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Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, A.C. XXVI Reunión Nacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica Noviembre 14 a 16, 2012 – Cancún, Quintana Roo Influencia de los carbonatos en la capacidad axial de pilotes de plataformas marinas de la Sonda de Campeche Influence of carbonates in the axial capacity of piles of offshore platforms in the Bay of Campeche Eduardo ROJAS 1 , Francisco A. FLORES 1 , Prócoro BARRERA 1 y Esteban ESPINOSA 2 1 Instituto Mexicano del Petróleo, D.F., México 2 PEMEX, Exploración y Producción, Campeche, México RESUMEN: En diferentes partes del mundo se tienen zonas con alto contenido de carbonatos, los cuales afectan la capacidad de carga de los pilotes de cimentación de las plataformas marinas fijas, por su baja capacidad para soportar fuerzas de fricción y capacidad de carga por punta. En la Sonda de Campeche; en áreas donde Pemex Exploración y Producción (PEP), tiene instaladas diferentes tipos de estructuras marinas, se ha detectado a través de las campañas de exploraciones geofísicas y geotécnicas, estratos de suelo con alto contenido de carbonatos, motivando el incremento en la longitud de penetración de los pilotes de cimentación de plataformas marinas fijas. En este trabajo se describen los análisis efectuados para la evaluación estructural de un conjunto de plataformas, las cuales fueron diseñadas con un estudio geotécnico mostrando un bajo contenido de carbonatos; sin embargo, un estudio geotécnico más reciente arrojo que se tiene un contenido de carbonatos mayor al 50%, lo cual obligó a reducir la capacidad de carga de los pilotes de cimentación. Concluyéndose que, el contenido de carbonatos tendrá un papel preponderante en los nuevos diseños de pilotes y trascendental en las evaluaciones de plataforma existentes con sondeos geotécnicos efectuados en diferentes décadas y diferentes contratistas, con mucha o poca experiencia. ABSTRACT: In different parts of the world there are areas with high in carbonates, which affect the capacity of piles of fixed offshore platforms because of its low ability to withstand forces of friction and load carrying capacity per point. In the Bay of Campeche, in areas where Pemex Exploration and Production (PEP), has installed various types of marine structures, has been detected by geophysical and geotechnical exploration campaigns soil layers rich in carbonates, motivating increase in the length of penetration of the foundation piles of fixed offshore platforms. This paper describes the analysis performed for the structural evaluation of a set of platforms, which were designed with a geotechnical study showing a low content of carbonates, however, more recent geotechnical investigation show that have higher carbonate content 50%, making it necessary to reduce the load capacity of foundation piles. Concluding that the carbonate content will have a major role for new designs of piles and transcendental platform evaluations of existing geotechnical surveys made in different decades and different contractors, with more or less experience. 1 INTRODUCCIÓN 1.1 Generalidades En la Sonda de Campeche; en áreas donde Pemex Exploración y Producción (PEP), tiene instaladas diferentes tipos de estructuras marinas, se ha detectado a través de exploraciones geofísicas y geotécnicas, estratos de suelo con alto contenido de carbonatos, motivando el incremento en la longitud de penetración de los pilotes de cimentación de sus plataformas marinas fijas. El mayor problema se genera SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C.

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Sociedad Mexicana deIngeniería Geotécnica, A.C.

XXVI Reunión Nacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica

Noviembre 14 a 16, 2012 – Cancún, Quintana Roo

Influencia de los carbonatos en la capacidad axial de pilotes de plataformas marinas de la Sonda de Campeche

Influence of carbonates in the axial capacity of piles of offshore platforms in the Bay of Campeche

Eduardo ROJAS1, Francisco A. FLORES1, Prócoro BARRERA1 y Esteban ESPINOSA2

1Instituto Mexicano del Petróleo, D.F., México2PEMEX, Exploración y Producción, Campeche, México

