S08 Técnicas de Exploración-Análisis Granulométrico PDF

S08 TÉCNICAS DE EXPLORACIÓN- ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO Roberto Martin Zamora Nevado [email protected] Mecánica de Suelos www.usat.edu.pe www.usat.edu.pe  COMPETENCIA/OBJETIVO ❖ Comprender las técnicas de exploración de suelos y su aplicabilidad en la...

S08 TÉCNICAS DE EXPLORACIÓN- ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO Roberto Martin Zamora Nevado [email protected] Mecánica de Suelos www.usat.edu.pe www.usat.edu.pe  COMPETENCIA/OBJETIVO ❖ Comprender las técnicas de exploración de suelos y su aplicabilidad en la mecánica de suelos. 2 www.usat.edu.pe  ¿PORQUÉ EXPLORAR LOS SUELOS? ❖ Para la construcción de cualquier edificación, es importante conocer las condiciones del terreno. La estructura, la capacidad y el comportamiento del suelo en diversas condiciones de carga ayudarán a diseñar las subestructuras y las estructuras de contención, y a sugerir acciones correctivas para mejorar las condiciones del terreno cuando sea necesario. ❖ La exploración del suelo implica: una visita al sitio o lugar para realizar una inspección visual rápida y obtener pruebas detalladas para determinar su comportamiento. ❖ Las investigaciones de campo y de laboratorio necesarias para obtener los datos sobre el suelo, para un diseño adecuado y una construcción exitosa se denominan colectivamente exploración del suelo. 3 www.usat.edu.pe  OBJETIVO DE LA EXPLORACIÓN DE LOS SUELOS Podemos considerar: 1. Evaluar la idoneidad general del sitio. 2. Determinar la capacidad portante del suelo. 3. Seleccionar el tipo y la profundidad de la cimentación para una estructura dada y estimar los asentamientos máximos probables (totales y diferenciales). 4. Investigar la naturaleza y la profundidad de cada estrato y evaluar las propiedades requeridas. 5. Seleccionar la tecnología de contrucción adecuada en función de la disponibilidad y economía. 6. Conocer las condiciones de agua subterránea. 7. Predecir posibles dificultades y problemas en el sitio y sugerir acciones correctivas. 8. Garantizar la seguridad de las estructuras existentes. 9. Investigar la ocurrencia de cualquier cambio natural o provocado por el hombre en las condiciones y en el resultado de esos cambios. 4 www.usat.edu.pe  COMO REALIZAR UNA EXPLORACIÓN DE SUELOS ❖ Para cualquier proyecto, la exploración del suelo cuesta entre un 0,2% y hasta un 1% en algunos casos, por lo que es imprescindible una planificación adecuada. ❖ Depende de: El tipo y la importancia de la estructura, la naturaleza del subsuelo (variabilidad de los estratos), el presupuesto/economía. ❖ Involucra: Ubicación y profundidad de los pozos, ensayos a realizar, métodos de muestreo. ❖ La exploración de suelos tiene tres fases importantes: Planificación, ejecución y redacción del informe. 5 www.usat.edu.pe  ETAPAS EN LA EXPLORACIÓN DE LOS SUELOS Reconocimiento Investigación preliminar Investigación detallada ❖ Para evaluar la necesidad de una ❖ Principalmente para grandes investigación detallada. proyectos: represas, puentes, ❖ Determinación de la profundidad, el edificios de varios pisos. espesor, la extension y la ❖ También para suelos en composición de cada capa. construcciones nuevas. ❖ Implica una ❖ Determinar la profundidad del lecho ❖ Implica un amplio programa de visita al sitio rocoso y el nivel freático. perforaciones, muestreos, pruebas para realizar ❖ Pruebas de laboratorio y de campo de laboratorio y de campo. inspecciones para evaluar las propiedades ❖ Para proyectos pequeños, y suelos visuales y tener básicas. con estratos uniformes o un una idea ❖ Pruebas químicas y bacteriológicas, historial claro, la información del aproximada si es necesario. reconocimiento y la investigación sobre el trabajo ❖ Métodos: Perforaciones, pozos de preliminar es suficiente. que se debe prueba, penetrómetros cónicos, ❖ En estratos uniformes, las iniciar. sondajes, métodos geofísicos. perforaciones tendrán un espaciamiento regular. 