Como Hacer Una Exploración Geotécnica

MÓDULO 1.

EXPLORACIÓN DEL SUBSUELO,

PRUEBAS DE CAMPO Y

LABORATORIO

1.1 Métodos de Exploración y Muestreo

en Suelos, pruebas de Campo y

Laboratorio

1.1 Métodos de Exploración y Muestreo en

Suelos, pruebas de Campo y Laboratorio

“La investigación del subsuelo del sitio mediante exploración de campo y pruebas

de laboratorio se apoyará en el conocimiento geológico general y local que se

tenga de la zona de interés y deberá ser suficiente para definir de manera

confiable los parámetros de diseño de la cimentación y la variación de los mismos

en el predio”. NTC-DCC-RCDF

Las investigaciones mínimas del subsuelo a realizar serán las que se

indican en la tabla 2.1. Las investigaciones requeridas en el caso de

problemas especiales, y especialmente en terrenos afectados por

irregularidades, serán generalmente muy superiores a las indicadas

en dicha tabla.

OBJETIVOS

Determinar las condiciones

geotécnicas del sitio en el grado

necesario para evaluar su impacto

en la propuesta de diseño. Para

ello es necesario emplear métodos

y técnicas de exploración acordes

con las condiciones del sitio e

información requerida.

Exploración geotécnica

CONSIDERACIONES DE PARTIDA

Cada proyecto es diferente

Cada sitio es único

Por lo tanto los métodos deexploración y muestreo dependende las condiciones geológicas yrequisitos del proyecto.


Recopilación de la información

Mé

tod

os G

eo

físic

os

Sísmico

Eléctrico

Electromagnético

Gravimétrico

Magnetométrico

ANTEPROYECTO

PROYECTO EJECUTIVO

ADECUACIONESExploración Indirecta

Exploración Directa General

Exploración Directa de detalle

Pruebas de campoG

enera

l

Reconocimientos geológicos superficiales

Pozos a cielo abierto

SondeosPenetración estándar

SPT

Cono dinámico

Cono eléctrico

Barril NQ


Detalle

Muestreo inalterado

Ficómetro Presiómetro Dilatómetro Piezometría Otros

DESARROLLO DEL PROGRAMA DE

EXPLORACIÓN Y MUESTREO

ANTEPROYECTO

PROYECTO EJECUTIVO

ADECUACIONESExploración Indirecta

Exploración Directa General

Exploración Directa de detalle

Pruebas de campo


Muestreo en campo

Muestras alteradas

Representativas

No representativas

Muestras inalteradas

Cúbicas

Tubo de pared delgada

Barril Denison

Barril NQ

Reconocimientos de detalle

Sondeos de Verificación

Socavones

Pozos a cielo abierto complementarios

Pruebas de campo

DESARROLLO DEL PROGRAMA DE

EXPLORACIÓN Y MUESTREO

Exploración

Geotécnica

Exploración indirecta

EXPLORACIÓN INDIRECTA

Se refiere a aquellos métodos en que,

a partir de información o propiedades

de los materiales (generalmente

ajenas a las de interés), se pueden

establecer correlaciones para definir

las propiedades geotécnicas de los

mismos.

Exploración geotécnica > Exploración Indirecta

RECOPILACIÓN DE LA INFORMACIÓN

Incluye la información

disponible a través de

publicaciones, informes

especializados, mapas,

planos, fotografías

aéreas, etc.

Exploración geotécnica > Exploración Indirecta > Recopilación de la información

FOTOGRAFÍAS AÉREAS

PAR ESTEREOGRÁFICO


ESTUDIOS GEOFÍSICOS

Incluye la determinación de

propiedades eléctricas,

sísmicas, magnetométricas,

etc. de los materiales en sitio

Exploración geotécnica > Exploración Indirecta > Estudios Geofísicos

ESTUDIOS GEOFÍSICOS

No destructiva y / o no invasiva

Pruebas rápidas y económicas

Bases teóricas para la interpretación de resultados

Aplicable en suelos y rocas

No hay muestras o

conocimiento físico directo

Modelos analíticos asumidos

para la interpretación

Afectados por condiciones

anómalas

Resultados influenciados por

factores como topografía,

agua, arcilla, profundidad,

etc.

