7/23/2019 ExploracionSuelos
1/65
DETERMINACIN
DELAS
PROPIEDADESDELSUELOENEL
CAMPO
NTEE050(9dejuniodel2006)
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
1. Tcnicasdeinvestigacindirecta.
2. Ensayosinsitu.
3. Mtodosgeofsicos.4. Instrumentacingeotcnica.
5. Muestreo.
6. AspectosgeneralesdelaNTEE050
3
Determinacin
de
las
propiedades
del
suelo
enelcampo
1.TCNICASDEINVESTIGACIN
DIRECTA
4
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2/65
TablaN2.TcnicasdeinvestigacinTCNICA NORMAAPLICABLE*
MtododeensayodepenetracinestndarSPT NTP339.133(ASTMD1586)Mtodoparalaclasificacindesuelosconpropsitosdeingeniera(Sistemaunificadodeclasificacindesuelos,SUCS)
NTP339.134(ASTMD2487)
Densidadinsitumedianteelmtododelconodearena** NTP339.143(ASTMD1556)Densidadinsitumediantemtodosnucleares(profundidadsuperficial) NTP339.144(ASTMD2922)Ensayodepenetracincuasiestticaprofundadesuelosconconoyconode
friccin NTP339.148(ASTMD3441)Descripcineidentificacindesuelos(Procedimientovisual manual) NTP339.150(ASTMD2488)Mtododeensayonormalizadoparalacapacidadportantedelsueloporcargaestticayparacimientosaislados
NTP339.153(ASTMD1194)
Mtodonormalizadoparaensayodecorteporveletadecampodesueloscohesivos
NTP339.155(ASTMD2573)
Mtododeensayonormalizadoparalaauscultacinconpenetrmetrodinmicoligerodepuntacnica(DPL)
NTE339.159(DIN4094)
Normaprcticaparalainvestigacinymuestreodesuelosporperforacionesconbarrena
NTP339.161(ASTMD1452)
Guanormalizadaparacaracterizacindecampoconfinesdediseodeingenierayconstruccin
NTP339.162(ASTMD420)
Mtododeensayonormalizadodecorteporveletaenminiaturade
laboratorioensuelosfinosarcillosossaturados. NTP339.168(ASTMD4648)
Prcticanormalizadaparalaperforacindencleosderocaymuestreoderocaparainvestigacindelsitio.
NTP339.173(ASTMD2113)
Densidadinsitumedianteelmtododelreemplazo conaguaenunpozodeexploracin**
NTP339.253(ASTMD5030)
Densidadinsitumedianteelmtododelbalndejebe** ASTMD2167ConoDinmicoSuperpesado(DPSH) UNE103801:1994ConoDinmicoTipoPeck UNE103801:1994*** 5
NOPERMITIDOPARADISEO:Densidaddecampo(conodearena,balnonuclear)
6
1.POZOSOCALICATASY
TRINCHERAS.
Tcnicas
de
investigacin
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
Pozosocalicatasytrincheras
8
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3/65
2.PERFORACIONESMANUALESYMECNICAS
Tcnicasdeinvestigacindirecta
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
Barrenos
Barrenos Barrenos
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4/65
Espiralmotorizado
13
Espiralmotorizado
14
Equiposdeperforacin
15
Equiposdeperforacin
16
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5/65
Perforaciones
17
Perforaciones
18
Perforaciones
19
Perforacionesporlavadode
agua
20
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6/65
Sondajesrotatorios
21
Perforacionesrotativas:brocatricono
22
Etapadeperforacin
23
Equipoparaobtenertestigos
24
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7/65
Equipoparaobtenertestigos
25
Testigosderocaconperforacindiamantina
26
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
2.
ENSAYOS
IN
SITU
27
Ensayosinsitu
28
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8/65
TablaN3.Aplicacinylimitacionesdelosensayos
29
EnsayosInSitu
NormaAplicable TcnicadeInvestigacin
Parmetroaobtener(2)
TipodeSuelo(1)
AplicacinRecomendada
Aplicacin
Restringida
AplicacinNo
Recomendada
SPTNTP
339.133(ASTMD1586)
Perforacin(5) N
SW,SP,SM,SCSM
CL,ML,SC,MH,CH Lorestante
DPSHUNE103801:1994 Auscultacin(5) N20
SW,SP,SM,SCSM
CL,ML,SC,MH,CH Lorestante
ConotipoPeck
UNE103801:1994(4)
Auscultacin(5) Cn
SW,SP,SM,SCSM
CL,ML,SC,MH,CH Lorestante
CPT NTP339.148
(ASTMD3441)Auscultacin
(5) qc,fcTodosexcepto
gravas Gravas
DPL NTP
339.159
(DIN4094) Auscultacin(5) n SP SW,SM Lorestante
Veletade
Campo(3)
NTP339.155(ASTMD2573)
Perforacin/Calicata
