4.- Exploracion y Muestreo de Suelos

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MECANICA DE SUELOS I

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MECANICA DE SUELOS I

METODOLOGIA DE UN ESTUDIO GEOTECNICO

EXPLORACION DE SUELOS

• El objetivo de una investigación exploratoria incluyendopruebas de campo y laboratorio es facilitar al ingeniero losdatos cuantitativos del suelos para la construcción de unaobra de ingeniería

• Es imprescindible como es la obtención delas muestras delsuelo apropiadas para la realización de las pruebascorrespondientes por procedimientos simples y económicosdebe procurase adquirir información suficiente respecto alsuelos que con ayuda de pruebas de clasificación tales comogranulometria,plasticidad y humedad

METODOS DE EXPLORACION

• 1.Método de calicatas geotécnicos

• 2.Método de sondeos geotécnicos

1.METODO DE CALICATAS GEOTECNICOS • Las calicatas consisten en excavaciones realizadas mediante

medios mecánicos convencionales, que permiten laobservación directa del terreno a cierta profundidad, asícomo la toma de muestras Tienen la ventaja de quepermiten acceder directamente al terreno, así como tomarmuestras de gran tamaño para la realización de ensayos yanálisis.

• Las calicatas son uno de los métodos mas empleados en elreconocimiento superficial del terreno, y dado su bajo costeeconómico y rapidez de realización, constituyen un elementohabitual en cualquier tipo de investigación

CALICATAS

Ventajas

• Observación directa y amplia del terreno

• Mejorar diagnosis de rellenos

• Tomar muestras alteradas, inalteradas y de agua

• Rapidez de ejecución y bajo coste económico

Inconvenientes

• Profundidad de reconocimiento limitada

• Alteran las características resistentes del terreno afectado por la excavación

• Presencia de nivel freático

2.METODO DE SONDEOS GEOTECNICOS

• Los sondeos geotécnicos se caracterizan por su pequeño diámetro y por la ligereza, versatilidad y fácil desplazamiento de las maquinas. Estas pruebas pueden alcanzar una profundidad de unos 150 m, a partir de la cual los equipos son mas pesados. Permiten atravesar cualquier tipo de material, así como extraer testigos y efectuar ensayos en su interior. Los procedimientos de perforación dependen de la naturaleza del terreno y del tipo de muestreo y testificación que se vaya a realizar.

TIPOS DE SONDEOS

Los mas usuales son:

Sondeos a rotación.

Sondeos posteadoras - helicoidales .

Sondeos a percusión.

2.1 METODO DE SONDEOS A ROTACION

Los sondeos a rotación pueden perforar cualquier tipo de suelo o roca hasta profundidades muy elevadas y con distintas inclinaciones.

La profundidad habitual no excede los 1000 m

EQUIPOS DEL SONDEOS A ROTACION

En un sondeo a rotación el sistema de perforación consta de los siguientes elementos integrados en las baterias: Cabeza tubo porta testigo extractor manguito porta extractorcorona de corte.

2.2 LOS SONDEOS POSTEADORAS HELICOIDALES

• Su uso se limita a suelos relativamente blandos ycohesivos, no siendo operativos para suelos duros ocementados. Entre sus ventajas se encuentran el bajocosto y la facilidad de desplazamiento y rápidainstalaciones en los equipos.

DESCRIPCION

• Su uso se limita a suelos relativamente blandos ycohesivos, no siendo operativos para suelos duros ocementados.

EXPLORACIÓN DIRECTA CON BARRENO

POSTEADORAS - HELICOIDAL

Equipo:

• Tubería, una T y en su parte inferior una mecha

Ventaja:

• Auscultación rápida del terreno

Desventaja:

• No se extraen muestras inalteradas

• Imposible de realizar en arenas

limpias secas o saturadas

2.3 LOS SONDEOS A PERCUSIONSPT – DPL - CPT

• Se utilizan tanto en suelos granulares como en sueloscohesivos, pudiendo atravesar suelos de consistencia firme amuy firme. Este tipo de sondeos puede alcanzarprofundidades de hasta 30 o 40 m, si bien las mas frecuentesson de 15 a 20 m. El sistema de perforación consiste en lahinca de tubos de acero mediante el golpeo de una masa de75 kg que cae desde una altura de 1 m Se deben contarsistemáticamente los golpes necesarios para la penetraciónde cada tramo de 15 cm, lo que permite conocer lacompacidad

