Post on 09-Jul-2015
PERFORACIN Y MUESTREO
JAIME SUAREZ DIAZ BUCARAMANGA COLOMBIA
ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
METODOS DE SONDEO METODOS DE SONDEOCATEGORIA
APLICACIONES
LIMITACIONES
Penetrmet Da informacin de espesores de suelo No se obtienen muestras ni se ros de cono suelto y profundidades de roca y identifican los estratos. provee informacin general sobre lacalidad de los mantos de suelo.
Augers Apiques
Permite definir el perfil estratigrfico Las muestras son alteradas y en suelos granulares y algunos tipos la penetracin en suelos de arcilla. duros es muy difcil. Permiten el examen visual de los estratos, condiciones del nivel fretico, interfase suelo roca, discontinuidades y superficies de ruptura. Hay limitaciones de profundidad y en ocasiones la estabilidad de las paredes es crtica. Puede ser imposible de realizar por debajo del nivel fretico.
Penetracin Mtodo rpido y eficiente de Las muestras son alteradas y determinar la resistencia de los en materiales muy duros se estandar materiales y al mismo tiempo produce rechazo.recuperar las muestras.
Sondeo rotacin
a Se obtienen muestras inalteradas de Sesuelo o roca.
requiere analizar las muestras en el laboratorio para determinar su resistencia.
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EXCAVACION VERTICAL
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BARRENOS MANUALES BARRENOS MANUALES
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BARRENOS MOTORIZADOS
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EQUIPOS AUTOPROPULSADOS
PERFORACIONES
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EQUIPOS SOBRE ORUGAS
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PERFORACION EN AGUA PARA PUENTES
AUGERS (Helicoidales) CONTINUOS Se van agregando en tramos de 1.5 metros
Se limitan a suelos que no se colapsen y a profundidades inferiores a 6 metros Requieren mano de obra muy intensa porque el suelo se adhiere a los elementos
Los dimetros varan de 4 a 8 pulgadas La punta tiene una cuchilla para cortar el suelo Se le puede colocar una punta para que suelte el suelo
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AUGERS HUECOS Son barrenos continuos los cuales se unen en tramos de 1.5 metros. El hueco cilndrico dentro del auger permite el muestreo de suelo sin retirar el auger. El Auger acta como revestimiento para permitir el muestreo
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Augers huecos (HSA) Durante la perforacin se penetra un muestreador interno
El dimetro externo vara de 6 a 8 pulgadas.
Augers huecos de varios dimetros
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Generalmente se limitan a profundidades hasta de 30 metros No deben usarse en limos y arenas sueltas por debajo del nivel fretico
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Perforaciones rotatorias por lavado Las perforaciones rotatorias con lavado son mejores para sondeos por debajo del nivel de agua. Para arcillas
Pueden alcanzar profundidades superiores a 100 metros Puntas : De corte para arcillas Rotatorias para arenas Punta de dimante para rocas
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Para rocas
Para arenas
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Perforaciones Rotatorias Con lavado
(Hvorslev 1948)
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Perforaciones rotatorias con lavado
En los sondeos rotatorios la perforacin se estabiliza utilizando un revestimiento metlico o un lodo o fludo viscoso. Los fludos incluyen agua, bentonita, slurry de polmeros o espumas especiales. Los fludos son recirculados utilizando una piscina en la superficie.