Cu,St CL,ML,CH,MH Lorestante
Pruebadecarga
NTP339.153(ASTMD1194)
Asentamiento
vs.Presin
Suelosgranularesy
rocasblandas
1.ENSAYODEPENETRACINESTNDAR(SPT)
Ensayosinsitu
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
Ensayodepenetracinestndar(SPT)
Standard
Penetration
Test 31
EnsayodePenetracinEstndar (SPT)
Standard
Penetration
Test
(ASTMD1586)
EnsayodePenetracin
Estndar
(NTP339.139)
32
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9/65
EnsayodePenetracinEstndar (SPT)
33
SPT
34
SPT
35VIDEO:20:35y23:20
Muestreador SPT
36
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10/65
Muestreador SPT
37
Muestreador SPT
38
Muestreador SPT
39
Muestreador SPT
40
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11/65
SPTyDensidadrelativa
Densidad
relativa N
(SPT)Muysuelta 50
41
Valoresparaarena(Bowles,2004)Tipodesuelo SPT (N70) Densidadrelativa ' (gr/cm
3)
Arenafina
12 Muysuelta 30 Muydensa >85% >38 >2.24
Arenamedia
23 Muysuelta 40 Muydensa >85% >42 >2.24
Arenagruesa
34 Muysuelta 45 Muydensa >85% >50 >2.2442
Valoresparaarena(Bowles,2004)Densidadrelativa (gr/cm3) Tipodesuelo SPT (N70) '
Muysuelta 85% >2.24
Arenafina >30 >38
Arenamedia >40 >42
Arenagruesa >45 >5043
SPTyConsistencia
Consistencia qu(kg/cm2) N(SPT)
Muyblanda 30
44
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fl:correccinporlongitud
Longituddelasbarras,lben m
Factordecorreccinporlongitud,f
l10
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13/65
49
Correccin por dimetro del agujero
0.9
0.95
1
1.05
1.1
1.15
1.2
30 130 230
Dimetro (mm)
f(diametro) Datos
f =
(d+375)/500
fm:correccinpormuestreador
Revestimiento Factordecorreccin
pormuestreador,fmSinrevestimiento 1.0
Conrevestimiento:
arenasuelta
arenadensayarcilla
0.90.8
50
SPT
51
EcuacindeSkempton
SegnMeyerhoff (1957):
SegnSkempton (1986),
Avaraentre15y54,
Bvaraentre0.306y0.204,silosesfuerzosestnenkPa
52
2
v
r
NA B
D
70 702
32 0.288 32 0.288
v r
vr
N NDD
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14/65
EcuacindeSkempton
,presinefectivavertical,kg/cm2
Nluegodetodaslascorrecciones(N60)53
606
7
32 28.24
v
r
v
N
D
4
0.92(%)
32 28.24 r
vv
ND
2/v en kg cm
'segnelUSNAVFACDM7
54
'segnelUSNAVFACDM7
Setienenlassiguientesecuaciones(NAVFAC,DM7):
dengr/cm3.
C1,C2,C3yC4dependendeltipodesuelo.
55
1 2
3 4
exp( )
exp( )
r
d r
C C D
C C D
'segnelUSNAVFACDM7
56
SUCS C1 C2 C3 C4
ML 26.03 0.32 1.2645 0.22SM 26.516 0.36 1.3940 0.22
SP 26.859 0.39 1.4922 0.21
SW 27.202 0.41 1.6186 0.21
GP 27.580 0.44 1.7389 0.21
GW 27.808 0.48 1.8649 0.23
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15/65
Datosdearenassaturadas(seconsideraGS=2.65)
Entoncesparaestossuelossetiene:GS , y ,quesonSySAT.
58
DescripcindelSuelo s sat
Arenamalgraduada,suelta 32 1.89
Arenamalgraduada,densa 19 2.09
Arenabiengraduada,suelta 25 1.99
Arenabiengraduada,densa 16 2.16
Apartirderesultadosdellaboratorio
VT
GS
S
A 0
WTGS W GS
1 S GS
59
(1 )
1
s
s
G
G
S
SiGs=2.65y s ,sepuedeplantear:
S
S
enarenassiGS=2.65
SenecesitaconfirmarGS =2.65yhallar.
Ssaledetablas. 60
(1 ) (1 )
1 1
s w s w
s s
s
G G
G G
S
(1 )2.65
1
S
S
S S
GSi G
G
7/23/2019 ExploracionSuelos
16/65
Apartirderesultadosdellaboratorio
VT
GS
S
A 0
WTGS W GS 1 S GS
61
(1 )
1 1
SS
S
SATS S
GG
GS
G G
S S
ConGs 2.65:
ConlatabladeTerzaghi
VTGTST
0 A 0
WTGTST W GT ST1 S GS
62
1S T ST
SAT
T ST
G GG
GT=2.65 Gs (delaboratorio)Consideramosquetodoelcambioesenlosslidos:
enarenassiGS2.65
63
11
1
1 1
1
SS
S T ST SAT
S T ST
S S S T ST
S T ST
S S T ST S T ST S
S S T ST S T ST S
GG
G GS
G GS
G S G G G
S G G
G G G G G GS S
G S G G G G S G
enarenassiGS2.65
64
1
( 1) ( 1)
S
S
S S T ST
T S
S S T ST S T ST S
S
S
S S
S
T S
T
S
ST
T ST
T S
T
T
S
S
T
G S G G G G S G
GG
G G
S GG SG S
GG S
GS
G
G
G
S G
GG G
G
7/23/2019 ExploracionSuelos
17/65
enarenassiGS2.65
SenecesitahallarGS y.
