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
Ensayo de Penetración Estándar (SPT) (2)
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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:
Ensayo de Penetración Estándar (SPT) (3)
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
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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)