Como Hacer Una Exploración Geotécnica
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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.
Exploración geotécnica
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
Exploración geotécnica
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
Exploración geotécnica
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 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
Exploración geotécnica > Exploración Indirecta > Recopilación de la información
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
Sismo detectores o geófonos
Exploración geotécnica > Exploración Indirecta > Estudios Geofísicos > Refracción Sísmica
Sismógrafo
Exploración geotécnica > Exploración Indirecta > Estudios Geofísicos > Refracción Sísmica
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.
Exploración geotécnica > Exploración Indirecta > Estudios Geofísicos > Resistividad Eléctrica
Arreglos comúnmente usados
Exploración geotécnica > Exploración Indirecta > Estudios Geofísicos > Resistividad Eléctrica
Resistividades de los materiales que
constituyen el subsuelo
Exploración geotécnica > Exploración Indirecta > Estudios Geofísicos > Resistividad Eléctrica
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 )
Exploración geotécnica > Exploración Indirecta > Estudios Geofísicos > Resistividad Eléctrica
SECCIÓN INTEGRADA
SECCIÓN GEOELÉCTRICA
Exploración geotécnica > Exploración Indirecta > Estudios Geofísicos > Resistividad Eléctrica
Equipo utilizado
Exploración geotécnica > Exploración Indirecta > Estudios Geofísicos > Resistividad Eléctrica
Ejecución
Exploración geotécnica > Exploración Indirecta > Estudios Geofísicos > Resistividad Eléctrica
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
Anomalías asociadas a tanques e
instalaciones
Exploración geotécnica > Exploración Indirecta > Estudios Geofísicos > Georadar
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
Equipo y ejecución
Exploración geotécnica > Exploración Indirecta > Estudios Geofísicos > Cross-Hole
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
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 Indirecta > Estudios Geofísicos > Down-Hole
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
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.
Exploración geotécnica > Exploración Directa > SPT
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
Exploración geotécnica > Exploración Directa > SPT
Explo
ració
n g
eoté
cnic
a >
Explo
ració
n D
irecta
> S
PT
Exploración geotécnica > Exploración Directa > SPT
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
Exploración geotécnica > Exploración Directa > SPT
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
Exploración geotécnica > Exploración Directa > Cono Dinámico
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
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
Exploración geotécnica > Exploración Directa > Cono eléctrico
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.
Exploración geotécnica > Exploración Directa > Cono eléctrico
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
Exploración geotécnica > Exploración Directa > Cono eléctrico
Exploración geotécnica > Exploración Directa > Cono eléctrico
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
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
Exploración geotécnica > Pruebas de Campo
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
Exploración geotécnica > Pruebas de Campo
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.
Exploración geotécnica > Pruebas de Campo > Muestreo inalterado de suelos blandos > Tubos de
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
Exploración geotécnica > Pruebas de Campo > Muestreo inalterado de suelos blandos > Tubos de
pared delgada
Exploración geotécnica > Pruebas de Campo > Muestreo inalterado de suelos blandos > Tubos de
pared delgada
Tubo de pared delgada
(Shelby)
Exploración geotécnica > Pruebas de Campo > Muestreo inalterado de suelos blandos > Tubos de
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
Exploración geotécnica > Pruebas de Campo > Muestreo inalterado de suelos duros > Tubos de
pared delgada dentado
Muestreo en campo
Exploración geotécnica > Pruebas de Campo > Muestreo inalterado de suelos duros > Tubos de
pared delgada dentado
Exploración geotécnica > Pruebas de Campo > Muestreo inalterado de suelos duros > Tubos de
pared delgada dentado
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.
Exploración geotécnica > Pruebas de Campo > Muestreo inalterado de suelos duros > Barril
Denison
Muestreador
denison
Tipos de broca Denison
Ajuste del muestreador
Denison
Exploración geotécnica > Pruebas de Campo > Muestreo inalterado de suelos duros > Barril
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
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
DILATÓMETRO DE MARCHETTI
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
Exploración geotécnica > Exploración Directa > DMT
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.
Exploración geotécnica > Exploración Directa > DMT
CONTROL DE LA EXPANSIÓN
La membrana se debe
hinchar con nitrógeno a
presión y desplazar
horizontalmente 1.1 ±
0.02 mm.
Exploración geotécnica > Exploración Directa > DMT
DILATÓMETRO DE MARCHETTI
Control de la expansión de la membrana
Exploración geotécnica > Exploración Directa > DMT
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.
Exploración geotécnica > Exploración Directa > PMT
Exploración geotécnica > Exploración Directa > PMT
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
Exploración geotécnica > Exploración Directa > PMT
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
Exploración 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.
Exploración geotécnica > Exploración Directa > VST
Exploración geotécnica > Exploración Directa > VST
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.
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.
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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
CELDAS PIEZOMÉTRICAS
Utilizadas para determinar la
presión de poro en capas
permeables del subsuelo.
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Esquema
gráfico de
su uso y
resultados
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