STsaledetablas,GT=2.65 65
(1 )
1S
T ST
G
G
(1 ) (1 )
1 1
S S S
S ST ST
S
T ST
G G GS
G GGGS
G
2.ENSAYODEPENETRACIN
CONCONO
(CPT)
Ensayosin
situ
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
CPT
67
CPT
68
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18/65
CPT
69
CPT
70
CPT
71
CPT
72
7/23/2019 ExploracionSuelos
19/65
CPT
Soil Behavior Type (Robertson et al., 1986; Robertson & Campanella, 1988)
1 Sensitive fine grained 5 Clayey silt to silty clay 9 sand
2 Organic material 6 Sandy silt to silty sand 10 Gravelly sand to sand
3 Clay 7 Silty sand to sandy silt 11 Very stiff fine grained*
4 Silty clay to clay 8 Sand to silty sand 12 Sand to clayey sand**Note: Overconsolidated or cemented
CPT
74
4
8
2
6
2
24
28
0 20 40 60
q t(MPa)
Depth(meters)
0
4
8
12
16
20
24
28
0 500 1000
fs(kPa)u b(kPa)
0
4
8
12
16
20
24
28
-200 0 200 400 600 800
fs
ub
qt
CPT
75
CPT
7/23/2019 ExploracionSuelos
20/65
CPT
3.CONOS
DINMICOS
(DP)
Ensayosin
situ
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
4.CONODINMICOTIPOPECK
(ACP)
Ensayosinsitu
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
FiguraN 1
80
7/23/2019 ExploracionSuelos
21/65
ConodePeck
81
ConodePeck
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
0 50 100 150 200 250 300
Cp (Nmero de golpes/30 cm de penetracin)
Profundidad
(m
)
CP-1
CP-2
CP-3
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
0 50 100 150 200 250 300 350
Cp (Nmero de golpes/30cm de penetracin)
Profundidad
(m
)
CP-1
CP-2
5.PENETRMETRODINMICO
LIGERO
(DPL)
Ensayosinsitu
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
Penetrmetrodinmicoligero(DPL)
84
7/23/2019 ExploracionSuelos
22/65
6.ENSAYO
DE
VELETA
Ensayosin
situ
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
Ensayodeveleta
86
Ensayodeveleta
87
2
1 2 2u uT rL c r r L c
2
2
20
3
2
2
2
23
u
r
u
u
dT d c
T d c
rT c
3
21 22 2 4
3u u rT T T r Lc c
Ensayodeveleta
88
22(3 2 )
3 u
rT c L r
ucTk
7/23/2019 ExploracionSuelos
23/65
Veletas
89
Veletas
90
Veletas
91
VeletayCPT
92
Tabla N3 Aplicacin y limitaciones de
7/23/2019 ExploracionSuelos
24/65
7.PRUEBA
DE
CARGA
Ensayosin
situ
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
TablaN 3.Aplicacinylimitacionesdelosensayos
94
EnsayosInSitu
NormaAplicable TcnicadeInvestigacin
Parmetroaobtener(2)
TipodeSuelo(1)
AplicacinRecomendada
AplicacinRestringida
AplicacinNoRecomendada
Pruebadecarga
NTP339.153(ASTMD1194)
Asentamiento
vs.Presin
Suelosgranularesy
rocasblandas
(1) SegnClasificacinSUCS,cuandolosensayossonaplicablesasuelosdedoble
simbologa,ambosestnincluidos.
(2) Leyenda:
N Nmerodegolpesporcada0.30mdepenetracinenelensayoestndar
depenetracin.
8.ENSAYOSCON
INSTRUMENTOS
MANUALES
Ensayosinsitu
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
Instrumentosmanuales
96
7/23/2019 ExploracionSuelos
25/65
Veletaminiatura
97
9.PRESIMETRO
MENARD
Ensayosin
situ
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
Presimetros odilatmetroconvencional
99 100
7/23/2019 ExploracionSuelos
26/65
10.DILATMETROPLANODE
MARCHETTI
Ensayosin
situ
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
DilatmetroplanodeMarchetti
102
Dilatmetro
Importante:estimacindemdulodeelasticidad103 104
7/23/2019 ExploracionSuelos
27/65
105
11.ENSAYOSDE
PERMEABILIDAD
Ensayosin
situ
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
Pruebadebombeosinconfinar
107
Pruebadebombeoenunacuferonoconfinado
108
P i d d i
7/23/2019 ExploracionSuelos
28/65
Determinacinde
las
propiedades
del
suelo
enelcampo
3.MTODOS
GEOFSICOS
109
Propagacindeondasssmicas
110
Propagacindeondasssmicas
111
Parmetros
Tiempodeiniciodelmovimientossmico(tiempocero)
Distanciaentreelpuntodeimpactoyelsensor
Primerarribodeenergassmicaquellegaalossensores
112
DIRECTA
V1
V2
i r
REFRACTADA
ic
ic
Mt d f i
7/23/2019 ExploracionSuelos
29/65
Onda SOnda R
Tiempo
Onda P
Registrodelallegadadelasondaselsticassegnsuvelocidad
Ondascompresionales (VP)Ondasdecorte(VS)Ondassuperficiales(VR)
P S RV V V
Mtodosgeofsicos
1. SASW(Spectral Analysis ofSurface Waves).
2. Reflexinssmica.
3. Refraccinssmica.
4. Crosshole,downhole yuphole.
5. Microgravedad.
6. Resistividadoconductividaddelsuelo.
7. GPR
(Ground Penetrating Radar).8. Mtodostomogrficos.
