Exploración del subsuelo

Es el proceso de identificar los estratos de depósitos que se encuentran bajo una estructura propuesta y sus características físicas. La información obtenida servirá para:

1. Seleccionar tipo y profundidad de fundación. 2. Evaluar la capacidad de carga de una fundación. 3. Estimar el asentamiento probable de una estructura. 4. Determinar problemas potenciales en fundaciones

(suelo expansivo, suelo colapsable, rellenos sanitarios, etc.)

5. Determinar posición del nivel freático. 6. Predecir la presión lateral de tierra en estructuras

tales como muros de retención. 7. Establecer métodos de construcción para

condiciones variables de suelo.

La exploración de subsuelo requiere de varios pasos que incluyen: recolección de información preliminar, reconocimiento e investigación del sitio.

Recolección de información preliminar

Se debe obtener información del tipo de estructura a construir, y sobre su posterior uso. Se deben conocer las cargas aproximadas que transmitirá y las posiciones de éstas.

Se debe además contar con la información de las normas de construcciones, de su requisitos.

Para una idea general del tipo de suelo se pueden: ◦ revisar mapas geológicos. ◦ obtener información de suelos de proyectos cercanos. ◦ obtener información hidrológica en la dirección de aguas.

Reconocimiento

El ingeniero siempre debe efectuar una inspección visual del sitio para obtener información acerca de las siguiente características: 1. Topografía del sitio, existencia de zanjas de drenaje,

tiraderos de basura y evidencia de suelos expansivos. 2. Estratificación de suelo en cortes profundos, como los

realizados en proyectos viales. 3. Tipo de vegetación en el sitio, la cual se puede asociar al

tipo de suelo existente. 4. Marcas altas de agua en edificios y estribos de puente

cercanos. 5. Niveles de agua freática, revisando en pozos cercanos. 6. Tipos de construcciones cercanas y existencia de grietas

en muros u otros problemas.

Investigación del sitio Consiste en planear, hacer perforaciones y recolectar

muestras de suelo en las profundidades deseadas, de manera de realizar observaciones y pruebas de laboratorio. Se debe tomar en cuenta que el costo de las exploraciones deben ser en general de 0.1 a 0.5% del costo de la estructura.

Según el decreto 61 del MINVU, que aplica para conjuntos de viviendas en terrenos de más de 8.000 m2 y estructuras de 5 o más pisos sobre la superficie del terreno natural, se deben realizar exploraciones geotécnicas que permitan evaluar las propiedades que permiten clasificar el suelo de fundación en los primeros 30m bajo la superficie natural del terreno, o hasta la roca. En edificios con subterráneos la profundidad de exploración debe ser al menos 15 m por debajo del sello de fundación, Df. Esto implica que pueden darse casos en que Df + 15 > 30.

El tipo de estudios y exploraciones necesarias depende del tipo de suelo.

Las perforaciones en el suelo se efectúan por varios métodos, como perforación por barrenas, por lavado, por percusión y el sondeo rotatorio.

Las barrenas manuales no se usan para excavaciones a una profundidad mayor de 3 a 5m. En la imagen se muestran la herramientas manuales: posteadora (a) y barrena helicoidal (b).

Existen barrenas helicoidales eléctricas portátiles (30 a 75mm de diámetro) para perforaciones más profundas. Las muestras obtenidas por este medio son sumamente alteradas.

Si el suelo es inestable (no cohesivos), se usa algún tubo que sirva de protección de las paredes de la excavación para impedir derrumbes.

Cuando se dispone de electricidad, las barrenas de raspado continuo son las más idóneas para perforar. Se pueden lograr perforaciones de hasta 60-70m.

Las barrenas pueden ser huecas o solidas. La punta de la barrena se conecta a una cabeza cortadora.

Se agregan secciones durante la excavación de manera de aumentar la profundidad de exploración.

La hélice lleva el suelo desde el fondo a la superficie.

Las barrenas huecas tiene una gran ventaja respecto a las sólidas, ya que permiten realizar muestreos u otras pruebas como SPT sin necesidad de retirarla.