RESUMEN: En diferentes partes del mundo se tienen zonas con alto contenido de carbonatos, los cuales afectan la capacidad de carga de los pilotes de cimentación de las plataformas marinas fijas, por su baja capacidad para soportar fuerzas de fricción y capacidad de carga por punta. En la Sonda de Campeche; en áreas donde Pemex Exploración y Producción (PEP), tiene instaladas diferentes tipos de estructuras marinas, se ha detectado a través de las campañas de exploraciones geofísicas y geotécnicas, estratos de suelo con alto contenido de carbonatos, motivando el incremento en la longitud de penetración de los pilotes de cimentación de plataformas marinas fijas. En este trabajo se describen los análisis efectuados para la evaluación estructural de un conjunto de plataformas, las cuales fueron diseñadas con un estudio geotécnico mostrando un bajo contenido de carbonatos; sin embargo, un estudio geotécnico más reciente arrojo que se tiene un contenido de carbonatos mayor al 50%, lo cual obligó a reducir la capacidad de carga de los pilotes de cimentación. Concluyéndose que, el contenido de carbonatos tendrá un papel preponderante en los nuevos diseños de pilotes y trascendental en las evaluaciones de plataforma existentes con sondeos geotécnicos efectuados en diferentes décadas y diferentes contratistas, con mucha o poca experiencia.

ABSTRACT: In different parts of the world there are areas with high in carbonates, which affect the capacity of piles of fixed offshore platforms because of its low ability to withstand forces of friction and load carrying capacity per point. In the Bay of Campeche, in areas where Pemex Exploration and Production (PEP), has installed various types of marine structures, has been detected by geophysical and geotechnical exploration campaigns soil layers rich in carbonates, motivating increase in the length of penetration of the foundation piles of fixed offshore platforms. This paper describes the analysis performed for the structural evaluation of a set of platforms, which were designed with a geotechnical study showing a low content of carbonates, however, more recent geotechnical investigation show that have higher carbonate content 50%, making it necessary to reduce the load capacity of foundation piles. Concluding that the carbonate content will have a major role for new designs of piles and transcendental platform evaluations of existing geotechnical surveys made in different decades and different contractors, with more or less experience.

1 INTRODUCCIÓN1.1 GeneralidadesEn la Sonda de Campeche; en áreas donde Pemex Exploración y Producción (PEP), tiene instaladas diferentes tipos de estructuras marinas, se ha detectado a través de exploraciones geofísicas y geotécnicas, estratos de suelo con alto contenido de carbonatos, motivando el incremento en la longitud de penetración de los pilotes de cimentación de sus plataformas marinas fijas. El mayor problema se genera cuando se determina la falta de congruencia en los resultados de los estudios geotécnicos realizados en sitios muy próximos, donde en algunos de ellos se reportan suelos con bajo contenido de carbonatos y en otro se reporta un valor mayor, provocando que en las más recientes evaluaciones estructurales de algunas plataformas se obtengan

factores de seguridad menores a lo que marca la normatividad actual. En este trabajo se presenta la importancia de los contenidos de carbonatos determinados en varios sondeos geotécnicos efectuados en diferentes décadas, los cuales han sido empleados durante la evaluación estructural de algunas plataformas marinas de la Sonda de Campeche; derivado de ello, se observó que el mayor problema se genera cuando se pone de manifiesto la falta de congruencia en los resultados de los estudios geotécnicos realizados en sitios muy próximos entre sí, observando que algunos de estos sondeos se obtuvieron durante la exploración geotécnica materiales granulares y/o cohesivos con bajo contenido de carbonatos y en otros sondeos circunvecinos, valores superiores, provocando con ello que en las evaluaciones estructurales de plataformas con estas condiciones geotécnicas, se

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2 Título del trabajo

obtengan factores de seguridad a nivel de pilotes menores a los que marca la normatividad actual.

2 INFLUENCIA DE LOS CARBONATOS EN LA CAPACIDAD AXIAL DE LOS PILOTES

Algunos autores han puesto de manifiesto (Johnson et al., 1999; Alba y Audibert, 1999) que la presencia de los carbonatos en los suelos marinos influye en la determinación de la capacidad de carga axial de los pilotes. Esta influencia en la estructura del suelo retoma el interés del ingeniero geotecnista a la hora de diseñar pilotes cuando el comportamiento de los diferentes suelos marinos, no solo obedecen a la influencia del contenido de finos y a la plasticidad de estos para definir la conducta del estrato, sino también de su mineralogía, el tamaño de sus granos, de la edad de los suelos (índice del comportamiento del suelo), etc.