114
1.SASW(SPECTRALANALYSISOFSURFACEWAVES)
Mtodosgeofsicos
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
2.REFLEXINSSMICA
Mtodosgeofsicos
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
Reflexin y refraccin Propagacin de ondas ssmicas
7/23/2019 ExploracionSuelos
30/65
Reflexinyrefraccin
1 1 2 2
( ) ( ) ( ) ( )
D S D S
Seno a Seno b Seno e Seno f
V V V V
a ab
P P Sv
PSv
e
f
1
2
b ba
P
e
f
1
2
Sv Sv P
Sv
b b
f
1
2
Sh
Sh Sh
Propagacindeondasssmicas
118
Propagacindeondasssmicas
119
3.REFRACCINSSMICA
Mtodosgeofsicos
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
Mtodo de refraccin Ensayo de refraccin
7/23/2019 ExploracionSuelos
31/65
Mtododerefraccin
Aplicaciones
investigacionespreliminares
delimitacindeestratos
EquipoBsico
FuentedeEnerga
Sismmetro
Gefonos
Sismgrafo
121
Ensayoderefraccin
Aplicaciones: perfilarsuelos
detectarroca122
Estrato 1
Estrato 2
Gefono 1 Gefono 2 Gefono 4Gefono 3
Trigger
Refraccin ssmica
Geofonos verticalesFuente(Plato)
Suelo B:Vp2
ASTM D 5777
Suelo A:Vp1
Receptor
x1x2x3x4
t1
t2t3t4
Vp1 < Vp2
zR
Determinar la
profundidad delos estratos, zR
0.000
0.005
0.010
0.015
0.020
0 10 20 30 40 50Distancia desdeelorigen(m)
Estratos de suelo
Refraccin ssmica
Vp1 = 1350m/s
1
Vp2 = 4880
m/s
1z
x
2V V
V Vc
c p2 p1
p2 p1
Profundidadde cambio:zc = 5.65 m
xc = 15.0 m
Tiempoensegundos
Ensayo de refraccin Equipo
7/23/2019 ExploracionSuelos
32/65
Ensayoderefraccin
125
Equipo
Gefonoverticalycableconductordesealespararealizarensayosderefraccinssmicay
ensayosenpozoabiertodepocaprofundidad
126
Disposicindelequipo
Ensayoderefraccinssmica,disposicindetalladadelaconexindecablesagefonos,trigger,equipodeadquisicinyamplificador
127
Unidaddeadquisicinyprocesamientodedatos(ensambladofinal)
128
Taladro colocado en la perforacin
7/23/2019 ExploracionSuelos
33/65
4.CROSSHOLE,DOWNHOLEY
UPHOLE
Mtodosgeofsicos
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
Taladrocolocadoenlaperforacin
130
Ensayo CrossholeReceptor
Forro dePVC para laperforacin
Forro dePVC para laperforacin
MartilloDownhole(fuente) Transducer de
velocidad(GeofonoReceptor)
t
x
Velocidad de la onda de corte:Vs = x/t
Profundidad
del ensayo
ASTM D 4428
Bomba
Blader
InclinometroInclinometro
EnsayoDownholeOsciloscopio
Perforacincon forro
x
Intervalo
del
ensayo
Gefonos ytranductoreshorizontales
blader
BombaPlaca horizontal
Con carga vertical
Velocidad de onda de corte:Vs = R/t
z1 z2
t
R12
= z12
+ x2
R22 = z22 + x2
x
Martillo
Ondasdecorteobtenidasconuncono Ondasdecorteobtenidasconuncono
7/23/2019 ExploracionSuelos
34/65
ssmico(SCPT)
133
ssmico(SCPT)
134
UpholeVariables
Fuente: explosivo
Receptores:transductoresdevelocidad 3D.
135
5.MICROGRAVEDAD
Mtodosgeofsicos
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
Microgravedad
7/23/2019 ExploracionSuelos
35/65
Microgravedad
137
6.RESISTIVIDADO
CONDUCTIVIDADDEL
SUELO
Mtodosgeofsicos
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
Resistividad
139
7.GPR(GROUNDPENETRATINGRADAR)
Mtodosgeofsicos
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
GPR(Ground Penetrating Radar) GPR(Ground Penetrating Radar)
7/23/2019 ExploracionSuelos
36/65
( g )
141
( g )
142
GPR(Ground Penetrating Radar)
143
GPR(Ground Penetrating Radar)
144
Tomografa
7/23/2019 ExploracionSuelos
37/65
8.MTODOS
TOMOGRFICOS
Mtodosgeofsicos
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
g
Pixels
1 2
1 2
a a
a
d dt
v v
1 1 2 2a a at d S d S
1 3 4 4b b bt d S d S
1 1 3 3c c c
t d S d S
1 2 4 4d d dt d S d S
TiempodeviajedeSahastaSb
EnGeneral:
t d S
Incognita
Determinadageomtricamente
Mediciones
Tomografa Tomografa(Kilty,1990)
Disposicindelossensores
Principiodetrabajo
Inclinmetro ycasing
7/23/2019 ExploracionSuelos
38/65
Determinacinde
las
propiedades
del
suelo
enelcampo
5.INSTRUMENTACIN
GEOTCNICA
149 150
Piezmetro
151
Muestreo
7/23/2019 ExploracionSuelos
39/65
Determinacinde
las
propiedades
del
suelo
enelcampo
6.MUESTREO
153
1. Tipodemuestras.
2. Identificacindelasmuestras.
3. Programadeensayosdelaboratorio.
154
1.TIPODEMUESTRAS
Muestreo
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
TablaN4.TipodemuestrasTIPODE
MUESTRA NORMAAPLICABLEFORMASDEOBTENERY
TRANSPORTAR
ESTADODELA
MUESTRACARACTERSTICAS
Muestrainalteradaenbloque(Mib)
NTP339.151(ASTMD4220)PrcticasNormalizadasparalaPreservacinyTransportedeMuestrasdeSuelos
Bloques
Inalterada
Debemantenerinalteradaslaspropiedadesfsicasymecnicasdelsueloensuestadonaturalalmomentodelmuestreo(Aplicablesolamenteasuelos
cohesivos,rocasblandasosuelosgranularesfinossuficientementecementadosparapermitirsuobtencin).