Exploración geotécnica > Exploración Indirecta > Estudios Geofísicos

REFRACCIÓN SÍSMICA

A través de este método es

posible deducir la

estratigrafía y las

propiedades mecánicas de

los suelos, a partir de la

interpretación de los

tiempos de arribo de ondas

refractadas en los estratos

de mayor densidad.

Exploración geotécnica > Exploración Indirecta > Estudios Geofísicos > Refracción Sísmica

http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=RbSGHrKvQXsxfM&tbnid=I244WSit3DTurM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.pdvsa.com/PESP/Pages_pesp/aspectostecnicos/exploracion/metodos_exploracion.html&ei=alUiUZn4K-X02gWC_ICYCg&bvm=bv.42553238,d.b2I&psig=AFQjCNF7Y7WzKwcq6XFHcppeGVvK_pAL7w&ust=1361290831745817

http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=RbSGHrKvQXsxfM&tbnid=I244WSit3DTurM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.pdvsa.com/PESP/Pages_pesp/aspectostecnicos/exploracion/metodos_exploracion.html&ei=alUiUZn4K-X02gWC_ICYCg&bvm=bv.42553238,d.b2I&psig=AFQjCNF7Y7WzKwcq6XFHcppeGVvK_pAL7w&ust=1361290831745817

Sismo detectores o geófonos


Sismógrafo


RESISTIVIDAD ELÉCTRICA

Este método tiene como objetivo deducir la

estratigrafía y la presencia o posición del

nivel de agua en el subsuelo, a partir de la

interpretación de las resistividades medidas.

Es utilizado en estudios geohidrológicos,

protección catódica, determinación de

estructuras y estratigrafía de sitio,

localización de fallas, detección de

discontinuidades o cavernas, grado de

salinidad y/o contaminación, determinación

de suelos corrosivos, permeabilidad, etc.

Exploración geotécnica > Exploración Indirecta > Estudios Geofísicos > Resistividad Eléctrica

PROCEDIMIENTO

Consiste en inducir

una corriente

eléctrica en el

subsuelo a través de

dos electrodos

conectados a un

circuito transmisor y

medir las variaciones

del potencial

eléctrico sobre la

superficie del

terreno.


Arreglos comúnmente usados


Resistividades de los materiales que

constituyen el subsuelo


Resistivida

d en ohm-m

Probable tipo de

material

< 1 Gran contenido de sales

1 – 3 Arcillas muy plásticas

3 – 10 Arcillas

10 – 15 Arcillas arenosas

15 – 30 Arenas arcillosas

30 – 60 Arenas saturadas

60 – 100 Arenas y gravas

> 100 Roca

Resistividades típicas para materiales del

subsuelo ( orellana 1978 )


SECCIÓN INTEGRADA

SECCIÓN GEOELÉCTRICA


Equipo utilizado


Ejecución


GEORADAR

Tiene como objetivo medir los cambios

en los pulsos electromagnéticos para

poder definir así la presencia de

diferentes materiales en el subsuelo.

Se genera un pulso electromagnético, la

cual se propaga por el medio hasta que

encuentra una anomalía, entonces parte

de esta onda es reflejada y captada por

un receptor.

Exploración geotécnica > Exploración Indirecta > Estudios Geofísicos > Georadar

http://www.ingenieriageofisica.com/wp-content/uploads/2010/11/Georadar.jpg

http://www.ingenieriageofisica.com/wp-content/uploads/2010/11/Georadar.jpg

Anomalías asociadas a tanques e

instalaciones


CROSS-HOLE

Este método sísmico es

ampliamente utilizado

para la determinación

detallada de la

velocidad de ondas

compresionales “P” y de

corte “S”, así como

índices de

amortiguamiento.

