CARACTERIZACIN GEOTCNICA DE SEDIMENTOS DELTAICOS MEDIANTEPIEZOCONOS. APLICACIN AL MARGEN IZQUIERDO DEL DELTA DELLLOBREGAT.

Albert VENTAYOL. Bosch & Ventayol, GeoServeis, S.L.

1. INTRODUCCIN.

Los deltas actuales del Mediterrneo son estructuras geolgicas muy recientes, ya queson posteriores al ltimo proceso glacial, que finaliz hace unos 15.000 aos. Lossedimentos que los componen tienen una potencia relativamente importante que puedesuperar los 70 m, y dada su joven edad, son depsitos generalmente poco compactos,en los que a menudo se combinan una baja capacidad portante y una significativadeformabilidad.

Tradicionalmente han sido lugares de amplio uso agrcola, ya que la fertilidad delterreno es alta y la disponibilidad de agua elevada. A lo largo del siglo XX sin embargo,el entorno deltaico prximo a grandes ciudades, como es el caso de Barcelona, ha sidoprogresivamente ocupado por actividades industriales e infraestructuras diversas, queinexorablemente, y a falta de una mejor planificacin del territorio, han ido desplazandolos cultivos, sustituyndolos por polgonos industriales, redes viarias, areopuertos, etc.

En el caso del delta del Llobregat, y desde un punto de vista geotcnico, se combina lamediocre calidad del subsuelo con una importante implantacin constructiva, que en elcaso del lbulo izquierdo del delta es prcticamente absoluta.

En este captulo se decribe cmo el uso de ensayos de penetracin esttica tipo CPTUo Piezocono, permite abordar con rapidez y precisin la necesaria caracterizacingeotcnica de los terrenos deltaicos, utilizando como ejemplo el caso del margenizquierdo del delta del Llobregat.

Hay que sealar que en todo momento nuestro criterio ha sido el de no considerar lospiezoconos como un instrumento nico de investigacin geotcnica, sino combinarlossiempre con sondeos convencionales, lo que permite efectuar una primera verificacinde los resultados obtenidos, contrastndolos siempre con los mtodos derivados deinvestigaciones tradicionales.

2. MARCO GEOLGICO.

La llanura deltaica del Llobregat se sita al suroeste de la conurbacin de Barcelona(Fig. 1). Su morfologa es muy suave, con pendientes claramente inferiores al 1%,situndose casi siempre por debajo de los 12 m sobre el nivel del mar.

Figura 1.Mapa de situacin geogrfica.

La superficie deltaica ocupa unos 92 km2, siendo mucho mayor el lbulo derecho queel izquierdo.

El delta avanz sobre el mar hasta principios del siglo XX, pero en la actualidadprevalecen los procesos de erosin marina en algunos sectores. Ello es debido a unmenor aporte de sedimentos, ya que gran parte de ellos queda retenido en presas, ytambin por el menor caudal de agua que llega al mar.

Es una formacin geolgica muy reciente (Holoceno), ya que se ha formado despusde la ltima glaciacin, que comport la elevacin del nivel del mar en unos 100 m,hace unos 15.000 aos.

El cuerpo deltaico se edific sobre antiguos deltas preholocenos, que actualmente sesitan ms all de la lnea de costa.

Como resultado del ascenso marino postglacial, el ro comenz a depositarsedimentos sobre los antiguos aluviones, de manera que los depsitos deltaicos fueronpoco a poco progradando hacia el mar.

El esquema litolgico del delta del Llobregat es, de muro a techo, el siguiente (Fig. 2):

Figura 2. Corte geolgico del delta.

Nivel aluvial inferior, de 5-10 m de potencia, formado por gravas rodadas y arenascon gravas, y que representan los sedimentos aluviales anteriores al delta. Son lasede de un acufero cautivo, el acufero profundo, que ha sido objeto de una intensaexplotacin hdrica, en algunos casos excesiva, que ha favorecido procesos deintrusin salina.

Nivel intermedio de sedimentos de prodelta (cua semipermeable que confina elnivel precedente). Son los sedimentos depositados en la parte sumergida del frentedeltaico, y estn constitudos por materiales finos: arcillas y limos, limos arenosos yarenas finas o limosas, generalmente grises. Este cuerpo sedimentario se acuaaguas arriba, y tambin lateralmente, para llegar a desaparecer en las zonasmarginales interiores del delta.

Nivel detrtico superior. Formado por arenas medias y gruesas, bastante limpias,de coloracin marrn, que representan la sedimentacin fluviodeltaica y litoral que

progresa sobre los sedimentos del prodelta. Son la sede del acufero superior, quenormalmente es de tipo libre, cuando no queda confinado por la siguiente unidad.

Nivel superficial, formado por arcillas y limos que corresponden a la llanura deinundacin deltaica. Son sedimentos de coloracin marrn, si bien tambin incluyenlos sedimentos depositados en las marismas asociadas al desarrollo deltaico, yque conducen a la deposicin de arcillas grises, que frecuentemente presentanrestos de materia orgnica. Sobre estos sedimentos naturales, existen rellenosantrpicos de variada procedencia y espesor, sobre los cuales no vamos a tratar.

