l’espaiat entre fractures (veure Gràfic de Franklin).

La figura següent correspon al diagrama d’excavabilitat en funció de l’índex de resistència a càrregues puntuals (Is) així com l’espaiat de les fractures.

Terrassa al·luvial actual (Qt1) – Cons de dejecció (QCD)

Terrassa al·luvial antiga (Qt2)

Margues Formació Igualada (PEm)

Gresos Formació Collbàs (PEg)

Gràfic de Franklin per avaluar l’excavabilitat de les unitats del projecte.

Una altra manera d’analitzar l’excavabilitat resulta de relacionar-la amb la qualitat del massís rocós en funció de l’índex RMR (Rock Mass Ratio) tal com es mostra en la taula següent.

VALOR RMR EXCAVACIÓ DEL MASSÍS < 30 Excavable

31 – 60 Ripable/Escarificable 61 – 100 Volable

Excavabilitat segons l’índex RMR.

En ambdós casos els resultats són coincidents.

Unitat Excavabilitat Qt1 (terrassa actual) Fàcilment excavable

Qt2 (terrassa antiga) Excavable – Ripable

QCD (con dejecció) Excavable – Ripable

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 29

Unitat Excavabilitat PEg (Fmc. Collbàs) Voladura

PEm (Fmc. Igualada) Voladura

Característiques d’excavabilitat de les unitats.

7.1.2 Criteris de disseny

Per al disseny dels talussos s’han analitzat, a cada desmunt, els següents aspectes:

Naturalesa i resistència dels materials Estructura del massís rocós Existència de nivells d’aigua Excavabilitat del material Geometria del desmunt Estabilitat general i local de cada talús Possible utilització del material excavat Material que resta al fons del desmunt Anàlisis dels desmunts excavats a l’actual C-55

De l’anàlisi dels aspectes anteriors, a cada desmunt s’han obtingut les següents conclusions generals:

Els desmunts s’excavaran en sec. A les zones de desmunt no s’ha detectat aigua a cap de les investigacions, sobre la cota de la rasant, ni als talussos de la carretera actual, per la qual cosa s’han interpretat que els nivells d’aigua es troben sota la cota d’excavació.

L’alçada màxima de desmunt en sòl quaternari no arriba en cap punt als 10 m d'alçada.

L’estructura del massís rocós sedimentari (formacions PEg i PEm) presenta cabussaments baixos, en general inferiors a 15o. Encara que els plans d'estratificació quedessin descalçats pels talussos, la fricció dels plans d’estratificació seria molt més gran.

Les inclinacions de les vessants, sobre la coronació dels talussos, són força suaus.

De l’anàlisi del inventari de talussos es dedueix que els talussos excavats a la C-55 no presenten inestabilitats significatives ni generals ni locals.

A les formacions PEm i PEg s’observen caigudes ocasionals de blocs descalçats pel procés d'erosió diferencial (s’erosionen de forma més ràpida les margues de la formació Igualada que els gresos o calcàries suprajacents).

7.1.3 Càlculs d’estabilitat

El Projecte actual ha realitzat els càlculs d’estabilitat dels desmunts projectats, tenint en compte el condicionant de l’acció sísmica i l’alçada. Per fer-ho s’ha utilitzat el programa Slope amb el mètode de Bishop simplificat. A part, s’han mesurat els desmunts on coexisteixen diferents formacions i, en general, els desmunts més representatius amb alçades superiors a 10 metres. En tots els casos s’ha assolit un factor de seguretat mínim de 1,5.

S’han considerat sempre els casos més desfavorables; aquells on l’alçada de material quaternari era major, i sempre utilitzant els paràmetres més conservadors assolits en la present campanya.

La modelització del desmunt D-4 ens serveix igualment per el D-1 i D-3, ja que l’alçada de la unitat geotècnica superior és coincident, i d’altra banda les alçades màximes dels D-1 i D-3 són inferiors a la del D-4.

Modelització del desmunt D-2 amb el programa Geoslope.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 30

Modelització del desmunt D-4 amb el programa Geoslope, vàlid també per D-1 i D-3.

Segons les formacions i les pendents proposades, els factors de seguretat envers el col·lapse del desmunt, són:

Desmunt Alçada màxima (m) Formació Talús Factor Segureta obtingut

D-1 6 Qt2 1H:2V 1,65

D-2 9 QCD (4m) 3H:2V

1,57 PEm 1H:5V

D-3 6 Qt2 1H:2V 1,65

D-4 15 Qt2 (9m) 1H:2V

1,65 PEm 1H:5V

Característiques i pendents del talussos projectats.

Els càlculs d’estabilitat detallats es troben a l’apèndix 7 d’aquest annex.

7.2 Aprofitament dels materials

Per a determinar l’aprofitament dels materials previstos excavar en els desmunts previstos s’ha dut a terme l’execució d’una campanya de cales de les que s’han extret mostres per al seu anàlisi seguint les disposicions del vigent “Plec de Prescripcions Tècniques Generals per a Obres de Carreteres i Ponts (PG-3)”, i més concretament el seu article 330, modificat segons la “Orden Circular 1382/02”, en vigor des del 16 de Maig del 2002, en el que es fa referència solament a terrenys naturals classificant-los en 5 grups: inadequats, marginals, tolerables, adequats i seleccionats. Paral·lelament s’han extret mostres de sòls d’alguns sondeigs i s’han aprofitat també les mostres analitzades de les cales realitzades als estudis anteriors per complementar els resultats de la campanya actual. Posteriorment s’ha determinat el tipus d’esplanada que formen segons la instrucció de ferms 6.1-IC.

Tots els materials que s’excavin als desmunts es podran fer servir per a la construcció de rebliments. Les formacions quaternàries donaran materials de tipus terraplè. Les característiques mitjanes d’aquests sòls són:

MATÈRIA ORGÀNICA

SALS SOLUBLES

INFLAMENT LLIURE ÍNDEX DE

COL·LAPSE ESTABILITAT D’ÀRIDS

% QUE PASSA PER TAMÍS PLASTICITAT #2 #0,4 #0,08 LL IP

< 0,2% < 0,2% -- -- < 2% < 80% < 75% < 25% < 30 < 10 Sòls seleccionats

< 1,0% < 0,2% -- -- < 2% < 80% -- < 35% < 40 Si

LL>30 IP > 4

Sòls adequats

< 2,0% Guix<5,0% S.S.<1,0% < 3,0% < 1,0% -- -- -- -- < 65

Si LL>40

IP>0,73 (LL-20)

Sòls tolerables

< 5,0% -- < 5,0% -- -- -- -- -- -- Si

LL>90 IP>0,73 (LL-20)

Sòls marginals

FORMACIÓ QCD

MÀXIM 0,29% Guix 0,05% S.S. 0,15%

0,02% 0,04 <2% 99,6 95,6 69,1 22,3 6,0

SÒL TOLERABLEMÍNIM 0,29%

Guix 0,05% S.S. 0,14%

0,01% 0,01 <2% 93,2 82,0 52,8 20,1 5,1

MIG 0,29% Guix 0,05% S.S. 0,14%

0,015% 0,025 <2% 95,4 89,2 60,86 21,0 5,53

FORMACIÓ Qt1

MÀXIM 2,29% Guix 0,25% S.S. 0,27%

0,28% 0,59% <2% 100,0 99,7 96,6 36,9 15,46

SÒL TOLERABLE

MÍNIM 0,59%

Guix 0,05% S.S. 0,12%

0,00% 0,01% <2% 33,3 13,8 4,0 0 0

MIG 1,44% Guix 0,15% S.S. 0,19%

0,14% 0,30% <2% 77,62 66,07 39,59 15,77 3,89

FORMACIÓ Qt2

MÀXIM 0,29% Guix 0,06% S.S. 0,23%

0,01% 0,07% <2% 100,0 96,1 74,4 26,8 12,3

SÒL TOLERABLEMÍNIM 0,21%

Guix 0,05% S.S. 0,15%

0,00% 0,01% <2% 0,7 0,4 0,1 0,0 0,0

MIG 0,25% Guix 0,06% S.S. 0,19%

0,00% 0,04% <2% 64,6 55,7 36,0 21,9 4,8

Resultat assaigs PG3 en la unitats Quaternàries.

