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CAPTULO 2PERFORACIONES

Profesor:Ing. Francisco Grau Sacoto, M.Sc.

2.1 DIFERENTES MTODOS DE EXPLORACIN Y MUESTREO DE SUELOS

1. Seleccionar el tipo y profundidad de cimentacinmas conveniente para una estructura.

2. Evaluar la capacidad de carga de una cimentacin.3. Estimar el posible asentamiento de una estructura.4. Determinar los potenciales problemas de una

cimentacin (suelos expansivos, colapsables, etc).5. Determinar la ubicacin del nivel fretico.6. Calcular la presin lateral para estructuras como

muros de retencin, tablestacados, etc.7. Establecer mtodos constructivos para las

condiciones locales del suelo.

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La obtencin de muestras requiere deconocimientos de suelos y materiales, y deexperiencia.

Las muestras deben de ser representativas. Se debeindicar la descripcin visual en el campo, y realizarensayos en el laboratorio.

Estos trabajos tienen que ser supervisados por unespecialista geotcnico.

ALTERADAS estructura ha sido deformadaSe tomarn cuando el material que se analice vaya

a ser empleado en la construccin de terraplenes, enla preparacin de muestras estabilizadas, etc; esdecir, cuando se utiliza ese suelo como material deconstruccin.

INALTERADAS estructura no ha sido deformadaSe tomarn cuando se necesite conocer las

condiciones de estabilidad del terreno, como en elestudio de taludes, o cuando se desea averiguar lacapacidad de soporte.

2.2 TIPOS DE SONDEOS

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Mtodos Exploratorios PreliminaresBasados en informacin previa y reconocimiento del

sitio del proyecto.

Mtodos de Sondeos DefinitivosSe precisan propiedades fsicas y geomecnicas,

permiten determinar recomendaciones para el diseo.

Mtodos GeofsicosProcedimientos indirectos

Pozos a cielo abierto (Calicatas)

Perforaciones con posteadora y barrenos

Mtodo de Lavado

Mtodo de Penetracin Estndar

Mtodo de Penetracin Cnica

Perforaciones en boleos y gravas (con barretones)

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Consiste en excavar un pozo de dimensionessuficientes para examinar los diferentes estratos desuelo en su estado natural.

No puede hacerse a grandes profundidades.

Dificultad de controlar el flujo de agua bajo el nivelfretico

Se pueden tomar muestras alteradas o inalteradasde los diferentes estratos que se hayan encontrado.

La muestra de sueloobtenida es completamentealterada.

Los barrenos pueden ser dediferentes tipos (helicoidales).

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En arenas colocadas bajo el nivelfretico, es preferible recurrir aluso de cucharas especiales.

Las muestras son apropiadas paraensayos de clasificacin.

El mayor inconveniente se tienecuando la secuencia estratigrficadel suelo es tal que a un estratofirme sigue uno blando.

Mtodo econmico y rpido, para conoceraproximadamente la estratigrafa del suelo.

Muestras son muy alteradas y se recomienda noutilizarlas para realizar ensayos de laboratorio.

Se usa un trpode con poleas y martinetesuspendido de 80 Kg a 150 Kg.

Consiste en inyectar agua en la perforacin una vezcolocada la camisa metlica, lo cual forma unasuspensin en el fondo del pozo y sale a travs delespacio entre la camisa y la tubera de inyeccin.

El proceso debe ser complementado por elmuestreo del suelo con un elemento llamado cucharapartida, cada 1.0 metro de perforacin generalmente.

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Es el que rinde mejores resultados en la prctica, yel mas comn en el Ecuador.

En suelos granulares, permite conocer sucompacidad. En suelos plsticos, se puede adquiriruna idea de la resistencia al corte.

Se necesita un muestreador especial (Penetrmetroestndar) de dimensiones establecidas.

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El ensayo consiste penetrar el muestreadorconocido como cuchara partida, mediante golpesdados por un martillo de 140 libras (63.5 Kg) que caelibremente a una altura de 76 cm. contando elnumero de golpes cada 15 cm.

Los golpes en los primeros 15 cm. son depreciables.Los siguientes 30 cm. Constituyen la muestra desuelo y se anota el Numero de golpes (N) empleadopara la penetracin de esos 30 cm.

https://www.youtube.com/watch?v=XfuwB94C4dE

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SPT es de gran importancia y utilidad.

Correlaciones con parmetros de resistencia alesfuerzo cortante. Arenas: compacidad, ngulo de friccin interna () Arcillas: resistencia a la compresin simple y/oresistencia al corte no drenada.

En Arenas

Peck et al. (1957) Holtz y Gibbs (1957)

En Arcillas

Terzaghi y Peck (1948)

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Varios mtodos de penetracin de conos.

CPT (Cone Penetration Test) Cono holands- Verstil- Tasa de penetracin constante: 20mm/s originalmente- Resistencia del cono (qc)- Resistencia por friccin (qf)

Correlaciones:

- Compacidad relativa- ngulo de friccin- Tipo de suelos- Resistencia al corte no drenada (su)- etc.

Pozos a cielo abierto (con muestreo inalterado)

Tubo de pared delgada

Mtodo a rotacin para rocas.

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Pozos a cielo abierto, con muestreo inalterado.

Mtodo de muestreo usado en suelos cohesivos.

Hincado debe efectuarse ejerciendo presincontinua y no a golpes.

Tubo Shelby (ASTM D1587):Diametro: 3 (76.2 mm)Longitud: 910 mmPared: 1.65 mm

https://www.youtube.com/watch?v=6HWi6iZKciU

Mquinas perforadoras a rotacin, con broca dediamantes.

Se usan elementos de corte dediamante, tungsteno, carburo, etc.

Muestreador: Barril de paredsimple y de doble pared.

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Ssmico

De Resistividad elctrica

Magntico y gravimtrico

Diferente velocidad de propagacin de las ondasvibratorias de tipo ssmico a travs de diferentesmedios materiales.

Se sitan registradores de ondas (gefonos),separados entre s de 15 a 30 m.

Provoca una explosin en unpunto determinado del rea aexplorar usando una pequeacarga de explosivo (nitroamonio).

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Mtodo de resistividad elctrica: Este mtodo se basaen el hecho de que los suelos, dependiendo de sunaturaleza, presentan una mayor o menor resistividadelctrica cuando una corriente es inducida a travs. Cuatro electrodos igualmente espaciados en lasuperficie y alineado.

Mtodos magnticos y gravimtricos: se usa unmagnetmetro, que mide la componente vertical delcampo magntico terrestre en la zona, en varasestaciones prximas entre s.

2.3 NUMERO Y PROFUNDIDAD DE LOS SONDEOS O PERFORACIONES

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Dependen del tipo de subsuelo y de la importanciade la obra.

Partir de la experiencia local, estudios anteriorescerca del sitio, hacer sondeos preliminares, etc.

Si se estima una cimentacin superficial, el ancho delcimiento (B) determinara la profundidad: 1.5 a 3 B.(Ver NEC-2015, Capitulo Geotecnia), o cuando laspresiones transmitidas sean del 10% de las aplicadas.

Si se estima una cimentacin profunda, llegar algunosmetros despus del estrato de arena, o hasta laprofundidad equivalente a la longitud del pilote mslargo ms 4 veces su dimetro.