Por ello la presencia de los microfósiles marinos denominados foraminíferos que habitan los mares del planeta, teniendo como referencia que este tipo de microfósiles pueden llegar a datar desde finales del precámbrico, asociados a la edad de los suelos retoma una importancia notable, no solamente para los suelos arenosos sino también para los cohesivos dado que su presencia en cantidades abundantes y constituidas como estructuras esqueléticas, determinan los niveles de contenido de carbonatos (CaCo3) del estrato.2.1 Reducción de la capacidad de carga axialActualmente podemos observar en las exploraciones geotécnicas costa fuera en la Sonda de Campeche, porcentajes de contenido de carbonatos variables, sin embargo si estos porcentajes llegan a ser superiores al 50%, se tendrán que reducir los parámetros de fricción unitaria de los suelos que caracterizan el estrato correspondiente o bien habrá de considerarse un subestrato afectado por los niveles de carbonatos citados anteriormente.

Para diseño y evaluación de los pilotes en suelos granulares se considera la fricción lateral y la capacidad de carga por punta, los cuales están definidos por Fmáx y Qmáx, mismos que en suelos sílicos dependen de la compacidad relativa y del contenido de finos. En el caso de suelos carbonatados, la compacidad pasa a segundo término y los parámetros de fricción y de punta están determinados por el contenido de carbonatos y de finos.

Con fines de obtener un criterio en la selección de los parámetros de diseño para pilotes en suelos carbonatados a través de las últimas décadas en la sonda de Campeche, se elaboró la Tabla 1. referenciar

En el caso de arcillas, se considera que una arcilla carbonatada será aquella que tenga un porcentaje de carbonatos entre el 50 y el 90%, y cuando su porcentaje sea mayor al 90%, entonces

se caracterizará como un lodo carbonatado arcilloso, por lo que en ambos casos se deberá reducir su fricción unitaria a la mitad. En otras palabras, debido a la presencia de arcillas con un contenido de carbonatos mayor al 50% o bien de arcillas caracterizadas como lodos carbonatados, es necesario aplicar una reducción de fricción, limitando su resistencia unitaria en aquellos intervalos que así lo presenten, por lo que esta reducción puede aplicarse únicamente en ciertos intervalos del estrato caracterizado o bien en todo el estrato de arcilla.

Tabla 1. Criterio para determinar los parámetros de diseño de pilotes hincados en arenas carbonatadas.Contenido de carbonatos

Compacidad relativa

Fmáx, Kpa (Ksf)

Qmáx Kpa (Ksf)

Nq -

Suelo Sílico, %<50

API RP 2A, 2007

Tabla 6.4.3-1

Tabla 6.4.3-1

Tabla 6.4.3-1

Suelo carbonatado sílico, 50 < % < 90

Muy suelto y suelto,

8.1 (0.17) 1915 (40) 8

Suelo carbonatado sílico, 50 < % < 90

Medio a muy compacto 25, 30 y 35

16.8 (0.35) 2873–4788 (60–100)

12-20

Suelo carbonatado, % > 90

No aplica la compacidad

8.1 (0.17) 1915 (40) 8

*Fmáx es el valor de fricción por fuste límite, Qmáx es el valor de capacidad por punta unitaria límite y Nq es un factor de capacidad de carga adimensional.

El Instituto Americano del Petróleo, hace una serie de recomendaciones al respecto, refiriendo a los lodos carbonatados como “Otro tipo de arcillas” API Recomended Practice 2ª-WSD en la sección COMMENTARY AXIAL PILE CAPACITY IN CLAY, SECTION 6.4. Los lodos carbonatados arcillosos ocasionalmente pueden presentar una reducción notable de su valor de plasticidad, de tal forma que si los sedimentos son determinados como de baja plasticidad, en la mayoría de los casos la resistencia unitaria de fricción se acotará solamente al 50% de su resistencia al corte (0.5 Su), para la obtención de la capacidad axial última de pilotes.

Cuando se identifica una capa de carbonatos en una profundidad somera, se ha observado que en las pruebas de piezocono-penetrómetro (PCPT), las resistencias presentan una variación importante que en algunos casos exceden la capacidad de cono, debido a la presencia de carbonatos, condición que se reduce notablemente cuando el cono penetra en un material con poco contenido de carbonatos.

Así también se ha observado que en aquellos estratos arcillosos con un porcentaje de carbonatos igual o mayor al 50%, no se ha de incrementar el

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(sólo poner primer autor, ver ejemplo) APELLIDO Inicial del nombre et al. 3

valor de su cohesión por efectos de ganancia por envejecimiento a través del tiempo, debido a su naturaleza carbonatada.

