Estudio geológico-geotécnico

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INALTERADAS, ENSAYOS Y PRUEBAS IN SITU DE SUELOS, CODIGO 10009ST00 (BOPV nº230, 30/11/00; BOE 01/05/01)
PARQUE EOLICO DE OIZ: FASE II
T.M. MUNITIBAR Y BERRIZ, BIZKAIA
ESTUDIO GEOLOGICO GEOTECNICO
Noviembre -2006
En Bilbao, a 20 de noviembre de 2006
Fdo: Alfonso Aizpiri Fernández
Geólogo nº 2.160
Indice
1.-
Introducción ............................................................................................................ 4
1.1.1.2.1.3.1.4.2.-
Objetivos ........................................................................................................... 5
Localización Geográfica.................................................................................... 5
Características del parque eólico...................................................................... 6
Equipo de trabajo. ............................................................................................. 6
Descripción geológica ........................................................................................... 7
2.1.Situación Geológica .......................................................................................... 7
2.2.Litología............................................................................................................. 8
2.2.1.
Terciario: Flysch del Eoceno ..................................................................... 8
2.3.Cuaternario: Suelos y formaciones superficiales............................................ 10
2.3.1.
Eluvial-Coluvial ........................................................................................ 10
2.3.2.
Coluvial-Aluvial ........................................................................................ 11
2.3.3.
Coluvial de Bloques ................................................................................. 11
2.4.Tectónica y fracturación.................................................................................. 12
2.5.Morfología ....................................................................................................... 14
2.5.1.
Análisis Geomorfológico .......................................................................... 14
2.5.2.
Morfodinámica actual............................................................................... 15
2.5.3.
Evolución Dinámica ................................................................................. 16
2.6.Hidrología e Hidrogeología ............................................................................. 17
2.7.Sismicidad....................................................................................................... 18
3.-
Investigación realizada ........................................................................................ 19
3.1.Sondeos Mecánicos........................................................................................ 19
3.1.1.
Toma de muestras................................................................................... 19
3.1.2.
Ensayos SPT ........................................................................................... 20
3.1.3.
Medidas de Nivel Freático ....................................................................... 21
3.2.Ensayos de Penetración Dinámica ................................................................. 21
3.3.Toma de muestras en saco ............................................................................ 21
3.4.Ensayos de Laboratorio .................................................................................. 22
4.-
Geotecnia............................................................................................................... 24
4.1.Resultados de la campaña de investigación geotécnica ................................ 24
4.2.Perfil del terreno.............................................................................................. 24
4.3.Características geotécnicas del parque.......................................................... 25
4.3.1.
Estructura de la zona............................................................................... 25
4.3.2.
Meteorización de las areniscas ............................................................... 26
4.3.3.
Alternancia litológica................................................................................ 26
4.4.Características del sustrato: Clasificación geomecánica................................ 27
4.4.1.
Capacidad de carga................................................................................. 28
4.4.2.
Parámetros geotécnicos .......................................................................... 28
4.5.Agresividad. .................................................................................................... 28
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
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4.6.5.-
Acciones sobre el terreno ............................................................................... 29
Explanaciones y Excavaciones........................................................................... 30
5.1.Dureza de la roca............................................................................................ 30
5.2.Arranque con medios mecánicos.................................................................... 31
5.2.1.
Criterio de Uso ......................................................................................... 31
6.-
Cimentaciones ...................................................................................................... 32
6.1.Datos de partida.............................................................................................. 32
6.2.Cimentaciones propuestas ............................................................................. 32
6.3.Nivel de cimentación....................................................................................... 33
6.4.Tensiones admisibles ..................................................................................... 33
6.4.1.
Cimentaciones en areniscas del Oiz ....................................................... 34
6.4.2.
Cimentaciones en Lutitas margosas y areniscas .................................... 34
6.4.3.
Cimentaciones semiprofundas ................................................................ 35
6.5.Condiciones de estabilidad ............................................................................. 35
7.-
Conclusiones y recomendaciones...................................................................... 37
7.1.7.2.-
Clasificación de los emplazamientos .............................................................. 37
Cuadros resumen............................................................................................ 38
PLANOS
1.- Situación
2.- Situación Geológica
4.- Planta geotécnica
5.- Perfiles geotécnicos
ANEXOS
1.- Características del G-52
2.- Catas.
3.- Ensayos de laboratorio
4.- Cálculos de cimentaciones superficiales
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
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1.- Introducción
Este informe contiene los resultados de la investigación geológica geotécnica del Parque
Eólico de Oiz: Fase II, situado en el T.M. de Munitibar y Berriz, Bizkaia promovido por
EOLICAS DE EUZKADI S.A.
El estudio se realiza a petición de D. Ignacio Armentia en representación de la empresa
Eólicas de Euskadi S.A., diseñadora y promotora del parque.
Para la ejecución del estudio geológico geotécnico e interpretación de los resultados se
ha empleado la "Instrucción de Ejecución de Ensayos de Caracterización de un Parque
Eólico" nº 9890301, del 29 del 12 de 1.999. También se han consultado los siguientes
documentos de GAMESA EOLICA:
•
•
•
•
Manual de procedimientos de cimentaciones
Procedimiento para la selección, ejecución y verificación de cimentaciones
Procedimiento de cálculo de las cimentaciones Standard del aerogenerador
Procedimiento de generación de cálculo de una cimentación.
El alcance del presente informe está acorde con lo estipulado en las siguientes
normativas:
• Código Técnico de la Edificación, Documento Básico SE-Cimentaciones
• Acciones en la Edificación AE-88.
• Norma tecnológica de Edificación NTE-AC: Acondicionamientos de terreno
y Cimentaciones.
• Norma de construcción sismorresistente NCSR-02.
• PG-3 de carreteras y puentes
• EHE 98, Instrucción del Hormigón Estructural.
Este informe consta de:
• Cincuenta y tres páginas
• Cuatro anexos
• Cuatro planos y perfiles geotécnicos.
Durante la realización del estudio se han emitido informes parciales y provisionales,
debido a los cambios efectuados durante la planificación. Este documento recoge los
cambios efectuados y se considera el informe definitivo.
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Toda copia del presente informe no autentificada y visada por el técnico autor de la
misma carece de valor como documento.
1.1.- Objetivos
Los objetivos de la investigación son los que marcan fundamentalmente el documento:
“Alcance Técnico para la Realización del Estudio Geotécnico” redactado por IBERINCO.
Además se consultado la "Instrucción de Ejecución de Ensayos de Caracterización de un
Parque Eólico" nº 9890301, y se resumen en los siguientes:
•
•
•
•
•
•
Identificar las diferentes condiciones litológicas de la zona de estudio
Obtener un perfil litológico del terreno
Obtener parámetros de resistencia de cada nivel del terreno
Aconsejar el tipo y profundidad de la cimentación
Aportar datos sobre otros problemas geotécnicos que puedan incidir
Obtener el grado de sismicidad de la zona
1.2.- Localización Geográfica
El emplazamiento del parque eólico de "Oiz" está situado en el ramal occidental de la
Sierra de Oiz y abarca parte de los T.M de Munitibar y Berriz ( Bizkaia). (Mapa nº1)
Se trata de un área con relieve formado por reasaltes rocosos alomados y fuertes
pendientes, con una altitud comprendida entre las cotas + 850 y + 1000 m, y vegetación
herbácea.
El clima dominante en esta zona pertenece a la llamada Iberia húmeda de clima
oceánico, caracterizado por precipitaciones anuales en torno a los 1500 mm de lluvia y
una oscilación térmica de 12 ºC. Esta climatología favorece la presencia de un suelo
vegetal desarrollado.
El acceso a esta zona de la Sierra de Oiz, se realiza a través de la carretera Amorebieta
– Gernika, a la altura de Zugastieta. De esta localidad se accede a la carretera que se
dirige a Munitibar. A dos kilómetros del Mirador de Bizkaia parte la pista que se dirige al
repetidor de TV y demás antenas instaladas en la cumbre del monte Oiz, de 1023 metros
de altura. El parque discurre en los dos últimos kilómetros de la pista.
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1.3.- Características del parque eólico
El parque consta de 10 aerogeneradores del tipo G-52, de tres palas y una altura de 4555 metros, con números correlativos a los instalados en primera fase y distribuidos de
Este a Oeste de forma descendente desde la cumbre de la siguiente manera:
•
•
•
.
3 aerogeneradores en el rellano de Pozuzarreta
4 aerogeneradores en las laderas de la Ermita de San Cristóbal
3 aerogeneradores en el monte Aztoaburu.
Por su situación, cinco de las torres están en zonas planas y rellanos. El resto están en
laderas de fuertes pendientes. Se distribuyen a ambos márgenes de la pista, por lo que
las obras de accesos son mínimas.
A nivel de anteproyecto cada generador está separado del siguiente por una distancia
mayor de 150 metros, y se cimienta en base a una zapata de hormigón armado de unas
dimensiones de diseño de 11.0 x 11.0 x 1.1 metros, empotrada 2 metros bajo la
superficie
1.4.- Equipo de trabajo.
En la redacción del presente informe ha colaborado el siguiente equipo:
•
•
•
•
Coordinación:
Estudio y campaña geotécnica:
Geofísica
Laboratorio
EOLICAS DE EUSKADI S.A.
