mecanica de suelos

INDICE

INTRODUCCION…………………………………………………………………………3CAPITULO IINSITU APLICACIONES…………………………………………………………………4

CAPITULO II2.1.-SONDEOS MECANICOS EN LOS SUELOS……….……………………………5

2.-2.-TIPOS DE SONDEOS MECÁNICOS……………………………………………..5

2.2.1.- MÉTODOS DE EXPLORACIÓN DE CARÁCTER PRELIMINAR……….5

2.2.2.- MÉTODOS DE SONDEO DEFINITIVO…………………………………….7

2.2.3.- MÉTODOS GEOFÍSICOS…………………………………………………….8

2.3.-SISTEMAS DE SONDEOS MECÁNICOS………………………………..………8

2.4.-ENSAYO DE SONDEO DE MECANICO………………………………………….9

2.4.1.-PROCEDIMIENTO……………………………………………………………11

2.4.2.- EXTRACCIÓN DE MUESTRAS INALTERADAS………..………………12

2.5.-ENSAYOS DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR…………………………………..14

2.5.1.-OBJETIVOS DE LA PRUEBA………………………………………………15

2.5.2.-EQUIPOS………………………………………………………………………15

2.5.3.-PROCEDIMEINTO DE ENSAYO…………...…….…..…………………….17

2.5.4.-RESULATADO DEL STP Y LA RESISTENCIA A LA COMPRENSION

SIMPLE DADA EN LA TABLA SIGUINTE……………………………….….……18

2.6.-ENSAYO PRESIOMETRICO…………………….……………………………….18

2.6.1.-PRESIÓMETRO MENARD: CÁLCULO DEL ASIENTO…………………21

1

FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

2.6.2.-PRESIÓMETRO MENARD: CÁLCULO DE LA CARGA ADMISIBLE....23

2.7.-ENSAYO EN MOLINETE………………………………………………………….26

2.7.1.-GEOMETRÍA DE LA VELETA DE CAMPO (SEGÚN LA ASTM, 1992)..26

2 . 7 . 2 . - E Q U I P O … … … … . … … … … … … . … … … … … … … … … … 2 7

2 . 7 . 3 . - P R O C E D I M I E N T O … … … . . … … … . … … … … … … … … … 2 8

2.8.-ENSAYO DE PENETRACION ESTATICA………………………………….….30

2.9-ENSAYO DE PENETRACION DINAMICA…………………………..…………..32

2.9.1.-PENETROMETRO……………………………………………………………32

2.9.3.- ENSAYO DE GOLPEO Y PENETRACION…………………..…..………34

2.9.4.- TIPOS DE PENETROMETROS DINAMICOS…………………….……..35

2.10.-ENSAYO CBR……………………………………………………………………38

2.10.1.-MOLDEANDO LAS MUESTRAS……………………………………….39

2.10.2.-CÁLCULOS………………………………………………….…………….40

2.11.-ENSAYOS DE COMPACTACION………………………….…………………..42

2.11.1.-EQUIPO…………………………………………………..…………………42

2.11.2.-TÉCNICA DEL ENSAYO………………………………………………….43

2.11.3.-CÁLCULOS………………………..……………………………………….44

2.12.- TOMA DE MUESTRAS…………………………………………………………47

2.12.1.- OBTENCIÓN DE MUESTRAS………………………………………….47

CONCLUSIONES………………………………………………………………………57

BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………………………58

MECANICA DE SUELOS I

2


INTRODUCCION

Las calicatas se conocen de igual forma como catas, y se utilizan como técnicas

que nos permiten la observación directa de un terreno a cierta profundidad. Se

caracterizan por ser excavaciones de una profundidad pequeña estas

generalmente se hacen con pala retroexcavadora esto facilita la inspección del

suelo. Dicho método proporciona una información completa, especialmente en

suelos con grava.

A continuación explicaremos los diferentes tipos de ensayos que se hacen en los

suelos para saber su composición y su procedimiento de trabajo.


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CAPITULO I

INSITU CALICATAS APLICACIONES

1.-DEFINICION

Las calicatas permiten la inspección directa del suelo que se desea estudiar y por lo tanto, es el método de exploración que normalmente entrega la información más confiable y completa. En suelos con grava, la calicata es el único medio de exploración que puede entregar información confiable y es un medio muy efectivo para exploración y muestreo de suelos de fundación y materiales de construcción a un costo relativamente bajo.

Es necesario registrar la ubicación y elevación de cada pozo, los que son numerados según la ubicación. Si un pozo programado no se ejecuta, es preferible mantener el número del pozo en el registro como "no realizado" en vez de volver a usar el número en otro lugar, para eliminar confusiones. La profundidad está determinada por las exigencias de la investigación pero es dada, generalmente, por el nivel freático.

La sección mínima recomendada es de 0,80 m por 1,00 m, a fin de permitir una adecuada inspección de las paredes. El material excavado deberá depositarse en la superficie en forma ordenada separado de acuerdo a la profundidad y horizonte correspondiente. Debe desecharse todo el material contaminado con suelos de estratos diferentes. Se dejarán plataformas o escalones de 0,30 a 0,40 metros al cambio de estrato, reduciéndose la excavación. Esto permite una superficie para efectuar la determinación de la densidad del terreno. Se deberá dejar al menos una de las paredes lo menos remoldeada y contaminada posible, de modo que representen fielmente el perfil estratigráfico del pozo. En cada calicata se deberá realizar una descripción visual o registro de estratigrafía comprometida.

A cada calicata se le deberá realizar un registro adecuado que pasará a formar parte del informe respectivo. La descripción visual de los diferentes estratos se presentará en el formato de la figura 5.1 y deberá contener, como mínimo, toda la información que allí se solicita.


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CAPITULO II

TIPOS DE ENSAYO

2.-1.-SONDEOS MECÁNICOS EN LOS SUELOS

Este método de exploración debe usarse en aquelllos casos en q ue el

reconocimiento del perfil estratigráfico necesario que se debería estudiar, no

pueda ser realizado mediante calicatas, ya sea porque se requiere reconocer el

perfil en una profundidad importante, o bine por presencia de agua.

Los suelos finos, exentos de gravas, pueden ser bien estudiados mediante

sondeo. La información que puede obtenerse de sondeos

efectuados en suelos con gravas es generalmente incompleta y deficiente,

pero en determinados casos resulta ser la única posible de realizar Dejando

aparte los sondeos manuales con barrena o cuchara, los sondeos mecánicos se

plantean para los siguientes requerimientos:.

Reconocer el terreno bajo el nivel freático.

Atravesar capas rocosas o de suelo muy resistente.

2.-2.-TIPOS DE SONDEOS MECÁNICOS

2.2.1.- MÉTODOS DE EXPLORACIÓN DE CARÁCTER PRELIMINAR.

Cuando este método sea practicable debe considerársele como el más satisfactorio para conocer las condiciones del subsuelo, ya que consiste en excavar un pozo de dimensiones suficientes para que un técnico pueda directamente bajar y examinar los diferentes estratos de suelo en su estado natural, así como darse cuenta de las condiciones precisas referentes al agua contenida en el suelo.En estos pozos se pueden tomar muestras alteradas o inalteradas de los diferentes estratos que se hayan encontrado.

Perforaciones con posteadora, barrenos helicoidales o métodos similares:


http://es.wikipedia.org/wiki/Nivel_fre%C3%A1tico

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En estos sondeos exploratorios la muestra de suelo obtenida es completamente alterada, pero suele ser representativa del suelo en lo referente a contenido de agua, por lo menos en suelo muy plástico.Los barrenos helicoidales pueden ser de diferentes tipos no sólo dependiendo del suelo por atacar. Un factor importante es el paso de la hélice que debe ser muy cerrado para suelos arenosos y mucho más abierto para el muestreo en suelos plásticos.Posiblemente más usadas que los barrenos son las posteadoras a las que se hace penetrar en el terreno ejerciendo un giro sobre el mineral adaptado al extremo superior de la tubería de perforación. Las herramientas se conectan al extremo de una tubería de perforación, formada por secciones de igual longitud, que se van añadiendo según aumenta la profundidad del sondeo. Las muestras de cuchara son generalmente más alteradas todavía que las obtenidas con barrenos helicoidales y posteadoras; la razón es el efecto del agua que entra en la cuchara junto con el suelo, formando en el interior una seudosuspensión parcial del mismo. Las muestras son apropiadas solamente para pruebas de clasificación y, en general, para aquellas pruebas que no requieran muestra inalterada.

Métodos de lavado:

Este método constituye un procedimiento económico y rápido para conocer aproximadamente la estratigrafía del subsuelo. El método se usa también en ocasiones como auxiliar de avance rápido en otros métodos de exploración. Las muestras obtenidas en lavado son tan alteradas que prácticamente no deben ser consideradas como suficientemente representativas para realizar ninguna prueba de laboratorio.

Métodos de penetración estándar:

Este procedimiento es, entre todos los exploratorios preliminares, quizá el que rinde mejores resultados en la práctica y proporciona más útil información en torno al subsuelo y no sólo en lo referente a descripción.En suelos puramente friccionantes la prueba permite conocer la compacidad de los mantos que es la característica fundamental respecto a su comportamiento mecánico. En suelos plásticos la prueba permite adquirir una idea, si bien tosca, de la resistencia a la compresión simple. Además el método lleva implícito un muestreo, que proporciona muestras alteradas representativas del suelo en estudio.

Método de penetración cónica:

Estos métodos consisten en hacer penetrar una punta cónica en el suelo y medir la resistencia que el suelo ofrece. Existen diversos tipos de conos.


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Dependiendo del procedimiento para hincar los conos en el terreno, estos métodos se dividen en estáticos y dinámicos. En los primeros la herramienta se hinca a presión, medida en la superficie con un gato apropiado; en los segundos el hincado se logra a golpes dados con un peso que cae.En la prueba dinámica puede usarse un penetrómetro atornillando al extremo de la tubería de perforación, que se golpea en su parte superior de un modo análogo al descrito para la prueba de penetración estándar. A modo de resumen podría decirse que las pruebas de penetración cónica, estática o dinámica, son útiles en zonas cuya estratigrafía sea ya ampliamente conocida a priori y cuando se desee simplemente obtener información de sus características en un lugar específico; pero son pruebas de muy problemática interpretación en lugares no explorados a fondo previamente.

Perforaciones en boleos y gravas (con barretones, etc.):

Con frecuencia es necesario atravesar durante las perforaciones estratos de boleos o gravas que presentan grandes dificultades para ser perforados con las herramientas hasta aquí descritas. En estos casos se hace necesario el empleo de herramientas de mayor peso, del tipo de barretones con taladros de acero duro, que se suspenden y dejan caer sobre el estrato en cuestión, manejándolos con cables. En ocasiones se ha recurrido, inclusive, al uso localizado de explosivos para romper la resistencia de un obstáculo que aparezca en el sondeo.

