UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil Departamento Académico de Ingeniería Geotécnica
MECÁNICA DE SUELOS I – EC511H
EXPLORACIÓN DE CAMPO
Ing. Luisa Shuan Lucas
RECONOCIMIENTO DEL TERRENO DE FUNDACION En general buena Resistencia y comportamiento: comportamiento:
•
Roca
Terreno
-Ignea -Sedimentarias -Lutitas -Pizarras
buena regular sensibles al agua deleznables
Gravas, arenas y limos , es decir, suelos friccionantes tienen capacidad de carga generalmente suficiente y características de compresibilidad que no generan asentamientos considerables. •
Suelo
Arenas y limos muy sueltos pueden presentar problemas de asentamiento y erosión; pero dependerá del tipo de carga que este est e soportando la vía. •
RECONOCIMIENTO DEL TERRENO DE FUNDACION En general buena Resistencia y comportamiento: comportamiento:
•
Roca
Terreno
-Ignea -Sedimentarias -Lutitas -Pizarras
buena regular sensibles al agua deleznables
Gravas, arenas y limos , es decir, suelos friccionantes tienen capacidad de carga generalmente suficiente y características de compresibilidad que no generan asentamientos considerables. •
Suelo
Arenas y limos muy sueltos pueden presentar problemas de asentamiento y erosión; pero dependerá del tipo de carga que este est e soportando la vía. •
TIPOS DE EXPLORACIÓN DIRECTA
Pozos a cielo abierto, con muestreo alterado o inalterado Perforaciones con posteadora, barrenos helicoidales o similare Métodos de lavado Método de penetración estándar Método de penetración cónica Perforaciones en boleos y gravas Métodos rotatorios para roca
EXPLORACIÓN INDIRECTA-MÉTODOS GEOFÍSICOS Los métodos geofísicos son de carácter preliminar y permiten identificar en forma indirecta las propiedades de los materiales debajo de la superficie. Estos métodos incluyen mediciones del campo magnético, ondas electromagnéticas, corrientes y potencias eléctricas, ondas sísmicas, la fuerza de gravedad, microondas (el radar), y otros
Refracción sísmica, resistividad electrica, georadar, etc.
VENTAJAS No disturba el terreno y permite cubrir grandes área, ideal en zonas arqueológocas DESVENTAJAS Incertidumbre de los resultados, debe verificarse por métodos directos
TABLA N° 2.2.2 APLICACIÓN Y LIMITACIONES DE LOS ENSAYOS Ensayos In Norma Situ Aplicable
SPT
DPSH
NTP339. 133 (ASTM D1586) UNE 103
–
Aplicación Recomendada
CPT
DPL
Veleta de Campo(3)
Prueba de carga
NTP 339.153 (ASTM D1194)
Aplicación No Permitida Técnica de Tipo de Investigación Suelo(1)
Técnica de Investigación
Tipo de Suelo(1)
Parámetro a obtener (2)
Técnica de Investigación
Tipo de Suelo(1)
Perforación
SW, SP, SM, SC-SM
N
Perforación
CL, ML, SC, MH, CH
Calicata
Lo restant e
Auscultación
SW, SP, SM, SC-SM
Cn
---
CL, ML, SC, MH, CH
Calicata
Lo restant e
Auscultación.
Todos excepto gravas
qc, f c
---
---
Calicata
Gravas
Auscultación.
SP
n
Auscultación.
SW, SM
Calicata
Lo restant e
Perforación/ Calicata
CL, ML, CH, MH
Cu, St
---
---
---
Lo restant e
---
---
---
---
801:1994 NTP 339.148 (ASTM D3441) NTP 339.159 (DIN 4094) NTP 339.155 (ASTM D2573)
Aplicación Restringida
---
Suelos granula- Asentamient res y o. vs. rocas Presión blandas
Cu = Cohesión en condiciones no drenadas. N = Número de golpes por cada 0,30 m de penetración en el ensayo estándar de penetración. Cn= Número de golpes por cada 0,20 m de penetración mediante auscultación con DPSH n = Número de golpes por cada 0,10 m de penetración mediante auscultación con DPL. qc = Resistencia de punta del cono en unidades de presión. fc = Fricción en el manguito.