Cuando los contenidos de carbonatos son mayores al 90%, el contenido de finos aún cuando sea alto, ya no afecta de manera significativa los parámetros de las arenas  y por ello, dejan de tener relevancia en estos materiales.

3 CASO DE ESTUDIO

En esta sección se presenta un caso de aplicación de los criterios para suelos carbonatados considerados durante la evaluación de tres plataformas del mismo complejo petrolero. Como ya se mencionó anteriormente, en la Sonda de Campeche, como en otras partes del mundo, se tienen zonas con alto contenido de carbonatos, los cuales afectan la capacidad de carga de los pilotes de cimentación de las plataformas marinas fijas, por su baja capacidad para soportar fuerzas de fricción y capacidad de carga por punta.

Inicialmente, se identificaron y evaluaron diferentes estudios geotécnicos existentes para la zona de interés con lo cual se pretende determinar el sondeo más adecuado para emplearlo en la evaluación de tres plataformas marinas (Figura 1), En la Figura 2 se muestran esquemáticamente en planta las plataformas indicando en cada una de ellas, las penetraciones de los pilotes.

Figura 1. Plataformas marinas consideradas

218 pies66.45m.

244 pies74.37 m.

232 pies70.71 m.

232 pies70.71m.

244 pies74.37 m.

244 pies74.37 m.

232 pies70.71 m.

232 pies70.71 m.

244 pies74.37 m.

PLATAFORMA No 1PILOTES DE Ø= 48”

218 pies66.45 m.

218 pies66.45 m.

218 pies66.45 m.

218 pies66.45 m.

218pies66.45 m.

243pies74.07 m.

218 pies66.45 m.

PLATAFORMA No 2PILOTES DE Ø=48”

214 pies65.2 m.

205 pies62.48 m.

205 pies62.48m.

214 pies65.22 m.

214pies65.22 m.

205pies62.48 m.

214 pies65.2 m.

214 pies65.22 m.

PLATAFORMA No 3 PILOTES DE Ø=48”

Figura 2. Penetración de los pilotes en el lecho marino para cada una de las plataformas

Con base en esta revisión fueron seleccionados tres sondeos geotécnicos denominados por el año de su realización de la manera siguiente: Sondeo 1978, Sondeo 1979 y Sondeo 1997 (Figura 3) realizados por diferentes compañías geotécnicas. Partiendo de esta consulta se decidió emplear el Sondeo 1997 por ser el más reciente, dado que para su ejecución se aplicaron las técnicas de muestreo que producen la menor alteración durante el muestreo, con el cual se procedió a realizar las evaluaciones correspondientes de las plataformas.

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4 Título del trabajo

Sondeo 1978

Sondeo 1979

Sondeo 1997

PlataformaNo. 2

PlataformaNo. 1

PlataformaNo. 3

Sondeo 1978 212 414 143sondeo 1979 223 306 252Sondeo 1997 224 215 289

Nombre del sondeo Di stancia con la Plataforma 1 (m)

Dis ta ncia con la Plata forma 2 (m)

Di s tancia con la Plataforma 3 (m)

SONDEOS CERCANOS A LOCALIZACIÓN DE PLATAFORMAS

Figura 3. Localización de los sondeos geotécnicos más cercanos al área de plataformas

Se llevó a cabo el análisis bajo condiciones ambientales de operación y tormenta de las plataformas, empleando el Sondeo 1997 en la modelación del suelo para los efectos de interacción suelo-estructura. De los análisis, se obtuvieron factores de seguridad muy bajos en los pilotes por cargas de compresión, como resultado de su baja capacidad de carga por punta. Esta situación llevó a realizar un reconocimiento de la estratigrafía y de la caracterización del Sondeo 1997, debido a que en los planos de diseño de los pilotes de cada una de las plataformas, se indicaban factores de seguridad mayores a los que marcaba la normatividad vigente en la época de elaboración de dichos planos, resultando distintos a los obtenidos recientemente. En la Figura 4 se presentan los perfiles estratigráficos de los tres sondeos estudiados, donde me muestra que los suelos se encuentran constituidos principalmente por arcillas superficiales muy blandas con intercalaciones de arena fina de media a densa. Los sondeos geotécnicos se llevaron hasta una profundidad máxima de 120 m aproximadamente.