Els materials de tipus pedraplè s’obtindran de l’excavació de la formació PEg aproximadament un 90%.

En general, quan un rebliment es construeixi amb materials de diferent granulometria (terraplè-tot-u o tot-u-pedraplè), a la base del rebliment es col·locaran els materials de granulometria més grans: pedraplè-tot-u-terraplè.

Tot seguit s’exposen els criteris per a la comprovació i el control dels diferents tipus de rebliments:

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 31

Terraplens

Els rebliments de tipus terraplè es defineixen com els executats amb material que compleixi alguna de les dues condiciones granulomètriques següents:

Més del 70% del material passa pel tamís 20 mm UNE Almenys el 35% del material passa pel tamís 0,080 mm UNE

En aquest tipus de rebliments s’inclouen tots els sòls sorrencs i argilosos, en els quals resulta pràctic el control de la compactació mitjançant l’execució de densitats in situ.

Aquests rebliments es controlaran per "producte", havent-se d'assolir per a la zona de nucli, a cada tongada, densitats seques iguals o superiors al 95% de la densitat seca màxima obtinguda a l’Assaig Proctor Modificat portat a terme amb mostres representatives del material emprat a la tongada, o el 100% de la màxima obtinguda a l'Assaig Proctor Normal. A la coronació del terraplè la densitat seca que s'ha d'obtenir serà igual o superior al 100% de la màxima densitat seca obtinguda a l’assaig Proctor Modificat o el 10% del Proctor Normal. A la zona de fonament la densitat seca exigida serà igual a la del 95% de la màxima obtinguda a l'Assaig Proctor Modificat, o el 100% del Proctor Normal.

Com que el control ha estat definit per “producte”, queda a criteri del constructor la llibertat de triar el procediment concret d'execució que consideri més adequat. No obstant, seria convenient fer un terraplè de prova on fixar els paràmetres principals que influeixen en el grau de compactació: humitat de posada en obra, alçada de tongada, tipus de corró i nombre de passades.

En tot cas, l'alçada de la tongada abans de compactar no superarà els 30 cm, essent possible fins i tot que hagi de ser menor a la vista dels resultats del tram experimental previ.

Si el control de la densitat in situ es fa amb procediments nuclears, cada cinc (5) mesures se n’haurà de realitzar una pel procediment de sorra per calibrar el procediment nuclear.

Tot-u

Els rebliments de tipus tot-u es defineixen com els executats amb sòls o roques que compleixin les següents condicions:

Tindran menys del 35 de fins i les mides menors de 20 mm seran compreses entre el 30 i el 70 per cent.

Si les mides menors de 20 mm són menys del 30 per cent, el contingut en fins haurà d’ésser superior al 10%.

Roques que compleixen la condició de pedraplè però en les quals la mida màxima és inferior a 100 mm.

En aquests rebliments, a causa de la seva granulometria, el control no podrà realitzar-se fent densitats, a causa de l'abundància que tindran de mides més grans de 20 mm, per la qual cosa no resulta pràctica la realització de densitats in situ. En conseqüència, per a l’acceptació de la compactació d’aquest tipus de rebliment s'adoptaran els següents criteris:

El tot-u s'estendrà i compactarà de forma que s'aconsegueixi, a cada tongada, que l'assentament mitjà a l'assaig de petjada (normal NLT 256/99) sigui igual o inferior a 3 mm a la capa de transició i a 5 mm a la resta del rebliment.

La maquinària de compactació concreta es definirà en trams experimentals, un per cada tipus de tot-u.

A més de les especificacions anteriors, també hauran de complir-se les següents:

L’alçada màxima de tongada serà de 40 cm. Podrà ésser de 50 cm quan el material tingui menys del 10% de fins.

El material es descarregarà de forma que el caire de la pila corresponent quedi a una distància mínima d'1,0 m del caire superior de la tongada en execució. Tot seguit s'estendrà la pila fent servir un buldòzer de suficient potència, que no "s'hi enfili".

Es retiraran en origen o es trossejaran al tall d'estendre, mitjançant un martell picador, tots els còdols de mida superior a 30 cm. Es tracta d’aconseguir que no hi hagi posteriorment còdols que sobresurtin de la superfície de la tongada.

Per tal d’augmentar la compacitat del rebliment, les dues primeres passades es faran amb un corró de “pota de cabra” i tot seguit es faran, com a mínim, quatre passades amb corró vibrant, que estigui en bon estat i que tingui un pes estàtic de 10 t.

L'equip de compactació concret, el nombre de passades, la velocitat i la freqüència dels corrons es definirà d'acord amb els resultats dels trams experimentals.

Pedraplens

De l’excavació de roca sana s’obtindrà un material apte per construir rebliments de tipus pedraplè, que es defineix com el material que compleix amb el següent:

- El contingut de mides inferiors a 20 mm ha de ser menor del 30%. - El contingut de fins ha de ser menor del 10%. - La mida màxima ha d’estar compresa entre 100 i 900 mm.

El control del pedraplè serà per procediment, que es definirà als trams experimentals. A més de les especificacions que cal definir en els trams experimentals, hauran de complir-se les següents:

L’alçada de la tongada no superarà els 0,8 m de gruix. És possible que hagi de ser fins i tot més petita, pel què s'ha vist al tram experimental.

La mida màxima del material haurà de ser proporcional a l’alçada de la tongada i no podrà sobrepassar els 60 cm, de manera que tots els blocs hi quedin inclosos i no sobresurtin de la seva superfície; si existeixen còdols de mides superiors, s’hauran de retirar en origen o es trossejaran amb martell picador al tall d’estendre.

El material es descarregarà a uns 4-5 m del front de la tongada i s’estendrà amb buldòzer de cadenes.

La potència del buldòzer que estén la tongada ha d'ésser suficient perquè no "s'enfili" per sobre del material descarregat i estengui la tongada correctament.

La compactació es farà amb un mínim de set passades de corró vibrant, en bon estat i que tingui un pes estàtic de com a mínim 10 t.

El nombre de passades, la velocitat i la freqüència dels corrons es definirà d'acord amb els resultats dels trams experimentals.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 32

7.3 Agressivitat al formigó

El contingut en sulfats s’analitza per preveure possibles afeccions a les cimentacions de futures actuacions.

Per a establir l'agressivitat del terreny sobre els formigons en contacte amb el mateix es disposa d’un assaig químic efectuat sobre una mostra representativa presa durant la campanya geotècnica actual. En aquests assaigs es determina la concentració d’ió sulfat (SO4

2-) per kg de sòl sec, així com l’acidesa de Baumann-Gully.

PARÀMETRES Qa Qb Qc

ATAC DÈBIL ATAC MIG ATAC FORT

ACIDESA DE BAUMANN-

GULLY >200 (*) (*)

IÓ SULFAT (%) 0,2 – 0,3 0,3 – 1,2 > 1,2

(*)Aquestes condicions no es donen a la pràctica.

Classificació de l’agressivitat química de sòls (EHE).

Calicates C1 C2 C3 C4 C5 C7 C8 C9 C10 C11 C13 C14 C15

Acidesa 0,0 8,0 11,7 10,0 10,0 0,0 0,0 0,0 4,0 10,0 0,0 0,0 0,0

Sulfats (%) 0,09 0,02 0,01 0,08 0,15 0,03 0,04 0,0 0,12 0,14 0,14 0,03 0,04

Sondeigs S8 S10 S12 S18 S25

Acidesa 0,0 8,0 11,7 10,0 10,0

Sulfats (%) 0,09 0,02 0,01 0,08 0,15

Resultats d’agressivitat del sòl obtinguts en cales i sondeigs en l’àmbit del present Projecte Constructiu.

Tal com s’observa en les taules anteriors, les mostres de sòl obtingudes de les calicates i sondeigs no presenten agressivitat al formigó.