Exploración geotécnica > Exploración Indirecta > Estudios Geofísicos > Cross-Hole

http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=dGa2yc0M58DpYM&tbnid=AaazGxQI-5FcJM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.epa.gov/esd/cmb/GeophysicsWebsite/pages/reference/methods/Borehole_Geophysical_Methods/General_Crosshole_Procedures.htm&ei=ZnoiUYufMpO-2AXYloD4CA&psig=AFQjCNEdxPsHftEsqZVdwPlIn4b5J1l6hw&ust=1361300154012362

http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=dGa2yc0M58DpYM&tbnid=AaazGxQI-5FcJM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.epa.gov/esd/cmb/GeophysicsWebsite/pages/reference/methods/Borehole_Geophysical_Methods/General_Crosshole_Procedures.htm&ei=ZnoiUYufMpO-2AXYloD4CA&psig=AFQjCNEdxPsHftEsqZVdwPlIn4b5J1l6hw&ust=1361300154012362

Equipo y ejecución


Down-Hole

Similar al Cross-Hole, sin

embargo se lleva a cabo

mediante la realización de

un solo barreno, utilizando

como punto de excitación

la superficie.

Exploración geotécnica > Exploración Indirecta > Estudios Geofísicos > Down-Hole

http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=edtX7oXZZBfO-M&tbnid=OPcosm5wvvrBzM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.cedex.es/lg/geofis/cd_hole.htm&ei=ensiUYz2C6PM2AWnnICoCQ&psig=AFQjCNHaiUpEBAVCUYiSG1J8muZFHkoSyg&ust=1361300690093436

http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=edtX7oXZZBfO-M&tbnid=OPcosm5wvvrBzM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.cedex.es/lg/geofis/cd_hole.htm&ei=ensiUYz2C6PM2AWnnICoCQ&psig=AFQjCNHaiUpEBAVCUYiSG1J8muZFHkoSyg&ust=1361300690093436

PARÁMETROS DEL SUELO OBTENIDOS

Relación de Poisson ν=[0.5(Vp/Vs)2-1]/[(Vp/Vs)

2-1]

Módulo de rigidez al cortante G=rVs2

Módulo de deformación elástica E=2rVs2(1- ν)

Amortiguamiento material ξ


Exploración

Geotécnica

Exploración Directa

Exploración geotécnica > Exploración Directa

Bedrock

Undisturbed Samples

Consist of

hydraulically pushing a

thin walled tube to

recovery relatively

undisturbed soil

samples of laboratory

testing of mechanical

properties.

Layer 1

Layer 2

Layer 3

Layer 4

1.5mDisturbed Samples

Drive Samples are

taken using a drop

hammer system

and a split-barrel

sampler (steel hollow

tube)

Diamond

Bit Rock

Coring

Hydraulically

extrude and

trim soil

specimen

Undisturbed

SamplesMechanical Properties

2 - 3 Weeks

Consolidation

Compression

Direct Shear

Strength

Triaxial

Shear Strength

and Modulus

Classification and Index Properties

2 - 3 days

Plastic

Limit

HCI Acid

CaCO³

CarbonateContent

- Moisture Content

- Organic Content

Sieve

Analysis

Casagrande

CupFall Cone

Atterberg

Limits

Disturbed

Samples

Collected Samples are:

- marked and sealed;

- stored upright; and

- transported to the lab.

EXPLORACIÓN DIRECTA

Reconocimientos geológicos superficiales

Pozos a cielo abierto PCA

Penetración Estándar SPT

Cono dinámico CPT

Cono eléctrico CPT

Dilatómetro de Marchetti DMT

Presiómetro de Menard PMT

Veleta VST

Son determinaciones y reconocimientos

ejecutados en sitio mediante técnicas

especificas

Exploración geotécnica > Exploración Directa

RECONOCIMIENTOS

GEOLÓGICOS SUPERFICIALES

1. Identificación de :

Litología

Estratigrafía

Estructuras

2. Reconocimiento de discontinuidades

Fallas

Fracturas y juntas

Estratificación

Cavernas o cavidades de disolución

3. Identificación de fenómenos

geodinámicos

Externos

Taludes inestables

Zonas de alteración

Zonas de erosión

Internos

Fallas activas

Vulcanismo y sismicidad

Tectónica

Exploración geotécnica > Exploración Directa > Reconocimientos geológicos superficiales

POZOS A CIELO ABIERTO PCA

• Permite observar directamente la

estratigrafía del sitio con el mejor

nivel de detalle

• Permite rescatar muestras con el

menor grado de alteración y mayor

representatividad de los estratos de

interés

• Permite llevar a cabo pruebas de

campo

• Particularmente recomendable en

suelos secos y duros.