Por esta razón, se inició un proceso de revisión y evaluación de los parámetros de resistencia y demás características geotécnicas de los dos sondeos restantes: Sondeo 1978 y Sondeo 1979, de los que se obtuvo una diferencia importante respecto a las capacidades de carga axial por compresión última, como se muestra en las Figuras 5 a 7.

0.0 Mts

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

110.0

120.0

130.0

0.0 A 7.30 m. Very soft to soft calcareous clay.

7.30 A 11.30 m. Dense carbonate sand.

11.30 A 15.20 m. Very stiff lean carbonate to clayey carbonate mud.

15.20 A 26.20 m. Very stiff to hard calcareousclay.

26.20 A 30.80 m. Medium dense to very densecalcareous fine sand.

30.80 A 32.90 m. Very stiff lean calcareoussandy clay32.90 A 37.50 m. Very dense calcareousfine sand.

37.50 A 46.00 m. Very stiff calcareous clay toclayed carbonate mud.

46.00 A 51.20 m. Medium dense to densesiliceous carbonate sand.

51.20 A 61.00 m. Intermixed medium densesiliceous carbonate silty fine sand and verystiff calcareous clay.

61.00 A 81.40 m. Medium dense to densesiliceous carbonate to calcareous siltyfine sand.

81.40 A 95.10 m. Hard calcareous clay.

95.10 A 105.80 m. Dense calcareous siltyfine sand.

105.80 A 121.30 m. Very dense to dense fine sand.

Sondeo 1997

1

2

3

4

5

67

8

9

10

11

12

13

14

No. deEstrato.

0.0 A 8.99 m. Arcilla muy blanda gris.

8.99 A 14.63 m. Arena fina arcillosa calcáreade suelta a medio densa, café claro.

14.63 A 23.77 m. Arcilla calcárea dura, café claro.

27.73 A 42.06 m. Arena fina poco limosa mediodensa, color café.

42.06 A 49.98 m. Arcilla calcárea muy firme, color gris.

49.98 A 63.86 m. Arena fina arcillosa carbonatada medio densa.

63.86 A 84.43 m. Arena fina limosa calcárea medio densa.

84.43 A 99.36 m. Arcilla calcárea dura gris.

99.36 A 109.42 m. Arena fina de medio densa a densa, color gris.

Sondeo 1979

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

No. DeEstrato.

23.77 A 27.73 m. Arcilla muy firme gris.

7.62 A 9.44 m. Coral fragments.

9.44 A 11.28 m. Carbonate sand and shell fragments.

11.28 A 14.32 m. Carbonate sandy silt.

14.32 A 27.13 m. Very stiff calcareous clay

27.13 A 39.01 m. Calcareous fine sand.

39.01 A 47.55 m. Very stiff carbonate clay.

47.55 A 51.51 m. Carbonate fine to mediumsilty sand.

51.51 A 58.52 m. Natural asphalt

58.52 A 62.18 m. Very stiff calcareous clay.

62.18 A 82.60 m. Calcareous fine sand.

97.23 A 117.04 m. Calcareous fine sand.

117.04 A 120.70 m. Interbedded hard calcareousclay and calcareous fine sand.

0.0 A 7.62 m. Very soft to soft calcareous clay.

Sondeo 1978

82.60 A 87.48 m. Very stiff calcareous clay.

87.48 A 89.31 m. Carbonate silty sand.

89.31 A 97.23 m. Very stiff to hardcalcareous clay.

120.70 A 122.53 m. Fine to medium sand.

1

234

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

1617

No. DeEstrato.

Figura 4. Perfiles estratigráficos de los sondeos analizados MEJORAR FIGURA

Sondeo año 1997

Figura 5. Capacidad de carga última, Sondeo 1997

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(sólo poner primer autor, ver ejemplo) APELLIDO Inicial del nombre et al. 5

Sondeo año 1979

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

Sondeo año 1979

Figura 6. Capacidad de carga última, Sondeo 1979

Sondeo año 1978

Figura 7. Capacidad de carga última, Sondeo 1978

Para revisar la diferencia en cuanto a capacidades de carga axial de los tres sondeos se presenta una gráfica capacidad contra profundidad

de pilotes de 1.21 m (48 pulgadas) de diámetro. Aquí se puede observar la importancia del contenido de carbonatos en las capacidades del suelo.