7.4 Coeficient de Pas o Esponjament

El coeficient de pas dels materials excavats a la traça s’obté mitjançant el quocient entre la densitat seca in situ i la densitat de referència recomanada en obra.

Les densitats de referència en obra per als diferents materials són les següents:

- Tipus terraplè: 95% de la màxima densitat seca obtinguda a l’assaig Proctor Modificat, o el 100% de la màxima densitat seca obtinguda del Proctor Normal.

- Tipus Tot-u: La que correspongui a una porositat del 15%.

- Tipus pedraplè: La que correspongui a una porositat del 20%.

A abocador s’espera que el material quedi amb una densitat del 80%de la màxima densitat obtinguda a l’assaig Proctor Modificat, o del 85% del Proctor Normal.

Per als materials que s’excavaran i es reutilitzaran per a terraplens, els coeficients de pas o de variació volumètrica Cvu venen determinats per l’expressió:

c

dmàxdmvu G

C

100

on:

الdm= Valor mig de les densitats seques en l’estat natural del material (T/m3), obtingut de mostres inalterades, i en funció de la granulometria en materials granulars on no es disposi d’elles.

الdmáx= Valor mig de les densitats màximes corresponents a l’assaig Proctor de referència (T/m3).

Gc= Grau de compactació aconseguit en obra del material, expressat en tant per cent, respecte del màxim obtingut en el Proctor.

Suposant que el grau de compactació exigit es del 95%, la expressió queda:

dmáx

dmvuC

052,1

D’altra banda, per a rebliments tipus pedraplè o tot-u, no és aplicable l’anterior expressió ja que els fragments de material extrets de l’excavació (roca) resulten molt variables i, en aquests casos, el càlcul del coeficient de pas és independent de les densitats inicial i final, depenent únicament del percentatge de porositat en obra.

Del present annex es conclou el següent percentatge de material excavat:

55%45%

Material tipusTerraplè

Material tipusPedraplè y Tot-u

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 33

Materials tipus terraplè

Els materials de les formacions Qt1, Qt2 i col·luvials que s’excavin dels desmunts del traçat, es podran utilitzar per la construcció de terraplens.

12,1PasdeCoeficient

Materials tipus tot-u i pedraplè

Els materials de les formacions rocoses que s’excavin dels desmunts del traçat aportaran material tipus pedraplè i, materials tipus tot-u quan continguin fins.

La densitat mínima a l’obra serà la que correspongui a una porositat del 15% para tot-u, y 20% para pedraplè.

22,1PasdeCoeficient

7.5 Categoria de l’esplanada i material de fons de desmunt

Segons la Norma 6.1-IC “Secciones de firme”, s’estableixen tres categories d’esplanada denominades respectivament E1, E2 i E3. Aquestes categories es determinen segons el mòdul de compressibilitat en el segon cicle de càrrega (Ev2) obtingut d’acord la Norma NLT-357 “Ensayo de carga con placa”, amb els següents valors:

- E1: Ev2 (MPa) ≥ 60

- E2: Ev2 (MPa) ≥ 120

- E3: Ev2 (MPa) ≥ 300

La formació de les esplanades de les diferents categories es recull a la taula/figura de la pàgina següent. Aquestes depenen del tipus de sòl de l’explanació o de l’obra de terra subjacent i de les característiques i espessors dels materials disponibles.

Per a la correcta aplicació de la taula, s’haurà de tenir en compte els següents criteris:

- Tots els espessors que s’indiquen representen els mínims especificats per qualsevol punt de la secció transversal de l’esplanada.

- Els materials utilitzats han de complir les prescripcions tècniques corresponents als articles del PG-3, a part dels presents a la pròpia taula.

- L’obra s’ha d’estructurar segons el tipus de sòl de l’esplanació en el cas dels desmunts, o de les terres subjacents en el cas dels terraplens. Es consideraran els següents tipus:

- Inadequats i marginals (IN)

- Tolerables (0)

- Adequats (1)

- Seleccionats (2)

- Seleccionats amb CBR320 en obra (3)

- Roca (R)

Desmunt Situació Material de fons de desmunt

pK inici

pK final

D-1 Enllaç Castellgalí. Eixos 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 i 8.

Tolerable (0) 23+060 23+100

Roca (R) 23+100 23+250

Tolerable (0) 23+250 23+550

D-2 Tronc principal. Marge esq. Eix 1. Roca (R) 24+150 24+500

D-3 Camí. Eix 42 Tolerable (0) 0+200 0+350

D-4 Accés Castellgalí. Eix 17 Roca (R) 1+000 1+320

Tramificació dels materials de fons de desmunt.

- A efectes d’aplicació de la norma, els pedraplens i tot-u, excepte que s’hagin classificat com a marginals, seran assimilables a sòls tipus 3.

- Per tal d’assignar una determinada classificació, caldrà disposar com a mínim d’un metre del material indicat. En cas contrari se li assignarà una classificació immediatament inferior.

- Els espessors prescrits a la taula no podran ser reduïts encara que s’utilitzin materials de qualitat superior a l’especificada a cada una de les seccions.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 34

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 35

7.6 Estudi de terraplens

Per a la construcció de terraplens caldrà tenir en compte les següents consideracions:

Previ a l’execució dels terraplens caldrà sanejar l’espessor de terra vegetal, sent l’espessor mig per aquest Projecte inferior als 0,4 m., i efectuar un escarificat del terreny de recolzament amb l’objectiu de que la nova capa assoleixi una unió adequada.

Tots els terraplens es recolzen sobre sòls quaternaris granulars de compacitat moderada-alta, en materials terciaris d’elevada compacitat o en alguns casos en roques de diversos nivells d’alteració.

No es troba presencia de nivells freàtics excepte en les zones de riera, on en principi no recolzen els terraplens.

Al tractar-se de materials granulars amb presència de nivell freàtic a partir de fondàries superiors als 5,0 – 6,0 m i amb la presència del substrat terciari a fondàries màximes estimades de l’ordre de 7 – 8 m, fa que no es prevegin assentaments per consolidació.

Els assentaments previstos seran de tipus elàstic i tindran lloc a mida que s’executi el terraplè de manera que durant l’extensió de les darreres tongades s’hauran produït gran part dels assentaments.

Per a l’execució dels terraplens es seguiran les prescripcions de la Orden FOM/1382/2002 del 16 de maig del Ministeri de Foment. Segons aquesta norma s’utilitzaran sòls adequats o seleccionats sempre que la seva capacitat sigui la demandada per tipus d’esplanada prevista en el Plec de Prescripcions Tècniques Particulars i el seu índex de CBR, corresponent a les condicions de compactació de posta en obra, sigui com a mínim de 5 (CBR=5). En la zona de fonament s’utilitzaran materials tolerables, adequats o seleccionats sempre que les condicions de drenatge o estanquitat ho permetin, que les característiques del terreny en repòs siguin les adequades per la seva posta en obra i sempre que l’índex de CBR corresponent a les condicions de compactació de posta en obra sigui superior o igual a tres (CBR=3).

Mostra Unitat geotècnica Índex CBR C1-M2 Qt1-frac. fina 33,7

C7-M1 Qt2-frac. fina 40,3

C8-M1 Qt2-frac. fina 47,1

C8-M2 Qt2-frac. grollera 39,5

C9-M1 Qt2-frac. grollera 93,5

C13-M1 Qt1-frac. fina 5,1

C13-M2 Qt1-frac. grollera 105,3

C14-M1 QCD 44,6

C15-M1 QCD 33

Taula d’índex CBR.

En cas d’utilitzar sòls marginals, col·lapsables, expansius, amb guixos, amb sals solubles o amb matèria orgànica es tindrà especial cura en seguir la normativa establerta en la “Ordre FOM/1382/2002 del 16 de Maig del Ministeri de Foment”, PG-3 vigent, i en el cas necessari es realitzarà un estudi per determinar les mesures especials per la seva utilització.