Exploración geotécnica > Exploración Directa > PCA

Constituye hoy por hoy la técnica de exploración más

confiable, debido a que:

Determinación de resistencia con

penetrómetro portátil

Exploración geotécnica > Exploración Directa > PCA

PRUEBA DE PENETRACIÓN

ESTÁNDAR (SPT)

Mediante este método se estima de forma cualitativa, la resistencia del suelo a la penetración necesaria para hincar 30 cm del penetrómetro estándar. Adicionalmente, se obtienen muestras representativas del subsuelo en tramos continuos de 60 cm.

Se identifica el tipo de suelo y espesor de cada estrato.

Exploración geotécnica > Exploración Directa > SPT

Cabeza de

gato


STP

VENTAJAS

Se obtiene resistencia a la

penetración y muestras

representativas

Procedimiento simple

Adecuada a suelos cuyo

tamaño no exceda a las arenas,

y aplicable a prácticamente

todos los tipos.

Se puede realizar en rocas

débiles

DESVENTAJAS

Muestras alteradas (propiedades

índice únicamente)

“Nspt”, puede ser tosco y muy

variable

Poco representativo en

materiales muy blandos.


Secuencia de la prueba de

penetración estándar

Consiste en hincar el

penetrómetro,

contando el numero de

golpes necesarios para

hincar el tramo central

de 30 cm, siendo la

resistencia Nspt el

numero de golpes

necesario para ello.

La masa golpeadora

tiene un peso de 140 lb

y se deja caer desde

una altura de 30’’, con

una cadencia uniforme


Explo

ració

n g

eoté

cnic

a >

Explo

ració

n D

irecta

> S

PT


Correlaciones

consistencia muy blanda blanda media dura muy dura durísima

N <2 2-4 4-8 8-15 15-30 >30

q2 <0.25 0.25 - 0.50 0.50 - 1.0 1.0 - 2.0 2.0 - 4.0 >4.0

Entre N, q2 y consistencia relativa de suelo cohesivo

Número de golpes

Compacidad

relativa

0 - 4 muy suelta

4-10 suelta

10-30 media

30-50 densa

> 50 muy densa

Entre compacidad relativa de arenas y numero de golpes obtenido en pruebas de

penetración estándar


SONDEOS DE CONO DINÁMICO

o Análogo al método SPT el cono dinámico

determina la resistencia del suelo mediante su

hincado con golpes.

o Con la interpretación de este procedimiento se

pueden identificar cambios estratigráficos

o Mediante correlaciones empíricas se puede

inferir la resistencia al corte del subsuelo

Exploración geotécnica > Exploración Directa > Cono Dinámico

CONO

DINAMICO

CONO

PERDIBLE


Cono perdible. Se hinca a percusión, consiste en una punta de acero con ángulos de 60°, el perno que une al cono con las barras de hincado es liso, para que una vez que se ha penetrado hasta la profundidad de interés, fácilmente se desprenda.

Cono recuperable. Semejante al anterior, excepto que el perno que se une a las barras de perforación de cuerda derecha tiene cuerda izquierda para poder retirarlo.

Compacidad de un relleno de arena

Exploración geotécnica > Exploración Directa > Cono dinámico


CONO ELÉCTRICO

Ha demostrado ser una excelente

herramienta para determinar con

precisión las características

estratigráficas de un sitio y su

variación con la profundidad,

mediante la medición de las

resistencias a la penetración de

la punta y de la fricción del

cono, en particular para suelos

blandos y arenas poco densas.

