INGENIERIA DE INGENIERIA DE CIMENTACIONESCIMENTACIONES

EXPLORACION DE SUELOSEXPLORACION DE SUELOS

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

Dentro del estudio de la mecánica de suelos, Dentro del estudio de la mecánica de suelos, el conocimiento básico de la textura del suelo el conocimiento básico de la textura del suelo es importante para los ingenieros que es importante para los ingenieros que construyen edificios, carreteras y otras construyen edificios, carreteras y otras estructuras sobre y bajo la superficie terrestre, estructuras sobre y bajo la superficie terrestre, la actividad de exploración y muestreo de la actividad de exploración y muestreo de suelo, constituye una etapa primordial de suelo, constituye una etapa primordial de importancia única, ya que esta es donde se importancia única, ya que esta es donde se toma la materia prima para el estudio toma la materia prima para el estudio comparación y análisis de los diferentes tipos comparación y análisis de los diferentes tipos de suelos, la conocemos como la muestra.de suelos, la conocemos como la muestra.

OBJETIVOS OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERALESOBJETIVOS GENERALES

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

Determinar cuales son los métodos Determinar cuales son los métodos de exploración principales con sus de exploración principales con sus características. características.

OBJETIVOS ESPECÍFICOSOBJETIVOS ESPECÍFICOS

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

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

EXPLORACIÓN Y MUESTREO EXPLORACIÓN Y MUESTREO DE SUELOSDE SUELOS

Lo primero que hay que consignar en la obtención de Lo primero que hay que consignar en la obtención de una muestra es que ésta sea representativa del una muestra es que ésta sea representativa del terreno. Un muestreo adecuado y representativo es terreno. Un muestreo adecuado y representativo es de primordial importancia, pues tiene el mismo valor de primordial importancia, pues tiene el mismo valor que el de los ensayos en sí. A menos que la muestra que el de los ensayos en sí. A menos que la muestra obtenida sea verdaderamente representativa de los obtenida sea verdaderamente representativa de los materiales que se pretende usar, cualquier análisis materiales que se pretende usar, cualquier análisis de la muestra solo será aplicable a la propia muestra de la muestra solo será aplicable a la propia muestra y no al material del cual procede.y no al material del cual procede.

Las muestras pueden ser de dos tipos: alteradas o Las muestras pueden ser de dos tipos: alteradas o inalteradas. Se dice que una muestra es alterada inalteradas. Se dice que una muestra es alterada cuando no guarda las mismas condiciones que cuando no guarda las mismas condiciones que cuando se encontraba en el terreno de donde cuando se encontraba en el terreno de donde procede, e inalterada en caso contrario.procede, e inalterada en caso contrario.

RECONOCIMIENTORECONOCIMIENTO

Todo estudio de suelos debe iniciarse con un reconocimiento Todo estudio de suelos debe iniciarse con un reconocimiento detallado del terreno.detallado del terreno.

Mediante la observación de cortes naturales y/o artificiales Mediante la observación de cortes naturales y/o artificiales producto de la erosión o deslizamiento será posible, en general, producto de la erosión o deslizamiento será posible, en general, definir las principales unidades o estratos de suelos superficiales.definir las principales unidades o estratos de suelos superficiales.

Es importante en esta etapa la delimitación de zonas en las Es importante en esta etapa la delimitación de zonas en las cuales los suelos presentan características similares y a la cuales los suelos presentan características similares y a la identificación de zonas vedadas o poco recomendables para identificación de zonas vedadas o poco recomendables para emplazar construcciones, tales como zonas de deslizamiento, emplazar construcciones, tales como zonas de deslizamiento, laderas rocosas con fracturamiento, zonas pantanosas difíciles de laderas rocosas con fracturamiento, zonas pantanosas difíciles de drenar, etc. Este reconocimiento se puede efectuar por vía drenar, etc. Este reconocimiento se puede efectuar por vía terrestre.terrestre.

Generalmente se ejecutan pozos distanciados entre 300 a 600 Generalmente se ejecutan pozos distanciados entre 300 a 600 metros, aparte de los que deban ejecutarse en puntos singulares. metros, aparte de los que deban ejecutarse en puntos singulares. Pueden realizarse pozos más próximos si lo exige la topografía del Pueden realizarse pozos más próximos si lo exige la topografía del área, naturaleza de la depositación o cuando los suelos se área, naturaleza de la depositación o cuando los suelos se presentan en forma errática. Así mismo deben delimitarse las presentan en forma errática. Así mismo deben delimitarse las zonas en que se detecten suelos que se consideren inadecuados.zonas en que se detecten suelos que se consideren inadecuados.