CALICATAS Ó POZOS A CIELO ABIERTO Cuando este método sea aplicable puede considerársele como el mas satisfactorio para conocer las condiciones del subsuelo. Consiste en excavar un pozo de dimensiones suficientes para que un técnico pueda bajar y examinar los diferentes estratos de suelo en su estado natural. La excavación es con herramientas manuales ( pico, lampa, barreta) y eventualmente con equipo mecánico
CALICATAS Ó POZOS A CIELO ABIERTO Ventajas
Extracción de muestras disturbadas e inalteradas Visualización directa de la estratigrafía
Fotos archivo Ing. LUISA SHUAN L.
CALICATAS Ó POZOS A CIELO ABIERTO
Desventajas: Profundidad limitada según el tipo de material Paredes inestables ante la presencia de agua Se dificulta ante presencia de N.F. alto
Fotos archivo Ing. LUISA SHUAN L.
CALICATAS Ó POZOS A CIELO ABIERTO
Fotos archivo Ing. LUISA SHUAN L.
Registro de exploración
Perfil estratigráfico inferido
DIVISIONES MAYORES
GRAVA Y SUELOS GRAVOSOS S E R A L U N A R G S O L E U S
ARENA Y SUELOS ARENOSOS
LIMOS Y ARCILLAS (LL < 50) S O N I F S O L E U S
LIMOS Y ARCILLAS (LL > 50)
SUELOS ALTAMENTE ORGÁNICOS
SÍMBOLO SUCS
GRÁFICO
DESCRIPCIÓN
GW
GRAVA BIEN GRADUADA
GP
GRAVA MAL GRADUADA
GM
GRAVA LIMOSA
GC
GRAVA ARCILLOSA
SW
ARENA BIEN GRADUADA
SP
ARENA MAL GRADUADA
SM
ARENA LIMOSA
SC
ARENA ARCILLOSA
ML
LIMO INORGÁNICO DE BAJA PLASTICIDAD
CL
ARCILLA INORGÁNICA DE BAJA PLASTICIDAD
OL
LIMO ORGÁNICO O ARCILLA ORGÁNICA DE BAJA PLASTICIDAD
MH
LIMO INORGÁNICO DE ALTA PLASTICIDAD
CH
ARCILLA INORGÁNICA DE ALTA PLASTICIDAD
OH
LIMO ORGÁNICO O ARCILLA ORGÁNICA DE ALTA PLASTICIDAD
Pt
TURBA Y OTROS SUELOS ALTAMENTE ORGÁNICOS.
SIMBOLOGÍA
EMPLEO DE POSTEADORAS MANUALES
Fotos archivo Ing. LUISA SHUAN L.
EMPLEO DE POSTEADORAS MANUALES
Ing. LUISA SHUAN L.
EMPLEO DE POSTEADORAS MANUALES
Posteadora Manual tipo Iwan Auger Diámetro del Sondaje: 3 pulg. Profundidad de Sondaje: 6 m.
EQUIPO DE PENETRACION ESTANDAR Polea para el mecate Rope pulley
Tripode de madera o de tubos Wooden or Pipe Tripode Alzador Lifler Mango para rotación parcial de la barra Handle for rotation of rods Manguera Hose Bomba Pump
Mecate de 1" 1" Rope
Engine Motor
MALACATE Winch
Martillo Hammer
Driving Guide Guia de hinca Cabeza de hinca Drive head
ENSAYO DE PENETRACION PERFORACIÓN EN ESTÁNDAR ASTM D-1586
DEPOSITO DE AGUA DE LAVADO Wash Water Tank Forro (ver tabla) Casing
TIERRA Peso deSoil Martillo: 63.5 kg. Boring
Barra de Perforar Drill Rod
Altura de caída: 76cm
Cincel Bit
ALZADOR Lifler
AVANCE DE LA PERFORACION Advance of the Bore hole MARTILLO Hammer
BARRA CON UNION
SOSTENEDOR
CINCEL RECTO
Cuchara Spoon MUESTREO Sampling
CINCEL DE CRUZ Cross Bit
CUCHARA Ø 2" - 4 1/2" Spoon
Nspt: número de golpes para penetrar 30cm de un total de 45 cm.
ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR
Fotos archivo Ing. LUISA SHUAN L.
SPT – CAÑA PARTIDA
La muestra es examinada, clasificada por el técnico de campo encargado del sondeo, guardándose posteriormente en un depósito de vidrio o plástico, que se sella y se envía al laboratorio.
SPT - POSTEADORA
ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR Tablas que correlacionan la compacidad y la resistencia de acuerdo con los resultados de la prueba de Penetración Estándar.
ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR
ENSAYO DE PENETRACION LIVIANA
Ejecución de la prueba DPL Peso de Martillo: 10 kg. Altura de caída: 50 cm Cono de 2.2 cm de diámetro Ndpl: número de golpes para penetrar 10 cm. Nspt = Ndpl
ENSAYO DE PENETRACION LIVIANA DPL – NORMA DIN 4094
REGISTRO
DE
SONDAJE
SOLICITANTE: PEDRO JOS GUTIERREZ HERRERA PROYECTO : VIVIENDA UNIFAMILIAR PROPIETARIO: SR. HERN N MANUEL RODRIGUEZ VASQUEZ UBICACI N : PASAJE EL CORSARIO MZ. B-BF LOTE 13, URB. BRISAS DE VILLA, CHORRILLOS FECHA : ENERO 2007 EXPLORACI N : C- 1 Profundidad (m.) : 3.00 Prof. Nivel freático (m.) : 1.10 . ) D S N O U R F T O E R M P (
n ó e i d c a o r o p l i T p x E
n ó i c a c i f i s a l C
0,20
O O L T E R I E C I B A A
R
o l o b m i S
DESCRIPCION DEL MATERIAL
Relleno con matriz arenosa, material suelto con raíces superficiales.
Arena pobremente gradada, color beige claro para el estado seco y gris oscuro cuando está húmeda, granulometria media.
0,60
0,80
1,00 1,20
1,40
1,60
1,80
2,00 2,20
2,40
2,60 2,80
A R E G I L A C I M Á N I D N Ó I C A R T E N E P
ENSAYO DE PENETRACION LIGERA Golpe x 10cm.
0,10 0,20 0,30
0,40
L A U N A M A R O D A E T S O P + L P D
) m ( d a d i d n u f o r P
N.F.
SP
El contenido de humedad es variable con la profundidad. Hasta 0.50m. de profundidad el material se halla seco, entre 0.50m. y 1.00m. el material se halla húmedo y a partir de 1.00 se halla saturado. La compacidad relativa es semisuelta en la parte superior del estrato y comienza a mejorar a partir de 1.80m. según la auscultación dinámica efectuada con el equipo de penetración liviana DPL. El nivel freático se ubicó a 1.10m. de profundidad.
0,40
11
0,50
13
0,60
11
0,70
12
0,80
11
0,90
12
1,00
12
1,10
14
1,20
16
1,30
18
1,40
15
1,50
15
1,60
17
1,70
17
1,80 1,90
19 23
2,00
30
2,10
34
2,20
40
2,30
46
2,40
50
2,50 2,60 2,70 2,80
10
GRAFICA DE N 20 30 40
50
ENSAYO CON EL CONO DINÁMICO TIPO PECK
Técnica utilizada solo en el Perú. Utiliza el equipo del SPT y solo se cambia la cuchara partida por una punta cónica. Auscultación contínua y mas rápida. N para 30cm. En arenas se aplica la relación de Nspt= 0.5 Ncono peck En suelos finos Nspt= 1.0 Ncono peck . Sin embargo falta mayor investigación. Uso indiscriminado en todos los materiales. Es recomendado solo en arena y uso restringido en finos.
Recomendable solo para verificar una potencia, no recomendable para hallar N en grava
ENSAYO PDC
PESO CAÍDA Uso Correlación
= = = CBR = A (D) –B
MECÁNICA DE SUELOS APLICADA A VÍAS DE TRANSPORTE
8 Kg 57.5 mm Hasta 80 cm, Fotos archivo Ing. LUISA SHUAN L.
CALCULO DEL CBR A PARTIR DEL PDC
N° Prueba
: PDC - 3
Profundidad de ensayo (m.)
:
Profundidad de rechazo (m.)