2.2.2.- MÉTODOS DE SONDEO DEFINITIVO

a) Métodos con tubo de pared delgada:Este tipo de muestreadores no es recomendable para suelos muy blandos, con alto contenido de agua y arenas, ya que en ocasiones no logran extraer la muestra, saliendo a la superficie sin ella.

b) Métodos rotatorios para roca:

Cuando un sondeo alcanza una capa de roca más o menos firme o cuando

en el curso de la perforación las herramientas hasta aquí descritas tropiezan

con un bloque grande de naturaleza rocosa, no es posible lograr penetración

con los métodos estudiados y ha de recurrirse a un procedimiento diferente.

Al empleo de máquinas perforadoras a rotación, con broca de diamantes o

del tipo cáliz.


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2.2.3.- MÉTODOS GEOFÍSICOS

a) Sísmico:Este procedimiento se funda en la diferente velocidad de propagación de las ondas vibratorias de tipo sísmico a través de diferentes medios materiales. Las mediciones realizadas sobre diversos medios permiten establecer que esa velocidad de propagación varía entre 150 y 2,500 m/seg en suelos, correspondiendo los valores mayores a mantos de grava muy compactos y las menores a arenas sueltas.

b) De resistencia eléctrica:

Este método se basa en el hecho de que los suelos, dependiendo de su naturaleza, presentan una mayor o menor resistividad eléctrica cuando una corriente es inducida a su través.

c) Magnético y gravimétrico:

El trabajo de campo correspondiente a estos métodos de exploración es similar, distinguiéndose en el aparato usado. En el método magnético se usa un magnetómetro, que mide la componente vertical del campo magnético terrestre en la zona considerada, en varias estaciones próximas entre sí. En los métodos gravimétricos se mide la aceleración del campo gravitacional en diversos puntos de la zona a explorar. Valores de dicha aceleración ligeramente más altos que el normal de la zona indicarán la presencia de masas duras de roca; lo contrario será índice de la presencia de masas ligeras o cavernas y oquedades.

2.3.-SISTEMAS DE SONDEOS MECÁNICOS

Los sistemas de sondeo mecánico existentes son:

Sondeo a presión, con punta abierta o hueca, y maciza o cerrada. Se realiza en suelos blandos.

Sondeo a percusión o golpeo, en suelos cementados o duros. Se utiliza un trépano o una cuchara dejándola caer desde una altura suficiente. El trépano se utiliza para atravesar bolos, grava gruesa, arcilla compacta o capas delgadas de roca. El detritus se extrae mediante circulación de agua. La cuchara se utiliza en suelos arcillosos más blandos y en arenas. Es un cilindro hueco que permite la entrada de suelo. Si éste es arenoso, lleva un dispositivo que impide la caída del suelo en la extracción.


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Sondeo a rotación con barrena helicoidal, maciza o hueca. Se puede utilizar si el terreno es relativamente blando y cohesivo, y no se encuentran capas cementadas, gravas, o roca en toda la profundidad de realización del sondeo. Si se utiliza barra helicoidal hueca, es posible la toma de muestras inalteradas y la realización de ensayos "in situ" por el interior de la sonda.

Sondeo a rotación con extracción de testigo continuo, con o sin agua, mediante baterías simples o dobles que llevan en su borde inferior una corona cortadora de widia o diamante. Sirven para todo tipo de suelos o rocas, aunque pueden tener problemas de abrasión de la corona, o acodalamiento al atravesar bolos o gravas gruesas. El agua utilizada para favorecer la perforación y eliminar el detritus, puede desmenuzar suelos parcialmente cementados, rocas blandas o alteradas, y areniscas poco cementadas. Por ello conviene en estos casos la utilización de tubo o batería doble.

Sondeo mediante métodos destructivos, como trépano, martillo o tricono. Se emplean si en el desarrollo de un sondeo no interesa obtener las propiedades geotécnicas de determinadas capas duras o de material granular grueso, bien porque se conozcan suficiententemente, o por otras razones.

El método de mayor utilización en España es el del sondeo helicoidal con sonda hueca, seguido por el sondeo a rotación con extracción de testigo continuo.

Con posterioridad a la realización de un sondeo, conviene registrar la variación temporal del nivel freático, para lo que se dejará un tubo de PVC ranurado en el interior del sondeo, convenientemente tapado.

2.4.-ENSAYO DE SONDEO DE MECANICO

Los sondeos mecánicos son perforaciones de diámetros y profundidad

variables que permiten reconocer la naturaleza y localización de los diferentes

niveles geotécnicos del terreno, extraer muestras inalteradas y realizar

ensayos “in situ” a diferentes profundidades

El sondeo mecánico es la técnica fundamental en todo reconocimiento

geotécnico. Es una perforación de pequeño diámetro, generalmente entre 65 y

140 mm que permite reconocer la naturaleza y la localización de las diferentes

capas del subsuelo mediante la extracción continua de testigo de suelo o roca,

a la vez que se alterna con ensayos geotécnicos de penetración y extracción

de muestras inalteradas, en los casos en que es posible.


http://es.wikipedia.org/wiki/PVC

http://es.wikipedia.org/wiki/Espa%C3%B1a

http://es.wikipedia.org/wiki/Diamante

http://es.wikipedia.org/wiki/Widia

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Las perforaciones se realizan con una sonda de avance hidráulico montada

sobre camión o con motricidad autónoma (según las necesidades y

características del estudio) dotada de castillete o torre de sondeo y bomba de

lodos.

El testigo reconocido se aloja en un tubo testigo hueco, en cuyo extremo

inferior va enroscada una corona de widia o diamante que va realizando la

perforación.

Al extremo superior del tubo va enroscado el varillaje, generalmente de 42 o

50 mm (hueco), para permitir que pase el agua proveniente de la bomba.

Durante la ejecución del sondeo, y si el terreno no lo permite, hay que

proceder a la entubación del sondeo con la tubería de revestimiento o bien se

utilizan lodos bentoníticos que mantienen las paredes sin desmoronamientos.


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2.4.1.-PROCEDIMIENTO

Este ensayo determina la resistencia de los suelos a la penetración de un toma

muestras partido, permitiendo obtener muestras alteradas de suelo dentro de un

sondeo para su identificación, y proporcionando a su vez información sobre la

variabilidad y rigidez del suelo.

Este tipo de ensayos se realiza en el interior de sondeos, en los cuales es

necesario limpiar previamente el fondo de la perforación, manteniendo la

entubación por encima del nivel de comienzo del ensayo.

El equipo necesario para la realización de esta prueba consta de un toma

muestras

bipartido de pared gruesa de 51 mm de sección acoplado a un varillaje rígido,

en cuyo extremo se coloca la cabeza de golpe y contragolpe, sobre la que

impacta una maza de 63.5 kg en caída libre, desde una altura de 76.0 cm. Este


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equipo suele ir montado sobre el camión de sondeos, acoplado a la sonda y con

un funcionamiento automático.

En el caso de materiales granulares gruesos, el ensayo se realiza con una

“puntaza ciega” que ofrece unos valores de resistencia pero no recupera la

muestra atravesada.

En el procedimiento de realización del ensayo se distinguen dos fases. Una

primera o hinca de colocación de 15 cm, incluyendo la penetración inicial del

tomamuestras bajo su propio peso, y la segunda fase o ensayo de hinca

propiamente dicho, en la cual se anota el número de golpes necesarios para

penetrar adicionalmente 30 cm. Este número obtenido se denomina resistencia

a la penetración N. Si los 30 cm de penetración no pueden lograrse con 100

golpes, el ensayo de hinca se dará por terminado.Algunas causas que provocan

las variaciones en los resultados, o errores sistemáticos, son:

o El método de perforación.

o La limpieza en el fondo del sondeo (ausencia de desperdicios

desprendidos) antes de la ejecución del ensayo.

o El diámetro de perforación.

o Tipo de martillo, especialmente entre el tipo manual o automático.

o Fricciones de la maquinaria, barras, dureza de las mismas, etc..

o Velocidad de aplicación del golpeo, etc..

Muchos de estos factores han sido anulados o minorados por la estandarización

del método, no así otros.

2.4.2.- EXTRACCIÓN DE MUESTRAS INALTERADAS

Durante la realización del sondeo en materiales cohesivos, y a distintas cotas,

se extraen muestras representativas de este tipo con vistas a la realización de

los ensayos geotécnicos para clasificar los suelos atravesados y definir sus

propiedades de resistencia y deformabilidad.


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Fundamento teórico:

Las muestras inalteradas se pueden obtener a percusión, a presión, o a

rotación. En el primer caso, se trata de un ensayo parecido al S.P.T., con la

diferencia de que el tomamuestras empleado es de pared gruesa, de mayor

sección que el del S.P.T., diseñado especialmente para que la muestra se

recupere en el interior de un tubo de plástico que cerrado herméticamente con

tapas de goma, mantenga inalterada largo tiempo las propiedades del suelo. Al

igual que en el ensayo S.P.T., sólo se contabiliza los golpes necesarios para

penetrar 30 cm, después de haber desechado los primeros 15 cm. Al número

obtenido, se le denomina Ni , para diferenciarlo del ensayo Standard. También

se pueden obtener muestras inalteradas con el tomamuestras anterior

introducido a presión, modalidad que produce menor perturbación en la

muestra.


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2.5.-ENSAYOS DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR

El ensayo SPT (S tandard Penet ra t ion Tes t ) es p robab lemente e l más ex tend ido de los rea l i za -dos « in s i tu» . .E l ensayo no se rea l i za de fo rma independ ien te , s ino en e l fondo de un sondeo y permi te , a la vez que se mide la cons is tenc ia de l te r reno , ex t raer una mues t ra de l m ismo que no puede cons idera rse ina l te rada .

E l toma mues t ras tubu la r es muy robus to , de 51 mm de d iámet ro ex te r io r y 35 mm in te r io r , con la pun ta b ise lada . Para a t ravesa r g ravas se emp lea una pun taza c iega . E l método cons is te en a lcanzar la p ro fund idad a la que se va a rea l i za r la p rueba , de tener la en tubac ión de l sondeo, l imp ia r e l fondo y hacer descender e l toma mues t ras (cuchara SPT) med ian te e l va r i l l a je . Una vez apoyada la cuchara , se p rocede a h incar la de jando caer una maz a de 63 ,5 kg sobre la cabeza de l va r i l l a je desde una a l tu ra de 76 cm. E l resu l tado de l ensayo , e l índ ice N , e s e l n ú m e r o d e go lpes p rec isos para p ro fund izar 30 cm.