La potencia de los sedimentos detaicos del Llobregat aumenta en direccin al mar. Enla parte central de la lnea de costa alcanzan los 70 m. Este espesor corresponde a labase de las gravas del acufero profundo, que no siempre coincide con el techo delsubstrato precuaternario. As por ejemplo, en la zona deltaica central, cercana al mar,por debajo de las gravas y antes de las arcillas azules pliocenas, se encuentra elllamado complejo detrtico inferior, constitudo por niveles detrticos amarillentos, conintercalaciones arcillosas, que de alguna manera representan el techo de nuevassecuencias deltaicas preholocenas, situadas bajo el mar actual.

2.1 Estratigrafia del lbulo izquierdo del delta del Llobregat.En la figura 3 puede observarse la situacin de sondeos y piezoconos que se hanutilizado en este trabajo. Todos los piezoconos y la mayora de los sondeos han sidorealizados por Bosch & Ventayol GeoServeis SL. Los piezoconos tienen profundidadescomprendidas entre 20-55 m, y los sondeos alcanzan hasta 60 m. No se hanrepresentado otros sondeos de profundidades inferiores a 15-20 m. Todos los sondeosse han perforado a rotacin con obtencin contnua de muestra.

Figura 3. Plano de situacin de sondeos y piezoconos.

Cindonos al lbulo izquierdo del delta del Llobregat, las arcillas y limos de la llanurade inundacin deltaica, no tienen un espesor homogneo. ste es mnimo cerca de la

costa, generalmente inferior a 2.5 m, mientras que en las zonas interiores deltaicas supotencia puede llegar a superar los 10 m.

Las arenas medias y gruesas del nivel detrtico superior se desarrollan generalmente,hasta los 10-15 m de profundidad, y a partir de aqu pueden ya encontrarse cambios asedimentos de grano ms fino, y de coloracin gris, pertenecientes al prodelta, ya seanarenas de grano fino, o depsitos limosos o arcillosos. Sim embargo, al aproximarnosa la costa, el espesor de las arenas del nivel detrtico superior aumenta, si bien a veceses difcil distinguirlas de las arenas subyacentes del prodelta.

El nivel intermedio del prodelta tiene repercusiones geotcnicas distintas, segnprevalezcan los sedimentos arcillosos o las arenas finas. En el primer caso, cuando elespesor acumulado supera los 15-20 m, pueden generarse asentamientosimportantes, si la superficie cargada es grande, lo que implica un bulbo de presionesprofundo.

Tal como se observa en los perfiles litolgicos adjuntos, el techo de los sedimentosfinos del prodelta se sita hacia la cota absoluta 5 a 10 m, segn un perfil trazado alo largo de la Gran Va (Fig. 4a), mientras que al acercarnos a la costa, a lo largo de unperfil trazado por la C/ A de la Zona Franca ( Fig. 4b) su techo es ms profundo,situndose hacia la cota 30 m.

La propia composicin de los sedimentos del prodelta tambin vara segn las zonasconsideradas.

En las zonas ms marginales, prximas a Montju c, todos los sedimentos sonclaramente arenosos, con tamao de grano medio a fino. Progresivamente, por la basede estas arenas aparecen niveles cada vez ms cohesivos (arcillas y limos), demanera que hacia la parte central del delta pueden diferenciarse dos subunidades, msareno/limosa la superior y ms limo/arcillosa la inferior, si bien siempre existe unacierta alternancia a escala decimtrica.

En la zona actualmente ocupada por el mar, las arcillas y limos del prodelta llegan aser aflorantes en el lecho marino, al menos cuando la profundidad de la lmina de aguaes superior a los 15-20 m, tal como han puesto de manifiesto sondeos perforados parala ampliacin del puerto.

El tipo de substrato precuaternario del lbulo izquierdo es Plioceno. Dicha unidadcontiene niveles superiores formados por arenas margosas verde-amarillentas, yniveles de arcillas margosas de la misma coloracin, mientras que en su basepresenta arcillas gris azuladas muy homogneas.

Estas arcillas gris azuladas corresponden a los sedimentos de una baha profunda quepenetraba por el bajo valle del Llobregat y el Llano de Barcelona, mientras que lasarenas superiores corresponden a las fases de transicin, de relleno de dicha baha.

En las proximidades de Montju c, la base de los sedimentos cuaternarios es elMioceno. Est formado por una serie sedimentaria continental, probablementeBurdigaliense, que no aflora en la parte visible de la montaa de Montju c. Se trata deargilitas rojizas con abundantes gravas y niveles de brechas arcillosas rojizas.

Figura 4 a. Perfil litolgico a lo largo de un sector de la Gran Via.

Figura 4 b. Perfil geolgico a lo largo de la calle A. Zona Franca.

3. METODOLOGA DE LOS PIEZOCONOS.Tal como se ha mencionado, todos los piezoconos utilizados en este trabajo han sidoefectuados por Bosch & Ventayol GeoServeis SL.

El equipo est instalado sobre un camin todo terreno Iveco de 13.5 Tn, queproporciona la reaccin necesaria para la penetracin de las varillas ( Fig. 5). Dichoequipo est tambi