Exploración geotécnica > Exploración Directa > Cono eléctrico

SONDEOS DE CONO ELÉCTRICO

Ventajas

Rápido y continuo

Los resultados no dependen

totalmente del operador

Tienen una sólida base

teórica para la la

interpretación

Especialmente adecuadas

para suelos blandos

Susceptible a mejoras

tecnológicas

Desventajas

Requiere de una inversión

de capital alta

Requiere un operador

experto

Interferencias electrónicas,

calibración periódica,

equipo periférico, etc.

No se obtienen muestras

Inadecuado para materiales

granulares gruesos


Procedimiento

El cono se hinca en el suelo mediante

la presión vertical de una columna de

barras de acero, por cuyo interior

pasa el cable que lleva la señal a la

superficie. La fuerza de hincado se

genera con un sistema hidráulico con

velocidad de penetración controlada.


Piezoconos


INICIO:

RESISTENCIA EN PUNTA qc (kg/cm2)DESCRIPCION GEOTECNICA

DEL MATERIAL

PROYECTO:

LOCALIZACIÓN:

PR

OF

. m

EXPLORADA (m)PROFUNDIDAD

TERMINACIÓN:

SONDEO

NAF (m)PROF.

RESISTENCIA EN FUSTE (kg/cm2) PRESION DE PORO DINAMICA (kg/cm2)

2a

2b

1

2

Arcillas Organicas

Arcillas Organicas

Arcillas organicas

con conchillas

4 Arcillas limosas con

conchillas

2c Arcillas Organicas

PRESION DE PORO ESTATICA (kg/cm2)

2.27 kg/cm2

1.16 kg/cm2

NUMERO DE GOLPES

70

Muestreo

Muestreo en campo

Muestras alteradas

Representativas

No representativas

Muestras inalteradas

Cúbicas


Barril Denison

Barril NQ

Reconocimientos de detalle

Sondeos de Verificación

Socavones

Pozos a cielo abierto complementarios

Pruebas de campo

Exploración geotécnica > Pruebas de Campo

PRUEBAS DE CAMPO

TIPOS DE MUESTRAS

Sirven para caracterizar el

suelo a partir de sus

propiedades índice. A partir

de ello definir la estratigrafía

Son necesarias para realizar

ensayes que permitan determinar

parámetros de resistencia y

deformación.

Se debe minimizar cualquier

alteración en cuanto a:

estructura del suelo

contenido de humedad

relación de vacíos

composición química


APLICABILIDAD DEL MUESTREO

INALTERADO

Muestreador Tipo de suelo apropiado

Tubo Shelby Suelos blandos.

Arcillas, limos, suelos de

grano fino, arena arcillosa

De pistón Arenas, limos y arcillas

Barril Denison Suelos finos muy duros,

cementados y rocas

blandas

Barril NQ Rocas y suelos muy duros


MUESTREO EN CAMPO

Pala posteadora. El suelo perforado queda alojado en la

parte interior de la pala, en suelos arcillosos blandos es

factible sacar muestras hasta de unos 6 a 8 m.

Muestreador de espiral. Fácil de introducir aunque requiere

de una tensión importante para sacar. La muestra queda en

el interior de su helicoide.

Muestras de canal. Se obtiene en las paredes de los PCA.

MUESTREO MANUAL

Exploración geotécnica > Pruebas de Campo > Muestreo manual

Muestreo en campo

Pala para postear

Muestreador helicoidal

Muestreador en espiral cerrada

Exploración geotécnica > Pruebas de Campo > Muestreo manual

Muestreo inalterado de suelos

blandos

Empleados en suelos blandos.

Se obtienen a profundidad a través de sondeos.

Son muestras en las cuales se conserva la estructura

del suelo en sitio.

Tiene como objetivo la obtención de muestras en las

que sea posible llevar a cabo determinación de

parámetros de resistencia y deformación del suelo.

Tubos de pared delgada

Exploración geotécnica > Pruebas de Campo > Muestreo inalterado de suelos blandos > Tubos de

pared delgada

Tubo de pared delgada (Shelby)

Es un tubo de acero,aluminio y latón que en suextremo inferior estáafilado; por su parte superiorestá unido con un cople a lasarta de tubería.


pared delgada

Se hinca una longitud de

75 cm, y se deja en

reposo, para que la

muestra se expanda

adhiera en las paredes. A

continuación se corta la

base del espécimen

girando dos vueltas el

muestreador.

