mecanica de suelos

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN............................................... .......................................................................................... .................................................. .............. ............... ............ 2 2. OBJETIVOS ..................................................... ........................................................................................... .............................................. ............... .............. ............ ..... 4 2.1 OBJETIVOS GENERALES ................................................. .......................................................................... ................................ ............... ........ 4 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS...................................................... ................................................................................... .................................. .....44 1. EXPLORACIÓN Y TOMA DE MUESTRAS............................................. .................................................... ............... ............... ....... 6 1.2 RECONOCIMIENTO ....................................................... ............................................................................................ ............................................ .......66 1.5.1 CALICATAS.................................................... ...................................................................................... ......................................... ............... ............... .........8 1.5.2. SONDEOS EN SUELO.................................................... ............................................................................. ................................ ............... ........ 9 Tipos De Sondeos: .................................................. .................................................................................... ......................................... ............... ............... .........9 Métodos De Exploración De Carácter Preliminar................................................... ............................................................... ............99 Métodos De Sondeo Definitivo........................................................................................... Definitivo...........................................................................................99 Métodos Geofísicos...................................................... Geofísicos...................................................................................................... ..................................................... ..... 10 Las muestras obtenidas en calicatas son:................................................... .......................................................... ............... ............... .........14 Las muestras obtenidas por sondeos son:............................................... .......................................................................... ........................... 19 SUELOS COHESIVOS Y NO COHESIVOS................................................ ....................................................... .............. ........... .... 31 CONCLUSIONES............................................... ........................................................................................ ................................................ ............... ............... ...........34 9. BIBLIOGRAFÍA................................................. ......................................................................................................... .............................................................. ......36 36

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INTRODUCCIÓN

Dentro del estudio de la mecánica de suelos, el conocimiento básico de la textura del suelo es importante para los ingenieros que construyen edificios, carreteras y otras estructuras estructuras sobre y bajo la superficie terrestre, terrestre, la actividad actividad de exploración exploración y muestreo de suelo, constituye una etapa primordial de importancia única, ya que esta es donde se toma la materia prima para el estudio comparación y análisis de los diferentes tipos de suelos, la conocemos como la muestra. Para el desarrollo y ejecución de las diferentes actividades a realizar en el estudio de suelos y toma de muestras, se tienen una serie de parámetros a seguir que están relacionados con las normas INVIAS, es por tal razón que en este informe mostraremos las diferentes características de clasificación y métodos que nos permite desarrollar la exploración y muestreo de suelos.















INTRODUCCIÓN: En éste mundo globalizado, en la era del conocimiento, la Ingeniería Civil es el principal promotora del desarrollo de los pueblos y el progreso de su gente; Abriendo caminos (carreteras), pasando ríos(puentes), siendo la base fundamental del conocimiento(Mecánica de Suelos). Tan importante como comer para garantizar nuestra existencia, es tener conocimiento profundo del suelo, que garantizará nuestra seguridad y por ende nuestra vida. Como dijo un ilustre personaje: “El Ingeniero Civil que no sabe de mecánica de suelos, es un peligro para la sociedad” (Juarez Badillo.), es tal la importancia del tener conocimiento del suelo para el desenvolvimiento de la profesión que presento éste informe con esmero, contribuyendo a mi formación profesional.

OBJETIVOS: Ø Reconocer e identificar las principales características de una u na cantera de material, (suelo gravoso-arcilloso), para su respectiva extracción. Ø Tener contacto directo con la experiencia práctica, para familiarizarnos con nuestro medio de trabajo y así lograr un trabajo eficiente y responsable. Ø Aplicar todos los conocimientos adquiridos en clase y ponerlos a prueba en la práctica, (muestreo de suelos, cuarteo de la muestra.). Ø Lograr un óptimo aprendizaje, de la obtención de muestras representativas del suelo mediante la práctica para un correcto desenvolvimiento de la profesión.

JUSTIFICACIÓN: La experiencia práctica, es un complemento ideal y necesario que no solo fortalece el















un respectivo suelo, pondremos a prueba todo lo aprendido en clase; siendo necesario para su desarrollo, la obtención de muestra de un determinado suelo para su respectivo análisis

2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVOS GENERALES

•

Identificar los distintos métodos de exploración y muestreo de de suelos que en la actualidad se usan.

•

Determinar cuales son los métodos de exploración principales con sus características. dad en distintos trabajos de ingeniería

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

•

Aprender unas de metodologías que nos permitan hacer un control y análisis sobre un a muestra de suelo.















•

Conocer el concepto y clasificación de lo que es la exploración y muestreo de suelos.