LURGINTZA Ingeniería Geológica s.l.
LURGINTZA Ingeniería Geológica s.l.
Labiker. Vitoria, SAIATEK, Bilbao
- Competencia
El autor del presente informe en su calidad de geólogo es técnico competente en estudios y
proyectos de geotecnia para estudios y proyectos de ingeniería geológica según el R.D.
1378/2001 BOE nº303 del 19/12/2.001. El visado garantiza la colegiación y competencia del
autor.
- Acreditación
LURGINTZA INGENIERIA GEOLOGICA S.L. está inscrita en el registro general de
laboratorios de ensayos acreditados para el control de la calidad de la edificación (BOE
01/05/2001, BOPV 30/11/2000).
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2.- Descripción geológica
2.1.- Situación Geológica
La Sierra del Oiz geológicamente está enclavada en las estribaciones occidentales de
los Pirineos, dentro de la Cuenca Vasco-Cantábrica, en el núcleo del denominado
Sinclinorio Bizkaino y está formada por la alternancia, en potencias variables de
materiales detríticos areniscosos de edad Eocena del Terciario. (Mapa nº 2)
Toda el área se caracteriza por una morfología en laderas, con resaltes estructurales de
areniscas que conforman la cresta cimera de la sierra, y por la existencia de suelos
arenosos muy raquíticos que tapizan toda la superficie, y entre los que sobresalen
abundantes afloramientos rocosos pero de pequeña entidad.
Situación de la Ampliación.
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2.2.- Litología
Los materiales de la Sierra del Oiz se encuadran dentro de la “Unidad sedimentaria del
Oiz”, morfoestructura de gran desarrollo que ocupa la parte central del País Vasco. Se
caracteriza por estar formada por materiales y litologías que han seguid la misma
evolución geológica. Esta unidad en base a criterio sedimentológicos se divide en dos
sectores. La zona de estudio está en el Sector Gernika de que constituye una franja
estrecha y alargada de dirección NW-SE que buza ligeramente al SW y se desarrolla con
una estructura de sinclinal disimétrico, colgado y muy abierto, en cuyo núcleo afloran
areniscas terciarias, litología característica de esta sierra. Estos materiales corresponden
al Flysch del Eoceno.
Areniscas del Oiz
2.2.1. Terciario: Flysch del Eoceno
Mayoritariamente aparecen series flyschoides con frecuentes cambios graduales tanto
laterales como verticales. Se trata de lutitas que intercalan esporádicamente algún nivel
de areniscas y un flysch carbonatado que ocasionalmente incluye alguna pasada
areniscosa. Localmente aumenta el contenido detrítico llegando a predominar las
areniscas en bancos decimétricos-métricos. Dentro de estas series flysch, aparecen
niveles de granulometría más gruesa constituidos por conglomerados y areniscas
gruesas que originan los resaltes morfológicos principales en el área del Oiz, los cuales
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frecuentemente intercalan pasadas de lutitas. Esta litología responde a un complejo de
abanicos submarinos con presencia en todas sus facies desde llanura submarina hasta
lóbulos y canales. Los diversos subambientes turbidíticos varían debido a la propia
dinámica del sistema. De muro a techo se diferencian:
2.2.1.1.
Areniscas y microconglomerados del Oiz:
Se trata de varios niveles rocosos formados por areniscas de grano medio a grueso y
microconglomerados, con finas intercalaciones de niveles lutíticos y/o areniscas finas. En
los niveles microconglomeráticos se pueden observar en algunas ocasiones cantos de
hasta dos centímetros, de cuarcitas y areniscas dentro de la matriz. Normalmente se
producen cambios laterales de microconglomerados a areniscas. En la zona de estudio
se han encontrado tres niveles diferentes:
• la alineación de cimas de la Sierra de Oiz, que no lleva aerogeneradores
• el resalte de Pozuzarreta, es un nivel superior separado del anterior por
una capa de limonitas. Se ubican los aeros A, B y C.
• Monte Astoagana. Es un nivel inferior. Se sitúa el aero 41
Estas areniscas se pueden observar en el corte de la pista que sube a las antenas monte
Oiz, a partir de la ermita de San Cristóbal. En su mayoría se trata de facies turbidíticas.
La granulometría más frecuente es de arena media a gruesa, con granos subangulosos
a subredondeados.
Areniscas del Oiz
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2.2.1.2.
Lutitas, areniscas, margas y calizas arenosas flyschoides:
Constituyen una alternancia flyschoide de lutitas o lutitas calcáreas y areniscas de grano
fino, en bancos de entre 5 y 20 cm, donde frecuentemente se intercalan niveles
continuos de areniscas de grano medio a grueso, margas y calizas arenosas. En la zona
de estudio constituyen una banda de materiales situada estratigraficamente entre el nivel
de areniscas de Astoagana y el nivel de la cumbre del Oiz. En ellos se sitúan los aeros
A-35, A-36, A-37, A-38, A-39 y A-40
Lutitas + areniscas
2.3.- Cuaternario: Suelos y formaciones superficiales
Toda el área de estudio está cubierta por una delgada capa de suelos edáficos de
naturaleza limoso arenosa, en la que sobresalen afloramientos de rocas areniscosas.
Esta capa está en retroceso debido a poder erosivo del clima y a la falta de vegetación.
Desde el punto de vista genético se pueden diferenciar los siguientes suelos:
2.3.1. Eluvial-Coluvial
En las zonas de pendientes medias a altas los suelos son de tipo mixto eluvial-coluvial,
formados por arenas, limos y gravas de pequeño tamaño, con movilidad a favor de la
pendiente.
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2.3.2. Coluvial-Aluvial
Aparecen en el fondo de los arroyos y vaguadas. Son sedimentos de tamaño de grano
más grande que se depositan por arrastre en el fondo de las vaguadas y barrancos.
2.3.3. Coluvial de Bloques
En la zona de Pozuzarreta aparece una gran acumulación de bloques de areniscas de
tamaño métricos, cubriendo la superficie del terreno.
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2.4.- Tectónica y fracturación.
Los materiales que constituyen la Sierra del Oiz pertenecen al núcleo de una estructura
de importancia regional como es el Sinclinal ó Sinclinorio Bizkaino. El núcleo del
sinclinorio está formado por una sucesión de anticlinales y sinclinales a veces afectados
por fallas. Son pliegues concéntricos de gran radio, prácticamente sin vergencia, con
algunos pliegues de arrastre, sobre todo en los niveles lutíticos intercalados entre bancos
más potentes (pliegues decimétricos). A veces pueden observarse charnelas, más o
menos amplias, formadas por un conjunto de suaves pliegues afectados por pequeñas
fracturas. La importancia tectónica que afecta a la zona hace desaparecer la estructura
sinclinal en buena parte de su extensión, configurando una secuencia monoclinal
prácticamente subvertical.
El sinclinorio Bizkaino está afectado al sur por una falla de importancia regional como es
la falla de Durango de dirección aproximada N 100º E. Esta falla divide la Unidad de Oiz
en dos sectores: Sector de Durango al Sur y Sector de Gernica al Norte, sector al que
pertenecen los materiales que constituyen la Sierra del Oiz.
Además de la falla de Durango se han cartografiado otros accidentes con una
orientación similar. Este es el caso de la falla de dirección NO-SE que atraviesa los
materiales eocenos que afloran en el núcleo del sinclinorio. Tiene una continuidad lateral
importante, y en su proximidad se desarrollan otras fracturas y pliegues menores
asociados, produciéndose una encurvación de la estratificación y ejes de pliegues
debidos al arrastre de la falla.
A nivel de afloramiento cada roca presenta un tipo diferente de fracturación que va a
condicionar su excavabilidad:
• Las lutitas son masivas y no presentan fracturación preferencial, ya que su
grado de consolidación no es lo suficiente para rotura frágil y no ha sufrido
esfuerzos tectónicos que la hayan comprimido o deformado. Solo en las
zonas de contacto con estratos areniscosos se aprecia un cierto diaclasado
pero poco penetrativo.
• Las areniscas sin embargo tienen un diaclasado bastante patente y
penetrativo que afecta a la totalidad de la potencia de cada estrato. Este
diaclasado es más abierto cuanto más superficial está la capa.
Las características de las litologías aparecen en la siguiente tabla:
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DISCONTINUIDADES DE LAS ROCAS
Litología
Areniscas del Oiz
Fracturación
Fracturación en bloques decimétricos-métricos en el
contacto con las lutitas.
Lutitas
Fractura irregular en el contacto con las areniscas.
Alternancia de areniscas Fracturación en bloques decimétricos-métricos en las
y lutitas
Areniscas
areniscas y centimétricos las lutitas.
Lutitas + margas
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2.5.- Morfología
Los montes de la Sierra del Oiz de dirección NW-SE presentan una morfología que está
condicionada por la litología y estructura geológica de la zona. El relieve es moderado,
con formas suavemente redondeadas y con algunos resaltes originados por los relieves
de los niveles de areniscas más duros. Las laderas tienen una pendiente media y en su
parte alta se forman pequeñas cuencas redondeadas. Se diferencian los siguientes
modelados:
2.5.1. Análisis Geomorfológico
2.5.1.1.
