exploracion del subsuelo

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Mecánica de Suelos - Módulo 2 © A. Lizcano / Uniandes

EXPLORACION DE CAMPO

• Reconocimiento de Campo• Perforación, muestreo y ensayos in situ• Protocolo de la exploración de campo

RECONOCIMIENTO DE CAMPO

• Mapas, Fotografías aéreas, estudios e información existentes (geológica y topográfica)

• Visita al sitio: detalles de las condiciones superficiales, característica topográficas, cortes de suelo, sitios de erosión, agua, etc

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PERFORACIONES (1)

• Principio que debe guiar el planeamiento y supervisión de perforaciones (objetivo): Obtener muestras que representen de la mejor manera posible la masa del suelo

• Diámetro de la perforación: material esperado, aparatos disponibles, ensayos a realizar. Suelos granulares: mayor diámetro. Acostumbrado: 5, 6.4, 7.5 cm

La parte más importante y más costosa de la exploración de campo

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PERFORACIONES (2)

• Profundidad de la perforación: frecuente-mente del orden del ancho de la estructura. Puede ser menor para estructuras livianas y mayor para estructuras pesadas o para estratos blandos de gran espesor. O hasta estrato duro. Geología. No existe regla.

• Distancia entre perforaciones: Regularidad de los estratos esperados y planta de la construcción. Distancias mínimas para edifi-caciones: 25 m; para construcción de vías: 100 m

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PERFORACIONES (3)

• Métodos de perforación:

• Con barrenas (manuales hasta 10 m o mecánicas). Difícil de usar en arcillas blandas y arenas (cierre de la perfora-ción). Difícil o imposible de usar por debajo del nivel freático. Muestras alteradas

• Con revestimiento• Con fluidos de sostenimiento (Bentonita)

• Por percusión y lavado: hincando tubería e inyectando agua a presión. Muestras altera-das

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PERFORACIONES (4)

• Por rotación: Con brocas de diamantes o triconos y circulación de agua (a pre-sión). Muestras alteradas e inalteradas. Diferentes diámetros (A, N, H)

• Apiques: Excavados a mano o con ma-quinaria (retroescavadora). Limitados a exploración de poca profundidad. Mues-tras inalteradas. Profundidad controlada por el nivel freático.

(Observación del nivel freático en las perforaciones )

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TIPOS DE BARRENOS

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ARREGLO TIPICO DE UN EQUIPO DE PERFORACION

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PERFORACION POR PERCUSION Y LAVADO (ARREGLO TIPICO EQUIPO PERFORACION) (1)

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PERFORACION POR PERCUSION Y LAVADO (ARREGLO TIPICO EQUIPO PERFORACION) (2)

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MUESTREADORES DE MUESTRAS ALTERADAS

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Cilindro de pared delgada

Varillaje

Ventilación

Tubo Shelby

Revesti-miento

Muestra

Válvula

Muestreador

Tubo giratorio

Mecanismo de retención

Bordes afilados

Cilindro de corte

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Muestreador de pistón

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• Después de la toma: Muestras con nombre o número, profundidad y tipo de material.

• Transporte de muestras en los tubos o extraídas de los tubos y parafinadas (debe ser especificado por el ingeniero)

SONDEOSNo reemplazan las perforaciones. Arrojan información preliminar o complementaria del subsuelo.

• Mecánicos• Geofísicos

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SONDEOS MECANICOS

• Sondeo por golpes

Altura de caídah= 50 cm

Dispositivo para golpes

Martillo(50 kg)

Yunke

Asidero

32 mm

43.7 mm

Número de golpes por cada 10 cm

Profundidad en m

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Muestreador: cuchara partida (split spoon); tubo de 50 cm de diámetro exterior y 35 mm de diámetro interior; de 45 a 60 cm de longitud; partido a lo largo del eje longitu-dinal

• El muestreador es unido al varillaje de perforación e introducido en el suelo mediante golpes mediante un martillo

• El martillo pesa 623 N (masa: 63.5 kg) y desjado caer de una altura de 76 cm

Ensayo de Penetración Estándar (SPT) (1)

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• El muestreador se introduce 45 cm en el suelo

• Se registra por separado el número de golpes necesarios para penetrar el muestreador cada 15 cm

• El valor de la resistencia a la penetración estándar N es el número de golpes requerido para hincar los últimos 30 cm

• Después de realizado el sondeo se extrae el muestreador y se extrae la muestra (alterada) para análisis de laboratorio


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– Los resultados del ensayo de penetración estándar están influenciados por la presión presión de la sobrecarga ⇒ El valor de Ndebe ser corregido:


0

1915770

pCN log.=

p0 en kN/m2

p0: Presión efectiva debida a la sobrecarga del suelo

0

20770

pCN log.=

p0 en tons/ft2

P0 ≥ 24 kN/m2

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Factor de correc-ción CN de los valo-res de N en arenas

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Ensayo de penetración con cono (CPT)(1)

Exploración del subsuelo rápidamente sin tomar muestras

Una sonda (cono) de presión es introducida lentamente en el suelo mediante un sistema hi-dráulico

El cono tiene un punta cónica con un ángulo de 60º y un diámetro de 35.7 mm

Los conos tradicionales miden la resistencia en la punta mediante sistema eléctrico

2020


Hoy día existen conos, que además de la resistencia por punta, miden la fricción lateral y la presión del agua en los poros. Un acelerómetro en el cuerpo del cono permite registrar también señales de ondas

Ensayo de penetración con cono (CPT)(2)

exploracion del subsuelo

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