1. EXPLORACIÓN Y TOMA DE MUESTRAS

1.1 DESCRIPCIÓN: 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 ensayos en sí. A meno menoss que que la muest muestra ra obte obteni nida da sea sea verda verdader deram amen ente te repre represen senta tatitiva va de los los mate materi rial ales es que que se pret pretend ende e usar, usar, cualq cualqui uier er análi análisi siss de la muest muestra ra solo solo será será aplicable a la propia muestra y no al material del cual procede. 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.

1.2 RECONOCIMIENTO Todo estudio de suelos debe iniciarse con un reconocimiento detallado del terreno. 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. Es importante importante en esta etapa la delimitaci delimitación ón de zonas en las cuales los suelos presentan características similares y a la identificación de zonas vedadas o poco reco recome mend ndab ablles

para para

empl emplaz azar ar

cons consttrucc ruccio ione nes, s,

tales ales

com como

zona zonass

de

deslizamiento, laderas rocosas con fracturamiento, zonas pantanosas difíciles de drenar, etc. Este reconocimiento se puede efectuar por vía terrestre. Generalmente se ejecutan pozos distanciados entre 300 a 600 metros, aparte de

















los suelos se presentan en forma errática. Así mismo deben delimitarse las zonas en que se detecten suelos que se consideren inadecuados.

1.3. CONSIDERACIONES PARA UNA EXPLORACION ADECUADA: Para Para una una corre correct cta a explo explorac ració ión n se debe deben n cons consid idera erarr las las sigu siguie ient ntes es paut pautas as generales: •

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

•

Prospec Prospectar tar aquell aquellos os sectores sectores que soporta soportarán rán rellen rellenos os o terrap terraplen lenes es de importancia y aquellos en que la rasante se ubica muy próxima al terreno natural.

•

Insp Inspecc eccio iona narr aquel aquella lass zonas zonas en que que se tien tienen en corte cortess de impo import rtanc ancia ia,, ubicando los puntos de cambio de cortes a terraplén para conocer el material al nivel de la subrasante.

•

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

1.4 TIPO DE MUESTRAS: Las muestras son porciones representativas del terreno que se extraen para la realización de ensayos de laboratorio. Dependiendo de la forma de obtención, pueden clasificarse de forma general en dos tipos: •

Muestras alteradas: conservan sólo algunas de las propiedades del terreno

















1.5.1 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 exploración y muestreo de suelos de fundación y materiales materiales de construcción construcción a un costo relativamente bajo. Es nece necesar sario io regis registr trar ar la ubic ubicac ació ión n y elev elevaci ación ón de cada cada pozo pozo,, los 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. El uso de calicatas para una mejor exploración y estudios de los suelos se realiza : •

cohesivos princi En terrenos cohesivos principalm palment ente. e. Tambié También n puede puede realiza realizarse rse en

terrenos granulares, pero si se requiere un conocimiento de los parámetros resistentes, la práctica imposibilidad de toma de muestras para ensayo en laboratorio, exige la utilización de otras técnicas de reconocimiento, como la penetración estándar (SPT), sólo viables en sondeos. •

En terrenos heterogéneos, con muchos gruesos, en los que un sondeo, además de ser costoso, daría una información parcial.

















1.5.2. SONDEOS EN SUELO Est Este méto método do de expl explor orac ació ión n debe ebe usar usarsse en aquel quello loss caso casoss en que el reconocimiento del perfil estratigráfico necesario que se deberá estudiar, no pueda ser realizado mediante mediante calicatas, ya sea porque se requiere reconocer el perfil en una profundidad importante, o bien por presencia de agua. Los Los suel suelos os fino finos, s, exen exento toss de grava gravas, s, puede pueden n ser bien bien estu estudia diados dos medi mediant ante e sondeo. La informaci información ón que puede obtenerse obtenerse de sondeos efectuados efectuados en suelos con gravas es generalmente incompleta y deficiente, pero en determinados casos resulta ser la única posible de realizar. Tipos De Sondeos:

Los tipos principales de sondeos que se usan en mecánica de suelos para fines de muestreo y reconocimiento del subsuelo, en general, son los siguientes: Métodos De Exploración De Carácter Preliminar 

Pozos a cielo abierto, con muestreo alterado o inalterado.



Perfo Perfora raci cion ones es con post postead eadora ora,, barre barrenos nos heli helico coida idales les o méto métodos dos similares.



Métodos de lavado

















Métodos Geofísicos. 

Sísmico.



De resistencia eléctrica.



Magnético y gravimétrico.