Morfoestructura
La estructura de las capas configura la forma del relieve. La dureza de los niveles de
areniscas respecto de las lutitas, y la erosión diferencial produce resaltes rocosos a favor
de la estructura de las capas, denominados con hogs back. En el dorso del hogs back,
de pendiente más suave y vergencia al sur, se instala un modelado mixto de tipo
vertientes – fluvial, mientras en el lado norte, de corte más abrupto prevalecen los
resaltes estructurales y los escalonamientos provocados por la roca aflorante.
Resalte morfoestructural
2.5.1.2.
Modelados
a. Modelado de vertientes
Se produce en la vertiente sur de la sierra, donde las laderas son más suaves, a favor de
las capas y cubiertas por suelos. En la actualidad se han constatado hasta tres
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generaciones diferentes de laderas, las más antiguas situadas en la zona de cumbres,
mientras que las más modernas se están modelando con la acción de los arroyos.
b. Modelado fluvial
Existe una red fluvial juvenil de tipo temporal y con carácter remontante, vertiente al río
Garai. La red es longitudinal y nace prácticamente desde los collados de la sierra,
favorecida por la descarga de agua de los niveles de areniscas, y jerarquiza la totalidad
de la escorrentía difusa. Debido a las altas pendientes su carácter es muy erosivo con
cauces de incisión y arrastre de sedimentos. Parte esta red se infiltra en niveles
permeables de areniscas situados a media ladera.
2.5.2. Morfodinámica actual
En base a las características litológicas y estructurales de la zona, no se reconocen
procesos actuales de gran magnitud. La presencia de suelos y una red fluvial juvenil pero
jerarquizada acreditan un medio de media - baja energía.
Desde el punto de vista morfoclimático, la incidencia del clima actual en los procesos
geológicos es la siguiente:
•
•
•
•
Actividad climática:
Alteración química:
Alteración física:
Alteración físico-química:
alta
moderada
media
química moderada con influencia física
Continuaran lentamente los procesos gravitacionales, arrollada difusa y la edafización de
la superficie.
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2.5.3. Evolución Dinámica
Para comprender el estado actual del relieve, su red hidrológica y funcionamiento
dinámico es fundamental conocer la evolución geológica de esta zona durante el
Cuaternario reciente y los procesos dominantes.
En la actualidad la sierra del Oiz es un resalte aislado entre dos grandes valles, que
recibe a influencia directa de los vientos del mar de componente norte y noroeste. Los
efectos de la climatología sobre su superficie son erosivos y con pérdida continuada de
suelos. A esta situación se ha llegado por la intensa deforestación que han sufrido estos
montes desde el siglo XIX, el carácter granular de los suelos y las altas pendientes. La
pérdida de la capa arbórea que laminaba la lluvia, unida a la climatología de montaña
caracterizada por alta precipitación y bajas temperaturas, han provocado la reactivación
de la red fluvial y el arrastre de suelos por arrollada difusa.
Los suelos actuales son muy delgados, muy frágiles y erosivos, donde cualquier
actuación que deteriore o elimine la exigua capa vegetal, puede provocar procesos de
movilidad irreversibles.
Los procesos más activos en la actualidad son los de arrollada difusa, los de ladera y la
meteorización química, dirigidos a la erosión progresiva de los relieves existentes y
degradación del suelo Los que más pueden afectar la integridad del parque son los de
ladera, que provocan la meteorización progresiva del sustrato rocoso, pero este proceso,
dominado por la climatología es bastante lento por lo que no parece que suponga un
riesgo
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2.6.- Hidrología e Hidrogeología
Todo el emplazamiento del parque se encuentra dentro de la importante Unidad
Hidrogeológica Oiz, la cual está integrada en el Dominio Hidrogeológico Sinclinal del Oiz.
La línea de cumbres asociadas constituye la divisoria hidrológica entre las cuencas del
Ibaizabal (al Sur) y Oka, Lea y Artibai (al Norte).
Dentro de la Unidad Hidrogeológica Oiz la zona de estudio se sitúa en la Subunidad
Oizetxebarrieta, que constituye un acuífero detrítico en explotación. La circulación del
agua se realiza a través de conductos más o menos colmatados de arena, logrando una
regulación de canales importante. La recarga al sistema se produce por infiltración
directa sobre los materiales detríticos. Dada la estructura sinclinal en la que se asienta el
acuífero, cabría esperar un funcionamiento libre con dirección del flujo subterráneo hacia
el Sur. Sin embargo el acuífero no está formado exclusivamente por areniscas y
microconglomerados sino que incorpora algunos niveles lutíticos de tipo flyschoide
llegando a producir el confinamiento de algunos niveles permeables. En detalle el
acuífero podría considerarse multicapa, al menos en alguna zona. A nivel superficial,
existen algunos embalsamientos para el ganado.
El agua por lo tanto circula en profundidad y aflora en forma de fuentes al encontrar una
capa impermeable. Esta situación la encontramos laderas abajo del parque, en las zonas
de Magunas y Urkullu
De los materiales aflorantes en la zona, las areniscas y microconglomerados son los que
presentan una alta permeabilidad y constituyen los acuíferos principales. Las lutitas sin
embargo tienen una permeabilidad media. En función de ese comportamiento
hidrogeológico afloran abundantes manantiales que ponen de manifiesto la piezometría
general de este acuífero.
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2.7.- Sismicidad
Según el Mapa de Grados de Intensidad Sísmica, el área de estudio tiene un grado V -VI
de la escala SMK, con un grado de aceleración de la gravedad menor de 0.04 g, que
según la Norma Sismorresistente NCSE-02 no es obligado considerar las acciones
sísmicas en obras y servicios, excepto en el caso de estructuras o instalaciones
especiales a las que no afecta la norma. Esta zona no tiene sismicidad propia, y solo
puede estar afectada por influencia de terremotos lejanos.
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3.- Investigación realizada
Las labores de investigación del subsuelo han sido fijadas por el pliego de condiciones, y
han consistido en la realización de sondeos mecánicos, ensayos de penetración
dinámica, estaciones geomecánicas y toma de muestras para análisis de laboratorio
Las labores de investigación del subsuelo se han desarrollado en dos etapas donde se ha
efectuado una cartografía geológica y la campaña inicial de sondeos y ensayos de
penetración dinámica en cada emplazamiento para determinar la posición de una capa
resistente como base de cimentación.
Como resultado de la misma, los emplazamientos de las torres A-33 y A-38, presentaban
suelos y roca meteorizada muy potente y con baja capacidad de carga. Por este motivo se
ha efectuado una segunda fase de investigación, que ha clarificado las ubicaciones. Las
conclusiones han sido la eliminación de las torres A-33 y A-34, la inclusión de tres torres A,
B y C en el resalte de Pozuzarreta, quedando inalterado el resto.
3.1.- Sondeos Mecánicos
Se han efectuado un total de cuatro (4) sondeos con perforadora FRASTE hasta una
profundidad de 8-18 metros. Sus características son:
CARACTERISTICAS DE LOS SONDEOS
SONDEO
TORRE
PROF.
PROF. ROCA
TOTAL
SANA (III-II)
SITUACION
LITOLOGIA/
OBJETIVO
SM-33
A-33
18.20
16.4
Pozuzarreta
Nivel de areniscas limosas
SM-36
A-36
8.00
2.20
Laderas San Cristóbal
Margas y areniscas
SM-38
A-38
8.00
2.15
Laderas San Cristóbal
Margas y areniscas
SM-40
A-40
8.00
2.70
Monte Aztogana
Formación Oiz
3.1.1. Toma de muestras
Durante la realización de los sondeos se han tomado a distintas profundidades muestras
inalteradas (MI) y testigos parafinados (TP), para su posterior análisis en el laboratorio.
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En los cuadros adjuntos figuran las características del muestreo realizado.
CARACTERISTICAS DEL MUESTREO
SONDEO
TORRE
MUESTRAS
PROF
SM-33
A-33
TP-1
10.25-10.65
Areniscas
TP-2
16.5-16.8
Areniscas
SM-36
A-36
SM-36
A-36
SM-40
A-40
MATERIAL
MI-1
2.0-2.2
Limo arenoso marrón
TP-1
2.3-2.6
Margas y lutitas
MI-1
2.0-2.15
Limo arenoso marrón
TP-1
6.4-6.65
Margas y lutitas
MI-1
1.4-2.0
Arcillas marrones
TP-1
3.1-3.3
Margas G-III
TP-2
5.0-5.25
Margas sanas
3.1.2. Ensayos SPT
Este tipo de ensayo se ha efectuado en roca meteorizada y lutitas de grado IV-III, ante la
imposibilidad de tomar muestras inalteradas. La puntaza utilizada ha sido hueca o
abierta, salvo en los materiales más gruesos o problemáticos donde la puntaza ha sido
ciega.
En la descripción de los ensayos figura también el valor N que es resultado de la suma
de los valores intermedios de golpeteo (avance de 30 cm.).