Muestra
inalteradaentubodepareddelgada(Mit)
NTP339.169(ASTMD1587)MuestreoGeotcnicodeSuelosconTubodeParedDelgada
Tubosdepareddelgada
Muestraalteradaenbolsadeplstico(Mab)
NTP339.151(ASTMD4220)PrcticasNormalizadasparalaPreservacinyTransportedeMuestrasdeSuelos
Conbolsasdeplstico
Alterada
Debemantenerinalterada lagranulometradelsueloensuestadonaturalalmomentodelmuestreo.
Muestra
alterada
para
humedadenlatasellada(Mah)
NTP339.151
(ASTMD4220)PrcticasNormalizadasparalaPreservacinyTransportedeMuestrasdeSuelos
Enlatasellada Debemantenerinalterado
elcontenidodeagua.
156
Tomademuestrainalteradaenbloque Muestrainalteradaenbloque
7/23/2019 ExploracionSuelos
40/65
158
Muestreador Shelby MuestreadorShelby
160
Muestreador shelby TubosShelby
7/23/2019 ExploracionSuelos
41/65
161 162
Recipientesparamuestrasenbloque
163
Recipientemetlicoparatransportartubosshelby
164
Muestreador depistn Muestreador Denison
7/23/2019 ExploracionSuelos
42/65
165 166
Muestreador Pitcher
167
2.IDENTIFICACINDELASMUESTRAS
Muestreo
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
Informacinenlatarjeta
7/23/2019 ExploracionSuelos
43/65
Proyecto:
Ubicacin: Localidad /Provincia/Departamento
Sondaje: Cx/Px/Ax (x:nmerodesondaje)
Muestra: My (y: nm.demuestradelsondaje)
Profundidad: Inicioyfindemuestra
Tipo: Mib/Mit/Mab/Mah
Clasificacin: SUCS
Operador: Tcnico responsable(ingeniero)
Fecha:169
3.PROGRAMADEENSAYOSDE
LABORATORIO
Muestreo
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
10.5EnsayosdeLaboratorio
SerealizarndeacuerdoconlasnormasqueseindicanenlaTabla N 5.
171
TablaN5.EnsayosdeLaboratorio
172
ENSAYO NORMAAPLICABLEContenido de Humedad NTP 339.127 (ASTM D2216)Anlisis Granulomtrico NTP 339.128 (ASTM D422)Lmite Lquido y Lmite Plstico NTP 339.129 (ASTM D4318)Peso Especfico Relativo de Slidos NTP 339.131 (ASTM D854)Clasificacin Unificada de Suelos (SUCS) NTP 339.134 (ASTM D2487)Densidad Relativa* NTP 339.137 (ASTM D4253)
NTP 339.138 (ASTM D4254)Peso volumtrico de suelo cohesivo NTP 339.139 (BS 1377)
Lmite de Contraccin NTP 339.140 (ASTM D427)Ensayo de Compactacin Proctor Modificado NTP 339.141 (ASTM D1557)Descripcin VisualManual NTP 339.150 (ASTM D2488)Contenido de Sales Solubles Totales en Suelos y AguaSubterrnea
NTP 339.152 (BS 1377)
Consolidacin Unidimensional NTP 339.154 (ASTM D2435)Colapsibilidad Potencial NTP 339.163 (ASTM D5333)Compresin Triaxial no Consolidado no Drenado NTP 339.164 (ASTM D2850)Compresin Triaxial Consolidado no Drenado NTP 339.166 (ASTM D4767)Compresin no Confinada NTP 339.167 (ASTM D2166)Expansin o Asentamiento Potencial Unidimensionalde Suelos Cohesivos
NTP 339.170 (ASTM D4546)
Corte Directo NTP 339.171 (ASTM D3080)Contenido de Cloruros Solubles en Suelos y Agua
Subterrnea
NTP 339.177 (AASHTO T291)
Contenido de Sulfatos Solubles en Suelos y AguaSubterrnea
NTP 339.178 (AASHTO T290)
* Debe ser usada nicamente para el control de rellenos granulares.
Exploracindesuelos
7/23/2019 ExploracionSuelos
44/65
Inicio(estudiosde
suelos)
Enmecnicadesueloslaexactituddelos
resultadoscalculadosnuncaexcedealdeuna
estimacincruda,
yla
funcin
principal
de
la
teora
consisteenelenseardequeycomoobservarenel
campo.