7.6.1 Estabilitat de terraplens

A continuació es fa un anàlisi de l’estabilitat dels terraplens que s’ha previst dur a terme dins de l’àmbit del Projecte Constructiu Desdoblament de la Carretera C-55 del PK 21+500 al 24+700 Tram Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

L’estudi d’estabilitat dels terraplens s’ha realitzant utilitzant els àbacs de Hoek & Bray (1977). A partir d’aquests àbacs, s’ha obtingut una corba alçada-pendent per al coeficient de seguret desitjat, en aquest cas FS=1,5.

Els paràmetres geotècnics que s’han utilitzat per a l’obtenció de la corba d’estabilitat són els següents:

Unitat Cohesió Angle de fregament intern

Terraplè 0,01 MPa 29º

Paràmetres geotècnics utilitzats per al terraplè.

FS =

1,5

Alçada del terraplè Pendent del talús

5m 62º

10m 40º

15m 34º

20m 31º

25m 29,3º

30m 26,3º

Relació entre alçada i angle del talús.

Per normativa els terraplens s’estenen amb talussos 3H:2V (33,69º). Per tant, si projectem una línia imaginària en l’angle 33,69º obtenim una alçada de 16m. És a dir, que tots els terraplens de 16m d’alçada (o menys) seran estables amb un FS = 1,5 com a mínim.

Gràfic de relació entre alçada i angle del talús per a un factor de seguretat d’1,5.

0

5

10

15

20

25

30

35

20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

Alç

ada

del t

erra

plè

(m)

Angle del talús (o)

Relació alçada/pendent

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 36

A la següent taula es mostra un resum de les zones de terraplè més significatives agrupades pels eixos del Projecte, amb les alçades màximes i la unitat geològica de recolzament: (s’han obviat aquells terraplens inferiors a1m)

Eix PKINICI PKFINAL MARGE Alçada de terraplè màx. (m)

Unitat de recolzament

1

21+920 22+167 Esq. 6,5 QCD

22+600 22+860 Esq./Dret 11 Qt2

23+060 23+280 Esq./Dret 5 Qt2

23+560 23+660 Esq./Dret 15 Qt2

5 0+000 0+270 Dret 6,6 Qt2

6 0+110 0+365 Dret 7,2 Qt2

17 1+330 1+500 Esq./Dret 6 Qt1

42 0+060 0+190 Esq./Dret 5,2 Qt2

44 0+020 0+080 Esq./Dret 5,5 PEm

45 0+120 0+360 Dret 5 Qt2

62 0+000 0+196 Esq./Dret 4,2 PEm

64 0+000 0+113 Esq./Dret 5 QCD

70 0+000 0+113 Esq./Dret 3 QCD

77 0+000 0+045 Dret 3 QCD

88 0+000 0+129 Esq./Dret 3 Qt2

Taula de terraplens.

Tal com es pot observar a la taula, les alçades màximes no assoleixen en cap cas els 16 metres. Per tant, es poden estendre tots els talussos al 3H:2V sempre i quan es segueixi la normativa vigent respecte a l’execució de terraplens.

8 GEOTÈCNIA DE LES ESTRUCTURES

8.1 Introducció

L'objectiu d’aquest apartat de l'annex és el d'establir les condicions de fonamentació de les estructures que es projecten en el tram que ens ocupa. Per a cada una de les estructures s'ha realitzat un estudi de les condicions de fonamentació. Per això, basant-se en les dades proporcionades per la campanya geotècnica efectuada durant la redacció del present projecte, a més de la procedent dels estudis i projectes previs, s’ha pogut elaborar un perfil geològic i geotècnic de les condicions del subsòl en l’emplaçament de cada obra.

D'acord amb aquests perfils i les corresponents característiques tensodeformacionals dels diversos materials, determinades basant-se en els assajos de laboratori o in situ, o bé extretes dels antecedents existents, s'ha establert per a cada estructura el tipus de fonamentació, la profunditat de suport, les pressions admissibles, assentaments, etc.

Prèviament a l'anàlisi particular de cada estructura es fa una breu descripció dels procediments utilitzats per a la determinació de les pressions admissibles de fonamentació. Basant-se en els mateixos, i a fi de no repetir informació, es realitzen també unes recomanacions generals de fonamentació aplicables a les situacions més freqüents que posteriorment es produiran en l'estudi concret de cada estructura.

8.2 Condicions generals de fonamentació d’estructures

Les condicions generals de fonamentació dels terrenys que apareixen en el tram són en general prou bones, la qual cosa ha permès realitzar fonamentacions directes en la immensa majoria de les obres. Els tipus de fonamentacions considerades en el projecte són les següents:

Fonamentacions directes sobre sòls (generalment granulars) Fonamentacions directes sobre roca Fonamentacions profundes encastades en roca Fonamentacions profundes en sòls granulars

Les característiques geotècniques de cada unitat afectada es resumeix en la següent taula:

Unitat Densitat Cohesió Angle de fregament intern

QCD 1,9 g/cm3 0,005 MPa 31º

Qt2 1,85 g/cm3 0,037 MPa 28,1º

PEm 2,5 g/cm3 0,24 MPa 47,8º

PEg 2,7 g/cm3 1,0 MPa 60,8º

Paràmetres geotècnics.

Per a la determinació de les pressions admissibles en cada un d'aquests casos s'han seguit els procediments de càlcul que es descriuen a continuació.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 37

8.2.1 Fonamentacions directes sobre sòls granulars

En aquests materials la pressió admissible ve determinada, en general, pel valor de l'assentament màxim admissible per l'estructura. Per determinar-ne el valor es poden usar, per tant, els mètodes de càlcul propis de les sorres. Únicament en els casos on el terreny presenti un fort pendent, bé sigui un vessant natural o una excavació pròxima a la fonamentació, la qual cosa ocorre amb una certa freqüència, a causa de la topografia muntanyosa de la major part del tram, serà crítica la càrrega d'enfonsament a l'hora d'establir la pressió admissible. En aquest cas o bé haurà d'establir-se una certa distància al talús, o de forma indirecta una profunditat addicional d'encast al terreny per mantenir les tensions admissibles màximes possibles, o bé es disminuirà la pressió admissible per no augmentar excessivament la profunditat de les excavacions.

Per establir la pressió admissible s'ha empleat la formulació de Meyerhof, la qual ve donada per l'expressió següent:

qADM = NSPT (1+0.30 / B*)2 /0,08

on:

B* = és l'amplària de la fonamentació, expressat en metres

NSPT = és el nombre de cops de l'assaig SPT per a una energia de referència del 55 a 60%

qADM = pressió admissible de fonamentació per a un assentament de 25 mm

En els casos on la sabata s'ha de situar prop d'un talús, natural o artificial, cal comprovar, a més, que el coeficient de seguretat enfront de l'enfonsament sigui superior a 3 (F>3) Per realitzar aquesta comprovació s'ha d’aplicar la metodologia indicada en l'apartat 4.5.5 de la “Guia de fonamentacions per a obres de carreteres”, la qual permet l'estimació de la càrrega d'enfonsament d'una fonamentació, a partir d'uns valors de resistència del terreny expressats en termes de c' i φ’, basant-se en la coneguda fórmula de Brinch-Hansen, prestant especial atenció, en aquest cas, als factors de correcció per proximitat a talussos. D’aquesta manera, s’han de respectar les distàncies horitzontals al talús existent, X, (vegeu figura adjunta).

Amb tensions admissibles recomanades mitjançant el procediment anterior els assentaments totals màxims seran de l'ordre de 25 mm. Donada la naturalesa del terreny, aquests assentaments es produiran de forma ràpida, a mesura que es vagi executant l'estructura (sabates, alçats, pes propi, càrrega morta, etc.). Amb efecte de valorar el seu comportament en les estructures que es projecten, el conjunt d’aquestes pot subdividir-se, atenent al seu tipus de tauler, en els subtipus següents:

- Taulers isostàtics: es tracta de viaductes o ponts formats per trams de bigues sense continuïtat entre obertures

- Taulers parcialment hiperestàtics: es tracta de ponts on no s'estableixen els vincles hiperestàtics fins després de col·locar el pes propi de l'estructura, com per exemple tauler de tipus mixt, de bigues prefabricades, gavetes amb continuïtat entre obertures o executats per avanç en volades successives.