En el sondeo por lavado, un ademe de 2-3m de largo se hinca en el terreno. El suelo dentro del ademe se retira por medio de un trépano cortador unido a una barra perforadora.

El agua se inyecta a través de la barra perforada y sale a alta velocidad por los agujeros del fondo del trépano.

El agua y las partículas desmenuzadas del suelo se elevan por el agujero y fluyen en la parte superior por una conexión en T.

El agua del lavado se recoge en un recipiente. El ademe se extiende según progresa el perforado.

En el sondeo rotatorio, trépanos rotatorios de perforación unidos al fondo de las barras perforadoras cortan y muelen el suelo, y profundizan la perforación.

Se usa agua o lodo de perforación (agua + bentonita) inyectado a presión por la barra de perforación hasta los trépanos, el flujo de retorno lleva los recortes a la superficie.

Se usa en suelos que probablemente se desmoronan.

Cuando se requieren muestras de suelo, se reemplaza el trépano por un muestreador.

El sondeo por percusión se usa en suelo duro o roca.

Un trépano pesado de perforación se sube y baja para cortar el suelo duro. Avanza por golpeo sucesivo.

La perforación es más lenta que con otros métodos.

Las partículas se llevan a la superficie por medio de circulación de agua.

Existen 2 tipos de muestras de suelo que se pueden obtener de las exploraciones: alteradas e inalteradas.

Las muestras alteradas, pero representativas se usan para las siguientes pruebas de laboratorio: 1. Análisis granulométrico. 2. Determinación de los límites líquidos y plásticos. 3. Densidad de los sólidos del suelo. 4. Determinación de contenido orgánico. 5. Clasificación del suelo.

Sin embargo, las muestras alteradas no se usan para pruebas de consolidación, permeabilidad o resistencia al corte. Para estas pruebas deben obtenerse muestras de suelo inalteradas.

Muestreo con tubo muestreador de media caña

Se usa generalmente para obtener muestras de suelo alteradas pero aún representativas.

En la figura se muestra un penetrómetro estándar (a) y un receptor de núcleos con resorte (b) que se usa en arena fina bajo nivel freático.

Consiste en una zapata de acero para hincado, un tubo de acero cortado longitudinalmente en dos y un cople en su parte superior. El cople conecta el muestreador con la barra de perforación.

La figura anterior muestra las medidas típicas, aunque también se usa con medidas de diámetro exterior/interior de 76.2/63.5mm.

Cuando se alcanza la profundidad deseada, se retira las herramientas de perforación, y se baja el muestreador.

El muestreador se hinca a golpes de martillo en la parte superior.

El martillo típico pesa 62.3N y cae desde una altura de 762mm.

Se registra el número de golpes necesarios para 3 intervalos de 152.4mm. El número requerido para los 2 últimos intervalos se suman para dar el número de penetración estándar en esa profundidad, generalmente se llama N.

Luego se retira el muestreador, la muestra de suelo se coloca en una botella de vidrio y se lleva al laboratorio.

El grado de alteración de una muestra de suelo se expresa como:

𝐴𝑅 % =𝐷0

2 − 𝐷12

𝐷12 100

𝐴𝑅: relación de área. 𝐷0: diámetro exterior del tubo muestreador. 𝐷1: diámetro interior del tubo muestreador.

Si 𝐴𝑅 es de 10% o menor, la muestra se considera inalterada.

Las muestras con penetrómetro estándar se toman generalmente cada 1.5m.

Con los resultados de penetración estándar se pueden obtener otros parámetros por medio de correlaciones, por ejemplo la consistencia en suelos arcillosos que se muestra en la tabla:

De la literatura técnica se obtienen correlaciones entre número de penetración estándar y la resistencia cortante 𝑐𝑢:

𝑐𝑢 = 29𝑁2 (Hara y otros, 1971)

𝑐𝑢 = 𝐾𝑁 (Stroud, 1974)

Con K constante entre 3.5 y 6.5𝐾𝑁 𝑚2

Para la tasa de preconsolidación, OCR, de un depósito

natural de arcilla se puede usar:

𝑂𝐶𝑅 = 0.193𝑁

𝜎′0

0.689 (Mayne y Kemper, 1988)

Con 𝜎′0 esfuerzo vertical efectivo en 𝑀𝑁 𝑚2

La sensitividad 𝑆𝑡 de un suelo arcillosos juega un rol importante en el valor real del N obtenido en terreno.

