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EXPLORACIONES GEOTCNICAS

1. Cul es la utilidad y propsito de la investigacin del sub-suelo?

Recopilacin de informacin: hidrologa, geologa, sismicidad, topografa, etc.

Reconocimiento geolgico y de sitio: interpretacin del origen y formacin de suelos,

evaluacin geolgica, interpretacin de posibles condiciones del subsuelo.

Planificacin de la exploracin y muestreo: permite ubicar y cuantificar el nmero de

sondajes y optimizar el muestreo.

Ejecucin de ensayos de laboratorio: para la determinacin de los parmetros de los

materiales.

Ejecucin de la exploracin y muestreo: ejecucin de sondajes y obtencin de muestras

disturbadas e inalteradas.

Interpretacin de la investigacin geotcnica: evaluacin de los datos de campo y

laboratorio.

2.- Descripcin breve de los equipos presentados y resultados de las pruebas de

demostracin.

PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR EL ENSAYO

Hincado del terreno mediante instrumentos de perforacin:

a) Con barrenos (POSTEADORA)

- a rotacin

- por lavado wash boring

La POSTEADORA manual presenta las siguientes partes

a) Accesorios:

- manivela

- tuberias de perforacin

- mechas

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Las muestras son almacenadas en una "Cuchara Normal" que est formado por un tubo de acero de paredes gruesas partido longitudinalmente. El extremo inferior

est unido a un anillo cortante, y el superior a una vlvula y pieza de conexin a la

barra de sondeo.

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Un martillo que pesa 64 kilos (140 libras) y cae de una altura de 76 cm

Accesorios del SPT

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MARTILLO DE 140 LIBRAS

PUNTA Y CABEZAL DEL CONO DE PECK

DIAMANTINAS PARA PENETRACION EN ROCA.

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ACCESORIOS CON BROCAS DE TUNGSTENO PARA PERFORACIN

MUESTREADOR SHELBY

EQUIPO DPL

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CABEZAL, MARTILLO Y GUIA DEL DPL

EJECUCIN DE LA PRUEBA DPL

3.- Comentar los resultados obtenidos entre los sondajes con el equipos SPT, DPL y cono

Peck, A qu se debe las variaciones entre los resultados?

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Correlacin entre el golpeo SPT y la consistencia del suelo atravesado

Existen diversas correlaciones entre el resultado del ensayo SPT y las caractersticas del

terreno (compacidad, resistencia y deformabilidad), e incluso con dimensiones de la

cimentacin requerida para un valor del asiento que se considera admisible.

Sin embargo, las principales correlaciones que ligan el golpeo SPT con las caractersticas

del terreno, lo hacen respecto a los parmetros ngulo de rozamiento interno e ndice de

densidad en las arenas (siendo el ndice de densidad ID = (emax e) / (emax emin)). En los terrenos cohesivos, an cuando no son tan aceptadas, existen correlaciones respecto a la

resistencia al corte sin drenaje cu.

El algunas ocasiones, el valor del golpeo SPT debe ser afectado por unos factores

correctores para tener en cuenta la profundidad a la que se realiza el ensayo, y la influencia

de la ubicacin de dicho ensayo sobre la capa fretica.

Hay que tener cuidado, ya que en terrenos por ejemplo con gravas o bolos o en arcillosos

duros, podemos tener mayorado nuestro SPT, no siendo ste ensayo entonces

representativo de las caractersticas del terreno.

Influencia de la profundidad

La penetracin en las arenas depende de la resistencia del terreno, que a su vez es funcin

del ngulo de rozamiento, o del ndice de densidad, y del estado tensional en el que se

encuentre el terreno haciendo de antemano los anteriores ensayos

USOS Y ABUSOS DEL ENSAYO DE PENETRACIN ESTANDAR

Las causas de error que son considerablemente ms importantes que aquellos inherentes en

el ensayo mismo son los que ocurren debido a un manejo inapropiado de las herramientas

y el equipo al realizar el sondeo. Toma un poco de tiempo y esfuerzo limpiar el hoyo

adecuadamente antes de tomar una muestra. Cuando se dejan 12 in (0,30 m) o ms de

slidos asentados en el fondo de la perforacin, el toma muestras atrapa el lodo, de manera

que ste es comprimido cuando se hinca, incrementando el nmero de golpes requeridos y

a menudo imposibilitando la recuperacin de toda la muestra.

Los perforadores algunas veces no limpian el fondo del forro, y el hincamiento del toma

muestras puede ser iniciado estando aun sta por encima del fondo del forro. Esto

incrementa seriamente el nmero de golpes.