KarlTerzaghi,1936
174
Metodologageneraldeunestudio
175
Metodologadelreconocimiento
176
NTEE050(9dejuniodel2006)
7/23/2019 ExploracionSuelos
45/65
Determinacinde
las
propiedades
del
suelo
enelcampo
6.ASPECTOSGENERALESDELA
NTEE050
178
NTEE050
1. Generalidades
2. Estudios
3. Anlisisdelascondicionesdecimentacin.
4. Cimentacionessuperficiales5. Cimentacionesprofundas
6. Problemasespecialesdecimentacin
179
1.GENERALIDADES
ElprogramadeexploracinylaNTEE050
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
NTEE050suelosycimentaciones(2006)
1.GENERALIDADES
7/23/2019 ExploracionSuelos
46/65
1. Objetivo2. mbitodeaplicacin
3. Obligatoriedaddelosestudios4. Estudiodemecnicadesuelos (EMS)5. AlcancedelEMS6. ResponsabilidadprofesionalporelEMS7. Responsabilidaddelaaplicacindelanorma8. Responsabilidaddelsolicitante
181
2.ESTUDIOS
Elprograma
de
exploracin
yla
NTE
E050
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
NTEE050suelosycimentaciones(2006)2.ESTUDIOS
9. Informacinprevia10.Tcnicasdeinvestigacin11.Programadeinvestigacin
12.InformedelEMS
183
Informacinexistente:Tomografassmica
184
Informacinexistente:Tomografassmica Informacinexistente:Tomog.ssmica3D
7/23/2019 ExploracionSuelos
47/65
185 186
Requerimientosdelproyecto
187
TablaN1.Tipodeedificacin
CLASEDEESTRUCTURADISTANCIA
MAYORENTREAPOYOS (m)
Nmerodepisos(Incluidoslosstanos)
3 4a8 9a12 >12Aporticada deacero
7/23/2019 ExploracionSuelos
48/65
Determinacinde
las
propiedades
del
suelo
enelcampo
7.ELPROGRAMADE
INVESTIGACIN
189
Tipodeedificacin Nmerodepuntosde
investigacin(n)
A 1cada225m2
B 1cada450m2
C 1cada800m2
UrbanizacionesparaViviendasUnifamiliaresdehasta3pisos
3porcadaHa.deterrenohabilitado
(n)nuncasermenorde3.
190
FiguraN 2(C1).Profundidaddecimentacin(Df)enzapatassuperficiales
191
FiguraN 2(C1).Profundidaddecimentacin(Df)enzapatasbajostanos
192
FiguraN 2(C1).Profundidaddecimentacin(Df)enplateasosolados
FiguraN 3(C2).Profundidaddecimentacin(Df)
7/23/2019 ExploracionSuelos
49/65
193 194
Profundidaddesondajes
195
Profundidaddesondajes
196
Profundidaddesondajes Profundidaddesondajes
7/23/2019 ExploracionSuelos
50/65
197 198
Profundidaddesondajes
199
Profundidaddesondajes
200
Profundidaddesondajes Profundidaddesondajes
7/23/2019 ExploracionSuelos
51/65
201 202
Profundidaddesondajes
203 204
7/23/2019 ExploracionSuelos
52/65
205
Nmeroyespaciamientoentresondeos
207
Nmeroyespaciamientoentresondeos
208
Nmeroyespaciamientoentresondeos Nmerodesondajes
7/23/2019 ExploracionSuelos
53/65
209 210
Nmerodesondajes
211
Nmerodesondajes
212
Ubicacindesondajes
Ubicacindesondajes
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sondajes
213 214
Determinacindelaspropiedadesdelsuelo
enel
campo
8.ELINFORMEDELEMS
215
Resumendelascondicionesdecimentacin
De acuerdo con la Norma Tcnica de Edificaciones E-050 Suelos y
Cimentaciones, la siguiente informacin deber transcribirse en los planos de
cimentacin. Esta informacin no es limitativa, y deber cumplirse con todo lo
especificado en el presente Estudio de Suelos y en el Reglamento Nacional de
Construcciones.
216
Tipo de Cimentacin:Estrato de apoyo de la cimentacin
Parmetros de Diseo de la Cimentacin:
Profundidad de Cimentacin:
Presin Admisible:
Factor de Seguridad por Corte (esttico, dinmico):
Asentamiento Diferencial Mximo Aceptable:
Agresividad del Suelo a la Cimentacin:Recomendaciones Adicionales:
ResumendelascondicionesdecimentacinTipodeCimentacin:Alternativa1:zapatasaisladasocontinuas,deconcretoarmado.Alternativa 2: platea de cimentacin con vigas de concreto armado
Ejemplo:SismicidadEnelpresentecasoparadeterminarlasismicidaddellugarsehananalizadolasaceleracionesprocedentesdelosmapasde
7/23/2019 ExploracionSuelos
55/65
217
Alternativa2:plateadecimentacinconvigasdeconcretoarmado.
Estratodeapoyodelacimentacin:Gravaarenosamedianamentedensa
ParmetrosdeDiseodelaCimentacin:
ProfundidaddeCimentacin:Alternativa 1:1.50mohastapenetrar0.20menlagravaarenosa.Alternativa 2:Plateasobreunrellenocontroladode0.45myconvigas (perimetraleseinteriores) de 0.70mdeperalte.
PresinAdmisible:Alternativa1: 5.00kg/cm Alternativa2: 1.20kg/cm
FactordeSeguridadporCorte(esttico,dinmico):Mayora3y2,50
AsentamientoDiferencialMximoAceptable:0.80cm
AgresividaddelSueloalaCimentacin:Nodetectada
RecomendacionesAdicionales: Nodebecimentarsesobreturba,sueloorgnico,tierravegetal,desmonte,rellenosanitarioorellenoartificialyestosmaterialesinadecuadosdebernserremovidosensutotalidad,antesdeconstruirlaedificacinyserremplazadosconmaterialesadecuadosdebidamentecompactados.
p paceleracionesmximasenlarocaparaperodosderecurrenciassmicade30,50y100aospropuestasporCasaverdeyVargas
(1980)losqueindicanqueelterrenoestudiadoseencuentraenunazonadesismicidadmuyalta.