En suelos granulares, N se ve afectado por la presión efectiva de sobrecarga 𝜎′0. Por lo que se obtiene un valor corregido (𝑁𝑐𝑜𝑟) del valor medido en terreno (𝑁𝐹), aplicando un factor de corrección 𝐶𝑁:

𝑁𝑐𝑜𝑟 = 𝐶𝑁𝑁𝐹

En la tabla se muestra una relación aproximada entre número de penetración estándar y la compacidad relativa (𝐶𝑟):

Estos valores son aproximados, porque la presión efectiva (𝜎′0) y la historia del esfuerzo influyen considerablemente como lo demostraron Marcuson y Bieganousky (1977):

𝐶𝑟 % = 11.7 + 0.76(222𝑁𝐹 + 1600 − 7.68𝜎′0 − 50𝑐𝑢

2) 0.5

El ángulo pico de fricción fue correlacionado por Peck y otros (1974), quienes entregaron una correlación gráfica, que Wolff (1989) aproximó con esta ecuación:

= 27.1 + 0.3𝑁𝑐𝑜𝑟 − 0.00054𝑁𝑐𝑜𝑟2

Kulhawy y Mayne (1990) aproximaron la correlación gráfica de Schmertmann (1975) con la siguiente ecuación:

= 𝑡𝑎𝑛;1𝑁𝐹

12.2 + 20.3𝜎′0𝑝𝑎

0.34

La correlación gráfica de Schmertmann:

Hatanaka y Uchida (1996) plantearon una correlación más simple:

= 20𝑁𝑐𝑜𝑟 + 20

Sobre las correlaciones anteriores se debe considerar: ◦ Las ecuaciones son aproximadas y empíricas.

◦ El valor de 𝑁𝐹 varía ampliamente en una exploración, debido a que el suelo no es homogéneo es su profundidad.

◦ Cuando se esta en presencia de grava o piedras de gran tamaño, los valores de penetración estándar son erráticos y de poca confianza.

Con la penetración estándar y una buena interpretación se obtiene una buena evaluación de los suelos (aunque aproximada).

Se debe limpiar bien el barreno, tener cuidado en el conteo, evitar golpes excéntricos y hacer una buena mantención del nivel de agua en el barreno.

Cucharón raspador

Cuando el suelo corresponde a arenas mezcladas con grava fina, la obtención de muestras por medio de una cuchara partida con un captador de núcleos de resorte, a veces no es posible porque las piedras impiden que los resortes se cierren. En estos casos se usa un cucharon raspador (a) para obtener muestras inalteradas representativas. El muestreador es hincado y girado en el suelo. El suelo desprendido cae en el cucharon.

Tubo de pared delgada A veces llamado tubo Shelby, se usan comúnmente para

tomar muestras de suelos arcillosos inalterados. El extremo del fondo esta afilado, los tubos se unen a barras de perforación. Los muestreadores tienen usualmente diámetros exteriores de 50.8mm y 76.2mm.

La barra de perforación se baja al fondo y el muestreador se hinca en el suelo, se extrae la muestra dentro del tubo, se sellan ambos extremos del muestreador y se envía a laboratorio. Las muestras se usan para pruebas de corte o de consolidación.

Muestreador de pistón

Cuando las muestras inalteradas son muy blandas o con diámetros mayores que 76.2mm, el muestreador con pistón es muy útil. Existen varios tipos pero el propuesto por Osterberg (1952) es el más útil. Consiste en un tubo de pared delgada con un pistón.

El muestreador se baja hasta el fondo del barreno y el tubo se hinca hidráulicamente en el suelo más allá del pistón. La presión es liberada por un agujero en la barra del pistón.

La presencia del pistón ayuda a que la muestra no se distorsione, ya que no deja que el suelo se aplaste rápidamente, además no permite suelo adicional.

Muestreador de pistón propuesto por Osterberg.

El agua freática afecta considerablemente la capacidad de carga y asentamiento de fundaciones.