Ciertos tipos de equipos de perforacin usan un alambre pelado en un tambor para levantar

y bajar el martillo. Este procedimiento retarda la cada del martillo, y cualquier SPT

realizada de esta manera ha resultado engaoso. Por otro lado cuando se utilizan barras N

que son ms rgidas y pesadas, tambin se producen resultados de valores dudosos.

4. Con respecto al equipo SPT, establecer: ventajas, desventajas, aplicacin recomendada,

factores que limitan su aplicacin. Correcciones aplicables.

A) GENERALIDADES

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Procedimiento ampliamente utilizado para determinar caractersticas de resistencia y

compresibilidad de suelos.

Norma : ASTM D1586

B) PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR EL ENSAYO

Ejecucin de la perforacin

- con barrenos (posteadora)

- a rotacin

- por lavado wash boring

Ejecucin del muestreo

Se realiza con un muestreador de caa partida

Suelos Adecuados para la Ejecucin del Ensayo

- Arenosos

- Limo Arenosos

- Areno Limosos

- Arcillas

Suelos Inadecuados para el Ensayo

- Aluvionales

- Aluviales

- Suelos Gravosos y Heterogneos con Gravas

C) REGISTRO DE PENETRACIN

Resistencia a la penetracin: golpes necesarios para hincar los ltimos 30 cm de un total de

45 cm.

D) INTERPRETACIN DE RESULTADOS

La resistencia a la penetracin es un indicador de la compacidad de suelos arenosos y un

indicador de la consistencia y resistencia de suelos cohesivos.

Una ventaja adicional es que al ser la cuchara SPT una toma muestras, permite visualizar el

terreno donde se ha realizado la prueba y realizar ensayos de identificacin, y en el caso de

terreno arcilloso, de obtencin de la humedad natural.

ALGUNAS APLICACIONES DEL ENSAYO DE PENETRACIN STANDARD

(S.P.T.)

Determinacin de la Capacidad Portante

Suelos Granulares

La capacidad de carga ltima (qult) de un suelo (Terzaghi y Peck)

puede establecerse a partir de las siguientes relaciones:

qnet = 2NBR W + 6(100 + N2) DRW (zapatas cuadradas)

qnet = 3N2 BR W + 5(100 + N

2) DRW (zapatas continuas)

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en la que:

(quit): capacidad de carga ltima (lb/pie2)

B: ancho de la fundacin en pies

D: profundidad de la fundacin (pies)

RW y RW : factores de correccin por la posicin de la Napa Fretica

propuesto por TENG (Fig.No13)

Terzaghi y Peck han correlacionado el ancho de la fundacin para que, con un

valor de N dado, se obtenga una presin de contacto que produzca un

asentamiento total mximo de 1, esta correlacin se muestra en la figura 14 que es vlida para arenas secas.

Suelos Finos

El ensayo de Penetracin Satandar fue ideado predominantemente

para ser usado en suelos granulares, sin embargo en trabajos de pequea

envergadura, puede conseguirse una menor economa utilizando un diseo

conservador basado en resultados del S.P.T.

La tabla No.IV proporciona una relacin aproximada entre N, la

consistencia y la capacidad de carga admisible (FS=3) de suelos arcillosos.

Al aplicar estas relaciones no se tiene un control sobre la magnitud de los

asentamientos y en consecuencia deben ser efectuados por algn mtodo en

particular.

Ventajas:

Una ventaja es que al ser la cuchara SPT un tomamuestras, permite visualizar el terreno donde

se ha realizado la prueba y realizar ensayos de identificacin, y en el caso de terreno arcilloso,

de obtencin de la humedad natural.

En nuestro medio la mayor aplicabilidad de los resultados del ensayo de penetracin estndar

es en la determinacin de la capacidad de soporte admisible del suelo.

Desventajas:

Cuando el terreno atravesado es grava, la cuchara normal no puede hincarse, pues su zapata se

dobla. Con frecuencia se sustituye por una puntaza maciza de la misma seccin (no

normalizada). El ensayo SPT no proporciona entonces muestra.

Factores importantes que afectan los resultados del ensayo de penetracion estndar

Limpieza inadecuada del hoyo.

Variaciones de la altura exacta de cada de 30 in (0,76 m) del martillo.

Utilizacin de barras ms pesadas que las de 1 in (0,025 m), tubos extra heavy o barras A.

Longitud extrema de las barras de perforacin (ms de 175 pies).

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Interferencia en la cada libre del martillo por cualquier causa.

Utilizacin de un peso de 140 lb (63,5 kg) sin amortiguador de madera, bloque o gua para la barra.