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El recuen to de go lpes se e fec túa por t ramos de 15 cm, hac iendo para e l lo pene t ra r la pun ta un to ta l de 45 cm (aunque es norma l l l egar a 60 cm) . E l p r imer t ramo (denominado «penet rac ión de as ien to») no se t iene en cuen ta ; son e l segundo (de 15 a 30cm de p ro fund idad) y e l te rcero (de 30 a 45cm) los que in te rv ienen en e l resu l tado , que se expresa c o m o s u m a d e l o s g o l p e o s e n a m b o s t r a m o s .

En caso de que se a lcancen los 50 go lpes duran te la pene t rac ión de as ien to , o b ien en cua l -qu ie ra de los dos s igu ien tes in te rva los (segundo y te rcero ) de 15 cm, se dará por f i na l i zado e l en-sayo , a l haberse ob ten ido e l denominado « rechazo» en d icha p rueba .

En la e jecuc ión de l ensayo , que por es ta r norma l i zado debe ser repe t ib le e independ ien te de l operador , hay , no obs tan te , mu l t i tud de fac to res que pueden a l te ra r su resu l tado .

2.5.1.-OBJETIVOS DE LA PRUEBA

a. Obtener la medida de la resistencia a la penetración con un muestrador en un suelo no cohesivo.

b. Tomar muestras representativas del suelo.c. Hallar correlación entre el número de golpes, N. medido y la compacidad, y la

resistencia a la comprensión simple por medio de tablas o ábacos ya existentes.


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2.5.2.-EQUIPOS

A continuación presentaremos los equipos q se utilizan en este ensayo.

Penetrometro tubo partido

Penetrometro en el barreno utilizado como camisa de revestimiento


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Muestrador de tubo partido


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2.5.3.-PROCEDIMEINTO DE ENSAYO

a. El ensayo en si consiste en iniciar el tubo partido para que penetre 30cm (1

pie) en en terreno, ayudados de un martillo de 140 libs de peso e una altura

de caída de 75cm, contabilizándose el número de golpes “N”.

b. Para efectuar la prueba el muestreador se enrosca al extremo de la tubería

de perforación y se baja hasta la profundidad donde se encuentra el manto

arena sobre el cual se va hacer la prueba. Previamente el fondo del pozo

debe haberse limpiar cuidadosamente para garantizar que el material no

este alterado.

c. Se coloca el martillo en posición guiado por la tubería de perforación,

elevándolo con un cable accionado manual o mecánicamente, el cual se

encuentra suspendido del tripoide con polea.

d. Se marca en extremo superior de la tubería de perforación en tres partes,

cada una de 15cm para la posterior observación del avance del

muestreador bajo el impacto del martillo.

e. Se deja caer el martillo sobre el cabezote de la tubería de perforación y se

contabiliza en número de golpes aplicado con la altura de caída

especificada, para cada uno de los segmentos de 15cm marcados. No se

tienen en cuenta los golpes para el primer segmento puesto que es el de

penetración inicial al terreno. S e suman los golpes aplicados inicial al

terreno. Se suman los golpes aplicados para que penetre el tubo en el

segundo y tercer segmento, obteniéndose así el valor de “N”.

f. Se lleva a la superficie el muestrador y se abre; debe registrarse la

longitudde la muestra recobrada, su peso y describir sus características en

cuanto a color, uniformidad etc.

g. Deber tener en cuenta lo siguiente:

El ensayo es aplicable solo a suelos arenosos.

Si en un manto de arena existen bajos contenido grava,

tan solo una de ellas puede invalidar el ensayo. En arenas muy finas situadas bajo el nivel freático el valor de

”N” debe corregirse pues resultaría mayor que el dado por


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una arena seca, debido a la baja permeabilidad de ésta, que

impide que el agua emigre a través de los huecos al

producirse el impacto. Empíricamente se ha encontrado que

en estos casos el valor de N puede corregirse mediante la

siguiente expresión aplicable cuando la penetración sea

mayor de 15 golpes en arenas finas y saturadas.

2.5.4.- RESULTADOS DEL SPT Y LA RESISTENCIA A LA COMPRENSIÓN

SIMPLE DADA EN LA TABLA SIGUIENTE:

N CONSISTENCIAIDENTIFICACION

EN EL CAMPOPsat

(Kn/m3)Qu

(KPA)

Menor 2 Muy blandaPenetrable

fácilmente varios centímetros con

el puño

16-19 Menor 25

2-4 BlandaPenetra

fácilmente el pulgar varios cm

16-19 25-50

4-8 Media

Se requiere un esfuerzo

moderado para penetrar varios

cm con el pulgar

17-20 50-100

8-16 RígidoSe identifica

fácilmente con el pulgar

19-22 100-200

16-32 Muy rígidoSe identifica con

una uña de pulgar 19-22 200-400

Mayor 32 DuroDifícil de rayar con una uña de

pulgar19-22 Mayor 400

2.6.-ENSAYO PRESIOMETRICO

El ensayo presiométrico permite determinar el comportamiento deformacional

del terreno sometido a unas cargas determinadas: se obtienen parámetros

geotécnicos fundamentales para el cálculo geotécnico, que se aplican a

cimentaciones directas e indirectas, estabilidad de terraplenes y aludes,


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túneles, etc.

La ventaja consiste en realizar el ensayo sobre el terreno en su estado

natural, in situ”, con una alteración mínima del suelo. Además se consigue

ensayar ambos comportamientos del terreno, elástico y plástico, por lo tanto

los resultados obtenidos permiten analizar tanto los estadoslímite de servicio

(correcto funcionamiento de la estructura) como los estados límite últimos

(rotura).

Descripción

El ensayo presiométrico consiste en aplicar una carga lateral al terreno por

medio de una sonda cilíndrica, dilatable radialmente,introducida en el terreno.

Durante la realización del ensayo, semide la deformación que se produce en la

camisa, inflada con gas:se trata un ensayo de carga deformación.

Para la realización del ensayo es necesaria una perforación previa (sondeo),

que permite poner la sonda en contacto con el terreno a ensayar.


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El equipo consta básicamente de tres componentes principales: la propia sonda

presiométrica, colocada en el sondeo, la unidad de control y lecturas, situada en

superficie y manejada por un técnico, y los elementos de conexión entre las

componentes anteriores.

En el cuerpo de la sonda presiométrica se coloca la membrana expansible, de

caucho, y el brazo captor, que mide el radio durante el ensayo. El diámetro de

la membrana expansible, en condiciones de reposo, mide 72 mm; el equipo

permite medir un incremento de diámetro máximo de 40 mm y llegar a

presiones de 200 bares. La longitud de la membrana es de 520 mm.

Los datos se visualizan en una unidad portátil de lectura y acondicionamiento,

registrándose manualmente por el técnico, o bien de forma automática

mediante un ordenador portátil. A posteriori los datos obtenidos se corrigen

considerando los efectos parásitos presentes en el ensayo.


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2.6.1.-PRESIÓMETRO MENARD: CÁLCULO DEL ASIENTO

A partir del módulo presiométrico obtenido en el ensayo presiométrico Menard se puede calcular el asiento para el incremento de presión considerado.Para ello se puede utilizar la formulación presiométrica propuesta por F. Baguelin, J.F. Jézéquel y D.H. Shields, en el libro The Pressuremeter and Foundation Engineering:

Donde:B=Ancho de la cimentaciónB0 = Ancho de referencia. Se utiliza un valor de 60 cmq = Carga neta aplicadaEd = Módulo presiométrico de consolidación. Resulta de la media armónica de los módulos presiométricos obtenidos en los diferentes ensayos realizados en el interior de los sondeos.Para su cálculo se sigue el modelo expuesto por F. Baguelin, J.F. Jézéquel y D.H. Shields, en el libro The Pressuremeter and Foundation Engineering y que se indica en la figura 1:


http://geologiaygeotecnia.wordpress.com/2013/07/05/presiometro-menard-calculo-del-asiento-2/formulaasiento/#main

http://geologiaygeotecnia.wordpress.com/2013/07/05/presiometro-menard-calculo-del-asiento-2/modeloasientopresiometro/#main

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A partir de este modelo y de acuerdo a la siguiente fórmula se calcula el módulo presiométrico de consolidación:

El módulo presiométrico E1 es el correspondiente a la profundidad de R, E2 a 2R, E3-5 a la profundidad comprendida entre 3R y 5R, E6-8 al profundidad comprendida entre 6R y 8R y E9-10 a la profundidad comprendida entre 9R y 10R.Ec = Modulo presiométrico de distorsión. Es el módulo presiométrico inmediatamente por debajo de la cota de cimentaciónλc, λd= Factor de forma de la cimentaciónα= Factor reológicoLos factores de forma, λc, λd, y el factor reológico α, se obtiene a partir de la tablas que se muestran a continuación en la figura 2.


http://geologiaygeotecnia.wordpress.com/2013/07/05/presiometro-menard-calculo-del-asiento-2/formulamoduloed/#main

http://geologiaygeotecnia.wordpress.com/2013/07/05/presiometro-menard-calculo-del-asiento-2/factoresasientopresiometro-2/#main

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Por supuesto, este modelo se utiliza en el caso de suelos heterogéneos que presentan intercalaciones de niveles con diferentes comportamiento tenso de formacional: blandones, arenas, costras carbonatadas, etc, siempre y cuando el espesor sea considerable.Al igual que en el post anterior, en la figura 3, se muestra un ejemplo práctico de cálculo de asiento para una zapata cuadrada de 2 m x2 m, empotrada en unas arcillas normalmente consolidades y con una presión de 1,5 Kg/cm2 :

2.6.2.-PRESIÓMETRO MENARD: CÁLCULO DE LA CARGA ADMISIBLE

El ensayo Presiométrico Menard es un ensayo esfuerzo-deformación que

permite obtener las características geotécnicas del suelo referidas a su

deformabilidad y resistencia (módulo presiométrico, presión de fluencia y

presión límite).

Y por lo tanto, podemos calcular la carga admisible a partir de la presión límite o (presión a la cual el terreno rompe cuando se somete a una presión radial en horizontal) y el asiento a partir del módulo presiométrico.

Además nos permite conocer la presión a la cual un suelo pasa de tener un comportamiento elástico a plástico, mediante la presión de fluencia.


http://geologiaygeotecnia.wordpress.com/2013/07/03/ensayo-presiometrico-calculo-carga-admisible-y-el-asiento/terr_equipos_menard_03/#main

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a) En que consiste el ensayoPara realizar el ensayo se introduce una sonda cilíndrica expansible, en el interior de una perforación y se aplica un campo radial de presiones contra el terreno por inyección de agua hacia la sonda mediante incrementos de presiones constantes con la ayuda de un gas comprimido, midiendo la deformación volumétrica del terreno en sentido horizontal para las presiones aplicadas.