El nivel de agua varía estacionalmente.

Si se encuentra agua durante una perforación se debe dejar registro.

En suelos con alta permeabilidad el nivel de agua se estabilizará después de unas 24hrs de terminada la perforación.

En capas altamente impermeables pueden pasar varías semanas para ello. En este caso se usa un piezómetro si se requieren mediciones exactas del nivel de agua.

El piezómetro consiste básicamente en una piedra porosa o un tubo perforado con tubos verticales de plástico unidos a él.

Para suelos limosos, Hvorslev (1949) propuso un procedimiento para determinar el nivel de agua.

1. Se extrae de la perforación el agua hasta un nivel abajo del nivel freático estimado.

2. Observar los niveles de agua en la perforación en los tiempos: 0, 𝑡1, 𝑡2 y 𝑡3. El intervalo de tiempo es el mismo (∆𝑡) para todo los casos.

3. Se calcula ∆𝑕1, ∆𝑕2 y ∆𝑕3.

4. Se calcula:

𝑕𝑜 =∆𝑕1

2

∆𝑕1 − ∆𝑕2

𝑕2 =∆𝑕2

2

∆𝑕1 − ∆𝑕2

𝑕3 =∆𝑕3

2

∆𝑕2 − ∆𝑕3

5. Se grafican 𝑕0, 𝑕2, y 𝑕3.

La prueba de corte con veleta (ASTM D-2573) se usa para determinar in situ la resistencia de corte no drenada, 𝑐𝑢.

El aparato de corte con veleta cuenta con 4 paletas, la altura h es 2 veces su diámetro. Puede ser rectangular o ahusada.

Las dimensiones de las veletas usadas en terreno están dadas en la siguiente tabla:

Las paleta son empujadas en el suelo, al fondo de la perforación, sin alterar de forma apreciable el suelo. Se aplica un torque que provoca la falla del suelo en forma cilíndrica.

Se mide el torque T máximo aplicado que causa la falla, nótese que:

𝑐𝑢 =𝑇

𝐾

Donde T esta en Nm y 𝑐𝑢 esta en 𝑘𝑁 𝑚2 , K es una constante, que depende de la dimensión y forma de la veleta:

𝑘 =𝜋

106𝑑2𝑕

21 +

𝑑

3𝑕

Con d y h, diámetro y altura medida de la veleta (cm). Si 𝑕 𝑑 = 2 se tiene:

𝑘 = 366 × 10;8𝑑3

La prueba es económica, se usa bastante y da buenos resultados en arcillas blandas y medio firmes.

Las fuentes de errores son mala calibración del torque, paletas dañadas o si no se controla apropiadamente la velocidad de rotación.

La resistencia cortante con veleta (𝑐𝑢) también se correlaciona con la presión de preconsolidación (𝜎′𝑐) y la tasa de preconsolidación (OCR) de un depósito natural de arcilla (por Mayne y Mitchell, 1988):

𝜎′𝑐 = 7.04 𝑐𝑢(𝑡𝑒𝑟𝑟𝑒𝑛𝑜)0.83

𝑂𝐶𝑅 = 𝛽𝑐𝑢(𝑡𝑒𝑟𝑟𝑒𝑛𝑜)

𝜎′0= 22(𝑃𝐼);0.48

𝑐𝑢(𝑡𝑒𝑟𝑟𝑒𝑛𝑜)

𝜎′0

Con PI índice de plasticidad.

La prueba de penetración de cono (CPT), se usa para determinar los materiales presentes en un perfil de suelo y estimar sus propiedades ingenieriles. No son necesarios los barrenos para llevar a cabo la prueba.

En la versión original, un cono de 60° con área en su base de 10𝑐𝑚2 se empujaba en el terreno a una tasa de 20mm/s y se medía la resistencia de punta.

Los penetrómetros de cono actualmente miden: ◦ La resistencia de cono 𝑞𝑐, a la penetración desarrollada, es

igual a la fuerza vertical aplicada dividida en el área horizontal proyectada.

◦ La resistencia por fricción 𝑓𝑐, que es la resistencia medida por un manguito situado arriba del cono, es igual a la fuerza aplicada en el manguito dividida en el área superficial.