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Perforaciones con un auger con un balde Se utilizan para obtener muestras inalteradas de gran tamao Los dimetros varan deDiameters range 0.6 m (2 ft) a 1.2 m (4 ft). Se excavava en interavalos de 0.3 m a 0.6 m (1 a 2 feet). Buenos para obtener muestras de gravas y suelos gruesos
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bucket auger boring (ASTM D 4700)
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Sondeo utilizando retroexcavadora
Mtodos de muestreo Muestras- De augers a apiques De tubos partidos o muestreadores de pared gruesa
Muestras parcialmente alteradas Empuje hidrulico continuoELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
Muestras inalteradas Tubos de pared delgada (Shelby, Piston, Laval, Sherbrook) Tubos de rotacin y empuje (Denison, Pitcher) Muestras de bloque
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Muestreo para obtener la estratificacin
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Muestreo para obtener la estratificacin
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Muestreo para obtener la estratificacin
Uso de las muestras alteradas Para ensayos de compactacin Clasificacin humedad y otros mensayos con muestras compactadasELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
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Son algo alteradas pero muy buenas
Muestras
Muestreador de tubo partido Es el muestreador ms utilizado en Colombia ASTM D 1586: Las muestras se obtien conjuntamente con el ensayo de penetracin estandar (SPT)ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
50-mm Dimetro externo y 38 mm Dimetro interno (2.0-inch O.D. and 1.375-inch I.D.) Longitudes: 457 mm (18 in.) a 610 mm (24 inches)
TUBO PARTIDO ( SPT )
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Muestreador de tubo partido
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Muestreador de tubo partido
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Muestras inalteradas Tubo de pared delgada Shelby Muestreadores de pistn Muestreadores Laval y Sherbrooke Bloques a mano Muestreadores de bloque a presin (NGI ) Pitcher (Rotacin y empuje) Denison (Rotacin y empuje)
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TOMA DE MUESTRAS CON TUBO DE PARED TOMA DE MUESTRAS CON TUBO DE PARED DELGADA (SHELBY) DELGADA (SHELBY)
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Muestras inalteradas El ms comn es el tubo de pared delgada - Shelby ASTM D 1587 76-mm D.I. con 73-mm D.E. (3.0" w 2.8") Utilizado en limos, arcillas y limos o arenas arcillosas Longitud aproximada 760 mm (30 pulgadas)ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
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Tubo de pared delgada
Alteracin de la muestra
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Estudios de fotoelasticidad
Radiografa (Rayos X )
Muestreadores especiales Muestreador Sherbrooke Soft Sensitive Clays Prof. Alan LuteneggerELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
Extraccin en el campo
Sellado y encerado de los tubos
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CORTADO DE MUESTRAS
INALTERADAS
Muestreo especial En arenas limpias Congelacin con nitrgeno lquido Inyeccin de resinas para mantener la fbrica y la estructuraELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
Muestreo con pistnSe utiliza un pistn de pared delgada Se conoce como mtodo Osterberg o tipo Hvorslev til en suelos muy blandos La cabeza del pistn se mantiene fija con respecto a la superficie a mrdida que el tubo es empujado hidrulicamente. Se aplica vaco para ayudar a aumentar y mantener el recobro de muestra.ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
Mtodos Pitcher y DenisonEl Pitcher es un tubo con un barril rotatorio alrededor Utilizado para obtener muestras de arcillas duras y rocas blandas. El tubo interno es accionado por un resorte, mientras el otro corta la muestra. El tubo Denison es similar pero el tubo muestreador se ajusta manualmente.
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Muestreador Pitcher
Muestreo semilaterado
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Muestras continuas a presin Diametros 0.6 a 1.5 pulgadas Tubos plsticos para retener las muestras Si aparece una zona dura se utiliza un martillo percutor
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Muestreadores de empuje continuo Geoprobe Systems, Salina KS Powerprobe (AMS), Boise ID
Cada cuanto tomar muestras ? Tubo partido generalmente cada 1.5 metros con excepcin de los primeros 3 metros donde se toman cada 50 o 75 cmts.ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
Pared delgada (Shelby) a criterio del ingeniero. Muestreadores continuos, en forma continua.
Cuidado y preservacin de las muestras Las muestras deben marcarse y guardarse inmediatamente despus de recobradas. Los frascos deben guardarse en cajas de madera o de cartn. Deben protegerse del calo, del sol y del viento Deben sellarse para que no pierdan humedad Deben empacarse para evitar daos por vibracin.
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Guardado y transporte de las muestras
Exploracin en roca Rechazo Rechazo del Auger Rechazo SPT (> 50 golpes por una pulgada de penetracin)
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Ncleos de roca (ASTM D 2113)
Perforacin sin toma de ncleos
Mtodos de percusin
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Perforacin de roca
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Brocas sin toma de ncleos
Tipos de broca
Triconos
Materiales Las brocas de diamante son las mejores, mas duras, ms rpidas, y mejor calidad de las muestras. Son costosas.ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
Las brocas sintticas son menos costosas. Las brocas de tungteno son menos costosas pero son lentas.