•DESCRIPCION

Presenta mas ventajas en suelos no coherentes ( limos ,arenas ,gravas y mezclas de los mismos)

Desde el punto de vista económico es un sondeo cuya perforación es lenta y consecuentemente tiene precio caro y poco competitivo

EXPLORACION DE CAMPO CON ENSAYOS DE PENETRACION ESTANDAR SPT

EXPLORACION DE CAMPO CON ENSAYO DE PENETRACION CONO HOLANDES - CPT

EXPLORACION DE SUELOS METODO INDIRECTO

MUESTRAS GEOTECNICAS• Las muestras geotécnicas se

toman tanto en sondeos comoen calicatas u otro tipo deexcavaciones, con el fin deobtener testigos representativosde las características ypropiedades del terreno paraefectuar ensayos de laboratorio.

Guía para muestreo de suelos y rocasMTC E 101 -200

•Determinaciones edafológicas

•Determinación de propiedades físicas

•Determinación de propiedades mecánicas

•capacidad de soporte

METODOLOGIAS PARA EL MUESTREO

¿Es necesario realizar mallas ?

¿Dónde y hasta que profundidad ?

¿Calicatas?

¿Cuantas muestras por calicatas?

¿Cuál es la finalidad del estudio?

Muestras inalteradas:

son las que no sufren alteracionesen su estructura ni en sucontenido en humedad. Ensondeos se extraen mediantetoma muestras adecuados, y encalicatas o excavaciones, medianteel tallado de muestras en bloque ola hinca de tubos por presión ogolpeo. La obtención de este tipode muestras es necesaria paraensayos de resistencia,deformabilidad, permeabilidad yfabrica de los suelos.

Muestras alteradas:son muestras que sufrenmodificaciones en su estructura yen su contenido de humedad,pero conservan su composiciónmineralógica. Las muestrasalteradas se obtienenhabitualmente en calicatas yexcavaciones. Permiten larealización de ensayos delaboratorio en suelos deidentificación, compactación, etc.

DETERMINACION DEL RQD

Este índice expresado como tanto por ciento seobtendrá como cociente entre la longitud total deltestigo considerando solamente aquellas partes delmismo de al menos 10cm testigo > 10 cm de longitudy la longitud dela perforación de cada maniobra

RQD=E longitud de los trozos de testigo > 10 cm

longitud total∗ 100

• APLICACION EN CARRETERAS

actualidad con la aprobación delManual de Diseño Geométricode Carreteras (DG-2001) eldistanciamiento de calicatas seredujo a un máximo de 250m,con lo cual se mejora eldesarrollo de los Estudios deSuelos al contar los diseñadorescon mayor información que lespermite detectar y establecer enalgunos casos mayores sectoresque requieren mejoramiento.

• APLICACIÓN EN TALUDES

• La posición del nivel freático y condiciones hidrogeológicas.

• Calicatas en suelos o rocas muy meteorizadas, con el fin de observar los materiales y tomar muestras inalteradas.

• En los sondeos se tomaran muestras para realizar ensayos de laboratorio y se instalara tubería piezometrica para medida de los niveles de agua.

• En excavaciones donde se precisen bombeos o drenajes, se realizaran ensayos de permeabilidad.

APLICACION EN TUNELES

• Efectuar medidas hidrogeológicas y ensayos en su interior.

• 1 sondeo cada 50 a 100 m de trazado en zonas geológicamente complejas, o de litología muy variable.

• 1 sondeo cada 100 a 200 m en zonas mas uniformes.

• En zonas de emboquille un mínimo de 3 sondeos.

• Para túneles de mas de 1.000 m de longitud es recomendable una longitud total de sondeos al menos del 50% de la longitud del túnel.

• Para túneles de menos de 1.000 m, el 75 % de su longitud.

• Para túneles de menos de 500 m, el 100 % de su longitud.