CARACTERISTICAS Y RESULTADOS DE LOS ENSAYOS SPT
SONDEO
SPT
PROF
GOLPES
N
DESIGNACION
SM-33
1
2.4-3.0
10-13-16-19
29
Media
Areniscas G-IV
2
6.4-7.0
6-9-11-11
20
Media
Areniscas G-IV
3
9.0-9.6
21-26-10-11
36
Compacta
Areniscas G-IV
4
11.0-11.6
8-12-9-20
21
Media
Areniscas G-IV
5
13.4-14.0
18-23-28
51
Muy Compacta
Areniscas G-IV
6
16.5-16.8
19-36-50
86
Muy compacta
Areniscas G-IV
1
2.00-2.45
7-3-6
9
Media
Arcilla arenosa
SM-40
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
MATERIAL
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3.1.3. Medidas de Nivel Freático
Se han efectuado medidas del nivel freático durante y después de la ejecución del
sondeo. Las mediciones son las siguientes:
MEDIDAS DE NIVEL FREÁTICO
PROFUNDIDAD N.F.
OBSERVACIONES
SONDEO
SM-33
15.0
En roca meteorizada
SM-36
7.15
Filtraciones de superficie
SM-38
7.15
Filtraciones de superficie
SM-40
3.62
Filtraciones de superficie
3.2.- Ensayos de Penetración Dinámica
Se han efectuado un total de siete (7) ensayos de penetración dinámica con penetrómetro
DPM hasta la profundidad de rechazo. En algunas torres dadas las especiales
características del terreno se han efectuado sondeos adicionales. Sus características son:
CARACTERISTICAS DE LAS CATAS
TORRE
PDM
PROF.
PROF. ROCA
TOTAL
SANA (III-II)
SITUACION
LITOLOGIA/
OBJETIVO
A-32
32
0.90
0.80
Pozuzarreta
Formación Oiz
A-34
34
1.1
0.9
Pozuzarreta
Formación Oiz
A-35
35
1.6
1.5
Laderas de San Cristóbal
Margas + lutitas
A-37
37
2.3
2.2
Laderas de San Cristóbal
Margas + lutitas
A-38
38
3.7
3.5
Laderas de San Cristóbal
Margas + lutitas
A-39
39
1.1
1.0
Monte Aztogana
Formación Oiz
A-41
41
0.4
0.3
Monte Aztogana
Formación Oiz
Los partes de los ensayos figuran en el anexo nº 2.
3.3.- Toma de muestras en saco
Se han tomado muestras en saco de 50 kg para hacer ensayos del PG3 para
caracterizar el terreno de cara a conocer su aptitud para ser utilizado como relleno y
terraplén y conocer si el material procedente de excavación se puede utilizar como
material de relleno. La muestras se cogido en las dos zonas ("Areniscas de Oiz" y
"Lutitas, Areniscas y Calizas Margosas").
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
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3.4.- Ensayos de Laboratorio
Se han efectuado diversos ensayos de laboratorio sobre las muestras para determinar:
•
•
•
•
Valor como relleno según PG3.
Cohesión y ángulo de rozamiento interno.
Granulometría y Límites de Atterberg.
Dureza y resistencia de la roca.
Los resultados de los ensayos aparecen en el anexo nº3 y son:
PLAN DE ANÁLISIS DE LABORATORIO: PARQUE EOLICO DE OIZ, FASE II
RESULTADOS DE ENSAYOS EN SUELOS PG-3
Ensayo
Areniscas del Oiz
Lutitas + Areniscas
Colapso
Materia Orgánica (%)
Sulfatos Solubles (%)
Contenido en Yesos (%)
Sales solubles (%)
Límites Atterberg
Granulometría
Pasa T-200 ASTM
Proctor
Densidad máxima
Retiene T-4 ASTM
Modificado
Humedad óptima
CBR
Hinchamiento Lambe (%)
Clasificación por Casagrande
RESULTADOS DE ENSAYOS DE IDENTIFICACIÓN EN SUELOS
TORRE
Muestra
Prof.
Nivel
W%
nº
γd
Tn/m
Limites
3
GRANULO.
Atterberg
T-4
T-200
Casag
A-38
MI-1
2.0-2.15
Suelo
33.2
1.26
46 30 16
0.0
67
ML
A-40
MI-1
1.4-2.0
Suelo
14.2
1.50
N.P.
0.0
38
SC
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
SO3
M.O
%
%
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RESULTADOS DE ENSAYOS DE RESISTENCIA Y DEFORMABILIDAD EN SUELOS
DEFORMACIÓN
RESISTENCIA
TORRE
Muestra
Prof.
Nivel
nº
Kp/cm
A-38
MI-1
2.0-2.15
Suelo
A-40
MI-1
1.4-2.0
Suelo
∅ºCD
Qu
0.7
cCD
Pc
2
2
Kg/cm
32
CV
kpa
Em
Kp/cm
2
0.01
ENSAYOS EN ROCAS
TORRE
Muestra
Litología
Profundidad
nº
γd
Tn/m
Qu
3
Kp/cm
A-33
TP-1
10.25-10.65
671
A-36
TP-1
2.30-2.80
1485
A-38
TP-1
6.40-6.65
134
A-40
TP-1
3.10-3.30
87
2
SIMBOLOS
W
=
= Humedad natural
γseca
= Densidad seca
= Presencia de sulfatos
Lambe = Hinchamiento Lambe
Qu
= Resistencia a compresión simple
cCD
= Cohesión con drenaje
∅ºCD
= Angulo de rozamiento interno
Cv
= Coeficiente de consolidación
Casag
= Clasificación por Casagrande
Em
= Módulo Edométrico
SO3
Pc
= Presión de Sobreconsolidadción
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Estudio Geotécnico.
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4.- Geotecnia
4.1.- Resultados de la campaña de investigación geotécnica
Se han prospectado todos emplazamientos llegando a roca sana, a una profundidad en
general sobre 2,0 - 2,3 metros para las lutitas y margas, y 1,0 metro para las areniscas.
Esto indica que el espesor de suelos y roca meteorizada es muy reducido. Únicamente
en la torre A-38, las prospecciones dan profundidades diferentes (2,5 – 3,5) y es debido
a la alternancia de capas inclinadas de diversas durezas.
4.2.- Perfil del terreno
El perfil geotécnico del terreno presenta un desarrollo sencillo debido su estructura plana
y tabular, ausencia de suelos y la existencia de un sustrato rocoso muy superficial De
una forma general el perfil geotécnico de los emplazamientos de las torres es el
siguiente:
NIVELES GEOTECNICOS DEL SUBSUELO
Nivel geotécnico
Descripción
Cobertera vegetal
Nivel muy superficial de suelo vegetal desarrollado de color oscuro.
A
Con un espesor variable entre 0.2-0.5 m.
Suelo edáfico
Capa de suelo arcilloso limoso con abundante arena, que aparace
B
sobre todo en la zona de lutitas. Su potencia puede llegar hasta los 2
metros.
Roca meteorizada
G-IV
C1
Nivel de transición. Formado por la meteorización físico-química de las
areniscas y las lutitas. Aparecen arenas y limos
arcillosos color
marrón con fragmentos areniscosos. El espesor es variable entre 0.5 y
3.0 m. En areniscas es mucho más potente (SM-33)
Areniscas sanas de Oiz
Nivel compuesto por areniscas microconglomeráticas y areniscas de
G-II-III
D1
grano medio-fino sanas de tonos grises muy fracturadas de potencia
decimétrica y métrica con intercalaciones centimétricas de lutitas de
color gris más oscuro. Son las causantes del resalte duro que
conforma la cresta de la sierra.
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
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Lutitas y margas con
Nivel compuesto por lutitas arenosas grises oscuras sanas de potencia
niveles de arenisca G- III decimétrica ó métrica con pequeñas intercalaciones de areniscas de
D2
grano medio-fino grises más claras. Es un material blando en
comparación con el nivel anterior.
4.3.- Características geotécnicas del parque
Existen una serie de condicionantes geotécnicos que deben tenerse en cuenta para el
acondicionamiento del terreno y la planificación de las cimentaciones:
Los condicionantes que se consideran son:
• a) Irregularidad del relieve de los emplazamientos: Algunos de los emplazamientos y
accesos están en pendientes medias a altas. Será necesario asegurar la cimentación
de la base de la plataforma.
• b) diferencia de dureza de los materiales: Tanto en tramos meteorizados como en
roca sana, la dureza es muy diferencial para ambas litologías.
• c) alteración de la roca: La alteración normalmente alcanza entre 1-2,5 metros bajo la
superficie, pero es muy diferente en areniscas que en lutitas.
• d) abrasividad de las areniscas: Las areniscas son muy abrasivas con un índice de
Cerchar de 4. Esto implica un mayor desgaste de las picas de excavación, mayor
mantenimiento y menor rendimiento.
• e) Posición de las capas: Los estratos no son horizontales, buzan al Sur entre 40º y
45º. Esto hace que el apoyo de la cimentación no va a ser homogéneo, y atravesará
varias capas de naturaleza diferente.
4.3.1. Estructura de la zona
La morfología está marcada por la disposición estructural de las capas. Estas tienen una
dirección general N-120E y un buzamiento generalizado de 40-50º hacia el SW, con
variaciones locales de capas que se ponen verticales. Esto produce la inmensa ladera de
la cara sur del monte Oiz.