Hay que tener en cuenta que, la presión máxima de trabajo es de 100 kg/cm2 y por lo tanto solo es aplicable a suelos. Además, para obtener buenos resultados, es muy importante realizarlo inmediatamente después de la perforación para evitar desmoronamientos y alteraciones en las paredes de la perforación, así como que el diámetro de la sonsa coincida con el de la perforación.

b) Obtención de la carga admisible del suelo (cimentaciones superficiales)Para la obtención de la carga admisible del suelo, se utiliza la siguiente expresión:

donde:

K = Es un coeficiente de empotramiento de la cimentación. Depende de la relación entre el ancho y profundidad de la cimentación y el tipo de terreno. (

Gráficas a partir de las cuales se obtiene el factor K según litología, tipología de cimentación y relación D/B (Empotramiento/Ancho cimentación) según el libro The Pressuremeter and Foundation Engineering, de F. Baguelin, J.F. Jézéquel y D.H. Shields.


http://geologiaygeotecnia.wordpress.com/2013/07/03/ensayo-presiometrico-calculo-carga-admisible-y-el-asiento/formula-presiometro/#main

http://geologiaygeotecnia.wordpress.com/?attachment_id=322#main

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Ejemplo de cálculo de la presión equivalente en función de la profundidad y presiones límite obtenidas a diferentes profundidades.

PL = Presión equivalente neta. Se calcula a partir de las presiones límite obtenidas a distintas profundidades en los diversos ensayos presiométricos y del ancho y profundidad de la cimentación. Se obtiene a partir del modelo propuesto por F. Baguelin, J.F. Jézéquel y D.H. Shields, en el libroThe Pressuremeter and Foundation Engineering (ver figura 4).Po= Es la presión natural del terreno. Si no se tienen datos, equivaldría al peso de tierras, es decir la densidad del terreno x la profundidad considerada.F = Coeficiente de seguridad. Lo habitual es aplicar un factor de seguridad de 3.

Por lo tanto, para el cálculo de la carga admisible a través del ensayo presiométrico, primero obtendríamos la presión equivalente correspondiente a las presiones límites obtenidas en la zona 3B de la figura 4 ( es decir 1,5 veces el ancho de la cimentación por encima y por debajo de la cota de cimentación), le restaríamos la presión natural. A continuación, multiplicaríamos este valor por el factor k obtenido a partir de la gráfica y le aplicaríamos el factor de seguridad correspondiente.

Lo habitual, es que no se tengan tantos datos presiométricos como para hacer la media armórica del ejemplo, en este caso, en el caso de que la zona 3B esté constituída por un suelos con similares características geotécnicas, se calcula con los valores que se tenga (es decir, si se tienen 2 PL se hace la media, y si se tiene un único valor se utiliza esté). Pero en el caso de que en la zona 3B exista un nivel de características resistentes muy diferentes (que dieran presiones límite mucho más bajas o más altas), sería conveniente realizar al menos un ensayo presiométrico en este nivel, aunque fuera en otro punto y extrapolarlo.


http://geologiaygeotecnia.wordpress.com/2013/07/03/ensayo-presiometrico-calculo-carga-admisible-y-el-asiento/calculopl-2/#main

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2.7.-ENSAYO EN MOLINETE

El ensayo de molinete (o ensayo de veleta de campo) es uno de los ensayos "in situ" llevados a cabo para realizar un reconocimiento geotécnico.

Se utiliza para la medida de la resistencia al corte sin drenaje de arcillas en profundidad.

Consiste en introducir a partir del fondo de un sondeo, una varilla que lleva en su extremo un molinete con cuatro aspas. Al llegar a la profundidad deseada, se hace girar el molinete hasta producir la rotura del suelo.

Las condiciones de carga no permiten la determinación de la deformabilidad del suelo. Únicamente se puede obtener la resistencia al corte sin drenaje suponiendo que la rotura se produce según una superficie cilíndrica que envuelve las aspas.

2.7.1.-GEOMETRÍA DE LA VELETA DE CAMPO (SEGÚN LA ASTM, 1992)

el suelo de forma cilíndrica que rodea a las paletas. Se mide el par de torsión máximo, T,aplicando que causa la falla . Note

E l e n s a y o d e c o r t e c o n v e l e t a c o n s i s t e b á s i c a m e n t e e n c o l o c a r u n a v e l e t a d e c u a t r o h o j a s d e n t r o d e l s u e l o i n a l t e r a d o , y e n g i r a r l a d e s d e l a s u p e r f i c i e p a r a d e t e r m i n a r l a f u e r z a d e t o r s i ó n n e c e s a r i a p a r a l o g r a r q u e u n a s u p e r f i c i e c i l í n d r i c a s e a c o r t a d a p o r l a v e l e t a ; c o n e s t a f u e r z a d e c o r t e s e h a l l a , e n t o n c e s , l a r e s i s t e n c i a u n i t a r i a d e d i c h a s u p e r f i c i e . E s d e i m p o r t a n c i a b á s i c a q u e l a f r i c c i ó n d e l a v a r i l l a d e l a v e l e t a y l a d e l a p a r a t o s e a n t e n i d a s e n c u e n t a p o r q u e d e o t r a m a n e r a , l a f r i c c i ó n s e r í a i n a d e c u a d a m e n t e r e g i s t r a d a c o m o r e s i s t e n c i a d e l s u e l o . L a s m e d i d a s d e f r i c c i ó n b a j o c o n d i c i o n e s q u e n o i m p l i c a n c a r g a , c o m o c u a n d o s e e m p l e a u n v á s t a g o l i s o e n l u g a r d e l a v e l e t a , o u n a v e l e t a q u e p e r m i t a a l g u n a r o t a c i ó n l i b r e d e l a v a r i l l a a n t e s d e s o m e t e r l a a c a r g a , s o n s a t i s f a c t o r i a s ú n i c a m e n t e c u a n d o e l g i r o s e a a p l i c a d o m e d i a n t e u n m o m e n t o b a l a n c e a d o q u e n o s e t r a d u z c a e n e m p u j e l a t e r a l . A m e d i d a q u e l a s f u e r z a s d e t o r s i ó n s e h a g a n m á s g r a n d e s d u r a n t e u n e n s a y o , u n e m p u j e l a t e r a l e n e l i n s t r u m e n t o s e t r a d u c i r á e n u n i n c r e m e n t o d e f r i c c i ó n n o c o n s i d e r a d o e n l a s l e c t u r a s i n i c i a l e s s i n c a r g a . N o s e r e c o m i e n d a n i n s t r u m e n t o s q u e p r o d u z c a n


http://es.wikipedia.org/wiki/Sondeo

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Resistencia_al_corte&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Reconocimiento_geot%C3%A9cnico

http://es.wikipedia.org/wiki/Ensayos_%22in_situ%22

http://es.wikipedia.org/wiki/Ensayos_%22in_situ%22

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e m p u j e l a t e r a l . L a v a r i l l a d e l a v e l e t a d e b e t e n e r s u f i c i e n t e r i g i d e z p a r a q u e n o s u f r a t o r s i ó n b a j o c o n d i c i o n e s d e c a r g a p l e n a , d e l o c o n t r a r i o , s e d e b e r á h a c e r u n a c o r r e c c i ó n a l d i b u j a r l a s c u r v a s d e M o m e n t o v s . R o t a c i ó n .

2 . 7 . 2 . - E Q U I P O

L a e s c o g e n c i a d e l t a m a ñ o d e l a v e l e t a e s t á r e l a c i o n a d a d i r e c t a m e n t e c o n l a r e s i s t e n c i a d e l s u e l o q u e s e v a a e n s a y a r ; p a r a s u e l o s m á s b l a n d o s e l d i á m e t r o d e l a v e l e t a d e b e r á s e r m a y o r .

S e p o d r á n e m p l e a r d i m e n s i o n e s d i f e r e n t e s a l a s e s p e c i f i c a d a s , ú n i c a m e n t e c o n l a a u t o r i z a c i ó n y l a r e s p o n s a b i l i d a d d e l e s p e c i a l i s t a a c a r g o . L o s b o r d e s d e l a s h o j a s d e l a v e l e t a q u e p e n e t r a n , s e d e b e r á n a f i l a r , c u i d a n d o q u e n o s e a l t e r e e l á n g u l o d e 9 0 ° c o m p r e n d i d o e n t r e e l l a s .

a ) V a r i l l a s d e e x t e n s i ó n . - L a v e l e t a s e d e b e r á o p e r a r d e s d e l a s u p e r f i c i e c o n e c t á n d o l a c o n v a r i l l a s d e t o r s i ó n , d e a c e r o . E s t a s v a r i l l a s d e b e r á n s e r d e u n d i á m e t r o t a l , q u e n o s e a e x c e d i d o s u l í m i t e e l á s t i c o c u a n d o l a v e l e t a s e a s o m e t i d a a s u c a p a c i d a d p l e n a . S i e s n e c e s a r i o d e t e r m i n a r c u r v a s d e m o m e n t o v s . r o t a c i ó n , e s e s e n c i a l c a l i b r a r l a s v a r i l l a s d e r o t a c i ó n a n t e s d e e m p l e a r l a s . L a m a g n i t u d d e l g i r o d e l a v a r i l l a ( s i l o h u b i e r a ) s e d e b e r á e s t a b l e c e r e n g r a d o s p o r m e t r o s p o r u n i d a d d e m o m e n t o . E s t a c o r r e c c i ó n s e h a c e p r o g r e s i v a m e n t e m á s i m p o r t a n t e a m e d i d a q u e a u m e n t a l a p r o f u n d i d a d ; l a c a l i b r a c i ó n s e d e b e r á e f e c t u a r p o r l o m e n o s h a s t a l a p r o f u n d i d a d m á x i m a e s p e r a d a , p a r a e l e n s a y o .