Ahora se explicara los sistemas de sondeos mecánicos: •

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

•

Sondeo a percusión y 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. Los detritus se extraen 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.

•

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

















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 el Perú es el del sondeo a rotación con extracción de testigo continuo, seguido por el sondeo helicoidal con sonda hueca. 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.

1.6 Procedimiento de toma de muestras 1.6.1 Procedimiento para la exploración mediante calicatas: Se realiza una excavación de pequeña a media, realizadas normalmente con pala retroexcavadora 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 de

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fici fici

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la



















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 1 y deberá contener, como mínimo, toda la información que allí se solicita. Proyecto: ................................... Sector/Tramo..................................... Pozo Nº............................. Ubicación: Km.....,..............................m. A la izq. Del Eje Der. Cota boca: .......................m. Fecha de inspección............................. Inspector............................... Hoja.......................de...................... Napa de agua (fecha)..............................(..............................).

DESCRIPCIÓN DEL SUELO

















La estratigrafía gráfica debe presentarse mediante la simbología que se muestra en la figura 2

















El laboratorista laboratorista deberá registrar registrar claramente el espesor de cada estrato y efectuar efectuar una descripción del mismo mediante identificación visual basado en la pauta que se indica. En 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 partículas partículas pequeñas pequeñas para ser individualizadas individualizadas componen componen la fracción fina fina.. Los Los comp compon onen ente tess orgá orgáni nico coss del del suel suelo o cons consis iste ten n en mate materi ria a vege vegeta tall descompuesta 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.

Las muestras obtenidas en calicatas son:

















- Cilíndrica: mediante la hinca por golpeo manual de un toma muestras cilíndrico de diámetro no menor de 15 cm.

1.6.2. Procedimiento por sondeos: Los más utilizados son los métodos por perforaciones con posteadora, barrenos helicoidales o métodos similares, 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, sino de acuerdo con la preferencia particular de cada perforista. 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. Este Modo Operativo está basado en las Normas ASTM D 1452 y AASHTO T 251, las mismas que se han adaptado al nivel de implementación y a las condiciones

















•

Procédase con la operación de muestreo, mediante rotación, presión o hincamiento de acuerdo con el método normal o el autorizado, que rija el uso de la herramienta particular de muestreo. Retírese el “muestreador” cargado sacando las varillas centrales.

•

Reemplácese el “muestreador” con el tapón y retórnese al fondo del hueco. Hágase avanzar la barrena de vástago hueco hasta la siguiente profundidad a la que se va a muestrear. Repítase la secuencia para cada muestra deseada.

Procedimiento B •

Hágase avanzar el barreno del vástago hueco con el tapón en su sitio, hasta la profundidad de muestreo deseada.

•

Retráigase el tapón, enrollando el cable en su carrete con el martillo y el tapón ensamblados.

•

Sepárese el tapón del martillo y sustitúyase por el “muestreador” gula deseado. Con el cable, bájese dentro del hueco el martillo con el



















Procedimiento C •

Puede emplearse sin tapón, el barreno de vástago hueco. Cuando se emplea así, puede esperarse que se forme un tapón de suelo, en la boca de la barrena. Raras veces este tapón excederá de 102 a 152 mm (4" a 6") de espesor. Normalmente, los muestreadores pueden presionarse o hincarse a través de este tapón. El tapón de suelo, sin embargo, llega a ser entonces la parte superior de la muestra. De acuerdo con esto, las muestras obtenidas así con la barrena de vástago hueco deben acuñarse

















•

El flujo de material no cohesivo en el fondo de cualquier c ualquier tipo de perforación, normalmente hace que se afloje el material a ese nivel o por debajo del fondo y por ello una muestra, o el valor N tomado, pueden no ser verdaderamente representativos de la condición inalterada del material. 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 de mayor. Los diferentes segmentos se retiran al fin del trabajo usando gatos apropiados. Para el manejo de los segmentos de tubería de perforación y de ademe, en su caso, se usa un trípode provisto de una polea, a una altura que permita las manipulaciones necesarias. Los segmentos manejados se sujetan a través de la polea con cable de manila o cable metálico inclusive: los operadores pueden intervenir manualmente en las operaciones, guiando y sujetando los segmentos de tubería de perforación por medio de llaves de diseño especial propias para esas



































































• • •

Cascos Guantes de cuero y de algodón engomado Fue puesto a disposición un botiquín de primeros auxilios

















• • •

Canastillo o Balde metálico Romana de hasta 50 Kg Alambre de amarre

















2.- IDENTIFICACIÓN DE LOS SUELOS EN EL CAMPO

.-

















INSPECCION VISUAL.-











































































































































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