Muestreador de

pared delgada con

válvula esférica de

pie

Muestreador de

pared delgada con

válvula deslizante


pared delgada


pared delgada


(Shelby)


pared delgada

MUESTREO INALTERADO DE SUELOS

DUROS

Cúbicas, se obtienen a partir de pozos a cielo abierto, tajos,

cortes naturales y afloramientos, y son generalmente

representativas de los materiales superficiales.

Tubo Shelby dentado, se obtiene a través de sondeos, son

generalmente muestras representativas de los materiales a

profundidad y de consistencia media a dura.

Barril Denison, se obtiene a través de sondeos, son

generalmente muestras representativas de los materiales a

profundidad y de consistencia dura.

Barril NQ, se obtienen muestras de roca o suelos muy duros y

cementados de manera continua a través de sondeos.

Exploración geotécnica > Pruebas de Campo > Muestreo inalterado de suelos duros

LABRADO DE MUESTRAS CÚBICAS

INALTERADAS

Exploración geotécnica > Pruebas de Campo > Muestreo inalterado de suelos duros > Muestras cúbicas

TUBO DE PARED DELGADA DENTADO

Tubo de pared delgada de lámina

de 10 cm de diámetro, cuya parte

inferior tiene dientes de corte en

forma de sierra. Se hinca

operándolo a rotación hasta

penetrar 75 cm . Después del

hincado se deja el muestreador en

reposo a fin de que la muestra se

adhiera contra las paredes del

tubo; enseguida se corta la base

del espécimen, girando dos

vueltas la muestreador.

Exploración geotécnica > Pruebas de Campo > Muestreo inalterado de suelos duros > Tubos de

pared delgada dentado

Muestreo en campo



BARRIL DENISON

La muestra se obtiene a

través de sondeos, son

generalmente muestras

representativas de los

materiales a profundidad y

de consistencia dura

Exploración geotécnica > Pruebas de Campo > Muestreo inalterado de suelos duros > Barril

Denison

Barril Denison

Dos tubos concéntricos

separados por rodamientos

radiales que mantienen sin

girar al tubo interior que

rescata la muestra, mientras

que el exterior va cortando

el suelo circundante. Se

requiere de fluido de

perforación que se hace

circular entre ambos tubos.


Denison

Muestreador

denison

Tipos de broca Denison

Ajuste del muestreador

Denison


Denison

MUESTREADOR PITCHER

Tiene dos tubos concéntricos

separados por rodamientos

radiales que mantienen sin girar

al tubo interior que aloja la

muestra. Tiene un resorte axial

que impulsa al tubo interior de

pared delgada al encontrar

lentes de suelo blando y se

retrae en suelos duros.

Exploración geotécnica > Pruebas de Campo > Muestreo inalterado de suelos duros > Muestreador

Pitcher

Pruebas de campo

DILATÓMETRO DE MARCHETTI

o Útil para evaluar la deformación de los

suelos.

o Permite obtener los parámetros c y f de los

estratos.

o La información de esta prueba permite de

manera indirecta definir el perfil

estratigráfico.

o Se asemeja a una espátula o paleta gruesa

de acero inoxidable que tiene adherida en

una de sus caras una delgada membrana

circular de acero inoxidable, que se

expande mediante nitrógeno a presión.

Exploración geotécnica > Exploración Directa > DMT


Ventajas del DMT

Simple

Repetible y no

necesita un operador

experimentado

Rápido y económico

Desventajas del DMT

Difícil para empujar

en materiales densos

y duros

Se basa

principalmente en

correlaciones

Necesita

calibraciones

periódicas

Disponibilidad y

experiencia limitada

en México


Procedimiento Se lleva a la

profundidad deseada

sin presión del gas.

Se abre la válvula de

gas e inicia la

expansión de la

membrana, hasta

que se alcanza la

deformación de 1.1

mm.

A partir de la

correlación de esta

presión se establecen

los parámetros

geotécnicos.


CONTROL DE LA EXPANSIÓN

La membrana se debe

hinchar con nitrógeno a

presión y desplazar

horizontalmente 1.1 ±

0.02 mm.



