TIPOS DESONDEO PARA LAEXPLORACION DE SUELOS 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: A.-
MÉTODOS
DE
EXPLORACIÓN
DE
CARÁCTER
PRELIMINAR.
P ozos a ci elo abierto (o calicatas calicatas ), c on muestreo mues treo alt alterado erado o inalte inalterado: rado: 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 d iferentes estratos e stratos de suelo s uelo 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.
P erforaciones con pos te tead adora, ora, barr barrenos enos helicoidales helicoidales o métodos métodos s imila imilares res : 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 seudo suspensión 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: Un método alternativo son los denominados perforaciónmediante lavado denominados «wash boring» utilizados enNorteamérica. Sin embargo el grado de disturbancia es mayor. En este sistema la perforación se conecta una pequeña bombade agua que inyecta un chorro continuo de agua a las varillasde extensión que son huecas y
acaba en taladro, puntero ocincel con orificios laterales por donde el agua sale a presión.Conforme se va percutando o rotando contra el fondo de laperforación el agua a presión va lavando y expulsando laspartículas de suelo. Los suelos finos con baja humedad sufren mayores alteracionessobre todo en suelos de estructura porosa y colapsable. Ensuelos arenosos con gravas, existe posibilidad que las gravas nopueden ser extraídas mediante flujo de agua y distorsionen losresultados de los ensayos de penetración.
Métodos de penetración estándar: 1. Para efectuar la prueba el Para efectuar la prueba el muestreador muestreador se enrosca al extremo de la tubería de perforación y enrosca al extremo de la tubería de perforación y se baja hasta la profundidad donde se encuentra se baja hasta la profundidad donde se encuentra el manto arena sobre el cual se va hacer la el manto arena sobre el cual se va hacer la prueba. Previamente el fondo del pozo debe prueba. Previamente el fondo del pozo debe haberse limpiado cuidadosamen haberse limpiado cuidadosamente para garantizar te para garantizar que el material no este alterado. que el material no este alterado. 2. Se coloca el martillo en posición guiado por la Se coloca el martillo en posición guiado por la tubería de perforación, elevándolo con un cable tubería de perforación, elevándolo con un cable accionado manual o mecánicamente, el cual se accionado manual o mecánicamente, el cual se encuentra suspendido del trípode con polea encuentra suspendido del trípode 3. Se marca el extremo superior de la tubería de Se marca el extremo superior de la tubería de perforación en tres partes, cada una de 15 perforación en tres partes, cada una de 15 cm para la posterior observación del avance del
para la posterior observación del avance del muestreador muestreador bajo el impacto del martillo. bajo el impacto del martillo. 4. Se deja caer el martillo sobre el cabezote de la Se deja caer el martillo sobre el cabezote de la tubería de perforación y se contabiliza el número de tubería de perforación y se contabiliza el número de golpes aplicado con la altura de caída especificada, golpes aplicado con la altura de caída especificada, para cada uno de los segmentos de 15cm para cada uno de los segmentos de 15cm marcados. 5. Se lleva a la superficie el Se lleva a la superficie el muestreador muestreador y se abre; y se abre; debe registrarse la longitud de la muestra debe registrarse la longitud de la muestra recobrada, su peso y describir sus características en recobrada, su peso y describir sus características en cuanto a color, uniformidad etc. cuanto a color, uniformidad etc.
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. 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 g ravas (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.
B.- MÉTODOS DE SONDEO DEFINITIVO.
Métodos con tubo de pared delgada:
Este tipo de muestreadores no es recomendable para suelos muy blandos, con altocontenido de agua y arenas, ya que en ocasiones no logran extraer la muestra, saliendo a la superficie sin ella. 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.
C.- MÉTODOS GEOFÍSICOS.
S ís mico: Produciendo artificialmente un pequeño terremoto y detectando los tiempos de llegada de las ondas producidas, una vez reflejadas o refractadas en las distintas formaciones geológicas, se puede obtener una imagen muy aproximada de las discontinuidades sísmicas. Estas discontinuidades coinciden generalmente con las discontinuidades estratigráficas.
De res is tencia eléctrica: Estos métodos utilizan las variaciones de las propiedades eléctricas, de las rocas y minerales, y más especialmente su resistividad. Generalmente, emplean un campo artificial eléctrico creado en la superficie por el paso de una corriente en el subsuelo. Se emplean como métodos de reconocimiento y de detalle, sobre todo en prospección de aguas subterráneas. Los mapas de isoresistividad permiten definir
los límites del acuífero, el nivel del agua en los acuíferos, la presencia de agua salada y permite la cartografía de las unidades litológicas.
Mag nético y g ravimétric o: Magnetico.- La tierra es un imán natural que da lugar al campo magnético terrestre. Las pequeñas variaciones de este campo, pueden indicar la presencia en profundidad de sustancias magnéticas. El método magnético sirve para dar información sobre el basamento y su profundidad particularmente para entornos cristalinos y metamórficos. De igual manera ayudará a estudiar la geología regional y estructural. Gravimetrico.- El método esta basado en el estudio la variación del componente vertical del campo gravitatorio terrestre. Se realiza mediciones relativas o es decir se mide las variaciones laterales de la atracción gravitatoria de un lugar al otro puesto que en estas mediciones se pueden lograr una precisión satisfactoria más fácilmente en comparación con las mediciones del campo gravitatorio absoluto. El método gravimétrico se emplea como un método de reconocimiento general en hidrología subterránea para definir los limites de los acuíferos (profundidad de las formaciones impermeables, extensión de la formación acuífera, naturaleza y estructura de las formaciones del subsuelo).