L a s v a r i l l a s d e t o r s i ó n s e d e b e r á n a j u s t a r m u y b i e n , p a r a e v i t a r c u a l q u i e r p o s i b i l i d a d q u e e l a j u s t e d e l a c o p l e , o c u r r a c u a n d o s e a p l i q u e l a r o t a c i ó n , a l e j e c u t a r e l e n s a y o . S i s e e m p l e a r e v e s t i m i e n t o p a r a l a v e l e t a , l a s v a r i l l a s d e t o r s i ó n s e d e b e r á n e q u i p a r c o n c o j i n e t e s b i e n l u b r i c a d o s e n l o s s i t i o s d o n d e e l l a s p a s e n a t r a v é s d e l m i s m o . E s t o s c o j i n e t e s d e b e r á n e s t a r p r o v i s t o s d e s e l l o s q u e e v i t e n l a e n t r a d a d e s u e l o e n e l l o s . L a s v a r i l l a s d e g i r o s e d e b e r á n g u i a r d e t a l m a n e r a , q u e s e e v i t e


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e l d e s a r r o l l o d e f r i c c i ó n e n t r e e l l a s y l a s p a r e d e s d e l r e v e s t i m i e n t o o d e l a p e r f o r a c i ó n .

b ) L a f u e r z a d e g i r o s e d e b e r á a p l i c a r a l a s v a r i l l a s , q u i e n e s , a l a v e z , l a t r a n s m i t e n a l a v e l e t a . L a p r e c i s i ó n d e l a l e c t u r a d e l g i r o d e b e r á s e r t a l , q u e n o p r o d u z c a u n a v a r i a c i ó n m a y o r d e ± 1 . 2 0 k P a ( ± 2 5 l b / p i e ² ) e n l a r e s i s t e n c i a a l c o r t e .

c ) E s p r e f e r i b l e a p l i c a r l a t o r s i ó n a l a v e l e t a m e d i a n t e u n e n g r a n a j e d e t r a n s m i s i ó n . E n a u s e n c i a d e é s t e , s e p u e d e a p l i c a r d i r e c t a m e n t e e l g i r o m e d i a n t e u n a l l a v e d e t o r s i ó n o a l g o e q u i v a l e n t e , c o n s u c o r r e s p o n d i e n t e d i s p o s i t i v o d e m e d i c i ó n . L a d u r a c i ó n d e l e n s a y o s e d e b e r á c o n t r o l a r d e a c u e r d o c o n l a s e x i g e n c i a s i n d i c a d a s e n l a S e c c i ó n

7 . 2 . 3 . - P R O C E D I M I E N T O

a ) C u a n d o s e e m p l e e r e v e s t i m i e n t o p a r a l a v e l e t a , s e d e b e r á a v a n z a r c o n e l l a h a s t a u n a p r o f u n d i d a d n o m e n o r d e c i n c o v e c e s e l d i á m e t r o d e l r e v e s t i m i e n t o , p o r e n c i m a d e l a p r o f u n d i d a d d e s e a d a p a r a l a p u n t a d e l a v e l e t a . C u a n d o n o s e u t i l i c e r e v e s t i m i e n t o , s e d e b e r á s u s p e n d e r l a p e r f o r a c i ó n a u n a p r o f u n d i d a d t a l q u e l a p u n t a d e l a v e l e t a p u e d a p e n e t r a r d e n t r o d e l s u e l o i n a l t e r a d o ,

b ) S e d e b e r á p e n e t r a r l a v e l e t a d e s d e e l f o n d o d e l a g u j e r o o d e s u r e v e s t i m i e n t o , m e d i a n t e u n e m p u j e s i m p l e , h a s t a l a p r o f u n d i d a d a l a c u a l s e v a a e f e c t u a r e l e n s a y o , c u i d a n d o q u e n o s e a p l i q u e t o r s i ó n d u r a n t e d i c h o e m p u j e .

c ) C o n l a v e l e t a e n p o s i c i ó n , s e d e b e r á a p l i c a r e l g i r o a u n a v e l o c i d a d q u e n o e x c e d a d e 0 . 1 ° / s e g u n d o . G e n e r a l m e n t e s e r e q u i e r e n p a r a l a f a l l a , e n t r e 2 y 5 m i n u t o s , e x c e p t o e n a r c i l l a s m u y b l a n d a s e n l a s c u a l e s e l t i e m p o d e f a l l a p u e d e e l e v a r s e a 1 0 ó 1 5 m i n u t o s . E n m a t e r i a l e s m á s d u r o s , q u e a l c a n z a n l a f a l l a c o n u n a d e f o r m a c i ó n p e q u e ñ a , s e p u e d e r e d u c i r l a r a t a d e l d e s p l a z a m i e n t o a n g u l a r d e t a l m a n e r a q u e s e p u e d a o b t e n e r u n a d e t e r m i n a c i ó n a p r e c i a b l e d e l a s


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p r o p i e d a d e s e s f u e r z o - d e f o r m a c i ó n . D u r a n t e l a r o t a c i ó n d e l a v e l e t a , s e d e b e r á m a n t e n e r é s t a a u n a a l t u r a f i j a . S e d e b e r á r e g i s t r a r e l m o m e n t o m á x i m o . C o n a p a r a t o s d e t r a n s m i s i ó n , e s a c o n s e j a b l e a n o t a r l o s v a l o r e s i n t e r m e d i o s d e l m o m e n t o o b t e n i d o e n e s e i n s t a n t e , a i n t e r v a l o s d e 1 5 s e g u n d o s o m e n o r e s , s i e s r e q u e r i d o .

d ) D e s p u é s d e d e t e r m i n a r e l m á x i m o m o m e n t o , s e r o t a r á p i d a m e n t e l a v e l e t a u n m í n i m o d e 1 0 r e v o l u c i o n e s ; i n m e d i a t a m e n t e d e s p u é s s e d e t e r m i n a r á l a r e s i s t e n c i a r e m o l d e a d a , e n t o d o s l o s c a s o s d e n t r o d e l m i n u t o s i g u i e n t e a l r e m o l d e o .

e ) E n l o s c a s o s e n l o s c u a l e s e l s u e l o e s t é e n c o n t a c t o c o n l a v a r i l l a d e g i r o , s e d e t e r m i n a l a f r i c c i ó n e n t r e l a v a r i l l a y e l s u e l o p o r m e d i o d e e n s a y o s d e g i r o e f e c t u a d o s c o n v a r i l l a s s i m i l a r e s a p r o f u n d i d a d e s e q u i v a l e n t e s , s i n l a v e l e t a c o l o c a d a . S e d e b e e f e c t u a r e l e n s a y o d e f r i c c i ó n d e l a v a r i l l a p o r l o m e n o s u n a v e z e n c a d a s i t i o .

f ) P a r a d e t e r m i n a r l a m a g n i t u d d e l a f r i c c i ó n d e l o s c o j i n e t e s o g u í a s , e n a p a r a t o s e a n l o s c u a l e s l a v a r i l l a d e g i r o e s t é c o m p l e t a m e n t e a i s l a d a d e l s u e l o , s e d e b e r á r e a l i z a r u n e n s a y o d e f r i c c i ó n c o n u n a v a r i l l a l i s a a l m e n o s u n a v e z e n c a d a s i t i o . E n d i s p o s i t i v o s d e v e l e t a q u e f u n c i o n e n a d e c u a d a m e n t e , e s t a f r i c c i ó n d e b e r á s e r d e s p r e c i a b l e .

g ) S e d e b e r á n e f e c t u a r e n s a y o s c o n v e l e t a ú n i c a m e n t e e n s u e l o s c o h e s i v o s , i n a l t e r a d o s o r e m o l d e a d o s . N o s e d e b e n r e a l i z a r e n n i n g ú n s u e l o q u e p e r m i t a e l d r e n a j e o q u e s e d i l a t e d u r a n t e e l p e r í o d o d e l e n s a y o , c o m o e n a r e n a s o l i m o s o e n s u e l o s e n l o s c u a l e s l a v e l e t a e n c u e n t r e p i e d r a s q u e p u e d a n i n f l u i r e n l o s r e s u l t a d o s . S e r e c o m i e n d a n o h a c e r e n s a y o s d e v e l e t a c o n e s p a c i a m i e n t o s m e n o r e s d e 0 . 7 6 m e n t r e e l l o s . E s t e e s p a c i a m i e n t o s e p o d r á v a r i a r c u a n d o s e a r e q u e r i d o c o n l a a u t o r i z a c i ó n y r e s p o n s a b i l i d a d d e l e s p e c i a l i s t a a c a r g o .


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2.8.-ENSAYO DE PENETRACION ESTATICA

Estos ensayos se realizan hincando una punta cónica en el terreno a velocidad reducida, de modo que el registro de datos se produzca de manera continua. El empuje se aplica mediante un dispositivo hidráulico que requiere una reacción: bien el propio peso del vehículo sobre el que va montado, bien anclajes en el terreno. Las modalidades más extendidas en España, y en toda Europa, son el llamado «cono holandés (o CPT, Cone Penetración Test), normalizado por UNE 103804, y el piezo cono (CPTU). Este último es una variante que incluye un sensor para la evaluación de la presión intersticial generada durante la hinca, así como la evolución de su disipación cuando ésta se detiene, lo que permite caracterizar la capacidad drenante del terreno.

En el ensayo del «cono holandés» la punta, de 10 cm2 de sección y 60º de ángulo de apertura en el vértice (30º de semiángulo cónico), se hinca a una velocidad de 2 cm/s (±0,5 cm/s), a través del varillaje al que va unido. Los equipos actuales permiten que la penetración no se interrumpa, con lectura continua de la resistencia por punta y fuste, además de la determinación de la presión intersticial en el caso del piezocono. Los equipos más antiguos requieren que se interrumpa el ensayo para distinguir la resistencia por punta,q c , y el rozamiento en el fuste s .

El resultado del ensayo permite conocer la resistencia al corte sin drenaje de arcillas blandas. Suele emplearse la siguiente expresión:

Donde:

Su = Resistencia al corte sin drenaje del terreno atravesado.

N K =Factor adimensional de proporcionalidad.

qc =Resistencia unitaria por la punta al avance del cono (descontado el rozamiento en el fuste).

σ v =Presión vertical total al nivel del ensayo.


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El coeficiente N K depende del tipo de terreno, de la profundidad y de otros factores no bien de-terminados aún. Es habitual adoptar un valor N K=15, aunque en realidad dicho valor puede variar entre 5 y 20, por lo que resulta recomendable acudir a correlaciones con suelos locales suficiente-mente contrastadas, o a otras documentadas en publicaciones técnicas.

Las ventajas del ensayo son que resulta rápido y proporciona datos prácticamente continuos con la profundidad, con escasa alteración del terreno y que permite incluso obtener información acerca de la permeabilidad y capacidad drenante, si se emplea el piezocono. No obstante, su empleo puede estar limitado a terrenos que oponen poca resistencia a la penetración, capaces de proporcionar la reacción mediante anclajes.

VENTAJAS Y APLICACIONES

Determinación del perfil estratigráfico y clasificación del suelo, permitiendo la detección de intercalaciones finas con una precisión superior a la de los sondeos convencionales.

Distinguir entre penetración drenada, parcialmente drenada o no drenada. Estimación de parámetros geotécnicos. Métodos directos de cálculo

2.9-ENSAYO DE PENETRACION DINAMICA


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Consiste en una punta que es golpeada repetidamente para penetrar en el suelo

y conocer la resistencia de este penetración, dicha punta consta de un cono cuyo

ángulo suele ser de entre 60 y 90 grados que suele ser denominado puntaza. El

varillaje debe ser diámetro inferior a la base para así evitar todo lo posible el

rozamiento lateral del tren de varillas.