- Taulers hiperestàtics: l’establiment dels vincles hiperestàtics es produeix prèviament a l'actuació del pes propi del tauler.

Als taulers isostàtics podrien admetre's assentaments diferencials de l'ordre dels establerts com totals anteriorment, sense causar dany a l'estructura, per la qual cosa les pressions indicades resulten clarament inferiors als admesos per aquest tipus d'estructures.

En el cas de les estructures parcialment hiperestàtiques, la major part de la càrrega actua abans de l’establiment dels vincles hiperestàtics. Únicament la càrrega morta i la sobrecàrrega poden provocar assentaments diferencials que causen esforços perjudicials al tauler. El percentatge que suposen aquestes càrregues respecte del total és variable, segons la llum de pont, altura de piles, etc, entre el 25 %, per a un viaducte de 125 m de llum, i el 35% per a un pas superior de 20 m d’obertura. D'acord amb l'anterior els majors assentaments diferencials, i per consegüent les majors distorsions angulars, es produiran en els passos superiors, en tenir la menor llum i el major percentatge de càrregues després d'establir els vincles hiperestàtics. En aquest cas, l'assentament diferencial màxim serà 35/100 x 25 mm = 9 mm, mentre que la distorsió angular resultant serà inferior a 1/2000. Es considera que aquests valors poden admetre's folgadament sense provocar danys en aquestes estructures.

En el cas de les estructures hiperestàtiques, les quals constitueixen una minoria dins del tram, s'analitzarà la validesa dels assentaments derivats de les recomanacions anteriors en cada cas particular i s’ajustaran si fos necessari.

8.2.2 Fonamentacions directes sobre roca

Per a la determinació de les pressions admissibles en roca es pot utilitzar la metodologia indicada en el “Canadian Foundation Engineering manual. 1992”. Segons aquesta publicació, la pressió admissible ve donada per l'expressió següent:

qADM = KSP · σC

on:

σC = Resistència a compressió simple mitjana de la roca

qADM = Pressió admissible de fonamentació per a un coeficient de seguretat a

l'enfonsament F = 3

KSP = Coeficient que depèn de la separació entre juntes, de la seva obertura i de

l'amplària de la fonamentació segons l'expressió següent:

KSP = (3+c/B) / [10·(1+300·δ/c)0.5]

en la qual “c” és la separació entre juntes, “δ” és l'obertura de juntes i “B” l'amplària

de la fonamentació.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 38

8.2.3 Fonamentacions profundes sobre roca

La càrrega admissible dels pilons es pot determinar mitjançant la següent expressió (vegeu “Canadian Foundation Engineering Manual, 1992”):

qADM = KSP · σC · d

on:

qADM = Pressió admissible per a un coeficient de seguretat a l'enfonsament F = 3

σC = Resistència a compressió simple mitjana de la roca

KSP = Coeficient que depèn de la separació entre juntes (és igual a l'indicat anteriorment per a fonamentacions directes)

d = Factor d'encast = 1 + 0,4· LE / D < 3,0

LE = Longitud d'encast del piló en roca

D = Diàmetre del piló

8.2.4 Tensions admissibles en fonamentacions directes sobre roca

Aquest tipus de fonamentació es presentarà també amb una certa freqüència recolzant sobre materials eocens (calcàries, gresos i margues) de les formacions PEg i PEm.

A la taula següent s'indiquen les pressions admissibles, determinades utilitzant la metodologia del “Canadian Foundation Engineering manual. 1992”, per a la resistència a compressió mitjana de la formació i per al valor mínim mesurat, obtingudes per a les diferents formacions rocoses que apareixen en el tram.

Formació C (MPa) c (m ) (mm) B (m) KSP qADM (MPa)

PEm 33 0,4 0,01 2 0,31 10,5

PEg 91 0,4 0,01 2 0,31 28,2

Pressions verticals admissibles per a una fonamentació d’ample B=2m.

Amb aquestes tensions els assentaments poden suposar-se nuls a efectes pràctics.

8.3 .Estudi particular per a cada estructura

8.3.1 VIADUCTE – 22.0

Es projecta aquest viaducte per sobre del Riu Cardener entre el PK 21+900 i PK 22+610. Es tracta d’un doble viaducte de planta corba-clotoide-corba.

Estratigràficament tenim tres unitats geotècniques implicades en aquesta estructura; el substrat rocós (PEm) format per margues sorrenques ben cimentades, la terrassa actual (Qt1) del Riu Cardener, i el reblert compactat (RAC) de la via ferroviària d’ADIF.

Degut a la caracterització geotècnica de les unitats Qt1 i RAC només es contempla la possibilitat d’assolir la cota de fonamentació a la unitat PEm, ja que ens garanteix una capacitat portant adequada per al viaducte i uns assentaments pràcticament nuls.

Recomanacions respecte a la cota de fonamentació:

Estructura Cota Fonamentació Cota Terreny actual Unitat de recolzament Tipus fonamentació

Estrep Sud 1 +157m +167m PEm Directa sobre roca

Estrep Sud 2 3ɸ en roca PEm Pilots

Estrep Nord 1 +177m +184,5m PEm Directa sobre roca

Estrep Nord 2 +177m +188m PEm Directa sobre roca

Piles +158m Variable PEm Directa sobre roca

Piles 9,10,11 3.5ɸ en roca Variable PEm Pilots

Recomanacions de fonamentació.

Els càlculs específics per a cada pila i estrep es troben a l’annex de càlcul de l’Annex d’Estructures.

A l’apèndix 3 d’aquest mateix annex es pot consultar els perfils geològics longitudinals a escala 1:1000 associats a aquesta estructura.

8.3.2 P.I. – 23.1

Es projecta un calaix soterrat sobre el qual passa el tronc principal i serveix d’enllaç entre les dues rotondes d’accés al PK 23+180. Es tracta d’un calaix de formigó armat de 13m d’ample interior i 5,8m d’altura interior. La longitud total és de 20,5 metres.

El calaix es recolza íntegrament sobre roca de la unitat PEm.

Al tractar-se d’una geometria rectangular s’ha calculat el coeficient de balast vertical Ks mitjançant les recomanacions del DB SE-C, on;

12

Per a terrenys cohesius:

0,3

Considerem 5.000 MN/m3 per al coeficient de referència ksB de la roca PEm.

Obtenim:

KsBL= 139,33 MN/m3

KsBL= 14,2 kp/cm3

KsBL= 14.202,8 t/m3

A l’apèndix 3 d’aquest mateix annex es pot consultar els perfils geològics longitudinals a escala 1:1000 associats a aquesta estructura.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 39

8.3.3 VIADUCTE – 23.7

Es tracta d'un doble viaducte de planta corba de radi 535m en l'eix del traçat i degut a l'orografia de la zona s'ha previst un decalatge entre les dues calçades.

S'ha previst una fonamentació profunda sobre 6 pilons per a les piles 1 i 2 mentre que per les piles 3 a 7, és possible realitzar una fonamentació superficial amb un pou de fonamentació d'entre 2 i 4m per tal d'assolir la cota de la capa de margues arenoses (PEm). Cal dir que no va ser possible la realització de la campanya geotècnia completa i, per tant, en el moment d'execució de l'obra, és necessari realitzar una verificació de les tensions admissibles considerades per a aquesta capa de margues.

L'estrep 1 està situat sobre un terraplè de 14m d'alçada i és per això que s'ha projectat una solució mixta d'estrep flotant recolzat sobre 3 pilons de 1.50m de diàmetre treballant conjuntament amb un mur de terra armada per al sosteniment de les terres de reblert. El mur de terra armada permet resoldre també el sosteniment de les terres en el decalatge entre calçades.