Desde el punto de vista geotécnico las cimentaciones se van a apoyar mayoritariamente
en roca con planos inclinados, y en las zonas de lutitas esa roca es alternante, sobre una
ladera inclinada. Esta configuración no es favorable ya que las tensiones tienden a
producir deslizamientos capa sobre capa, favorecidos por la pendiente natural del
terreno.
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
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4.3.2. Meteorización de las areniscas
Las areniscas se alteran con facilidad disgregándose en arenas. Esto se ve favorecido
por la pendiente de las capas, su permeabilidad y estructura alternante. El resultado son
las diferencias de categorías de roca existentes dentro de un mismo nivel, donde un
estrato puede estar totalmente meteorizado, entre niveles totalmente sanos.
4.3.3. Alternancia litológica
No existen niveles puros. Tanto las areniscas del Oiz como las lutitas con margas y
areniscas, constituyen alternancia de niveles duros y blandos, de mayor o menor
potencia.
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
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4.4.- Características del sustrato: Clasificación geomecánica
Se ha clasificado las diferentes litologías que componen la superficie del parque en
función de Bieniawski para conocer la calidad del macizo rocoso.
RMR Rock Mass Rating
CLASIFICACION GEOMECANICA DE BIENIAWSKI (1.979)
PARAMETROS DE CLASIFICACIÓN
VALOR PARA ESTE ESTUDIO
Lutitas +
Areniscas Oiz
areniscas
Resistencia de la roca sana
Point Load Test
(MPa)
Compresión simple
13.2
45
Valoración
2
7
RQD %
80
90
Valoración
17
20
0.2-0.6
0.6-2.0
10
15
2
5
Seco
seco
Valoración
15
15
TOTAL
46
62
Separación de discontinuidades
Valoración
Estado de las diaclasas
Valoración
Presencia de agua
Caudal en 10 m. de túnel
σw/σ3
Estado
CORRECCIONES
Orientación de las
discontinuidades
VALOR PARA ESTE ESTUDIO
⊥ al túnel: a favor del buzamiento
Valoración
Cualquier dirección
Valoración
Tipo de obra
Túneles
Cimentaciones
-15
-15
31
47
Taludes
Total
Clase
Descripción
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IV
III
Mala
Media
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4.4.1. Capacidad de carga
Todos los apoyos se van a realizar en los siguientes tipos de sustrato:
•
•
Areniscas del Oiz
Lutitas margosas con areniscas
Su capacidad de carga de las areniscas es elevada ya que se trata de rocas duras pero
fracturadas, y su resistencia va depender de las características de las discontinuidades
del macizo rocoso. En esta caso son muy rugosas y oponen mucha resistencia al
deslizamiento
Las lutitas margosas con areniscas es una capa más blanda que tiene niveles de lutitas y
areniscas más duros, intercalados y son los que favorecen la capacidad de carga.
4.4.2. Parámetros geotécnicos
Los parámetros han sido deducidos de los datos de superficie, las clasificaciones
geomecánicas y el GSI
TABLA 4.3.6-1
PARAMETROS GEOTECNICOS DE LAS ROCAS
Litología
RQD
Meteorización
Dureza media
Kp/cm2
Calidad
Areniscas de Oiz
¡90%,
>650
Buena
Lutitas margosas
80%,
0,0 a 0.5: G III
+ de 0.5: G II
0,0 a 1.5: G IV
+ de 1,5: G III
134-650
Media
4.5.- Agresividad.
No se ha localizado agua subterránea en sondeos y catas. Todo el agua que pueda
llegar a las cimentaciones es de precipitación, y por lo tanto no agresiva para el
hormigón.
Los materiales que componen los suelos como el sustrato tampoco reúnen las
características de los suelos agresivos.
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Estudio Geotécnico.
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4.6.- Acciones sobre el terreno
La construcción de los aerogeneradores va implicar las siguientes acciones sobre el
terreno:
• Excavaciones: de la explanada y del cajeo de la zapata.
• Cimentaciones: de las zapatas en el nivel de máxima carga admisible.
• Explanaciones: para viales y plataformas.
Estos aspectos van a ser tratados en los siguientes capítulos.
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
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5.- Explanaciones y Excavaciones
Se van a efectuar excavaciones para dos fines:
•
•
obtener la explanada para construcción de las zapatas
y para el empotramiento de las mismas.
El problema de las excavaciones radica en la dureza del material que debe ser
desmontado y excavado, para planificar la maquinaria a utilizar. Debe partirse del
supuesto que la empresa constructora dispusiere de maquinaria tipo Cat 215 o similar y
de martillo hidráulico de una potencia mínima de 4.000 Kg.
Es conveniente que debido a economía de obra, que todas las excavaciones sean
efectuadas por una misma máquina, que debe reunir las características necesarias para
abordar satisfactoriamente todas las heterogeneidades que van a aparecer en el
movimiento de tierras.
5.1.- Dureza de la roca
Las areniscas sanas son rocas duras y abrasivas, pero en general no son masivas y
siempre aparecen con un diaclasado regular que facilita mucho su fracturación en
bloques de tamaño decimétrico. Las lutitas son masivas y blandas luego son muy
ripables y se pueden excavar con facilidad. Pero la estructura alternante de niveles
decimétricos-métricos de areniscas con paquetes centimétricos de lutitas hace que se
produzca una alternancia de niveles blandos y duros que requieren métodos de
excavación diferentes.
En función de los datos de compresión de muestras y observaciones de campo se ha
realizado la siguiente clasificación:
EXCAVABILIDAD DE NIVELES GEOTECNICOS
Nivel
Dureza
Excavabilidad
Suelos arcillosos
Blando
Excavable - Cazo
Areniscas meteorizadas G-IV
Blanda
Ripable - cazo
Lutitas meteorizadas G-IV
Blanda
Ripable-cazo
Areniscas sanas
Duro
Martillo
Lutitas sanas
Blanda
Ripable - cazo
Alt. Areniscas y lutitas
Media
Cazo/martillo
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
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5.2.- Arranque con medios mecánicos
La excavación en base a retroexcavadora con martillo va a suponer prácticamente el
70% de la obra. El resto, incluyendo las mejoras del terreno, se realizará a cazo. No se
considera el uso de voladuras.
Las capas de suelos y lutitas y margas A1 y 2, B2 y C son excavables con el cazo. Las
calizas B1 y 2 son ripables con martillo.
5.2.1. Criterio de Uso
Se han elegido los siguientes criterios de uso de elementos de excavación para zapatas.
Se parte del criterio que en muchas torres la roca sana está casi superficial.
•
•
Cazo:
Martillo:
en suelos y rocas blandas
Calizas y ocasionalmente areniscas, costras y margas blancas.
En función de estos criterios se ha establecido los porcentajes de excavación para todos
las zapatas del parque en la siguiente tabla. Debe tenerse en cuenta que se supone que
la zona ha sido explanada previamente, y que la profundidad mínima de excavación
requerida es de 2,00 metros.
TABLA 5.2.1-1
PORCENTAJES DE EXCAVACIÓN DE ZAPATAS TORRES
ZAPATA
LITOLOGÍA
NECESIDAD DE
ATRAVESADA
EXPLANACION
CAZO
MARTILLO
A-A
Arenisca del Oiz
no
20%
80%
A-B
Arenisca del Oiz
no
20%
80%
A-C
Arenisca del Oiz
no
20%
80%
A-35
Lutitas + areniscas
si
60%
40%
A-36
Lutitas + areniscas
si
100%
A-37
Lutitas + areniscas
si
100%
A-38
Lutitas + areniscas
si
100%
A-39
Lutitas + areniscas
no
50%
A-40
Lutitas + areniscas
si
100%
A-41
Areniscas del Oiz
si
20%
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Estudio Geotécnico.
VOLADURA
50%
80%
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6.- Cimentaciones
6.1.- Datos de partida
Los cálculos se han efectuado la zapata standart de Gamesa para G-52.
Zapata
Dimensiones
Gamesa G-52
Peso Total*
Presión unitaria
2
Tensión necesaria
mts
Tn
Kp/cm
del terreno para FS=3
11.0 x 11.0 x 1.1
530.75
0.4
1.2
Densidad del hormigón con ferralla = 2,5 Tn/m
3
Peso Total = Peso Zapata + Peso aerogenerador
Peso aerogenerador = 761 kN = 77 Tn
Los datos de cargas y momentos se han obtenido de los documentos de Gamesa para
G-52 en parada. En arrancada la tensión unitaria necesaria es de 2,5 kg/cm2.
6.2.- Cimentaciones propuestas
En función de los resultados de las prospecciones los emplazamientos de las torres
tienen las siguientes características:
Torre
Litología a nivel de
Profundidad de la
Tipo de cimentación
cimentación
roca sana
propuesta
A-A
Arenisca del Oiz
0.9
Zapata superficial
A-B
Arenisca del Oiz
1.0
Zapata superficial
A-C
Arenisca del Oiz
1.0
Zapata superficial
A-35
Lutitas + areniscas
1.6
Zapata superficial
A-36
Lutitas + areniscas
2.2
Zapata superficial
A-37
Lutitas + areniscas
2.2
Zapata superficial
A-38
Lutitas + areniscas
3.5
Zapata sobre ciclópeo
A-39
Lutitas + areniscas
1.0
Zapata superficial
A-40
Lutitas + areniscas
2.7
Zapata sobre ciclópeo
A-41
Areniscas del Oiz
0.3
Zapata superficial
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
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De la situación de las torres:
• Seis se empotran o apoyan directamente en roca sana mediante cimentación
superficial: A-A, A-B, A-C, A-35, A-39 y A-41
•
Dos torres se sobreexcavan para apoyar en roca sana: A-36 y A-37
• En las torres A-38 y A-40 el sustrato se sitúa por debajo de 2,5 metros, pero esa
profundidad disminuye al tener que efectuar un desmonte para la explanación y
podrán efectuarse con una zapata apoyada en una base ciclópea.