6 www.usat.edu.pe  DIFERENTES MÉTODOS DE EXPLORACIÓN EN SUELOS Directos / Excavación abierta (< 6 m) ❖ Pozos ❖ Calicatas ❖ Trincheras Semi Directos / Perforaciones ❖ Perforación con barrena ❖ Perforación por lixiviación del suelo ❖ Perforación por percusión ❖ Perforación por rotación ❖ Perforación de núcleo 7 www.usat.edu.pe  DIFERENTES MÉTODOS DE EXPLORACIÓN EN SUELOS 8 www.usat.edu.pe  TÉCNICAS DE EXPLORACIÓN Y MUESTREO EXCAVACIONES ABIERTAS (PROF.< 6 m) Calicatas-1,2 m x 1,2 m (IS 4453 -1967) ❖ Profundidad > 3 m Soporte lateral ❖ Ventilación adecuada y drenaje si es necesario Trincheras- excavación continua de poca profundidad, de gran longitud que deja al descubierto una línea. Galerías- pequeños túneles horizontales a lo largo de las laderas, especialmente para el muestreo de rocas. ❖ Min. 1,5 (b) x 2 m (h) ❖ Soporte lateral si es inestable. ❖ Generalmente costosas. ❖ Ayuda a establecer límites mínimos de excavación para alcanzar rocas sólidas y localizar zonas de falla y cizallamiento. Pozos- son agujeros largos verticales (mín. 2,4 m de ancho o diámetro) ❖ Para D> 4 m ❖ Se requiere soporte y Ventilación adecuados. 9 www.usat.edu.pe  TÉCNICAS DE EXPLORACIÓN Y MUESTREO CALICATA GALERÍA POZO TRINCHERA 10 www.usat.edu.pe  TÉCNICAS DE EXPLORACIÓN Y MUESTREO MÉTODOS DE PERFORACIÓN-PERFORACIÓN CON BARRENA 11 www.usat.edu.pe  TÉCNICAS DE EXPLORACIÓN Y MUESTREO MÉTODOS DE PERFORACIÓN-PERFORACIÓN CON BARRENA 12 www.usat.edu.pe  TÉCNICAS DE EXPLORACIÓN Y MUESTREO MÉTODOS DE PERFORACIÓN - MUESTREO CON TUBO DE MEDIA CAÑA MUESTREO CON TUBO DE MEDIA CAÑA 13 www.usat.edu.pe  TÉCNICAS DE EXPLORACIÓN Y MUESTREO MUESTREO CON TUBO SHELBY 14 www.usat.edu.pe  TÉCNICAS DE EXPLORACIÓN Y MUESTREO MUESTREO CON TUBO SHELBY Muestras de paredes delgadas, sin alteraciones ❖ Fabricadas en acero sin costura con extremo inferior biselado para una fácil penetración. ❖ Diámetro exterior: 45 mm, 65 mm, 80 mm, 100 mm, etc. ❖ Espesor: 1,25-3,15 mm ❖ Uso común: diámetro exterior 50,8 mm, diámetro interior 47,63 mm => Relación de área ~ 10 % (siempre < 15 %) ❖ Se introduce la carcasa hasta el nivel de muestreo ❖ Se limpia el agujero ❖ se realiza el muestreo ❖ Longitud del tubo: 5-10 veces el diámetro para suelos arenosos y 10-15 veces el diámetro para suelos arcillosos ❖ Adecuado para arcillas y limos muy blandos a medio blandos 15 www.usat.edu.pe  TÉCNICAS DE EXPLORACIÓN Y MUESTREO INSPECCIÓN DE LOS NIVELES DE AGUA CON PIEZÓMETRO 16 www.usat.edu.pe  TÉCNICAS DE EXPLORACIÓN Y MUESTREO STANDARD PENETRATION TEST (SPT) 17 www.usat.edu.pe  TÉCNICAS DE EXPLORACIÓN Y MUESTREO STANDARD PENETRATION TEST (SPT) 18 www.usat.edu.pe  TÉCNICAS DE EXPLORACIÓN Y MUESTREO PRUEBA DE CPT (PENETRACIÓN DE CONO) 19 www.usat.edu.pe  TÉCNICAS DE EXPLORACIÓN Y MUESTREO PRUEBA DE CPT (PENETRACIÓN DE CONO) 20 www.usat.edu.pe  TÉCNICAS DE EXPLORACIÓN Y MUESTREO PERFORACIÓN EN ROCA: DIAMOND DRILL 21 www.usat.edu.pe  TÉCNICAS DE EXPLORACIÓN Y MUESTREO EXTRACCIÓN DE NÚCLEOS DE ROCA 22 www.usat.edu.pe  TÉCNICAS DE EXPLORACIÓN Y MUESTREO ÍNDICE DE CALIDAD DE ROCA (RQD) PORCENTAJE CALIDAD DE ROCA 2 75-4,75 Arena 2-0,06 2-0,05 2-0,075 4,75-0,075 Limo 0,06-0,002 0,05-0,002 0,075-0,005