Utilizacin de un peso deslizante que puede golpear la cabeza de golpeo excntricamente.

Hincado excesivo del toma muestras antes del conteo de los golpes.

Descuido al asentar el toma muestras sobre material no alterado.

Hincado del toma muestras por encima del fondo del forro.

Negligencia en el conteo de los golpes en la medicin de la penetracin.

FACTORES DE CORRECCIN POR SOBRECARGA EN ARENAS

El factor de correccin del S.P.T. (CN) est definido como la relacin entre la resistencia

medida del S.P.T. para una presin vertical efectiva dada (v), a la resistencia medida a un

esfuerzo vertical standard (v)Ref, normalmente de 1T/pie2 1Kg/cm

2.

En la prctica el valor del nmero de golpes corregido (N1), se obtiene usando la

siguiente relacin:

N1 = CN. N

Donde N representa el nmero de golpes medidos.

5. Investigar acerca de los equipos de percusin existentes del tipo liviano, pesado y

superpesado, comparar: peso, altura de cada, tramo de medida de N. Tipo de suelos

aplicables.

Existen diversas correlaciones entre el resultado del ensayo SPT y las caractersticas del

terreno (compacidad, resistencia y deformabilidad), e incluso con dimensiones de la

cimentacin requerida para un valor del asiento que se considera admisible.

Sin embargo, las principales correlaciones que ligan el golpeo SPT con las caractersticas

del terreno, lo hacen respecto a los parmetros ngulo de rozamiento interno e ndice de

densidad en las arenas (siendo el ndice de densidad ID = (emax e) / (emax emin)). En los terrenos cohesivos, an cuando no son tan aceptadas, existen correlaciones respecto a la

resistencia al corte sin drenaje cu.

El algunas ocasiones, el valor del golpeo SPT debe ser afectado por unos factores

correctores para tener en cuenta la profundidad a la que se realiza el ensayo, y la influencia

de la ubicacin de dicho ensayo sobre la capa fretica.

6. Se tiene el siguiente registro del sondaje S-1 de ensayos SPT, el nivel fretico se ubica a

2.00m de profundidad y el perfil estratigrfico es el siguiente:

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De 0.00 a 5m. arena fina pobremente gradada (SP)

De 5.00 a 7m. arena limosa pobremente gradada (SP-SM)

De 7.00 a 10m. arena limosa saturada (SM)

Se pide lo siguiente:

- Determinar el valor de N a 3m, 5m., 7m.y 10m. de profundidad, aplicar las correcciones

que estime conveniente.

- Estimar los valores de Densidad Relativa y . Comparar los resultados que se obtienen con

la aplicacin de ms de una correlacin. Comentarios sobre los resultados.

SONDAJE S-1

PRUEBA Prof. Inicio(m.) Tramo (cm.) N SUCS

Peso especfico

(gr/cm3)

15 5

1 2,55 15 7 SP 1,600

15 6

15 9

2 4,55 15 11 SP 1,600

15 12

15 9

3 6,55 15 10 SP-SM 1,750

15 10

15 13

4 9,55 15 15 SM 1,800

15 16

Resultado

Tramo (cm) N

15 5 28.28

15 7 28.87

15 6 28.60

15 9 29.31

15 11 29.67

15 12 29.82

15 9 29.31

15 10 29.50

15 10 29.50

15 13 29.96

15 15 30.21

15 16 30.33

nota:el nivel freatico se encuentra a 2m de profundidad

PROF N Ncnf (gr/cm3) ESF(kg/cm2) CN CN*N

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2.55 13 14 1600 3.3 0.55048188 7.15626447

4.55 23 19 1600 15.3 0.255655 5.88006491

6.55 20 17.5 1750 34.125 0.1711842 3.42368394

9.55 31 23 1800 60.4 0.12867125 3.98880885

(gr/cm3)agua 1000 OTRA CORRELACION

1000 N= 1.7D2R (+10)

1000

1000

N PROM DR MEYERHOF Compacidad Relativa

11.00 31 37 74.63196686 firme

13.00 31 42 66.1097355 firme

11.00 31 37 49.20888184 firme

14.00 32 44 45.60515114 firme

SP

SP-SM

SM

CON LA CORRELACION DE TERZAGUI HALLARE Y LA DR

cometario :

como podemos apreciar la correlacion realizada con el abaco y con el metodo de meyerhof

varian en gran medidad en los primeros metros se puede intuir que en los primeros metros

la acion del esfuerzo geostatico es casi nula por tal motivo los esfuerzos seran conciderdos

en este caso a partir de los 6m ya que a partir de esta profundidad hay una mayor aproximacin

de los valores de la DR