EXPLORACION Y MUESTREO

PROPOSITO DE UNA EXPLORACION

• Seleccionar el tipo y profundidad de cimentación

• Evaluar Capacidad portante• Estimar asentamiento probable• Detectar problemas potenciales de la

cimentación (expansivo, colapsable, dispersivo, etc.)

• Determinar posición de nivel freático• Predecir empujes de tierras lateral• Establecer métodos de construcción para

condiciones cambiantes

PLANEAMIENTO DE UNA EXPLORACION

• Conocimiento del proyecto• Recolección de información preliminar• Reconocimiento del terreno y sus vecindades• Planeación de la investigación del suelo (exploración de

campo y ensayos de laboratorio)• Exploración, ensayos de campo y laboratorio, monitoreo• Ensayos de laboratorio• Interpretación de información obtenida para generación

de modelo• Análisis, diseños y recomendaciones para la construcción• Seguimiento durante la construcción• Interpretación del monitoreo y ajustes al diseño

METODOS DE INVESTIGACIÓN DEL SUBSUELO

• METODOS DIRECTOS1. Perforación con barreno manual

Cuchara de corteHelicoidal

2. Perforación mecánica por lavado y percusión

3. Perforación mecánica por rotación y lavado (Tricono)

4. Perforaciones en roca

Barril de muestreo para roca

5. Apique

6. Trinchera

7. Pozos

8. Galerias

• METODOS INDIRECTOS1. Prospección Geofísica

Refracción sísmicaReflexión sísmicaCross-holeUp-holeDown-hole

2. Prospección GeoeléctricaSondeos eléctricos verticales (SEV)Geoeléctrica de barrido continuo

TIPOS DE MUESTRAS Y MUESTREADORES1. ALTERADAS• Tipo Costal• Bolsa• Frasco• Split Spoon (Cuchara partida)• Rotación y lavado (Ripio)

2. INALTERADAS• Shelby• Bloque• Pistón

• Muestreador de pistón

Núcleos de roca

ENSAYOS DE CAMPO IN-SITU

• Ensayo de placa (DPLT)

• Ensayo de torsión con veleta de campo (Suv)

• Ensayos de resistencia al corte con la veleta y el penetrometro de bolsillo, realizados en la boca de un Tubo Shelby

• Ensayos de penetración estándar (SPT)

N, g/pResistencia al Corte

no Drenado, Su, kg/cm 2

Descripción de Consistencia

0-2 0-0,125 Muy blanda

2-4 0,125-0,25 Blanda

4-8 0,25-0,50 Media

8-15 0,50-1,0 Firme

15-30 1,0-2,0 Muy firme

>30 >2,0 Dura

Aplicabilidad y limitaciones

• Este ensayo SPT es adecuado y da buena información en

suelos arenosos y limosos de variadas densidades y en

suelos arcillosos de consistencia firme a dura. No da

información útil cuando se realiza en suelos arcillosos

sensitivos de consistencia media a muy blanda.

• Da información errónea cuando el suelo tiene partículas

de tamaño mayor que ¾”, pues las gravas pueden

dificultar la entrada libre de la matriz del suelo hacia el

interior del toma-muestras o físicamente pueden trabar o

bloquear la entrada del SS, convirtiendo el ensayo en una

prueba de la resistencia a la rotura de las gravas.

• Cuando el conteo es >40/6” se debe suspender el ensayo,

puesto que se puede estar ante la presencia de un

estrato de gravas o fragmentos de roca o ante el

comienzo del basamento rocoso, y, además, se puede

deteriorar el SS.

• El nivel del agua libre dentro de la perforación debe estar

siempre por encima del nivel freático y por encima del nivel

piezométrico de un eventual estrato granular acuífero

confinado durante el avance de la perforación y durante la

ejecución de los ensayos SPT, pues, de lo contrario, las fuerzas

de infiltración ascendentes resultantes aflojarán el suelo

granular y se obtendrán valores N muy bajos, no

representativos de la real condición de densidad del suelo.

• Se ha establecido que el procedimiento de ensayo SPT típico,

con el que se han desarrollado muchas correlaciones prácticas

para diseño divulgadas a nivel mundial, y que sirve como

referencia, es el ensayo SPT ejecutado con una eficiencia del

orden del 60% en la transmisión de la energía de la caída del

martillo al toma-muestras SS. Esto exige una revisión

permanente de la verticalidad del tubo guía para la caída del

martillo, y un control del número de vueltas de la manila

(medianamente usada y preferiblemente enrollada dos vueltas

en el cabrestante de izaje del martillo inmediatamente antes de

la caída libre de éste).

• Wolff, 1989

• Ensayo de penetración estática de cono (CPT)

Resistencia por la Punta: qc.Resistencia por Fricción Lateral: fc.

Relación de Fricción: Fr = Fc/qc.

Correlaciones CPT

• Ensayo de penetración dinámica de cono (DCPT)

• Ensayo del presurómetro de Menard (PMT)

Se diferencian tres zonas: Zona de recarga (I), zona pseudoelástica (II) y zona plástica (III)Del gráfico se obtienen po (esfuerzo total horizontal in-situ o inicial), pf (presión de fluencia o de flujo plástico) y pl (presión límite), y el módulo del presurímetro, Ep.

• Ensayo del Dilatómetro de Marcheti (DMT)

• Ensayo de agua a presión – tipo Lugeon. En el esquema de la izquierda se muestra un ensayo de fondo y en el de la derecha un ensayo de pared.

INSTRUMENTACION Y MONITOREO

• PIEZOMETROS

• CELDAS DE PRESION DE TIERRAS

• CELDAS DE CARGA

PRESIOMETRO DE CONO

INCLINOMETRO

• EXTENSIOMETROS

• ASENTOMETROS• MOJONES O PUNTOS SUPERFICIALES DE

CONTROL TOPOGRAFICO• SISMOGRAFOS, ACELEROGRAFOS Y

ACELEROMETROS

ENSAYOS DE LABORATORIO

• Ensayos de identificación visual y manual• Ensayos de clasificación (Límites, Granulometría, Hidrómetro)• Ensayos de compresibilidad (Wn, Peso unitario, consolidación)• Ensayos de resistencia

Sencillos y bajo costo para suelos arcillosos (Penetrometro, Veleta de mano)Suelos granulares (Corte directo)Suelos arcillosos Roca

• Ensayos de permeabilidad y de estabilidad interna (Permeabilidad, Pin-hole, fisico-quimicos)

• Ensayos de susceptibilidad de los cambios volumétricos (Expansión, contracción)

• Ensayos de calidad y solidez de granos y rocas Peso específicoAbsorciónDesgaste M. A.Solides en sulfatos o de magnesioHumedecimiento-secamiento

CRITERIOS PARA DETERMINAR LA CANTIDAD Y LA PROFUNDIDAD DE LAS EXPLORACIONES

• CRITERIOS GENERALES DE LA NORMA NSR-10 (Cap H-3)

NUMERO MINIMO Y

PROFUNDIDAD DE SONDEOS