A l'extrem nord del viaducte, l'estrep 2 es projecta com un estrep convencional amb un mur portant de 1.50m de cantell i aletes i muret de guarda de 0.50m de cantell. En aquest cas es preveu una fonamentació superficial amb sabata de 1.50m de cantell. Per al sosteniment de les terres de reblert en el tram de decalatge entre les dues calçades s'ha resolt amb l'execució d'un mur convencional.

Estructura Cota Fonamentació Cota Terreny actual Unitat de recolzament Tipus fonamentació

Estrep Sud 3ɸ en roca +180m PEm Directa sobre roca

Estrep Nord +186m +188m PEm/PEg Directa sobre roca

Piles Variable Variable PEm Directa sobre roca

Recomanacions de fonamentació.

Els càlculs específics per a cada pila i estrep es troben a l’annex de càlcul de l’Annex d’Estructures.

A l’apèndix 3 d’aquest mateix annex es pot consultar els perfils geològics longitudinals a escala 1:1000 associats a aquesta estructura.

8.3.4 P.S. – 24.2

La OF 24.2 és un pas superior que creua l’eix 1 en el PK 24+200 i connecta la urbanització dels Comtals i el polígon industrial els Torrents amb la carretera C-55 actual.

El pas superior és un tauler isostàtic mixt amb una secció transversal formada per un caixó metàl•lic d’acer tipus corten de cantell constant i una llosa superior de formigó armat de 0,25m de gruix.

El tauler es recolza en els seus extrems sobre uns estreps tancats. L’estrep 1 té una alçada variable de 3.62 a 6.50 m i l’estrep 2 té una alçada variable entre 6.72 i 9,10 m.

Perfil longitudinal del pas superior.

A efectes de càlcul es poden utilitzar els paràmetres obtinguts en l’apartat 8.2.4. Tensions admissibles en fonamentacions directes sobre roca.

Els càlculs específics per a cada estrep es troben a l’annex de càlcul de l’Annex d’Estructures.

8.4 Murs

Els murs es defineixen com a elements de contenció destinats a establir i mantenir una diferència de nivells sobre el terreny amb una pendent de transició superior a la que permetria la resistència del mateix, transmetent a la pròpia base i resistint amb deformacions admissibles les corresponents empentes laterals.

8.4.1 Mur Escullera – 21.6

Es projecta aquest mur pràcticament paral·lel a l’actual C-55, enllaça amb el tram anterior en el PK 21+627 fins al inici del viaducte al PK 22+900.

En aquest tram s’hi ha realitzat 5 sondeigs (S-1 fins S-5) i 2 cales.

Les prospeccions geològiques del terreny ens mostren una capa de reblert de fins a 8,5 metres de profunditat al llarg de tota l’estructura. Per sota trobem traces de la formació quaternària Qt1 i seguidament la unitat rocosa PEm.

Evidentment, la unitat de recolzament ha de ser forçosament la PEm. Es recomana que la cota de recolzament del mur d’escullera sigui:

Estructura Cota recolzament Cota Terreny actual Unitat de recolzament Tipus fonamentació

Mur escullera +156m / +157m +165m / +166m PEm Directa sobre roca

Recomanacions de fonamentació.

El nivell freàtic a principis de 2013 (data en que es realitza la campanya) es trobava a la cota +158m.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 40

Perfil tipus del Mur d’escullera.

Seguint la formulació de l’apartat 8.2.2. Fonamentacions directes sobre roca, s’ha realitzat un càlcul de pressió admissible per a la tipologia de mur que es projecta.

Les variables específiques són:

- B (ample fonamentació): 700cm

- c (separació entre juntes de la roca): 40cm

- δ (obertura de les juntes de la roca): 0,01cm

- σC (resistència a compressió simple mitjana de la roca): 337,8kp/cm2

D’aquesta manera obtenim:

qADM = 99,6 kp/cm2

qADM = 996 t/m2

qADM = 9,76 MPa

8.4.2 Murs 24.1, 24.2 i 24.3

Es defineixen 4 tipologies de murs en funció de les condicions de contorn: tres de tipus mènsula i un de tipus pantalla. En quant als murs mènsula s’ha distingit entre 3 seccions transversals segons l’alçada de terres a contenir:

- Tipus 1: El gruix de la sabata és de 0.6m amb un ample de 3.0m, i l’alçat és de 0.5m d’espessor amb una alçada màxima de 4.0m.

- Tipus 2: El gruix de la sabata és de 0.8m amb un ample de 5.8m, i l’alçat és de 0.8m d’espessor amb una alçada màxima de 8.0m.

- Tipus 3: El gruix de la sabata és de 1.0m amb un ample de 7.0m, i l’alçat és de 1.0m d’espessor amb una alçada màxima de 10.5m.

D’altra banda, el mur pantalla el formen pilons de 1.20m de diàmetre i 11.0m de llargària excavats amb un espaiament de 1.50m mesurat entre eixos. S’ha previst en les zones on hi ha edificació present.

El mur 24.1 té una longitud total de 99.4m. Està format per un mur pantalla de 15.3m de longitud i després per 11 mòduls de 7.6m cadascun. Els mòduls 1 a 9 són de tipus 2 i els mòduls 10 i 11 de tipus 3.

El mur 24.2 mesura 157.5m. També per a evitar afectar l’edificació existent està format per un mur pantalla de 29.6m de longitud i després per 17 mòduls de 7.5m cadascun. Els mòduls 1 a 4 i el número 17són de tipus 2, mentre que els mòduls 10 i 11 són de tipus 3.

El mur 24.3 mesura 67.8m i està format per un total de 10 mòduls, la longitud dels quals és de 6.5m per als cinc primers, 6.7m per als tres següents i 7.4m per als dos últims. Els mòduls 1, 2, 3 i 10 són de tipus 1, i els mòduls 4 a 9 són de tipus 2.

Les prospeccions geològiques del terreny ens mostren una capa material quaternari (QCD) fins a la cota +198,0m. Per sota trobem la formació rocosa PEg.

Les variables específiques són:

- B (ample fonamentació): Segons el tipus de mur.

- c (separació entre juntes de la roca): 40cm

- δ (obertura de les juntes de la roca): 0,1cm

- σC (resistència a compressió simple mitjana de la roca):942,9kp/cm2

Seguint la formulació de l’apartat 8.2.2. Fonamentacions directes sobre roca, s’ha realitzat un càlcul de pressió admissible per a cada tipologia de mur que es projecta, obtenint:

Pressió admissible unitat PEg

MUR Kp/cm2 t/m2 MPa

Tipus 1 (B=3m) 223,37 2233,7 21,9

Tipus 2 (B=5,8m) 218,7 2187,0 21,4

Tipus 3 (B=7m) 216,9 2169,0 21,2

QADM de la formació rocosa PEg.

8.5 Obres de drenatge

Aquest apartat determina els paràmetres necessaris per al càlcul dels calaixos corresponents a les obres de drenatge projectades en aquest tram.

O.D. Unitat recolzament

Angle freg.intern Ф’

Cohesió C’ (MPa)

Densitat δ (g/cm2)

Mòdul Young E (MPa)

Coef. Poisson ע

OD-21.9 Qt1 25º 0,01 1,85 10 0,3

OD-22.1 Qt1 25º 0,01 1,85 10 0,3

OD-22.8 Qt2 28,1º 0,037 1,85 120 0,3

OD-23.0 Qt2 28,1º 0,037 1,85 120 0,3

OD-23.2.1 PEm 47,8º 0,37 2,5 5000 0,15

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 41

O.D. Unitat recolzament

Angle freg.intern Ф’

Cohesió C’ (MPa)

Densitat δ (g/cm2)

Mòdul Young E (MPa)

Coef. Poisson ע

OD-24.2 QCD 31º 0,05 1,9 100 0,3

Paràmetres geotècnics de les obres de drenatge.

En aquelles obres de geometria rectangular s’ha calculat el coeficient de balast vertical Ks mitjançant les recomanacions del DB SE-C, on;

12

Per a terrenys cohesius: ,

Per a terrenys granulars: ,

La conversió del mòdul per placa de 30cm, Ks30, al coeficient de referència, KsB, es pot obtenir mitjançant la taula D.29 del DB SE-C.