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Brocas de diamante
www.ackerdrill.com
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DIAMETRO EXTERIOREX AX BX NX 1 7/16 1 7/8 2 5/6 2 15/16
DIAMETRO NUCLEO7/8 1 1/8 1 5/8 2 1/8
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Toma-ncleos
Toma-ncleos
De doble tubo (TipoSwivel )ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
Vista exterior
Vista interna
Revestimiento
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Revestimiento temporal para estabilizar la perforacin y permitir el muestreo
Recobro de ncleos RECOBRO es el porcentaje de ncleo recuperado
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Rock Quality Designation (RQD)
Mide la fracturacin y meteorizacin de la rocaELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
RQD = suma de los pedazos > 100 mm (4 pulgadas) dividido por el total del tramo de perforacin
Generalmente se obtiene en muestras NX
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RQD
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Organizacin y almacenamiento
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Almacenamiento en el campamento y en el laboratorio
ENSAYOS DE CAMPO ENSAYOS DE CAMPO- PENETRACIN ESTNDAR (SPT) PENETRACIN ESTNDAR - CONO (CPT) CONO (CPT) - PRESUROMETRO - VELETAELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
- CORTE EN SONDEO - PLACA - CORTE DIRECTO DE CAMPO - PERMEABILIDAD - PENETROMETRO DE BOLSILLO - TORVANE (MINI-VELETA) (MINI-VELETA)
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Ensayo de Penetracin Estndar
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SPT
PENETRACION ESTANDARSUELOS GRUESOS SUELOS GRUESOS
Numero de penetracin estndar N0a3 3a8 8 a 25 25 a 42 42 a 58
Densidad relativa %0 a 15 15 a 35 35 a 65 65 a 85 85 a 100
Estado del suelo
Muy suelto Suelto Medio Denso Muy denso
PENETRACION ESTANDARSUELOS FINOS SUELOS FINOS
Numero de penetracin estndar N0a2 2a5 5 a 10 10 a 20 20 a 30 > 30
Consistencia
Resistencia a compresin kPa0 a 25 25 a 50 50 a 100 100 a 200 200 a 400 > 400
Muy blanda Blanda Medio firme Firme Muy firme Dura
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CPT
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PENETRACION DE CONO PENETRACION DE CONO
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PRUEBA DE PRESUROMETRO PRUEBA DE PRESUROMETRO
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PRUEBA DE DILATOMETRO PRUEBA DE DILATOMETRO
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ENSAYOS DE IMPACTO
etc. etc.
ENSAYOS GEOFISICOS
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- RESISTIVIDAD - SISMICA - GEOACUSTICA (RUIDO NO AUDIBLE) - GRAVEDAD - PENETRACIN DE RADAR PENETRACIN - RAYOS GAMMA
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ENSAYO DE ENSAYO DE REFRACCION REFRACCION SISMICA SISMICA
VELOCIDAD DE ONDA P VELOCIDAD DE ONDA P
SUELOARENAS Y LIMOS ARCILLAS DURAS ARENISCA GRANITO
- M/SEGELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
200 1.000 1.000 2.500 1.500 5.000 4.000 6.000
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SONDEO SISMICO CROSS-HOLE SONDEO SISMICO CROSS-HOLE
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SONDEO DE RESISTIVIDAD SONDEO DE RESISTIVIDAD
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EN LA
FS
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EN LA
FS
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EN LA
FS
MODELAMIENTO HIDROGEOLOGICO BASICO DE BUCARAMANGA CURVA DEL SONDEO ELCTRICO VERTICAL SEVE-1 PARTE ALTA DE BELLAVISTA FIGURA No.3
EN LA10.000
FS
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Resistividad (Ohm-m)
1.000
100
10 1 10 100 Profundidad (m) 1.000 10.000
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TOMOGRAFA GEO-ELECTRICA EN LA
FS
EN LAFS
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