6.3.- Nivel de cimentación.
El diseño de las cimentaciones sitúa a las zapatas a una profundidad máxima de 2,2
metros en el punto más bajo de la excavación, y es conveniente no profundizar más para
evitar pérdida energética. También es preferible que la cimentación se realice sobre roca
ya que ofrece mayores garantías.
Ocho torres cumplen éstas condiciones y se pueden cimentar a esta profundidad en
calizas sanas. A partir de este punto se puede bajar más o menos 1-2 metro,
dependiendo de la naturaleza y estado del terreno, pero al ser este terreno en general
estratificado y con buzamiento al Sur no se va a poder conseguir un apoyo homogéneo.
En todos los casos se saneará la base eliminando todas las irregularidades y materiales
blandos, recreciendo, si es necesario con hormigón pobre.
6.4.- Tensiones admisibles
Es preferible cimentar siempre sobre roca sana que garantiza una capacidad de carga
suficiente frente a las tensiones que van a transmitir los aerogeneradores. Suponiendo
que la base de cimentación de la zapata está a 2.2 metros, cumplen esta condición la
mayor parte de las torres del parque eólico de Oiz a excepción de las torres número: A38, y A-40, en las cuales la base de cimentación está en roca meteorizada. Si bien la
potencia de empotre en roca sana va a variar de unas torres a otras.
En función de la calidad de roca, algunas se apoyan en roca de calidad mala y otras en
calidad buena. Dependiendo del relieve unas zonas sonde baja pendiente y otras de
pendiente media o alta.
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
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6.4.1. Cimentaciones en areniscas del Oiz
La calidad del macizo es Clase III: Buena. El cálculo de carga máxima admisible para
macizos rocosos de esta categoría se calcula mediante el método de Terzaghi y
Zienkiewich
La roca sana manifiesta un comportamiento elastoplástico, deformándose antes de
romper por la matriz. Pero en general y debido a la configuración estructural del macizo
rocoso, la resistencia de la roca va a estar definida por la resistencia de las
discontinuidades. Basándonos en ese aspecto la resistencia total del macizo rocoso se
aplicará el criterio de rotura de Morh - Coulomb, donde la carga de hundimiento de un
macizo rocoso es función de la categoría del macizo y del valor de resistencia a
compresión y del tamaño de la zapata. El factor de seguridad es función de RMR y del
valor de compresión de la roca intacta.
CRITERIO DE MORH - COULOMB
Material
Resistencia
Kp/cm
Areniscas De
650
Categoría
RMR
FS
2
Qadm
Kp/cm
III
90
40
2
19.34
Oiz
Por motivos de seguridad es preferible no sobrepasar 5 Kg/cm2 en torres donde toda
la zapata no esté íntegramente en roca sana.
Los cálculos para los valores de roca figuran en el anexo nº4
6.4.2. Cimentaciones en Lutitas margosas y areniscas
Es una roca mucho más blanda en algunas ocasiones meteorizada, que tiene un
comportamiento mixto ya que de se deforma, pero rompe por fracturas existentes.
La calidad del macizo es Clase IV: Mala. El cálculo de carga máxima admisible para
macizos rocosos de esta categoría se calcula mediante el método de Serrano y Olalla.
La roca sana manifiesta un comportamiento elastoplástico, deformándose antes de
romper por la matriz. Pero en general y debido a la configuración estructural del macizo
rocoso, la resistencia de la roca va a estar definida por la resistencia de las
discontinuidades. Basándonos en ese aspecto la resistencia total del macizo rocoso se
aplicará el criterio de rotura de Hoeck y Bray, donde la carga de hundimiento de un
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
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macizo rocoso es función de la categoría del macizo y del valor de resistencia a
compresión.
Ph = β (Nβ - ζ)
CRITERIO DE HOECK Y BRAY
Material
Resistencia
Categoría
m
s
GSI
IV
0.43
0.0002
22
MPA
Lutitas + areniscas
35
CARGA DE HUNDIMIENTO EN ROCA
Método Serrano – Olalla (1996)
Material
Lutitas
+
Resistencia
β
MPA
MPa
35
0.71
ζ
σ01
Nβ
Ph
FS
MPa
0.0076
-
0.027
5.74
4.088
areniscas
Qadm
2
MPa/Kp/cm
15
0.26
2.646
El valor obtenido está en consonancia con los códigos de edificación que oscilan entre 4
y 6 Kg/cm2. Por motivos de seguridad es preferible no sobrepasar 4 Kg/cm2 en torres
donde toda la zapata no esté íntegramente en roca sana.
6.4.3. Cimentaciones semiprofundas
En dos casos la relativa profundidad del sustrato rocoso aconseja colocar las
cimentaciones por medio de rellenos ciclópeos, que transmitan las tensiones de las
zapatas a rocas. Es lo que se denomina cómo cimentaciones semiprofundas. Esto sólo
es efectivo cuando el ciclópeo se apoya en un nivel cuya resistencia es muy superior a
las cargas de trabajo, en el caso contrario lo único que se hace es añadir peso al terreno.
Las torres en ésta situación son: A-38 y A-40. Se aconseja el diseño de zapata con una
carga máxima de 2.5 kp/cm2.
6.5.- Condiciones de estabilidad
El espacio disponible en varios de los emplazamientos es el suficiente que requiere las
licitaciones laterales de la zapata, pero la estructura de las capas permite que puedan
quedar algunos de sus lados en terrenos con diferente resistencia. En este caso pueden
llegarse a producir, de forma excepcional, condiciones de vuelco con el consiguiente
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
pág. 35 de 54
riesgo para la torre, si bien la estructura buzante de las capas hacia la ladera y
contribuye a la seguridad global de la estabilidad.
Los cimientos deben proyectarse de manera que apoyen en un terreno de cierta calidad,
la cual habrá que contrastar durante la ejecución. Debe disponerse un resguardo
suficiente entre el borde externo del cimiento y el talud de la ladera. Se recomienda que
el resguardo sea al menos igual al ancho total del cimiento (R ϒ⇑ B). La parte de ese
resguardo que corresponda a roca (o suelo firme) de calidad similar a la de la base de
apoyo será, en todo caso, mayor que 2 m. Es conveniente que, tras la construcción, el
cimiento quede cubierto con tierras.
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
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7.- Conclusiones y recomendaciones
7.1.- Clasificación de los emplazamientos
Se han clasificado los emplazamientos de cada torre en varias categorías, en función de
los resultados de las prospecciones, de la profundidad del sustrato rocoso y la capacidad
de carga. Las categorías son las definidas para la Fase I
Los grupos obtenidos son
tipo
morfología
profundidad
prof cimentación/
carga
cimentación
terreno
emplazamient
roca sana
empotramiento
máxima
aconsejada
Entre 0.5 y
2.0 metros
2.2 m/ la base de la
zapata se sitúa a
2,0 de prof. Y se
empotra en roca un
mínimo de 0,5 m en
roca sana
o
B
C
F
G
Zona plana
Zona plana
Pendiente
media
Pendiente
media
observaciones
torres
admisible
Hasta 3.0
metros
2.2 m.
empotra
No
se
Entre 0.5 y
2.5 metros
2.2 m/ la base de la
zapata se sitúa a
2,0 de prof. Y se
empotra en roca un
mínimo de 0,5 m en
roca sana
Más de 2.5
mts
2.2 m/ depende de
los que se quiera
enterrar la zapata/
No se empotra
4 kp/cm
3.0 Kp/cm
4 kp/cm
Zapata
armada
2
2
Zapata sobre
ciclópeo
Zapata
armada,
parte de la
base con
ciclópeo
2
2.0 Kp/cm
2
Zapata sobre
suelo
reforzado y
base
compactada
La parte superior
es excavable, la
roca sana ripable
A-A,
A-B
A-39
Rellenar
la
diferencia
de
cotas entre roca
sana y la cota de A-40
cimentación con
un
relleno
ciclópeo
Parte
del
A-C
desmonte para la
A-35
explanada
y
A-36
cajeo
de
la
A-37
zapata
puede
A-41
estar en roca
meteorizada
Necesario
compactar
la
base natural para
evitar asientos, y
crear un suelo
duro con un “todo
A-38
uno” compactado
y reforzado con
hormigón
de
limpieza,
más
resistente que el
suelo sustituido
Se considera que 2.0 es la profundidad mínima donde va a estar la base de la zapata.
El empotramiento es la profundidad que se pueda meter la zapata en roca sana.
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
pág. 37 de 54
7.2.- Cuadros resumen
Se han elaborado unos cuadros - resumen de los emplazamientos de cada
aerogenerador, según las localizaciones del mapa nº3 y los perfiles geotécnicos. En
cada cuadro figuran las características geotécnicas y morfológicas, la necesidad de
desmontes, la cota de cimentación y recomendaciones para su ejecución.
