Estudio geotécnico para la construcción de un stock de mineral y Haul raod sobre fundación de baja resistencia de origen fluvioglacial

Abstract

La presente investigación tiene como objetivo evaluar las condiciones geotécnicas de una laguna natural de origen fluvioglacial para determinar la viabilidad y seguridad de la construcción de una rampa y un stock, asegurando su estabilidad estructural y minimizando los riesgos de falla. Para ello, se realizaron diversas investigaciones geotécnicas que incluyeron cuatro sondajes con posteadora manual, tres ensayos de penetración dinámica ligera (DPL), muestreo de material granular de desmonte y ensayos geofísicos mediante cinco líneas de refracción sísmica y un ensayo MASW. Los resultados obtenidos permitieron una caracterización integral del suelo de fundación, estableciendo un perfil sísmico diferenciado en la zona de la Rampa Copaycocha. Se identificó una capa de suelo de cobertura blando con un espesor de hasta 3.0 a 5.0 metros y velocidades de propagación de ondas sísmicas (Vp) entre 260 m/s y 389 m/s, seguida de un estrato de material morrénico de hasta 17 metros de espesor con velocidades Vp entre 1123 m/s y 1331 m/s, y finalmente una roca alterada con velocidades Vp entre 2108 m/s y 2752 m/s. Estos hallazgos fueron clave para definir la capacidad portante del terreno y la profundidad óptima de cimentación. Se recomienda la remoción de material inadecuado hasta una profundidad mínima de 3.0 metros, tomando en cuenta la posible presencia de sectores con suelos saturados que podrían comprometer la estabilidad de la estructura. Asimismo, los ensayos químicos indicaron una agresividad moderada del suelo, por lo que se recomienda el uso de cemento tipo V para garantizar la durabilidad de la cimentación. Finalmente, los análisis de estabilidad demostraron que la rampa y el stock cumplen con los factores de seguridad requeridos, dado que los F.S. estático y pseudo-estático en los casos analizados son mayores a 1.3 y 1.0, respectivamente, asegurando su estabilidad a lo largo de su vida útil.

The present research aims to evaluate the geotechnical conditions of a natural fluvioglacial lagoon to determine the feasibility and safety of constructing a ramp and a stockpile, ensuring their structural stability and minimizing the risk of failure. To achieve this, various geotechnical investigations were carried out, including four boreholes using a manual auger, three light dynamic penetration tests (DPL), sampling of granular waste material, and geophysical tests through five seismic refraction lines and one MASW test. The results obtained allowed for a comprehensive characterization of the foundation soil, establishing a differentiated seismic profile in the Copaycocha Ramp area. A soft cover soil layer was identified with a thickness of up to 3.0 to 5.0 meters and seismic wave propagation velocities (Vp) ranging from 260 m/s to 389 m/s, followed by a moraine material stratum up to 17 meters thick with Vp velocities between 1,123 m/s and 1,331 m/s, and finally an altered rock layer with Vp velocities between 2,108 m/s and 2,752 m/s. These findings were key in defining the bearing capacity of the terrain and the optimal foundation depth. It is recommended to remove unsuitable material to a minimum depth of 3.0 meters, considering the possible presence of localized saturated soil pockets that could compromise the structure's stability. Additionally, chemical tests indicated moderate soil aggressiveness, so Type V cement is recommended to ensure foundation durability. Finally, the stability analyses demonstrated that the ramp and the stock meet the required safety factors, as the static and pseudo-static F.S. in the analyzed cases are greater than 1.3 y 1.0, respectively, ensuring their stability throughout their service life.