Control de la expansión de la membrana


PRESIÓMETRO MENARD

Sonda cilíndrica con una manga de

neopreno que, una vez colocada dentro

del agujero previamente perforado, se

expande con agua a presión y la

deformación radial así inducida en las

paredes de la perforación se correlaciona

con la deformabilidad y resistencia al

corte del suelo en el lugar.

Las pruebas presiométricas pueden ser de

dos tipos:

El método A. De esfuerzo controlado,

aplicando la presión de expansión de

la sonda con incrementos iguales.

El método B. De deformación

controlada, cuando se le induce el

agua a la sonda en incrementos de

volumen iguales.Exploración geotécnica > Exploración Directa > PMT

Presiómetro Menard

Aplicable a suelos duros y rocas

blandas

Teóricamente sólido en la

determinación de los

parámetros del suelo

Se desarrollan curvas completas

Procedimiento complicado,

requiere alto nivel de

experiencia en el campo

Largo y costoso

Delicado, y se puede dañar fácil

mente

Disponibilidad y experiencia

limitada en México

Exploración geotécnica > Exploración Directa > PMT

Procedimiento

Lectura inicial. Se miden la presión y el volumen

inicial de la prueba.

Instalación de la sonda de presiómetro. La sonda

se induce en el barreno sostenida con las barras

de acero. Una vez colocada a la profundidad

indicada se toman las lecturas de la presión y el

volumen correspondientes.

Inflado de la membrana. Se debe de tener una

predicción de la presión máxima que será factible

aplicar, la cual se identifica como la presión límite

que soportará el suelo que se está ensayando.

Método A.

Método B.

Terminación de la prueba. Se da por terminada

una vez que la lectura del volumen está alrededor

de 700 cm3 o si antes se define la Presión Límite.


Tipos de membranas



Presiómetro y Gráfica de presión vs

volumen total de la cavidad

Correlaciones comunes

SUELO

PRESIÓN

LÍMITE PL

(bar)

NÚMERO DE

GOLPES SPT

RESISTENCI

A NO

DRENADA

Su (bar)

ARENA

SUELTA 0-5 0-10 -------

MEDIA 5-15 10-30 -------

COMPACTA 15-25 30-50 -------

MUY

COMPACTA >25 >50 --------

ARCILLA

BLANDA 0-2 ---- 0-0.25

MEDIA 2-4 ---- 0.25-0.5

SEMIDURA 4-8 ---- 0.5-1

DURA 8-15 ---- 1-2

RÍGIDA >15 ---- >2


VELETA PARA SUELOS BLANDOS

Medición de la resistencia al corte in situ de los suelos

cohesivos a la profundidad deseada.

Exploración geotécnica > Exploración Directa > VST

Prueba de veleta

Determinación de la resistencia

no drenada, suv

Pruebas y equipos simples

Una larga historia de uso en la

práctica

Su aplicación se limita a

materiales donde sea posible

hincarla.

Procedimiento relativamente

lento.

Necesidad de correcciones a los

valores de suv cuando se trata de

materiales cohesivo-

friccionantes.

Puede verse afectada por las

lentes duros


Procedimiento de la pruebaExploración geotécnica > Exploración Directa > VST

Procedimiento

El sondeo se inicia introduciendo la

veleta dentro de la perforación

estabilizada con lodo o con ademe

metálico, debe quedar suspendida sin

tocar el fondo.

Se hinca en una longitud de por lo

menos 4 veces la altura del cortador,

se toma la lectura del aparato

indicador, que deber ser nula. Se

deja reposar unos 5 a 10 min para

que se disipe la presión de poro que

se genera por el hincado.



El giro de la veleta desarrolla una

superficie cilíndrica de falla.

Se inicia el proceso de corte dando

vueltas a la manivela. Una vez iniciada

la deformación, se anotan las lecturas

del aparato indicador a cada 15 seg

hasta lograr la falla del suelo, lo cual

suele ocurrir en un lapso de 3 a 5 min.