DeacuerdoalReglamentoNacionaldeConstrucciones,NormasTcnicadeEdificacinE.030 DiseoSismorresistente, elreaestudiadatienelassiguientescaractersticas:
218
Parmetro ValorTipodesuelo S1Perodo(Tp) 0.4Amplificacindelaaccinssmica(S)
1.00
12.2PlanosyPerfilesdeSuelos12.2.aPlanodeUbicacindelProgramade
Exploracin
Planotopogrficooplanimtrico (verelArtculo9
(9.1))delterreno,relacionadoaunabasedereferenciaymostrandolaubicacinfsicadelacota(oBM)dereferenciautilizada. EnelplanodeubicacinseemplearlanomenclaturaindicadaenlaTablaN 7.
219
TablaN7.Tcnicasdeinvestigacin
220
TCNICADEINVESTIGACIN
SMBOLO
PozooCalicata C nPerforacin P n
Trinchera T n
Auscultacin A n
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Diseodecimentaciones
1 Anlisis de las condiciones de cimentacin
Determinacindelaspropiedadesdelsuelo
7/23/2019 ExploracionSuelos
57/65
1. Anlisisdelascondicionesdecimentacin.
2. Cimentacionessuperficiales.
3. Cimentacionesprofundas.4. Problemasespecialesdecimentacin.
225
1.ANLISISDELASCONDICIONES
DECIMENTACIN.
Diseode
cimentaciones
enelcampo
NTEE050suelosycimentaciones(2006)3.ANLISISDELASCONDICIONESDE
CIMENTACIN13.Cargasautilizar14.Asentamientotolerable
15.Capacidaddecarga16.Factordeseguridadfrenteaunafallaporcorte17.Presinadmisible
227
FiguraN 5.Asentamientodiferencial
228
TablaN 8.Distorsinangular=
=/L DESCRIPCIN Determinacindelaspropiedadesdelsuelo
7/23/2019 ExploracionSuelos
58/65
1/150 Lmite en el que se debe esperar dao estructural en edificios
convencionales.
1/250 Lmite en que la prdida de verticalidad de edificios altos yrgidos puede ser visible.
1/300 Lmite en que se debe esperar dificultades con puentes gras.
1/300 Lmite en que se debe esperar las primeras grietas en paredes.
1/500 Lmite seguro para edificios en los que no se permiten grietas.
1/500 Lmite para cimentaciones rgidas circulares o para anillos de
cimentacin de estructuras rgidas, altas y esbeltas.
1/650 Lmite para edificios rgidos de concreto cimentados sobre un
solado con espesor aproximado de 1.20 m.
1/750 Lmite donde se esperan dificultades en maquinaria sensible a
asentamientos.
229
2.CIMENTACIONES
SUPERFICIALES.
Diseode
cimentaciones
enelcampo
NTEE050suelosycimentaciones(2006)4.CIMENTACIONESSUPERFICIALES
18.Definicin19.Profundidaddecimentacin20.Presinadmisible
21.Cimentacinsobrerellenos22.Cargasexcntricas23.Cargasinclinadas24.Cimentacionessuperficialesentaludes
231
Ejemplo:Profundidaddecimentacin
Teniendoencuentalascaractersticasdelasestructurasyelperfildelsueloencontrado,serecomiendaemplearunaprofundidaddecimentacingenricade1.40mconrespectoalasuperficienaturaldelterrenooelniveldelpisoterminadodelstano,paraproporcionaralacimentacinun
confinamientoadecuado;sialllegaraesaprofundidadnosehapenetrado0.30menlagravaarenosamedianamentedensa,secontinuarexcavandohastapenetrar0.30menella.Enestecasoladiferenciadeniveles,entreelniveldecimentacinpropuesto(1.40m)yelnivelfinaldelaexcavacinparapenetrar0.30menlagravaarenosamedianamentedensa,serrellenadoconconcretociclpeoenproporcin1:10(cemento:hormign)conunfcmnimo
de
80
kg/cm
2
con
adicin
de
piedra
grande
de
3
a
8,
representandostaunmximode30%delvolumentotaldelamezcla.
232
20.Presinadmisible
SedeterminasegnloindicadoenelCaptulo3.
FiguraN 6.CimientosCargados
7/23/2019 ExploracionSuelos
59/65
g p
233
CargadosExcntricamenteRef.:NAVFACDM7
234
23.Cargasinclinadas
Lacargainclinadamodificalaconfiguracindelasuperficiedefalla,porloquelaecuacindecapacidaddecargadebersercalculadatomando
encuentasuefecto.