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
pág. 38 de 54
FICHA EMPLAZAMIENTOS DE AEROGENERADORES
PROYECTO: PARQUE EOLICO DE OIZ: FASE II. BIZKAIA
TORRE A-A
Areniscas del Oiz:
Alternancia de grandes niveles de areniscas y lutitas, buzantes 60-70º hacia el
LITOLOGÍA
sur. El suelo está tapizado de bloques. La secuencia estratigráfica es:
0,0-0,5: Suelo arenoso limoso con abundantes bolos de areniscas
0.5- Areniscas sanas
PROFUNDIDAD DE LA
ROCA SANA
A partir de 0.5 metros.
Prospecciones realizadas:
Estación geomecánica
Resalte de Pozuzarreta:
MORFOLOGÍA
Zona plana correspondiente a la parte superior de un nivel areniscoso, muy
cercano al contacto con lutitas
PROBLEMAS
GEOTÉCNICOS
Dureza y abrasividad del nivel de areniscas
COTA DE CIMENTACIÓN
ACONSEJADA
Cimentar a 2.0 metros de profundidad en areniscas sanas.
Qadm EN EL PLANO DE
CIMENTACIÓN
TIPOLOGÍA DEL
TERRENO
EXCAVACIONES
VACIADOS
OTRAS INDICACIONES
Pequeños niveles de lutitas intercalados
2
En areniscas, superior a 5.0 kg/cm ,.
B
Cazo hasta 0.7 metros de profundidad. El resto a martillo
Taludes verticales a corto plazo.
Saneo de la base
Material de excavación apto para rellenos de plataforma.
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
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FICHA EMPLAZAMIENTOS DE AEROGENERADORES
PROYECTO: PARQUE EOLICO DE OIZ: FASE II. BIZKAIA
TORRE A-B
Areniscas del Oiz:
Alternancia de grandes niveles de areniscas y lutitas, buzantes 60-70º hacia el
LITOLOGÍA
sur. El suelo está tapizado de bloques. La secuencia estratigráfica es:
0,0-0,8: Suelo arenoso limoso con abundantes bolos de areniscas
0.8- Areniscas sanas
A partir de 0.8 metros.
Prospecciones realizadas:
PROFUNDIDAD DE LA
ROCA SANA
Estación geomecánica
Penetrómetro dinámico P-32
Resalte de Pozuzarreta:
MORFOLOGÍA
Zona plana correspondiente a la parte superior de un nivel areniscoso, muy
cercano al contacto con lutitas
PROBLEMAS
GEOTÉCNICOS
Dureza y abrasividad del nivel de areniscas
COTA DE CIMENTACIÓN
ACONSEJADA
Cimentar a 2.0 metros de profundidad en areniscas sanas.
Qadm EN EL PLANO DE
CIMENTACIÓN
TIPOLOGÍA DEL
TERRENO
EXCAVACIONES
VACIADOS
OTRAS INDICACIONES
Pequeños niveles de lutitas intercalados
2
En areniscas, superior a 5.0 kg/cm .
B
Cazo hasta 0.9 metros de profundidad. El resto a martillo
Taludes verticales a corto plazo.
Saneo de la base
Material de excavación apto para rellenos de plataforma.
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
pág. 40 de 54
FICHA EMPLAZAMIENTOS DE AEROGENERADORES
PROYECTO: PARQUE EOLICO DE OIZ: FASE II. BIZKAIA
TORRE A-C
Areniscas del Oiz:
Alternancia de grandes niveles de areniscas y lutitas, buzantes 60-70º hacia el
LITOLOGÍA
sur. El suelo está tapizado de bloques. La secuencia estratigráfica aproximada es:
0,0-0,8: Suelo arenoso limoso con abundantes bolos de areniscas
0.8- Areniscas sanas
PROFUNDIDAD DE LA
ROCA SANA
A partir de 0.8 metros.
Prospecciones realizadas:
Estación geomecánica
Resalte de Pozuzarreta:
MORFOLOGÍA
Zona en ladera correspondiente a la parte superior de un nivel areniscoso, muy
cercano al contacto con lutitas
PROBLEMAS
GEOTÉCNICOS
Dureza y abrasividad del nivel de areniscas
Pequeños niveles de lutitas intercalados
Pendiente moderada, necesidad desmontes moderados
Se rebajará y explanará toda la zona hasta obtener una superficie lo
COTA DE CIMENTACIÓN
ACONSEJADA
Qadm EN EL PLANO DE
CIMENTACIÓN
TIPOLOGÍA DEL
TERRENO
EXCAVACIONES
suficientemente amplia.
Cimentar a 2.0 metros de profundidad en areniscas
sanas.
2
En areniscas, superior a 5.0 kg/cm .
F
Cazo hasta 0.9 metros de profundidad. El resto a martillo
Requiere desmonte del terreno.
VACIADOS
OTRAS INDICACIONES
Taludes verticales a corto plazo.
Saneo de la base
Material de excavación apto para rellenos de plataforma.
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
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FICHA EMPLAZAMIENTOS DE AEROGENERADORES
PROYECTO: PARQUE EOLICO DE OIZ: FASE II. BIZKAIA
TORRE A-35
Lutitas y margas flyschoides:
Zona margosa con niveles más duros, buzantes unos 35-45º hacia el SE. Litología
LITOLOGÍA
meteorizable, que produce suelos arcillosos. La secuencia estratigráfica es:
0,0-0,5: Suelo arcilloso marrón
0,5- 1,5: Lutitas margosas meteorizadas a grado IV
1.5- Lutitas margosas de grado III
PROFUNDIDAD DE LA
ROCA SANA
A partir de 1.5 metros.
Prospecciones realizadas:
Penetrómetro dinámico P-35
Laderas de San Cristóbal.
MORFOLOGÍA
Parte superior de la ladera muy cercana a la base del resalte de Pozuzarreta.
Ladera escalonada en pequeños rellanos causados por la presencia de capas
más duras.
PROBLEMAS
GEOTÉCNICOS
COTA DE CIMENTACIÓN
ACONSEJADA
Qadm EN EL PLANO DE
CIMENTACIÓN
TIPOLOGÍA DEL
TERRENO
EXCAVACIONES
VACIADOS
OTRAS INDICACIONES
Se necesita efectuar algo de desmonte para la superficie requerida
Se rebajará y explanará toda la zona hasta obtener una superficie lo
suficientemente amplia. Cimentar a 2.0 metros de profundidad en lutitas margosas
2
En lutitas margosas. No sobrepasar 3.0 kg/cm ,.
F
Cazo hasta 1.5 metros de profundidad. El resto a martillo
Taludes verticales a corto plazo.
Saneo de la base
Material de excavación apto para rellenos de plataforma.
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
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FICHA EMPLAZAMIENTOS DE AEROGENERADORES
PROYECTO: PARQUE EOLICO DE OIZ: FASE II. BIZKAIA
TORRE A-36
Lutitas y margas flyschoide:
Zona margosa con niveles más duros, buzantes unos 35-45º hacia el SE. Litología
LITOLOGÍA
meteorizable, que produce suelos arcillosos. La secuencia estratigráfica es:
0,0-2,15: Suelo arcilloso marrón
2,15- 5,2: Margas con areniscas meteorizadas a grado III
5,2- Margas con areniscas sanas
PROFUNDIDAD DE LA
ROCA SANA
MORFOLOGÍA
A partir de 2,15 metros.
Prospecciones realizadas:
Sondeo Mecánico SM-36
Laderas de San Cristóbal.
Parte media de la ladera. Zona alomada de pendiente baja
PROBLEMAS
GEOTÉCNICOS
Se necesita efectuar algo de desmonte para la superficie requerida
Se rebajará y explanará toda la zona hasta obtener una superficie lo
COTA DE CIMENTACIÓN
ACONSEJADA
Qadm EN EL PLANO DE
CIMENTACIÓN
TIPOLOGÍA DEL
TERRENO
EXCAVACIONES
VACIADOS
OTRAS INDICACIONES
suficientemente amplia. Cimentar a 2,30 metros de profundidad en margas grises.
Recrecer con hormigón ciclópeo hasta la cota de cimentación
2
En margas grises. No sobrepasar 3.0 kg/cm ,.
F
Toda la excavación se puede efectuar a cazo
Taludes verticales a corto plazo.
Saneo de la base
Material de excavación con aptitud dudosa para rellenos de plataforma.
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
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FICHA EMPLAZAMIENTOS DE AEROGENERADORES
PROYECTO: PARQUE EOLICO DE OIZ: FASE II. BIZKAIA
TORRE A-37
Lutitas y margas flyschoides:
Zona de alternancia de areniscas y margas, con resaltes en el terreno de los
niveles más duros, buzantes unos 35-45º hacia el SE. Litología meteorizable, que
LITOLOGÍA
produce suelos arcillosos. La secuencia estratigráfica aproximada es:
0,0-1,0: Suelo arcilloso marrón
1,0- 2,2: Lutitas margosas meteorizadas a grado IV
2,2- Lutitas margosas de grado III
PROFUNDIDAD DE LA
ROCA SANA
A partir de 2,2 metros.