:
0.10-0.90 0,90
Referencia
Yi
DATOS DE CAMPO (m)
Xi
Prof. (mm)
N ( golpes)
Estratos
de
a
a
1
R
0,0
0,1
0
100
2
0,1
0,2
100
200
2
2
3
0,2
0,3
200
300
2
4
4
0,3
0,4
300
400
3
7
N Acumulado 0
Acumulado
5
10
15
20
25
0
0
300
0,4
0,5
400
500
2
9
6
0,5
0,6
500
600
2
11
7
0,6
0,7
600
700
3
14
8
0,7
0,8
700
800
5
19
9
0,8
0,9
800
900
6
25
5
cerca de calicata P-9 CALCULO DE C.B.R.(%)
golpes
No
ML
de
:
) m m ( . 600 f o r P
10 11 12
900
GP
13 14 15
1200
C.B.R. (%) = A (D) -B Pendiente ESTRATOS
D
AUTORES a i l a r t s u A
h o s i r a H
a c i r f a d u S
n y e l K
i l l e r a c i t s o T
a n i t n e g r A
e c n o P
e l i h C
a i b m o l o C
z e h c n a S
C.B.R.(%)
R ML GP
30,990
6,9
5,3
12,2
5,2
4,6
6,8
30
ENSAYOS IN SITU EN SUELOS
PRUEBA DE CARGA DIRECTA
PRUEBA DE CARGA DIRECTA E N SA Y O E ST A TI C O D E C A RG A D I RE C TA PROYECTO SOLITANTE UBICACION FECHA
: : : :
CIMENTACION DE EDIFICIO Ing. MAJLUF CALLE BERONA - SURCO 13-08-92
CALICATA PROFUNDIDAD DIAMETRO PLACA AREA PLACA
20
18
16
14
) 2 m c / g k ( A I R A T I N U A G R A C
12
10
8
6
4
2
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
: : : :
EP-2 2.2 m. 30.8 cm 735.4 cm2
PRUEBA DE CARGA DIRECTA Cálculo de asentamientos: El asentamiento registrado en una placa de 30 cm. de diámetro puede ser relacionada con los asentamientos esperados de la cimentación. Una relación sugerida por Terzaghi y Peck (1967) es:
2 S2 = S1 1 + B1 / B2
2
S2 = asentamiento de la cimentación de ancho B 2 en cm. S1= asentamiento de la placa de 300 mm (B 1) bajo la carga esperada a ser aplicada por la cimentación. Considerando el ensayo anterior: q=4kg/cm 2, B1=30cm B2=200cm y S1=0.4cm. Tenemos S2= 1.20 cm. Podemos recomendar una capacidad de soporte, qadm=4kg/cm2.
REFRACCION SISMICA
ENSAYOS GEOFÍSICOS
REFRACCION SISMICA
ENSAYOS GEOFÍSICOS
RESISTIVIDAD ELECTRICA
Donde: Pa V I K AB MN
= Resistividad Aparente (ohmio-metro) = Diferencia de potencial (Voltio) = Intensidad de corriente (Amperios) = Coeficiente geométrico = Electrodos de corriente = Electrodos de potencial
Es una técnica geofísica de la exploración que se caracteriza por estudiar las variaciones de parámetros físicos de las rocas y suelos (resistividad y conductividad eléctrica), puesto que los materiales muestran por lo general ciertos rangos de valores de resistividad aparente (Pa) que dependen de las variables geotécnicas del material qué atraviesa la corriente eléctrica
ENSAYOS GEOFÍSICOS
PROSPECCIÓN CON GEORADAR El método de georadar, GPR, esta principalmente relacionado a los métodos de reflexión sísmica, el cuál esta constituido por un transmisor (Tx) que emite una señal hacia la superficie de investigación. El regreso de la onda electromagnética es detectado y registrado por el receptor (Rx). En contraste con los métodos sísmicos GPR usa ondas electromagnéticas en lugar de ondas acústicas La profundidad de investigación varía desde menos de un metro hasta algunos cientos de metros, dependiendo de las propiedades del material. Normalmente la máxima capacidad de detección en suelos y rocas es aproximadamente de 30-40 metros.
Trabajos de un perfil de resistividad
ENSAYOS GEOFÍSICOS