235
ResumenSUELOCOHESIVO(presinadmisiblecontroladaporcorte)
SUELOGRANULAR(presinadmisiblecontroladaporasentamiento)
236
1
ca c c
q s i cNFS
1.4
0.75
0.00375 T F NF
Nq f f
B
Ejemplo:Presinadmisibleengrava
Lossuelosexistentesdentrodelaprofundidadactivad l i t i l E t l l
Ejemplo:Presinadmisibleengrava
1.4
0 00375N
f f
7/23/2019 ExploracionSuelos
60/65
delacimentacinsongranulares.Enestossueloslapresinadmisibleseencuentracontrolada
normalmenteporasentamientosyesfuncindelanchodelazapata,delasentamientomximopermisibleydelnmerodegolpesporpieobtenidoenelensayoestndardepenetracin.Elvalorpromedioestimadodelensayodepenetracinestndar(S.P.T.)dentrodelaprofundidadactivaZIesdeN=40.Ladistorsinangularmximapermisibleeneltipodeestructuraspropuestases1/500.ElvalordepresinadmisiblesecalcularempleandoelmtodopropuestoporTerzaghi,Peck,yMesri,G.yestdadapor:
237
Para:
N 40(yacorregido)B 2.00mt 10.7(seconsideraunadistanciamximaentrecolumnasde
4myunadistorsinangularde1/500, dif=4,000/500=8mm. Terzaghiindicaquelarelacinentreelasentamientototaldeunazapatayeldiferencialconelresto,sisediseaconelqadelazapatamayoresde4/3,luego, t=8/0.75=10.67mm)
fNF
1(noseprevvariacindelnivelfretico)fF 1(zapatacuadrada)Entonces,lapresinadmisibleresultaser:qa=4.00kg/cm
2(sale4.16)238
0.750.00375
T F NF
q f fB
Ejemplo:Presinadmisibleengrava(FSporcorte)
Lacapacidaddecargadeunazapatacimentadasobresuelogranularestdadaporqd = 1DfNq + 0,42B NParaN=40elngulodefriccininterna(')resultaser
iguala:43 paracargasdegravedady41 duranteunsismoylosfactoresdecapacidaddecargaresultanser:
Remplazando:Df : 1.30m
1
: 1.85gr/cm3
2 : 2.31gr/cm3
239
Cargasdegravedad CargasdinmicasNq 96.4 72.1N 165.0 110.1
Ejemplo:Presinadmisibleengrava(corte)
Seobtiene(qdenkg/cmparaBenm):qdesttico = 23.2 + 19.1B
qddinmico = 17.3 + 12.7B
Enestasexpresionesseobservaqueqdesmayorque23.2y
17.3kg/cm(casosestticoydinmicorespectivamente). Comparandoestosvaloresconlapresinadmisibleporasentamiento,podemosconcluirquesilaszapatassedimensionandeacuerdoalapresinadmisibleporasentamiento,losfactoresdeseguridadsatisfacenlasexigenciasdelaNTEE.050,desermayorque3paracargasestticasy2.5durantelaaccindeunsismo.Porlotanto,lapresinadmisible(estticaydinmica)seencuentracontroladaporasentamientosyes:qa=4.00kg/cm
2
240
Resumendelascondicionesdecimentacin
TipodeCimentacin: Zapatasaisladasocontinuas,deconcretoarmado.
Estrato de apoyo de la cimentacin: Grava arenosa medianamente densaDeterminacindelaspropiedadesdelsuelo
l
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241
Estratodeapoyodelacimentacin:Gravaarenosamedianamentedensa
ParmetrosdeDiseodelaCimentacin:
ProfundidaddeCimentacin:1.30mohastapenetrar0.30menlagravaarenosa.PresinAdmisible:4.00kg/cm
FactordeSeguridadporCorte(esttico,dinmico):Mayora3y2,50
AsentamientoDiferencialMximoAceptable:0.80cm
AgresividaddelSueloalaCimentacin:Nodetectada
RecomendacionesAdicionales: Nodebecimentarsesobreturba,sueloorgnico,tierravegetal,desmonte,rellenosanitarioorellenoartificialyestosmaterialesinadecuadosdebernserremovidosensutotalidad,antesdeconstruirlaedificacinyser
remplazadosconmaterialesadecuadosdebidamentecompactados.
3.CIMENTACIONES
PROFUNDAS.
Diseo
de
cimentaciones
enelcampo
NTEE050suelosycimentaciones(2006)5.CIMENTACIONESPROFUNDAS
25.Definicin26.Cimentacinporpilotes27.Cimentacinporpilares
28.Cajones
de
cimentacin
243
4.PROBLEMASESPECIALESDECIMENTACIN.
Diseodecimentaciones
Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo
NTEE050suelosycimentaciones(2006)6.PROBLEMASESPECIALESDE
CIMENTACIN29 S l l bl
29.Sueloscolapsables
7/23/2019 ExploracionSuelos
62/65
29.Sueloscolapsables
30.Ataque
qumico
por
suelos
y
aguas
subterrneas31.Suelosexpansivos32.Licuacindesuelos33.Sostenimientodeexcavaciones
245 246
Figura7.Criteriosdelpotencialdecolapso
247
Ejemplo:Agresividaddelsuelo
Muestra Profundidad,m Sulfatos
(ppm)Cloruros
(ppm)Sales(ppm)
C1 1.001.20 300 364 1,808
C2 1.001.20 322 373 1,709
C3 1.001.20 659 506 2,294
C4 1.001.20 435 569 2,208
C5 1.201.40 360 410 1,863
C6 2.302.50 720 170 1,385
C8 1.001.20 80 25 319
248
Figura8.Clasificacindecambiodepotencialdevolumenparasuelosarcillosos
Tabla10.Clasificacindesuelosexpansivos
7/23/2019 ExploracionSuelos
63/65
249
Potencial
deexpansin
%
Expansinenconsolidmetro,bajo
presinvertical
de
7
kPa (0.07kgf/cm2)%
ndicede
plasticidad
Porcentajede
partculasmenoresque
dosmicras
Muyalto >30 >32 >37Alto 20 30 23 45 18 37
Medio 10 20 12 34 12 27Bajo
7/23/2019 ExploracionSuelos
64/65
Figura11.Elevacintpicadecalzadura
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257