Taula de valors extreta del DB SE-C.

O.D. Estructura B (ample en m) L (llarg en m) KSP30 (MN/m3) Coef. Balast vertical KsBL

OD-21.9 Calaix 3 28 20 6,37 MN/m3

OD-22.1 Calaix 3 25 20 6,41 MN/m3

OD-22.8 Tub - 54 - -

OD-23.0 Calaix 15,5 84 150 42,5 MN/m3

OD-23.2.1 Calaix 11 45 5000 153,03 MN/m3

OD-24.2 Tub - 45 - -

Càlcul del coeficient de balast vertical.

Per les aletes i per aquelles zones en contacte amb el reblert de la carretera, s’utilitzarà els següents paràmetres.

Unitat recolzament

Angle freg.intern Ф’

Cohesió C’ (MPa)

Densitat δ (t/m2)

Mòdul Young E (MPa)

Coef. Poisson ע

R 30º 0,025 1,88 5 0,3

Paràmetres geotècnics per a aletes fonamentades sobre el rebliments de la carretera.

9 PEDRERES I JACIMENTS

9.1 Pedreres i plantes de Formigó

S’han identificat a les rodalies de la zona de projecte diverses explotacions d’àrids i materials granulars que es poden utilitzar per a subministrar a l’obra. Als annexes que s’adjunten al final del present document s’inclou un plànol de situació de totes les canteres i plantes de formigó localitzades.

Per la redacció d’aquest apartat s’ha utilitzat la informació continguda als següents documents:

Mapa de Rocas Industriales. Escala 1:200.000 del IGME. Full de l’Hospitalet (34). Mapa Geológico de España. Serie Magna. Escala 1:50.000. Fulls: Manresa (363),

Sabadell (392). Mapa Geotécnico de España. Serie Magna. Escala 1:200.000. Full de l’Hospitalet

(34). Mapa Geològic de Catalunya. Escala 1:25.000. Fulls de Manresa (363-1-2) i

Monistrol de Montserrat (392-1-1). Canteras y explotaciones (Revista tècnica de maquinaria del sector de minería,

canteres, O.P. i medi ambient). Nº 496 – Especial Explotaciones. Año XL. TPI edita. (www.canteras.es).

Base en format Miramon d’Activitats Extractives de Catalunya, del Departament de Medi Ambient i Habitatge de la Generalitat de Catalunya (http://mediambient.gencat.net/cat/el_departament/cartografia/fitxes/).

En base a la informació del mapa de roques industrials de l’IGME s’observa que en la zona de projecte es caracteritza per la presència d’explotacions d’àrids, associats a les terrasses fluvials, i d’explotacions de materials rocosos eocens tal i com s’observa en la figura següent.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 42

Mapa de roques industrials en l’àmbit de l’obra. Escala 1:200.000. IGME. Full 34 de l’Hospitalet.

Tota la informació recollida de les diferents fonts sobre l’estat actual d’activitat de cada explotació la trobem poc actualitzada, especialment la del IGME. Per aquesta raó, explotacions que s’apunten com actives, avui dia estan tancades i fins i tot completament abandonades o restaurades. D’altre banda, no es recullen canteres o graveres que estan en explotació actualment.

Les necessitats de terres per a l’obra seran principalment dels materials de majors requeriments en quant a propietats; sòl seleccionat, pedraplè i escullera, pel que es preveu que aquests provinguin d’activitats extractives de la zona.

Donada la geologia de l’entorn de la zona de projecte, les explotacions existents són en gran mesura sobre nivells de calcàries i gresos per àrids i roques ornamentals, i explotacions d’àrids en terrasses fluvials.

De totes les explotacions existents a l’entorn de la zona de projecte, s’han seleccionat les que tenen actualment llicència d’explotació i que realment podrien subministrar a l’obra. S’han descartat les explotacions artesanals, abandonades, de consum propi i de productes no adequats als projecte (argiles ceràmiques, roques ornamentals, guixos, etc).

Les més properes a la traça són:

NOM EMPRESA CONTACTE TERME MUNICIPAL ACTIVITAT RESERVES

ESTIMADES

El Grau Calzinas de Sant Vicenç

S.A. 938.330.811 Castellbell i el

Vilar

Oberta (englobada en

El Padró) >100.000m3

El Padró

Maderas y rocas

ornamentales S.L.

938.334.256 Castellbell i el Vilar Oberta >100.000m3

Montlleó

Mármoles Hermanos Moratonas

S.L.

938.331.622 Castellgalí

Tancada temporalment. Explotació a

demanda

>40.000m3

Relació de pedreres properes a la traça.

En aquestes pedreres el material explotat correspon a roca calcària apta per a escullera i àrids per a formigó.

A la taula següent s’indiquen les diferents plantes de formigó de la província de Barcelona adherides a la “Asociación Española de Fabricantes de Hormigón Preparado (AEFHOP). En aquestes es fabriquen tots els tipus de formigó seguint la instrucció del Reial Decret 2661-1998 de l’11 de desembre, corresponent al Formigó Estructural EHE.

EMPRESA TELÈFON TERME MUNICIPAL PROVÍNCIA

PROMSA HGF DE ARAGÓN, S.L. 936.680.600 Sant Vicenç dels Horts Barcelona

PEMAC, S.A. 938.868.030 Calaf Barcelona

HORMIGONES Y TTES. DE BARCELONA, S.A. 933.336.121 L’Hospitalet de Llob. Barcelona

HORMIGONES VALLIRANA S.L. 936.683.013 Vallirana Barcelona

HORMIGONES UNILAND S.L. 938.890.330 Olèrdola Barcelona

FORMIGONS BM, S.A. 938.860.193 Montornès del Vallès Barcelona

FORMIGONS DEL MARESME, S.A. 937.762.630 Pineda de Mar Barcelona

FORMIGONS SANT CELONI, S.L. 938.867.102 Sant Celoni Barcelona

FORMIGONS TENES, S.L. 935.573.038 Parets del Vallès Barcelona

FORMIGONS B-30, S.A. 935.580.156 Ripollet Barcelona

FORMIGONERA DE LA PLANA, S.A. 938.886.083 Vic Barcelona

FIASA MIX, S.A. 938.764.231 St. Joan de Vilatorrada Barcelona

FORMIGONS VILANOVA, S.L. 938.806.055 Òdena Barcelona

CIA. GRAL. DE ÁRIDOS Y SUMINISTROS, S.L. 937.735.424 Terrassa Barcelona

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 43

EMPRESA TELÈFON TERME MUNICIPAL PROVÍNCIA

CANTERA ROCA, S.L. 938.893.150 Vilanova i la Geltrú Barcelona

BETON CATALAN, S.A. 935.505.362 Barcelona Barcelona

ÀRIDS I FORMIGÓ CONANGLELL, S.L. 938.859.215 Masies de Voltregà Barcelona

ARENES I GRAVES CASTELLOT, S.A. 938.850.225 Manlleu Barcelona

Relació de plantes de formigó a la província de Barcelona.

9.2 Préstecs

No es preveu necessitat de zones de préstec, analitzant sols la possibilitat de recórrer a activitats extractives de l’entorn ja que les necessitats de terres per a l’obra seran principalment dels materials de majors requeriments en quant a propietats; és a dir, sòl seleccionat, pedraplè i escullera, pel que es preveu que aquests provinguin d’activitats extractives de la zona. No obstant, s’ha considerat adequat proposar alguna zona, que donada la geologia i grau de protecció ambiental de l’entorn de la zona de projecte, pugui ser emprada com a zona de préstec per a petits volums de terres. De totes maneres, en cas de ser necessària, caldria passar els tràmits ambientals corresponents, fora de l’abast del present projecte.