El golpeteo es producido por la caída guiada de una maza de peso variable

según penetrómetro que golpea la cabeza de impacta y transmite el golpe a la

punta que va atravesando el terreno según su dureza

2.9.1.-PENETROMETRO

Los penetrometros se basan en el principio físico de la conservación de la cantidad de movimiento.Se supone además que el choque de la maza con la cabeza de impacto es completamente plástico, es decir o se produce el rebote de la maza al impactar.La cantidad de movimiento de la maza es:Siendo â..2gH la velocidad en caída libre de un cuerpo, en este caso la maza.Aplicando posteriormente otro de los principios de mecánica "La diferencia de energía cinemática es igual al trabajo efectuado”. En este caso la maza pasa de poseer una energía−a potencial en el momento inicial atener energía cinemática en el momento final que e transmitirá finalmente al cono que penetración en el suelo recibiendo de este una resistencia a la penetración que deriva de este concepto.La resistencia a la penetracion del terreno será por tanto:Siendo:M: el peso de la maza en kilogramos.P: es el peso del varillaje en kilogramos.e : espacio recorrido por la puntaza entre el número de golpes dadosH : altura a la que cae la maza y golpea a la cabeza de impactoA: Área de la puntaza en cm2


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2.9.2. -PARTES DEL PENETROMETROAparatos y material necesario:

Cono : Es una pieza de acero en forma cónica con un angulo de 90º el cono o puntaza podrá ser perdido o recuperable según modelo.

Varillaje : Se denomina así a todo el conjunto de varillas de cero macizas que se utilizan para transmitir la energía−a de golpeo.

Dispositivos de golpeo: Maza : Cuerpo pesado de acero que se eleva para conseguir el golpeo. Cabeza de impacto: Cuerpo de acero que recibe el impacto de la maza

y que está unido solidariamente al varillaje. Guiadera : Como su nombre indica es un elemento que guía a la maza

en su caída. Sistema de elevaciÃ³n y escape: es el mecanismo por el cual se eleva

la maza y también se suelta. Martillo de golpeo: Dispositivo de golpeo automático en el que la

maza, la cabeza de impacto, la guiadera y el sistema de elevacion y escape están integrados en un mismo elemento. Permite izar la maza y liberarla siempre a la misma altura sin producir movimientos sobre el varillaje de forma que la cada por la guiadera sea totalmente libre y la energía a transferida a la cabeza de impacto sea siempre la misma en todos los golpes. Es el sistema que hace que exista una frecuencia de golpeo uniforme.

Guía soporte: Pieza que asegura la verticalidad y el soporte lateral en el tramo de varillaje que sobresale del suelo.

Instrumentos de medida Contador de golpes. El dispositivo de golpeo utilizado deberá disponer

de un contador de golpes automático. Escala de profundidad. Todo equipo deberá tener una referencia de

profundidad de avances que se encuentre marcada de forma indeleble. Referencia de verticalidad. Permitirá observar en grados o en tanto

por ciento la inclinaciÃ³n de la verticalidad del varillaje mediante un inclinÃ³metro.

Medidor del par. Permitirá la medida de N.m del par necesario para girar el varillaje. La exactitud de medida será comprobada periódicamente.

2.9.3.- ENSAYO DE GOLPEO Y PENETRACIONEl golpeo se efectuar con una frecuencia que dependerá del dispositivo que utilicemos, también se medirá el número de golpes Nn cada vez que el cono o puntaza recorra una distancia que viene determinada por el tipo de penetrometro.Se debe de tener precauciÃ³n extrema cada vez que se debe de añadir nuevas varillas para evitar imprimir movimientos verticales o de rotacion. Después de todo ello se debe de mirar que la verticalidad del varillaje no exceda del 5 %.Se debern anotar todas aquellas interrupciones que se prolonguen mÃ¡s de un cuarto de hora.


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Finalización de la prueba.La prueba se dará por finalizada cuando se satisfagan algunas de las siguientes condiciones.Se alcanza la profundidad previamente estipulada.Se superen el número de golpes para una distancia de penetración dadaCuando tres valores de Nn sean iguales o superiores a 75 o el valor que dependa de cada penetrometro.

2.9.4.- TIPOS DE PENETROMETROS DINAMICOS

a) El penetrometro Borro.El ensayo con dicho penetrÃ³metro consiste en hacer penetrar una puntaza de 1,5 Kg de peso, de forma cuadrada, con 16 cm2 de Área con una punta cónica que forma un Ángulo de 60Âº en el suelo mediante el golpeo a 50 cm de altura de una maza de 65kg de peso.Se cuenta el número de golpes para hincar la puntaza en el terreno 20 cm de profundidad y de acuerdo con el número de golpes NB que se han dado se podrá deducir la resistencia del terreno.Este tipo de penetrometro suele tener una serie de ranuras laterales en las cuales encaja el pasador del varillaje, de esta manera girando el varillaje se puede lograr apartar piedras que encontremos por el recorrido.

b)Penetrometro dinámico pesado (DPH).


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Dicho penetrometro está especialmente indicado para suelos granulares.Su empleo permite determinar la resistencia a la penetraciÃ³n dinámica de un terreno, evaluar la compacidad de un suelo granular. Cuando el suelo contenga parte cuales de un tamaño superior a 6 mm que pueden obstaculizar la penetraciÃ³n del cono en el terreno, el resultado de la prueba puede no ser representativo. También investigar la homogeneidad o anómala de una capa de suelo y comprobar la situaciÃ³n con detenimiento de una capa cuya existencia se conoce.

DescripciónEl cono de penetración tiene un Ángulo de 90, este puede ser tanto recuperable como perdido se encuentra unido al varillaje solidariamente sobre el que esta la cabeza de impacto que es la que recibe el golpe de una maza de 50 Kg aproximadamente.Tipos de puntas: recuperable y perdida del dinámico.Al estar descrito por las normas tiene unas dimensiones ya estipuladas para este tipo de penetrometros, son las siguientes:Cono VarillajeÁrea nominal: 15 cm2Diámetro D: 43,7 mm + 0,3Longitud parte cÃ³nica L1 21,9mm +0,1 mmLongitud parte cilíndrica L2 43,7 mm +1mmLongitud parte TroncocÃ³nica L3 <43,7mmDiámetro d 33mm + 2 mmMasa (máxima) 6 Kg / mDeflexión máx. ) 0,2 mmEl dispositivo de golpeo consta de una maza de 50 Kg +0,5 Kg de peso que cae desde una altura de caudado 50 cm, en general todo el dispositivo de golpeo no debe de exceder de los 59 Kg, aparte de estas características debe de cumplir las siguientes condiciones:Relación altura Lm al diámetro Dm en la maza es: 1 < (Lm/Dm) <2Cabeza de impacto Diámetro dc: 10 cm < dc < 0,5 Dm


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La longitud libre de varillaje entre el soporte guía y la conexión y el dispositivo de golpeo no supera los1'2 m.

c) Penetrometro dinámico super pesado (DPSH).Básicamente es igual al pesado, cambiando Únicamente los tamaños, maza empleada y otros parámetros que se comentaran aqui−.N20 será el número de golpes necesarios para una penetraciÃ³n de 20 cm de profundidad CONO VarillajeÁrea nominal: 20 cm2Diámetro D: 50,5 mm + 0,5Longitud parte cÃ³nica L125mm +0,2 mmLongitud parte cilíndrica L2 50 mm +0'5mmLongitud parte TroncocÃ³nica L3 <50mmDiámetro d: 33 mm + 2 mmMasa (máxima. 8 Kg / mDeflexion (max. ). 0, 2 mmEl dispositivo de golpeo consta de una maza de 63,5 Kg +0,5 Kg de peso que cae desde una altura de cada de 76 cm, en general todo el dispositivo de golpeo no debe de exceder de los 115 Kg, aparte de estas características debe de cumplir las siguientes condiciones:RelaciÃ³n altura Lm al diámetro Dm en la maza es: 1 < (Lm/Dm) <2Cabeza de impacto Diámetro dc: 10 cm < dc < 0,5 DmEn este caso el medidor del par tendrá una capacidad de medida superior a 200 N.m con una graduación de 10 N.m .Aparte de lo anteriormente explicado respecto de la finalizaciÃ³n de la prueba existen una serie de especificaciones para este penetrometro:El número de golpes necesarios para una penetración de 20 cm se denominará N20 y cuando tres valores consecutivos de sean iguales o superiores a 75 golpes se dará por finalizada la prueba, también se dará por concluida cuando para 100 golpes.Únicamente se hayan avanzado 20cm y en caso de que el valor de rozamiento del par supere los 200 N.m.En ambos penetrometros se rellenaran una serie de fichas ya normalizadas y se dejara constancia de todas las paradas superiores a 5 minutos, de las pérdidas de verticalidad del 5 % de penetraciones sin golpeo, obstrucciones temporales tipo de cono empleado longitudes de las varillas y también debe de anotarse que cada metro de penetración debe de medirse y anotarse el par necesario para girar el tren de varillaje una vuelta y media, el rozamiento no es muy significativo por debajo de 10N.m

2.10.-ENSAYO CBR


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Con este método se puede medir la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controlada

También se dice que el cbr de un suelo es la carga unitaria que corresponde a 0.1” y 0.2” de penetración y que su valor se expresa en %.

Es decir el cbr es nada más y nada menos que la relación entre la carga vs la penetración en un espécimen con una muestra de suelo con una humedad y densidad dada que podemos conseguir de un patrón (Próctor).

No sobra destacar que hay diferentes formas de este ensayo, que son las siguientes: CBR

En suelos inalterados.

En suelos alterados.

In situ.

Lo que vamos a conseguir con este ensayo son los siguientes valores:

Determinación de la densidad y humedad. Determinación de las propiedades expansivas del material. Determinación de la resistencia a la penetración.

Lo primero que haremos es preparar el material para el ensayo. Esta tal vez es la parte más importante del ensayo, bueno vamos paso a paso.

Secar el material al sol o en un horno a una temperatura de 60°c

Desmenuzar los terrones (podemos usar un mazo con cabeza de hule) debemos cuidar de no romper las partículas individuales en la muestra.

Cuarteamos y conseguimos aproximadamente 20 kg. De material. (basado en una curva de 3 puntos).

Tamizamos por el tamiz ¾”.

El material retenido en el tamiz ¾” lo pesamos y reemplazamos por material retenido entre ¾” y #4 (debemos tamizar aparte otra cantidad de material por el tamiz ¾” y el #4 para tener material para reemplazar).


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Con la ayuda de una espátula ancha mezclamos todo muy bien.

Obtenemos la humedad que tiene el material en ese momento.

Llevar el material a la condición de humedad optima conseguida con el Próctor.

2.10.1.-MOLDEANDO LAS MUESTRAS

En el cilindro con su collar colocamos el espaciador y el papel filtro, Llenamos el molde en 5 capas compactamos con los golpes necesarios

para cada espécimen, conservar material para verificar la humedad del espécimen.