Una vez rebasado el pico se sigue

girando a mayor velocidad angular por

lo menos 180° adicionales en uno a dos

minutos, después se reanuda con la

misma velocidad inicial, para

determinar la resistencia residual del

suelo.

Veleta para

suelos

blandos


FICÓMETRO

En esta prueba se ensaya al subsuelo encorte directo, utilizando una sonda que seintroduce dentro de una perforaciónpreviamente realizada.

Este ensaye proporciona parámetros deresistencia tales como el ángulo de friccióninterna f y la cohesión c;

Esta técnica se ocupa principalmente enterrenos donde el muestreo inalterado esdifícil, tales como los suelos de consistenciafirme a dura, los suelos arenosos y sueloscon gravas, por ejemplo.

120

Aplicaciones

Suelos de difícil muestreo inalterado, como los suelos

arenosos con o sin presencia de gravas, siempre y

cuando éstas permitan la identación de los anillos de la

sonda, o bien, suelos arcillosos de consistencia dura a

firme.

También es aplicable para rocas blandas tales como las

tobas.

No es recomendable realizar este ensaye para suelos

muy blandos como las arcillas de la ciudad de México.

121

Procedimiento Como primer paso se conecta la sonda a un costado de la unidad de control de presiones y volumen. La sonda debe

encontrarse libre para realizar una calibración, que consiste en inflarla con agua a presión, en incrementos de

100cm3, midiendo en cada incremento el volumen presión-diámetro de la misma, en los dientes centrales de la

sonda. Los resultados graficados de presión y volumen inyectado así como volumen inyectado y diámetro constituyen

las curvas de calibración que se emplean más adelante para corrección de la ejecución del ensaye.

La sonda se instala a la profundidad de ensaye en un barreno de diámetro aproximadamente de 61 a 66 mm. Cabe

mencionar que la profundidad del barreno debe alcanzar 0.5 m por debajo de la punta de la sonda, para almacén de

los azolves. Para la perforación del barreno se perforó con broca tricónica de 2 1/2 de pulgadas de diámetro y

fluido de perforación compuesto por bentonita.

Una vez ubicada la sonda a la profundidad de la prueba, se coloca el gato hidráulico hueco conjuntamente con la

celda de carga y el sistema de medición de desplazamientos. Para garantizar que la sonda quede suspendida, el tren

de barras se levanta 1 cm aproximadamente con la ayuda del gato, se toma nota de la carga y se balancea la celda a

ceros.

Posteriormente, se procede a la etapa de contacto, donde los dientes de la sonda penetran enparedes del barreno,

inyectando agua mediante la unidad de control con incrementos de presión de 0.5bar. Con ello se logra el hincado

de los dientes de la sonda. La correcta penetración se observa claramente ya que al graficar el diámetro de la sonda

para el volumen asociada a cada uno de los incrementos constantes de 0.5bar, la curva presenta una desviación

respecto de la curva de calibración al aire libre, así como un comportamiento asintótico respecto al cambio de

volumen.

Finalmente, se procede a la etapa de corte, donde en el exterior y llevando el registro de lecturas de carga y

volumen de la sonda a los 0, 15, 30, 60, 90, 120, 150, 180 y 210s, hasta presentar la falla.

Mediante una celda de carga se mide la fuerza T, mientras que la presión normal radial pr y el volumen de la sonda

en los tiempos indicados (0s a 210s) se miden en la consola. Al iniciar cada incremento se mide el volumen de la

sonda (Vd) hasta finalizar la prueba (Vf). La etapa de cortese repite en incrementos programados respecto a las

condiciones estratigráficas presentes. Las presiones radiales se van incrementando sin exceder la capacidad de

volumen de la sonda (700cm3), o bien, hasta llegar aproximadamente a ocho incrementos de presión radial.122

Equipo

123

Inflado de sonda durante calibración

Resultados 126

CELDAS PIEZOMÉTRICAS

Utilizadas para determinar la

presión de poro en capas

permeables del subsuelo.

Exploración geotécnica > Exploración Directa > Celdas piezométricas

Esquema

gráfico de

su uso y

resultados


Como Hacer Una Exploración Geotécnica

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