Prospecciones realizadas:
Penetrómetro dinámico P-37
Laderas de San Cristóbal.
MORFOLOGÍA
Parte inferior de la ladera muy cercana al contacto con las areniscas del Oiz.
Ladera escalonada en pequeños rellanos causados por la presencia de capas
más duras.
PROBLEMAS
GEOTÉCNICOS
Se necesita efectuar algo de desmonte para la superficie requerida.
Htereogeneidad del apoyo, en lutitas y areniscas
Se rebajará y explanará toda la zona hasta obtener una superficie lo
COTA DE CIMENTACIÓN
ACONSEJADA
suficientemente amplia. Cimentar a 2.2 metros de profundidad en lutitas
margosas, con niveles de areniscas. Saneo de zonas blandas y recrecer con
ciclópeo hasta la cota de cimentación considerada
Qadm EN EL PLANO DE
CIMENTACIÓN
TIPOLOGÍA DEL
TERRENO
EXCAVACIONES
VACIADOS
OTRAS INDICACIONES
2
En lutitas margosas con areniscas. No sobrepasar 3.0 kg/cm ,.
F
Cazo hasta 2,2 metros de profundidad. Martillo en niveles de areniscas.
Taludes verticales a corto plazo.
Saneo de la base
Material de excavación apto para rellenos de plataforma.
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
pág. 44 de 54
FICHA EMPLAZAMIENTOS DE AEROGENERADORES
PROYECTO: PARQUE EOLICO DE OIZ: FASE II. BIZKAIA
TORRE A-38
Zona de contacto entre las areniscas del Oiz y las lutitas y margas flyschoides:
Zona margosa con niveles más duros, buzantes unos 35-45º hacia el SE. La
LITOLOGÍA
secuencia estratigráfica es:
0,0-2,0: Suelo arcilloso marrón
2,0-3.0 : Margas meteorizadas a grado III
3.0- Margas con areniscas sanas
A partir de 2.0 metros en el sondeo y Prospecciones realizadas:
PROFUNDIDAD DE LA
ROCA SANA
3,8 en el penetrómetro.
Sondeo Mecánico SM-38
Penetrómetro dinámico PD-38
Laderas de San Cristóbal.
MORFOLOGÍA
Cabecera de una vaguada que se forma en la zona de contacto con las areniscas.
Se trata de una depresión causada por un nivel de margas.
PROBLEMAS
GEOTÉCNICOS
Se necesita efectuar un desmonte para la superficie requerida.
Irregularidad en el apoyo. Presencia de diferentes litologías.
Estabilidad Global
Se rebajará y explanará toda la zona hasta obtener una superficie lo
COTA DE CIMENTACIÓN
ACONSEJADA
Qadm EN EL PLANO DE
CIMENTACIÓN
TIPOLOGÍA DEL
TERRENO
EXCAVACIONES
VACIADOS
suficientemente amplia. Excavar hasta roca sana que aparecerá entre 2 y 3,6
metros .Recrecer con hormigón ciclópeo hasta la cota de cimentación.
2
En margas grises. No sobrepasar 3.0 kg/cm ,.
G
Toda la excavación se puede efectuar a cazo
Desmonte del terreno con 2:1 (V:H)
Taludes verticales a corto plazo
OTRAS INDICACIONES
Saneo de la base
Material de excavación con aptitud dudosa para rellenos de plataforma.
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
pág. 45 de 54
FICHA EMPLAZAMIENTOS DE AEROGENERADORES
PROYECTO: PARQUE EOLICO DE OIZ: FASE II. BIZKAIA
TORRE A-39
Areniscas del Oiz:
Alternancia de grandes niveles de areniscas y lutitas, buzantes 60-70º hacia el
LITOLOGÍA
sur. Núcleo de una curva. La secuencia estratigráfica aproximada es:
0,0-0,8: Suelo arenoso limoso con abundantes bolos de areniscas
0.8- Areniscas sanas
PROFUNDIDAD DE LA
ROCA SANA
A partir de 0.8 metros.
Prospecciones realizadas:
Penetrómetro dinámico P-39
Monte Aztogana:
MORFOLOGÍA
Zona muy estrecha, explanada por la carretera, con fuerte pendiente en su lado
norte.
Emplazamiento estrecho.
PROBLEMAS
GEOTÉCNICOS
Dureza y abrasividad del nivel de areniscas
Pequeños niveles de lutitas intercalados
Estabilidad global
COTA DE CIMENTACIÓN
ACONSEJADA
Qadm EN EL PLANO DE
CIMENTACIÓN
TIPOLOGÍA DEL
TERRENO
EXCAVACIONES
VACIADOS
OTRAS INDICACIONES
Cimentar a 2.0 metros de profundidad en areniscas sanas.
2
En areniscas, no sobrepasar 4.0 kg/cm .
B
Cazo hasta 0.9 metros de profundidad. El resto a martillo
Taludes verticales a corto plazo.
Saneo de la base
Material de excavación apto para rellenos de plataforma.
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
pág. 46 de 54
FICHA EMPLAZAMIENTOS DE AEROGENERADORES
PROYECTO: PARQUE EOLICO DE OIZ: FASE II. BIZKAIA
TORRE A-40
Areniscas del Oiz:
Zona margosa entre niveles de arenisca, buzantes unos 35-45º hacia el SE.
Litología meteorizable, que produce suelos arcillosos. La secuencia estratigráfica
LITOLOGÍA
es:
0,0-3.0: Suelo arcilloso marrón
3.0- 4.7: Margas con areniscas meteorizadas a grado III
4.7- Margas con areniscas sanas
PROFUNDIDAD DE LA
ROCA SANA
MORFOLOGÍA
A partir de 3.0 metros.
Prospecciones realizadas:
Sondeo Mecánico SM-40
Monte Aztogana.
Parte baja de un resalte areniscoso
PROBLEMAS
GEOTÉCNICOS
Se necesita efectuar algo de desmonte para la superficie requerida
Se rebajará y explanará toda la zona hasta obtener una superficie lo
COTA DE CIMENTACIÓN
ACONSEJADA
Qadm EN EL PLANO DE
CIMENTACIÓN
TIPOLOGÍA DEL
TERRENO
EXCAVACIONES
VACIADOS
OTRAS INDICACIONES
suficientemente amplia Excavar hasta roca sana que aparecerá hacia los 3,0
metros .Recrecer con hormigón ciclópeo hasta la cota de cimentación.
2
En margas grises. No sobrepasar 3.0 kg/cm ,.
C
Toda la excavación se puede efectuar a cazo
Taludes verticales a corto plazo.
Saneo de la base
Material de excavación con aptitud dudosa para rellenos de plataforma.
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
pág. 47 de 54
FICHA EMPLAZAMIENTOS DE AEROGENERADORES
PROYECTO: PARQUE EOLICO DE OIZ: FASE II. BIZKAIA
TORRE A-41
Areniscas del Oiz:
Alternancia de grandes niveles de areniscas y lutitas, buzantes 60-70º hacia el
LITOLOGÍA
sur. El suelo está tapizado de bloques. La secuencia estratigráfica aproximada es:
0,0-0,5: Suelo arenoso limoso con abundantes bolos de areniscas
0.5- Areniscas sanas
PROFUNDIDAD DE LA
ROCA SANA
A partir de 0.5 metros.
Prospecciones realizadas:
Penetrómetro dinámico P-41
Monte Aztogana.
MORFOLOGÍA
Zona en ladera con fuerte pendiente
Dureza y abrasividad del nivel de areniscas
PROBLEMAS
GEOTÉCNICOS
Pequeños niveles de lutitas intercalados
Fuerte pendiente, necesidad desmontes
Se rebajará y explanará toda la zona hasta obtener una superficie lo
COTA DE CIMENTACIÓN
ACONSEJADA
Qadm EN EL PLANO DE
CIMENTACIÓN
TIPOLOGÍA DEL
TERRENO
suficientemente amplia.
Cimentar a 2.0 metros de profundidad en areniscas
sanas.
2
En areniscas, superior a 5.0 kg/cm .
F
Cazo hasta 0.8 metros de profundidad. El resto a martillo
EXCAVACIONES
Requiere desmonte del terreno.
VACIADOS
Taludes verticales a corto plazo.
Saneo de la base
OTRAS INDICACIONES
Material de excavación apto para rellenos de plataforma.
Escalonar la base del cimiento de la plataforma.
Todas estas labores deberán estar supervisadas por el Director de Obra, que tomará las
medias oportunas en cada caso.
Bilbao a 20 de Agosto de 2006
Alfonso Aizpiri
Geólogo I.C.O.G. nº 2.160
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
pág. 48 de 54
PLANOS
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
pág. 49 de 54
ANEXO Nº1
Características de G-52
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
pág. 50 de 54
ANEXO Nº2
Sondeos Mecánicos
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
pág. 51 de 54
ANEXO Nº3
Ensayos de penetración dinámica
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
pág. 52 de 54
ANEXO Nº4
Ensayos de laboratorio
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
pág. 53 de 54
ANEXO Nº5
Cálculos de cimentaciones superficiales
Parque Eólico de Oiz: Fase II.
Estudio Geotécnico.
pág. 54 de 54