Generalmente se usan dos tipos de penetrómetro:

1. Penetrómetro de cono de fricción mecánica:

La punta está conectada a un conjunto de barras internas. Primero, la punta se empuja 40mm, dando la resistencia al cono. Conforme la barra interior avanza, la fuerza en la barra es igual a la suma de la fuerza vertical sobre el cono y el manguito. Restando la fuerza sobre el cono se obtiene la resistencia lateral.

2. Penetrómetro de cono eléctrico de fricción: En este caso la punta está unida a un grupo de barras de acero. La punta se empuja en el terreno a razón de 20mm/s. Alambres de los transductores se pasan por el centro de las barras y entregan en forma continua las resistencias de cono y lateral.

En la imagen se muestran un perfil de suelo con medición de la fricción por medio de un penetrómetro de cono mecánico (a) y otro de cono eléctrico (b).

La razón de fricción 𝐹𝑟, se define como:

𝐹𝑟 =𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑓𝑟𝑖𝑐𝑐𝑖ó𝑛

𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑜=

𝑓𝑐

𝑞𝑐

Lancellotta (1983) y Jamiolkowski y otros (1985) mostraron que la compacidad relativa 𝐶𝑟 de una arena normalmente consolidada y 𝑞𝑐 se correlacionan por:

𝐶𝑟 % = 𝐴 + 𝐵 log10𝑞𝑐

𝜎′0

Con A y B constantes de valores-98 y 66 respectivamente, el esfuerzo vertical efectivo (𝜎′0) y 𝑞𝑐 están en ton/𝑚2.

Baldi y otros (1982), y Robertson y Campanella (1983) recomendaron la siguiente relación empírica (imagen), en la que correlacionan 𝜎′𝑐, 𝑞𝑐 y la compacidad relativa (𝐶𝑟). Por otro lado, Robertson y

Campanella (1983) dieron una relación gráfica entre 𝜎′𝑐, 𝑞𝑐 y el ángulo de fricción pico para arena de cuarzo normalmente consolidada. La relación fue llevada a ecuación por Kullhawy y Mayne (1990):

= 𝑡𝑎𝑛;1 0.1 + 0.38 log𝑞𝑐

𝜎′0

Robertson y Campanella (1983) tambien encontraron una relación gráfica entre 𝑞𝑐, la tasa de fricción 𝐹𝑟 y el tipo de suelo:

Mayne y Kemper (1988) encontraron correlaciones para suelo arcilloso de la resistencia al corte no drenada (𝑐𝑢), la presión de preconsolidación (𝜎′𝑐) y la tasa de preconsolidación (OCR):

𝑐𝑢 =𝑞𝑐 − 𝜎0𝑁𝑘

Con 𝑁𝐾 el factor de capacidad de carga, igual a 15 para cono eléctrico y 20 para cono mecánico. 𝜎0 el esfuerzo vertical total y 𝜎′0 el esfuerzo vertical efectivo.

𝜎′𝑐 = 0.243 𝑞𝑐0.96

𝑂𝐶𝑅 = 0.37𝑞𝑐 − 𝜎0𝜎′0

1.01

Es una prueba in situ, originalmente desarrollada por Menard (1956) para medir resistencia y deformabilidad del suelo. Consiste en un probador (tipo sonda) con 3 celdas, la superior e inferior son celdas de guarda y la intermedia es la de medición.

La prueba se desarrolla en un agujero ya realizado, de diámetro entre 1.03 y 1.2 veces el diámetro nominal del probador.

Las celdas pueden expandirse por medio de un gas o líquido.

Las medidas recomendadas por la ASTM para el probador:

Para llevar a cabo la prueba se mide 𝑉0 de la celda de medición y el probador se inserta en el agujero. Se aplica la presión en incrementos y se mide la expansión volumétrica de la celda. Se continúa hasta que el suelo falla o hasta que se alcance la presión límite de la sonda. Se considera que el suelo falla cuando el volumen de la cavidad expandida es el doble de la cavidad original.

Después de terminada la prueba, el probador se desinfla y se repite la prueba en otra profundidad.