Tenemos que hacer uno con 10, 25,56 golpes por capa Quitamos el collar y enrasamos bien Volteamos el molde Quitamos el disco espaciador y el filtro Determinamos la densidad y la humedad de la muestra Ponemos el filtro sobre la superficie enrasada y esta va a ser la parte inferior de la muestra En la parte donde estaba el espaciador colocamos otro filtro y El plato con un vástago graduable Sobre este plato se colocan las sobrecargas necesarias (mínimo 4.5 Kg) Se coloca el molde dentro de un recipiente con agua suficiente para que pueda cubrir por completo el molde Se monta el trípode con un extensómetro y se toma una lectura inicial y se tomará cada 24 horas Después de 96 horas o antes, depende si el material es expansivo o no se tomara la última lectura para calcular el hinchamiento.

Resistencia a la penetración

Luego de que ya hemos hecho todo esto (saturación)

Sujetamos bien el plato que pusimos sobre el espécimen y lo inclinamos para drenar la muestra por aproximadamente 15 minutos y Removeos el plato disco, filtro y los contrapesos Pesamos la muestra Se ponen los contrapesos necesarios para semejar el peso del pavimento (generalmente podemos usar los contrapesos utilizados en la saturación)


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Colocamos el espécimen en una prensa y aplicamos una carga de 10 lb para asentar el pistón. Ajustamos el dial de carga y el deformímetro a ceros. Iniciamos la penetración a una rata de velocidad de .05”/min Hacemos lecturas cada 0.025” de penetración y anotamos la carga que se ha conseguido en cada punto. Cuando lleguemos a 0.5” paramos de leer y soltamos la carga, Retiramos el espécimen de la prensa y determinamos la humedad (superior, medio, inferior de la muestra)

2.10.2.-CÁLCULOS

Las lecturas tomadas, tanto de las penetraciones como de las cargas, se representan gráficamente en un sistema de coordenadas como se indica en la Figura. Si la curva esfuerzo - penetración que se obtiene es semejante a la del ensayo No. 1 de la Figura los valores anotados serán los que se tomen en cuenta para el cálculo de CBR.


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En cambio, si las curvas son semejantes a las correspondientes a los No. 2 y 3, las curvas deberán ser corregidas trazando tangentes en la forma indicada en la Figura. Los puntos A y B, donde dichas tangentes cortan el eje de abscisas, serán los nuevos ceros de las curvas.

Las cargas unitarias y penetraciones se determinaran a partir de estos ceros. Si analizamos la curva del ensayo No. 3 tendremos que le esfuerzo correspondiente a la penetración corregida de 0.1” será de 300 lb/pulg2 en lugar de 120 lb/pulg2, que es la correspondiente a la lectura inicial sin corregir de 0.1”.

Si los CBR para 0.1” y 0.2” son semejantes, se recomienda usar en los cálculos, el CBR correspondiente a 0.2”. Si el CBR correspondiente a 0.2” es muy superior al CBR correspondiente al 0.1”, deberá repetirse el ensayo.


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2.11.-ENSAYOS DE COMPACTACION

Determina la Densidad Seca Máxima y el Contenido de Humedad Óptimo de un suelo, utilizando el Método de Compactación adecuado al tipo de suelo ensayado.

Métodos de Compactación

NOTA:

a. La humedad de Proctor Standard es de 7 a 15 % menor que la del Proctor modificado.

b. El % de humedad óptimo es menor en el Proctor modificado.

2.11.1.-EQUIPO

a) Molde Metálico.

- Martillo con un peso adecuado de acuerdo al método- de Compactación.

Balanza.- Horno.


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- Taras.- Equipo misceláneo.

b) Diagrama del Ensayo de Compactación

2.11.2.-TÉCNICA DEL ENSAYO

a) Preparación de las muestras

- Se seca previamente el material a compactar (15-25 kg.), en el cual el diámetro de las partículas sea menor de 3/4”.

- Se separa el material seco en cinco porciones iguales; cada una de ellas representa un punto la curva humedad vs. densidad.

b) Procedimiento del Ensayo

- Tomando la primera porción del material, agregamos agua hasta formar una masa de humedad uniforme, dividiendo a su vez esta porción en cinco partes, para cada capa.

- Se toman las dimensiones y peso del molde, sin collarín.- Se compacta cada una de las capas, con el número indicado de golpes del

martillo por cada capa, según el Método de Compactación utilizado.


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- Luego de compactar las capas se retira el collarín y se enrasa la muestra con la ayuda de una varilla.

- Se pesa el molde con la muestra compactada.- Se desmolda la muestra y obtiene el contenido de humedad.- De la misma manera se procede a compactar las otras porciones,

incrementando sucesivamente en un determinado porcentaje, la cantidad de agua a cada una de las muestras que se vayan compactando.

2.11.3.-CÁLCULOS

Se determina el Peso Específico Húmedo y el Peso Específico Seco de cada muestra antes de la Compactación, mediante las siguientes expresiones:

Dónde:

W = Peso húmedo de la muestra compactada.

V = Volumen del molde

%h = Contenido de Humedad.

Además se determina el Contenido de Humedad antes de la Compactación, de la siguiente forma:

Con los valores de Contenido de Humedad y Peso Específico Seco de cada muestra, se traza la Curva de Compactación, como se muestra c continuación:


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Curva de Compactación

Ejemplo:

De acuerdo a una prueba Proctor efectuada en un suelo, se obtuvieron los siguientes resultados:

Determinar la.

Con los datos, calculamos γs mediante las expresiones anteriormente mencionadas. Los valores de γs para cada %h son los siguientes:


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Con estos valores graficamos la curva γs vs. % hopt, como se muestra a continuación:

De la gráfica obtenemos:


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2.12.- TOMA DE MUESTRAS

Lo primero que hay que consignar en la obtención de una muestra es que ésta sea representativa del terreno. Un muestreo adecuado y representativo es de primordial importancia, pues tiene el mismo valor que el de los ensayes en sí. A menos que la muestra obtenida sea verdaderamente representativa de los materiales que se pretende usar, cualquier análisis de la muestra solo será aplicable a la propia muestra y no al material del cual procede, de ahí la necesidad de que el muestreo sea efectuado por personal conocedor de su trabajo.Las muestras pueden ser de dos tipos: alteradas o inalteradas. Se dice que una muestra es alterada cuando no guarda las mismas condiciones que cuando se encontraba en el terreno de donde procede, e inalterada en caso contrario.La muestra deberá ser identificada fácilmente en laboratorio, por este motivo deberá indicar: nombre del proyecto, ubicación, N° de pozo, horizonte, profundidad, N° de muestra, fecha de obtención, ítem a que pertenece, nombre de la persona que la tomó y si esta contenida en uno o más envases.

2.12.1.- OBTENCIÓN DE MUESTRASa) Reconocimiento

Todo estudio geotécnico debe iniciarse con un reconocimiento detallado del terreno a cargo de personal experimentado. El objetivo de este reconocimiento es contar con antecedentes geotécnicos previos para programar la exploración.Mediante la observación de cortes naturales y/o artificiales producto de la erosión o deslizamiento será posible, en general, definir las principales unidades o estratos de suelos superficiales.Especial importancia debe darse en esta etapa a la delimitación de zonas en las cuales los suelos presentan características similares y a la identificación de zonas vedadas o poco recomendables para emplazar construcciones, tales como zonas de deslizamiento activo, laderas rocosas con fracturamiento según planos paralelos a la superficie de los cortes, zonas pantanosas difíciles de drenar, etc. Este reconocimiento se puede efectuar por vía terrestre o por vía aérea depensiendo de la transitividad del terreno.El programa de exploración que se elija debe tener suficiente flexibilidad para adaptarse a los imprevistos geotécnicos que se presenten. No existen un método de reconocimiento o exploración que sea de uso universal, para todos los tipos de suelos existentes y para todas las estructuras u obras que se estudian.Generalmente se ejecutan pozos distanciados entre 300 a 600 metros, aparte de los que deban ejecutarse en puntos singulares. Pueden realizarse pozos


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más próximos si lo exige la topografía del área, naturaleza de la depositación o cuando los suelos se presentan en forma errática. Asímismo deben delimitarse las zonas en que se detecten suelos que se consideren inadecuados.En todo caso, al programar una exploración se deben considerar las siguientes pautas generales:

1. Ubicar puntos de prospección a distancias aproximadamente iguales, para luego densificar la exploración si se estima pertinente.

2. Prospectar aquellos sectores que soportarán rellenos o terraplenes de importancia y aquellos en que la rasante se ubica muy próxima al terreno natural (h < 0.6 m).

3. Inspeccionar aquellas zonas en que se tienen cortes de importancia, ubicando los puntos de cambio de cortes a terraplén para conocer el material al nivel de la subrasante.

4. Inspeccionar el subsuelo en aquellos puntos en que se ubican obras de arte y estructuras importantes.

Los métodos más usados para los estudios de superficie que conducen al reconocimiento del perfil estratigráfico son:

Calicatas

Las calicatas permiten la inspección directa del suelo que se desea estudiar y, por lo tanto, es el método de exploración que normalmente entrega la información más confiable y completa. En suelos con grava, la calicata es el único medio de exploración que puede entregar información confiable, y es un medio muy efectivo para exploración y muestreo de suelos de fundación y materiales de construcción a un costo relativamente bajo.

Es necesario registrar la ubicación y elevación de cada pozo, los que son numerados según la ubicación. Si un pozo programado no se ejecuta, es preferible mantener el número del pozo en el registro como "no realizado" en vez de volver a usar el número en otro lugar, para eliminar confusiones.

La profundidad está determinada por las exigencias de la investigación pero es dada, generalmente, por el nivel freático.

La sección mínima recomendada es de 0,80 m por 1,00 m, a fin de permitir una adecuada inspección de las paredes. El material excavado deberá depositarse en la superficie en forma ordenada separado de acuerdo a la profundidad y horizonte correspondiente. Debe desecharse todo el material contaminado con suelos de estratos diferentes. Se dejarán plataformas o escalones de 0,30 a 0,40 metros al cambio de estrato, reduciéndose la


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excavación. Esto permite una superficie para efectuar la determinación de la densidad del terreno. Se deberá dejar al menos una de las paredes lo menos remoldeada y contaminada posible, de modo que representen fielmente el perfil estratigráfico del pozo. En cada calicata se deberá realizar una descripción visual o registro de estratigrafía comprometida.

A cada calicata se le deberá realizar un registro adecuado que pasará a formar parte del informe respectivo. La descripción visual de los diferentes estratos se presentará en el formato de la figura y deberá contener, como mínimo, toda la información que allí se solicita.