0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30 40 50 60

Prof

undi

dad

en m

etro

s

Capacidad axial última en MN

Comparativo de capacidades de compresión axial última de tres sondeos para un pilote de Ø48"

Sondeo 1979 Sondeo 1997 Sondeo 1978

Figura 8. Gráfica comparativa de capacidad de carga última de compresión.

Así mismo, se observó que en el diseño de pilotes para las plataformas instaladas hace más de 20 años, se utilizaron los Sondeos 1978 y Sondeo 1979, sin embargo de acuerdo a la Figura 1, el Sondeo de 1997 sería más confiable debido a su menor separación con los sitios de las plataformas en estudio.

Una vez revisada la información geotécnica de los sondeos, se encontró que la diferencia se asocia directamente a los niveles de contenido de carbonatos, a lo largo de la exploración de los tres sondeos referidos, siendo los niveles más altos, los reportados en el Sondeo 1997, que presentaron contenidos de carbonatos, del orden de 54.83 % a una profundidad de entre 60.96 m (200 ft) a 81.38 m

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6 Título del trabajo

(267 ft), además a esta profundidad se localizan las puntas de la mayoría de los pilotes de las plataformas de estudio (Estrato XI de la Figura 5), a diferencia de los Sondeos 1978 y Sondeo 1979, donde su estratigrafía no registra contenidos de carbonatos mayores al 50%. El Sondeo 1978, presenta un contenido de carbonatos promedio de 23.67 %, a una profundidad de 62.179 m (204 ft) a 82.60 m (271 ft) (Estrato XI), mientras que para el sondeo del año 1979, este mismo estrato presenta un contenido promedio de carbonatos de 19.0 % a una profundidad de 63.86 m (209.50 ft) a 84.43 m (277.0 ft) (Estrato VIII). Esta diferencia en contenido de carbonatos y por consecuencia de capacidades de carga de los tres sitios, creó una incertidumbre y para evaluar la magnitud de la falta de correlación, fueron analizados cinco sondeos geotécnicos contiguos (Fig. 9), incluyendo también los registros de hincado de los pilotes de la plataforma No 4, próxima al sitio, como se muestra en la Figuras 10. En la Tabla 2 se presentan las profundidades a las que se ubican los materiales con carbonatos, donde puede observar que en los Sondeos de 1978, 1991 y 1992 también se detectaron altos porcentajes de carbonatos a las profundidades de la punta de los pilotes, corroborándose los contenidos de carbonatos en el suelo del sondeo de 1997.

Sondeo 2002-A

Sondeo 2011-B

Sondeo 1978Sondeo 1979

Sondeo 1997

Sondeo 1992-C

Sondeo 1991-D

Sondeo 1991-E

Area dePlataformas

Figura 9. Esquema de localización de sondeos geotécnicos contiguos.

De esta analogía se observa que los contenidos de carbonatos de los sondeos contiguos mantienen contenidos de carbonatos menores del 50% para un rango de profundidad de entre los 60.96-82.30 m (200-270 ft), después de esta profundidad algunos de ellos tienden a un incremento por arriba de 50%, determinando que solamente una parte del estrato de suelo del sondeo 1997, debería ser considerado como un suelo con alto contenido de carbonatos.

Sondeo 1978

Sondeo 1979

Sondeo 1997

24

4 p

ie

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74

.3

7 m

.

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PlataformaNúmero 3

PlataformaNúmero 1

PlataformaNúmero 2

PlataformaNúmero 4

Figura 10. Croquis de localización de Plataformas y Sondeos Geotécnicos.

Tabla 2. Contenido de carbonatos en sondeos geotécnicos contiguos.

SONDEO PROFUNDIDADm (ft)

% DE CARBONATOS

2011-B 61.0 a 68.0 (200.1 a 223.1) 32.25

2002-A 57.30 a 78.64 (188 a 258.0) 37.6

1992-C 65.55 a 75.20 (215.06 a 246.72) 33.5

75.20 a 81.20 (246.72 a 266.40) 84

1991-D 62.10 a 74.45 (203.74 a 244.25t) 40.5

74.25 a 77.55 (244.25 a 254.42) 78

1978-E 62.48 a 73.61 (205 a 241.5) 23

73.61 a 78.03 (241.5 a 256.0) 66

Los registros de hincado de los pilotes representan la mejor confirmación de la capacidad de carga por punta de los estratos de arena; en la Figura 10 se puede observar que a las profundidades donde se ubican las arenas se tiene una mayor resistencia al hincado, no así en las arcillas. En el caso de los estratos de arena con alto contenido de carbonatos se tendrá una resistencia a la penetración, errática y de baja capacidad de carga por punta. La Figura 11, muestra que por debajo de los 73.152 m (240 pies) los registros de hincado de los 4 pilotes tienen un comportamiento que tiende a ser constante con la profundidad.