Aquesta zona de préstec s’ha denominat P-1 i es localitza en el terme municipal de Sant Vicenç de Castellet. Es troba a l’oest del traçat, a l’entorn de l’enllaç a Castellgalí proper a la unió del Llobregat i el Cardener. Presenta una superfície aproximada d’explotació de 160.000m2 amb una profunditat estimada de 4m, per tant es disposaria d’uns 640.000m3 de material apte.

En aquesta zona es caracteritza pel predomini de la unitat T2 formada majoritàriament per conglomerats, graves i llims. Per valorar-ne la idoneïtat es disposa dels assajos establerts pel PG-3 realitzats a les cates C-7 i C-9 amb els resultats següents;

Reconeixement Tipus material segons PG-3

C-7 Tolerable

C-9 Tolerable

Localització sobre fotografia aèria del préstec P-1.

Aquesta zona de préstec s’ha denominat P-1 i es localitza en el terme municipal de Sant Vicenç de Castellet. Es troba a l’oest del traçat, a l’entorn de l’enllaç a Castellgalí proper a la unió del Llobregat i el Cardener. Presenta una superfície aproximada d’explotació de 160.000m2 amb una profunditat estimada de 4m, per tant es disposaria d’uns 640.000m3 de material apte.

9.3 Abocadors

A la zona de projecte s’han localitzat els dipòsits controlats per a residus de la construcció.

Segons el balanç de terres es preveu un volum d’excavacions no útils, corresponents a runes i residus de ferms que caldrà destinar a dipòsits controlats de 2.593.72 m3. El quadre següent mostra una llista dels dipòsits situats a menor distància de la zona de projecte.

Segons l’ARC (Agència de Residus de Catalunya) a la comarca del Bages es troben 3 dipòsits controlats per a la gestió de runes:

DIPÒSIT CONTROLAT DE CALLÚS

DIPÒSIT CONTROLAT DE CARDONA

DIPÒSIT CONTROLAT DE SALLENT

P-1

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 44

Les dades principals de cada dipòsit es poden consultar en les fitxes següents:

La resta dels sobrants de terres (55.856 m3) caldrà gestionar-los amb el següent ordre de prioritats:

1. Destinar-los a obres properes que presentin dèficits de terres, 2. Destinar-los a les activitats extractives en explotació indicades en elpunt anterior que

acceptin terres per a dur a terme la seva restauració. 3. Sol·licitar a la conselleria corresponent l’autorització per tal d’obrir un abocador de

terres en les explotacions o activitats extractives abandonades, pròximes a l’àmbit d’estudi.

4. Sol·licitar a la conselleria corresponent l’autorització per tal d’utilitzar els excedents de terres per a la millora de finques rústiques, segons “Decret 396/2006, de 17 d’octubre, pel qual es regula la intervenció ambiental en el procediment de llicència urbanística per a millora de finques rústiques que s’efectuïn amb aportació de terres procedents d’obres de la construcció”.

5. Destinar-los a un dipòsit controlat de residus de la construcció.

Projecte Constructiu. Millora general. Desdoblament de la carretera C-55, del PK 21+500 al 24+700. Tram: Sant Vicenç de Castellet - Manresa.

Clau: DB-02125.2

Annex de Geologia i geotècnia 45

10 CONCLUSIONS

Sant Vicenç de Castellet es troba en la zona oriental de la Conca Terciària de l’Ebre, pel que està coberta en la seva totalitat per sediments terciaris de la Depressió de l’Ebre.

Per a la redacció del present annex s’ha completat la bibliografia amb la realització d’una campanya geològica – geotècnica consistent en:

o Cartografia geològica detallada.

o 26 sondeigs amb un total de 315 m.l. de perforació i extracció contínua.

o 14 cales mecàniques.

o 1 perfil sísmic de 250 m.l.

o Inventari de canteres en explotació, plantes de formigó i gestors de runes.

o Assaigs de laboratori físics i químics de sòls, roques i aigües.

Les unitats geològiques són pràcticament 5; Per una banda les dues terrasses fluvials, moderna i antiga (Qt1 i Qt2) i els cons de dejecció (QCD). Per l’altra banda tenim les dues formacions rocoses terciàries, Fm. Igualada i Fm. Collbàs (PEm i PEg).

Els paràmetres geotècnics de càlcul obtinguts en aquest estudi i recomanats per a la fonamentació d’estructures és el següent:

Unitat Densitat Cohesió Angle de fregament intern

QCD 1,9 g/cm3 0,005 MPa 31º

Qt2 1,85 g/cm3 0,037 MPa 28,1º

PEm 2,5 g/cm3 0,24 MPa 47,8º

PEg 2,7 g/cm3 1,0 MPa 60,8º

L’acceleració sísmica de càlcul per al tronc de la traça dona un resultat de ac=0,0416 que haurà de tenir-se en compte per al disseny i càlcul d’estructures.

Per tal de definir l’excavabilitat de les diferents formacions s’ha utilitzat el criteri de Franklin i la qualitat del massís rocós en funció del RMR, en ambdós casos els resultats són coincidents:

Unitat Excavabilitat Qt1 (terrassa actual) Fàcilment excavable

Qt2 (terrassa antiga) Excavable – Ripable

QCD (con dejecció) Excavable – Ripable

PEg (Fmc. Collbàs) Voladura

PEm (Fmc. Igualada) Voladura

Els càlculs d’estabilitat dels desmunts s’ha realitzat tenint en compte el sisme, la formació geotècnica, i l’alçada del desmunt. Les formacions terciàries PEm i PEg no

presenten cap inestabilitat remarcable i es podran verticalitzar sense problemes al 1H:5V. D’altra banda, les formacions quaternàries Qt2 i QCD s’han estès al 1H:2V i 3H:2V respectivament.

Desmunt Alçada màxima (m) Formació Talús Factor Segureta obtingut

D-1 6 Qt2 1H:2V 1,65

D-2 9 QCD (4m) 3H:2V

1,57 PEm 1H:5V

D-3 6 Qt2 1H:2V 1,65

D-4 15 Qt2 (9m) 1H:2V

1,65 PEm 1H:5V

Els terraplens s’estendran al 3H:2V per permetre’n la revegetació. Tots els talussos inferiors a 16 metres d’alçada presentaran un factor de seguretat major o igual a 1,5.

Del material excavat a la traça es preveu l’obtenció d’un 45% de material tipus terraplè i un 55% de material tipus pedraplè i tot-u.

o El Coeficient de pas per als materials tipus terraplè és de 1,12.

o El Coeficient de pas per als materials tipus pedraplè i tot-u és de 1,22.

Les estructures més importants recolzaran sobre les formacions rocoses terciàries. Les pressions admissibles per a fonamentacions d’ample = 2m són les següents:

Formació C (MPa) c (m ) (mm) B (m) KSP qADM (MPa)

PEm 33 0,4 0,01 2 0,31 10,5

PEg 91 0,4 0,01 2 0,31 28,2

Els assajos d’agressivitat del sòl obtingut de les mostres del sondeigs i cales mecàniques no presenten agressivitat al formigó.

El nivell freàtic del Riu Cardener es troba al voltant de la cota +158m al inici del tram (PK 21+500). A la zona de l’enllaç de Catellgalí (Eix 17) el nivell freàtic del Riu es troba a la cota ++163,5m. Per acabar, al tram final a la zona del viaducte 23.7 el nivell freàtic del Riu es troba al voltant de la cota +170m.

Respecte a la qualitat de l’aigua, el tram inicial corresponent al Mur 21.6 ha donat positiu al contingut de sulfats que, tot i trobar-se en concentracions molt baixes, la normativa del DB-SEC el classifica com a exposició Qa – Atac dèbil.

De l’anàlisi de tota la informació d’aquest annex, estimem com a autors un percentatge de roca no excavable per mitjans mecànics comprès entre un 65% i un 95% en funció de la potència dels mitjans d’excavació emprats pel contractista.

Amb el mateix concepte, per l’excavació de rases, pous i fonaments d’estructures i murs estimem un percentatge de voladura no excavable per mitjans mecànics comprès entre un 65% i un 95% en funció de la potència dels mitjans d’excavació emprats pel contractista.