Presentación de la estratigrafía según descripción visual en pozos de reconocimiento.

El laboratorista deberá registrar claramente el espesor de cada estrato y efectuar una descripción del mismo mediante identificación visual basado en la pauta que se indica.Los suelos es posible agruparlos en tres grupos primarios, sin embargo, en la naturaleza se encuentran compuestos, pero es posible discernir el componente predominante y asimilar la muestra a ese grupo.

La principal distinción se hace sobre la base del tamaño. Las partículas individuales visibles forman la fracción gruesa y las demasiado pequeñas para ser individualizadas componen la fracción fina. Los componentes orgánicos del suelo consisten en materia vegetaldescompuesta o en proceso de descomposición, lo que le impone al suelo una estructura fibrosa. Pueden ser identificados por sus colores oscuros y el olor distintivo.


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Tamaño: Los suelos gruesos son aquellos en que más de la mitad de las partículas son visibles. En esta estimación se excluyen las partículas gruesas mayores a 80 mm (3"); sin embargo, tal fracción debe ser estimada visualmente y el porcentaje indicado independientemente del material inferior a 80 mm. La fracción gruesa comprende los tamaños de gravas y arenas, y la fracción fina los limos y arcillas.

En caso de suelos mixtos, la muestra se identificará sobre la base de la fracción predominante usando los siguientes adjetivos, según la proporción de la fracción menos representativa; indicios: 0-10%, poco: 10-20%, algo: 20-35%; y abundante: 35-50%.

Color: Se debe indicar el color predominante.

Olor: Las muestras recientes de suelos orgánicos tienen un olor distintivo que ayuda a su identificación. El olor puede hacerse manifiesto calentando una muestra húmeda.

Humedad: En las muestras recientes deberá registrarse la humedad. Los materiales secos necesitan una cantidad considerable de agua para obtener un óptimo de compactación. Los materiales húmedos están cerca del contenido óptimo. Losmojados necesitan secarse para llegar al óptimo, y los saturados son los suelos ubicados bajo un nivel freático.

Estructura: Si los materiales presentan capas alternadas de varios tipos o colores se denominará estratificado; si las capas o colores son delgados, inferior a 6 mm, será descrito como laminado; fisurado si presenta grietas definidas; lenticular si presenta inclusión de suelos de textura diferente.

Cementación: Algunos suelos muestran definida evidencia de cementación en estado inalterado. Esto debe destacarse e indicar el grado de cementación, descrito como débil o fuerte. Verificando con ácido clorhídrico si es debida a carbonatos y su intensidad como ninguna, débil o fuerte.

Densificación: La compacidad o densidad relativa de suelos sin cohesión puede ser descrita como suelta o densa, dependiendo de la dificultad que oponga a la penetración de una cuña de madera.

La consistencia de suelos cohesivos puede ser determinada en sitio o sobre muestras inalteradas de acuerdo con el criterio indicado en Tabla V.1. Los valores de resistencia al corte están basados en correlaciones con penetrómetro de bolsillo usado frecuentemente para estimar la consistencia.


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Clasificación: Se debe indicar además la clasificación probable. Pueden usarse clasificaciones dobles cuando un suelo no pertenece claramente a uno de los grupos, pero tiene fuertes características de ambos grupos. Deben colocarse entre paréntesis para indicar que han sido estimadas.

Nombre local: El uso de nombres típicos tales como caliche, maicillo, pumicita, cancagua, etc., además de su designación según el sistema de clasificación de suelo, ayuda a identificar sus condiciones naturales.

La descripción de suelos, en especial su clasificación, está basada en examen visual y ensayos manuales, y no debe contener refinamientos que sólo pueden determinarse con equipo de laboratorio, aunque éstos sean contradictorios. Ocasionalmente los suelos son descritos con tal cantidad de detalles que el cuadro presentado es más confuso que esclarecedor; sin embargo, es mejor errar por el lado del exceso de detalles, que pueden seleccionarse, que presentar descripciones incompletas.

En todo caso se estima recomendable utilizar corno pauta las definiciones y recomendaciones contenidas en la norma ASTM D 2488, denominada "Descripción de suelos" (procedimiento Visual- Manual).

Estas descripciones visuales deberán contener como mínimo los siguientes antecedentes:

Identificación de la calicata mediante un número, especificado su ubicación con respecto al kilometraje del eje o sus coordenadas, nombre las laboratorista y fecha de la inspección.

Profundidad total.

Profundidad de la napa de agua, referida al nivel del terreno natural y fecha de observación.

Profundidad de los diferentes estratos por describir, referidas al nivel del terreno natural.

Descripción del suelo empleando la terminología que se entrega en la figuras 5.1 y 5.2, según se trate de suelos gruesos o finos, respectivamente.

Cantidad y tipo de las muestras tomadas en la calicata.

Observaciones y otras características relevantes.

Desde las paredes y piso de las calicatas se deben obtener las muestras que serán llevadas a laboratorio.

Todas las muestras que se obtengan deberán ser perfectamente identificadas, incluyendo a lo menos los siguientes tópicos: identificación de la calicata; profundidad a la que fue tomada; nombre de la persona que la tomo y fecha de


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obtención.

Se distinguen dos tipos de muestras que se pueden obtener:

a) Muestra perturbadas.

Se obtienen en general de las paredes de los pozos y comprometen estratos determinados o bien la suma de algunos de ellos, como es el caso de la investigación de yacimientos. Estas muestras deben guardarse en bolsas impermeables y de resistencia adecuada. Cada bolsa debe identificarse clara e indeleblemente.

Muestras en bolsas: Las muestras en bolsas se toman con pala, barreta o cualquier otra herramienta de mano conveniente y se colocan en bolsas sin tratar de mantener al suelo en forma inalterada, estas muestras se usan para:

Análisis granulométrico.

Ensayos de plasticidad.

Ensayos de compactación – humedad óptima.

Ensayos de compactación CBR en laboratorio.

b) Muestra sin perturbar.

Este tipo de muestra se recorta de las paredes de los pozos y compromete estratos bien definidos. Después de cortadas deben revestirse con una capa de parafina sólida aplicada con brocha.

Es conveniente agregar alrededor de un 30% de cera virgen a la parafina sólida con el fin de que la capa protectora sea menos rígida. Si la consistencia de la muestra es relativamente blanda, debe rodearse de grasa y recubrir una vez más con parafina sólida y cera. Una vez dado el tratamiento anterior, debe colocarse en cajas de madera con aserrín u otro producto que actúe como amortiguador de golpes.

Las muestras sin perturbar deberán tomarse apenas excavadas las calicatas, en especial cuando se trate de suelos cuya estructura se ve afectada por los cambios de humedad. En todo caso, al tomar una muestra no perturbada, debe elegirse la pared de la calicata menos expuesta al sol y debe excavarse el espesor superficial que haya sido afectado por los cambios de humedad.

No deben escatimarse esfuerzos en el embalaje adecuado de las muestras, ya que el grado de perturbación que se le ocasione a una muestra no perturbada es


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irrecuperable y lleva a resultados erróneos. En las calicatas, es posible realizar ensayes en sitio tales como las pruebas de carga con placas, CBR, permeabilidades, medidas de densidad, etc. Las pruebas de carga pueden realizarse contra el fondo de la perforación o las paredes de la misma.

Cada vez que sea necesario realizar un ensayo en sitio en una calicata, la excavación deberá realizarse considerando este hecho, dado que este tipo de prueba obliga a tomar medidas especiales que determinan la forma de excavación. Es así como la toma de densidades obliga a realizar éstas a medida que la excavación se realiza, o bien es necesario dejar bancos intermedios.

El muestreo es tan importante como el ensaye y se deben tomar las precauciones para obtener muestras que exhiban la naturaleza real y condiciones de los suelos que se representan. Salvo situaciones que exijan determinación de resistencia o consolidación, las muestras necesarias para diseño de superestructura de obras viales serán perturbadas.


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Obtención de muestras inalteradas

La cantidad de muestras necesarias para análisis Básicos será la indicada en la siguiente tabla.

A cada calicata se le deberá realizar un registro adecuado que pasara a formar parte del análisis respectivo. La descripción visual de los diferentes estratos deberá contener, como mínimo:

Nombre del proyecto Sector/tramo Nº de pozo Ubicación respecto a un eje de referencia Cota Fecha de la inspección Inspector

Descripción del suelo, etc.


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Las muestras se someterán a los análisis de clasificación:

Granulometría. Límites de consistencia: Límite líquido y Límite Plástico. Constantes físicas: Densidad de partículas sólidas y Densidad neta.

Una vez realizados estos análisis, con objeto de abreviar los ensayes correspondientes a la determinación del valor de soporte California (CBR) y el de Relación Humedad - Densidad (Proctor), se podrán agrupar las muestras de características similares a una muestra patrón representativa, siempre que cumplan los siguientes requisitos:

Las muestras correspondan a un mismo sector o zona.

Tengan la misma clasificación general. Pertenezcan a uno de los siguientes rangos de índice de grupo (IG): entre 0

y 2; 3 y 7; 8 y 15; 16 y 25, y sobre 25. La comparación de sus granulometrías no presente discrepancias

superiores a: Tamiz 20 mm = ± 12% ; Tamiz 5 mm = ± 8% ; Tamiz 2 mm = ± 6% ; Tamiz

0.08 mm = ± 4%(si pasa menos de un 35%) ó ± 6% (si pasa más de un 35%).

El índice de plasticidad no debe discrepar mas de

Si IP < 10 : ± 2 Si 10 < IP < 20 : ± 3 Si IP > 20 : ± 4

El ensaye CBR también puede aplicarse a muestras inalteradas, siempre que se cuide de colocarlas en el molde sin perturbarlas y que además se rellene con parafina sólida u otro material similar el espacio que quede entre las muestras y las paredes del molde. Hay suelos en que este trabajo presenta dificultades insalvables, lo que hace necesario recurrir a la realización de un ensaye de CBR "en sitio". El suelo ensayado no debe contener partículas mayores que el tamiz 20 mm.

Para definir el tamaño de la muestra de suelo que se deberá tomar en terreno destinada a ser ensayada en laboratorio, se deberá tener en cuenta lo que se indica a continuación.

Ensayos que se han programado ejecutar. Tamaño máximo de las partículas. Reutilización de las muestras en ensayes de compactación.


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A manera de información se anotan a continuación los tamaños de muestra requerido para diferentes casos:

Tamaños de muestra requerido


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CONCLUSIONES

Es recomendable utilizar más de un ensayo para comprobar la dispersividad de los suelos.Es necesario que el estudiante de ingeniería sea capaz de identificar los suelos dispersos para un proyecto dado, teniendo especial cuidado y atención durante el diseño y construcción en las áreas críticas en el que estos materiales van a ser usados.


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BIBLIOGRAFIA

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