Basados principalmente en los resultados de los registros de hincado de los pilotes y la evaluación del contenido de carbonatos del estrato XI, de los sondeos geotécnicos localizados en la proximidad de los sitios de instalación de las plataformas en estudio y la comparativa de la columna estratigráfica, se determinó que solamente una parte del estrato de suelo debería considerarse con alto contenido de carbonatos, mayor al 50%.

SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C.

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(sólo poner primer autor, ver ejemplo) APELLIDO Inicial del nombre et al. 7

PLATAFORMA SONDEO3 19781 19972 1978

Sondeo 1978

Sondeo 1979

Sondeo 1997

PlataformaNo. 2

PlataformaNo. 1

PlataformaNo. 3

Figura 10. Sondeos empleados en la evaluación de la seguridad estructural de las plataformas analizadas.

Tomando en cuenta lo anterior, se determinó el sondeo que debería ser aplicado para la evaluación de los pilotes de cimentación de las plataformas en estudio. En la figura 9 se indica el sondeo que se utilizó para cada una de las plataformas. El sondeo geotécnico 1978 para los pilotes cuyas puntas se localizan por encima de los 73.152 m (240 pies) y la curva de capacidad axial del sondeo 1997 para aquellos pilotes cuyas puntas quedaron por debajo de 73.152 m (240 pies).

4 CONCLUSIONES

Se concluye que la presencia del contenido de carbonatos por arriba del 50% tenderá a producir una menor capacidad de carga por fricción y punta de los pilotes de cimentación, por lo que no deben escatimarse esfuerzos en su interpretación. Para la próximas campañas geotécnicas de la Sonda de Campeche se está recomendando que por cada muestra de suelo recuperada se hagan por los menos 2 evaluaciones del contenido de carbonatos.

En todos los casos de instalación pilotes deberá confirmarse la curva de capacidad de carga del sondeo geotécnico con la las curvas de los registros de hincado para tomar previsiones en los casos donde se observe una variación importante. Tómese en cuenta que los sondeos geotécnicos son puntuales y no son representativos de toda el área de estudio, principalmente en zonas de transición.

Se considera que la evaluación de la cimentación efectuada para plataformas marinas existentes, representó para Petróleos Mexicanos un ahorro significativo, puesto que pudo continuar con sus programas de producción y no hubo necesidad de esperar la ejecución de un estudio geotécnico.

Figura 11. Registro de Hincado de la plataforma No. 4. y Sondeo 1997.

5 REFERENCIAS

Alba J.L. y Audibert J.M. (1999). “Pile design in calcareous and carbonaceous granular materials: An historical overview”, Engineering for Calcareous Sediments, Al-shafei (ed) Balkema, Rotterdam, pp 29-43

Johnson S., Audibert J.M. y Stevens R. (1999). “PCPT-Based method for selecting upgraded pile foundation design parameters in carbonate soils”, Proceedings Second International Conference, Engineering for Calcareous sediments, Bahrain, pp 1-7.

API RP-2A WSD Instituto Americano del Petróleo, "Prácticas Recomendadas para Planeación, Diseño y Construcción de Plataformas Marinas Fijas – Diseño por Esfuerzos de Trabajo", EDICIÓN 21, Diciembre de 2000, con erratas y suplemento 1 diciembre 2002, erratas y suplemento 2, septiembre 2005, suplemento 3 octubre 2007.

Reporte Geotécnico Nohoch-A (habitacional), Fugro McClelland Marine Geosciences, Inc., noviembre de 1997.

Reporte Geotécnico Nohoch-A, McClelland Engineers Inc., octubre de 1978.

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8 Título del trabajo

Reporte Geotécnico Nohoch-SRTG, Perforaciones y Cimentaciones SA de CV y Fugro Gulf, octubre de 1979.

NOTAS DE REVISIÓN: TRATAR DE MEJORAR LAS FIGURAS EN LAS

CUALES NO SE VEN LOS TEXTOS. MODIFICAR LO INDICADO DE COLOR ROJO

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