Los resultados de la prueba se expresan en forma gráfica de presión v/s volumen:

La zona I representa la recarga, donde el suelo se lleva a la condición inicial (como antes de la perforación). La presión 𝑝0 representa el esfuerzo horizontal total in situ.

La zona II representa la zona seudoelástica en que la relación es prácticamente lineal. La presión 𝑝𝑓 representa la presión de fluencia. El módulo de presurímetro 𝐸𝑝 del suelo se determina usando la teoría de la expansión de un cilindro infinitamente grueso:

𝐸𝑝 = 2 1 + 𝜇 𝑉0 + 𝑣𝑚∆𝑝

∆𝑣

Donde 𝑣𝑚 =𝑣0:𝑣𝑓

2; ∆𝑝 = 𝑝𝑓 − 𝑝0; ∆𝑣 = 𝑣𝑓 − 𝑣0 y

𝜇 = 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑃𝑜𝑖𝑠𝑠𝑜𝑛 = 0.33

La presión límite 𝑝𝑙 generalmente se obtiene por extrapolación y no por medición directa.

Kulhawy y Mayne (1990) propusieron una correlación para la presión de preconsolidación (𝜎′𝑐):

𝜎′𝑐 = 0.45𝑝𝑙

Baguelin y otros (1978) propusieron una relación para la resistencia cortante no drenada de una arcilla (𝑐𝑢):

𝑐𝑢 =𝑝𝑙 − 𝑝0𝑁𝑝

Con 𝑁𝑝 variando entre 5 y 12, con un valor promedio de 8.5.

Consiste en una placa plana con dimensiones de 220mm (longitud) x 95mm (ancho) x 14mm (espesor). Una membrana de 60mm de diámetro se ubica al ras en el centro sobre un lado de la placa (a).

El dilatómetro se

inserta en el terreno usando un aparejo de la prueba de penetración de cono (b).

A la profundidad requerida se usa gas nitrógeno a alta presión para inflar la membrana, se toman 2 lecturas: la presión A para “levantar” la membrana y la presión B a la que la membrana se expande 1.1mm hacia el suelo que la rodea. Se calculan los esfuerzos de contacto (𝑝0) y de expansión (𝑝1):

𝑝0 = 1.05 𝐴 + ∆𝐴 − 𝑍𝑚 − 0.05 𝐵 − ∆𝐵 − 𝑍𝑚

𝑝1 = 𝐵 − ∆𝐵 − 𝑍𝑚 Donde ∆𝐴 es la presión respecto al vacío requerida para mantener la membrana en contacto con su asiento, ∆𝐵 es la presión requerida dentro de la membrana para desviarla hacia afuera a una expansión central de 1.1mm, y 𝑍𝑚 la desviación de la presión manométrica desde 0 cuando está ventilada a la presión atmosférica.

El resultado de la prueba se usa para determinar el índice del material (𝐼𝐷), el índice del esfuerzo horizontal (𝐾𝐷) y el módulo del dilatómetro (𝐸𝐷).

𝐼𝐷 =𝑝𝑙 − 𝑝0𝑝0 − 𝑢0

𝐾𝐷 =𝑝0 − 𝑢0𝜎′0

𝐸𝐷(𝐾𝑁 𝑚2) = 34.7 𝑝𝑙 − 𝑝0

Con 𝑢0 la presión de poro del agua y 𝜎′0 el esfuerzo vertical efectivo en terreno.

Resultados de prueba de dilatómetro:

El resultado de la prueba se usa para correlacionar otras propiedades de suelo (Marchetti, 1980) como coeficiente de la presión de tierra en reposo (𝐾0), tasa de preconsolidación (𝑂𝐶𝑅) y módulo de elasticidad (𝐸).

𝐾0 =𝐾𝐷1.5

0.47

− 0.6

𝑂𝐶𝑅 = 0.5𝐾𝐷

1.6

𝐸 = 1 − 𝜇2 𝐸𝐷 Además con OC suelo preconsolidado y NC suelo normalmente consolidado:

𝑐𝑢

𝜎′0 𝑂𝐶=

𝑐𝑢

𝜎′0 𝑁𝐶0.5𝐾𝐷

1.25

𝑐𝑢

𝜎′0 𝑂𝐶= 0.22 0.5𝐾𝐷

1.25 (arcillas normalmente consolidadas)

Schmertmann (1986) propuso una correlación entre 𝐼𝐷 del material y el módulo del dilatómetro, para la determinación de la descripción del suelo y el peso específico:

Se usa cuando en la perforación hay una capa de roca.

Un barril de extracción se une a la barra perforadora con un trépano sacamuestras conectado en el fondo.

El trépano avanza por perforación rotatoria. Se hace circular agua a través de la barra de

perforación. Los tipos de barril pueden ser:

Se dispone de barril de tubo simple (a) y barril de tubo doble (b).

Por tubo simple se obtienen núcleos sumamente alterados y fracturados debido a la torsión.

Cuando las muestras se recuperan, la profundidad de recuperación debe ser registrada. La siguientes cantidades se calculan para evaluar la calidad de la roca.

𝑡𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑐𝑢𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 =𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑛ú𝑐𝑙𝑒𝑜 𝑟𝑒𝑐𝑢𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜

𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒 𝑛𝑢𝑐𝑙𝑒𝑜 𝑟𝑒𝑐𝑜𝑟𝑡𝑎𝑑𝑜

𝑅𝑄𝐷 = 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎𝑠 𝑟𝑒𝑐𝑢𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑎𝑠 ≥ 101.6𝑚𝑚

𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑛𝑢𝑐𝑙𝑒𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑜𝑐𝑎 𝑟𝑒𝑐𝑜𝑟𝑡𝑎𝑑𝑎

Una tasa de recuperación de 1 indica presencia de roca intacta y 0.5 o menos para rocas altamente fracturadas.

La siguiente tabla (Deere, 1963) muestra la relación general entre RQD y la calidad de roca in situ:

La información obtenida en la perforación se presenta de forma gráfica. Conforme se avanza hacia abajo se debe generalmente registrar la siguiente información: 1. Nombre y dirección de la compañía perforadora. 2. Nombre del perforista. 3. Descripción y número de la tarea. 4. Número y tipo de barreno, y localización del mismo. 5. Fecha de perforación. 6. Estratificación del subsuelo, obtenida por observación

visual del suelo sacado por barrena. 7. Elevación y fecha del nivel freático observado, uso de

revestimiento y pérdidas de lodo.

8. Resistencia por penetración estándar y la profundidad correspondiente.

9. Número, tipo y profundidad de la muestra de suelo recolectada.

10.En caso de extracción de núcleos, el tipo de barril usado y para cada avance, la longitud real del núcleo, la longitud del núcleo recuperado y la RQD.

Después de completar las pruebas necesarias de laboratorio, el ingeniero prepara un informe final que incluye notas del registro en terreno del perforista y los resultados de la prueba de laboratorio.

Bitácora típica de perforación:

Después de que toda la información es recolectada, se prepara un informe de la exploración de suelos para usarse en la oficina de diseño y como referencia durante el trabajo futuro de construcción. Se deben incluir los siguientes puntos: 1. Alcance de la investigación. 2. Descripción de la estructura propuesta para la cual se

esta haciendo la exploración. 3. Una descripción de la ubicación del sitio, incluyendo

límites vecinos, estructuras cercanas, condiciones de drenaje y naturaleza de la vegetación.

4. Aspectos geológicos del lugar.

5. Detalles de la exploración en terreno, número de sondeos, tipos y profundidades de éstos, etc.

6. Descripción general de las condiciones del subsuelo determinadas a partir de los especímenes de suelo y pruebas de laboratorio, como la resistencia por penetración estándar o la resistencia por penetración de cono.

7. Condiciones del nivel del agua freática.

8. Recomendaciones para las fundaciones, incluido el tipo de fundación, capacidad de carga admisible y cualquier procedimiento especial requerido. También se indican procedimientos alternativos.

9. Conclusiones y limitaciones de la investigación

En el informe se deben incluir presentaciones gráficas de 1. Mapa de localización del sitio.

2. Vista en planta de la localización de los sondeos.

3. Registros de la perforación.

4. Resultados de las pruebas de laboratorio.

5. Otras presentaciones gráficas especiales