En todo caso, al programar una exploración se En todo caso, al programar una exploración se deben considerar las siguientes pautas generales:deben considerar las siguientes pautas generales:

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

Prospectar aquellos sectores que soportarán Prospectar aquellos sectores que soportarán rellenos o terraplenes de importancia y aquellos rellenos o terraplenes de importancia y aquellos en que la rasante se ubica muy próxima al terreno en que la rasante se ubica muy próxima al terreno natural.natural.

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

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

MÉTODOS PARA ESTUDIOS DE MÉTODOS PARA ESTUDIOS DE SUPERFICIESUPERFICIE

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

Las calicatasLas calicatas Los sondeos Los sondeos

CALICATASCALICATAS

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

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

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

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

A cada calicata se le deberá realizar un registro adecuado A cada calicata se le deberá realizar un registro adecuado que pasará a formar parte del informe respectivo. La que pasará a formar parte del informe respectivo. La descripción visual de los diferentes estratos se presentará descripción visual de los diferentes estratos se presentará en el formato de la figura 1 y deberá contener, como en el formato de la figura 1 y deberá contener, como mínimo, toda la información que allí se solicita.mínimo, toda la información que allí se solicita.

El laboratorista deberá registrar claramente el El laboratorista deberá registrar claramente el espesor de cada estrato y efectuar una espesor de cada estrato y efectuar una descripción del mismo mediante identificación descripción del mismo mediante identificación visual basado en la pauta que se indica.visual basado en la pauta que se indica.

En los suelos es posible agruparlos en tres grupos En los suelos es posible agruparlos en tres grupos primarios, sin embargo, en la naturaleza se primarios, sin embargo, en la naturaleza se encuentran compuestos, pero es posible discernir encuentran compuestos, pero es posible discernir el componente predominante y asimilar la el componente predominante y asimilar la muestra a ese grupo. La principal distinción se muestra a ese grupo. La principal distinción se hace sobre la base del tamaño. Las partículas hace sobre la base del tamaño. Las partículas individuales visibles forman la fracción gruesa y individuales visibles forman la fracción gruesa y las demasiado pequeñas para ser las demasiado pequeñas para ser individualizadas componen la fracción fina. Los individualizadas componen la fracción fina. Los componentes orgánicos del suelo consisten en componentes orgánicos del suelo consisten en materia vegetal descompuesta o en proceso de materia vegetal descompuesta o en proceso de descomposición, lo que le impone al suelo una descomposición, lo que le impone al suelo una estructura fibrosa. Pueden ser identificados por estructura fibrosa. Pueden ser identificados por sus colores oscuros y el olor distintivo.sus colores oscuros y el olor distintivo.

SE VERIFICA:SE VERIFICA:

Tamaño Tamaño ColorColor

Se debe indicar el color predominante.Se debe indicar el color predominante. OlorOlor

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

• HumedadHumedad

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

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

CimentaciónCimentación::

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

DensificaciónDensificación

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

Clasificación Clasificación

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

CLASIFICACIOCLASIFICACION N

DE SUELOSDE SUELOS

Estas descripciones visuales deberán contener Estas descripciones visuales deberán contener como mínimo los siguientes antecedentes:como mínimo los siguientes antecedentes:

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

Profundidad total.Profundidad total. Profundidad de la capa de agua, referida al nivel Profundidad de la capa de agua, referida al nivel

del terreno natural y fecha de observación.del terreno natural y fecha de observación. Profundidad de los diferentes estratos por Profundidad de los diferentes estratos por

describir, referidas al nivel del terreno natural.describir, referidas al nivel del terreno natural. Descripción del suelo empleando la terminología Descripción del suelo empleando la terminología

que se entrega en la figuras 1 y 2, según se trate que se entrega en la figuras 1 y 2, según se trate de suelos gruesos o finos, respectivamente.de suelos gruesos o finos, respectivamente.

Cantidad y tipo de las muestras tomadas en la Cantidad y tipo de las muestras tomadas en la calicata.calicata.

Observaciones y otras características relevantes.Observaciones y otras características relevantes.

Desde las paredes y piso de las calicatas Desde las paredes y piso de las calicatas se deben obtener las muestras que serán se deben obtener las muestras que serán llevadas a laboratorio. Todas las llevadas a laboratorio. Todas las muestras que se obtengan deberán ser muestras que se obtengan deberán ser perfectamente identificadas, incluyendo perfectamente identificadas, incluyendo a lo menos los siguientes items: a lo menos los siguientes items: identificación de la calicata; profundidad identificación de la calicata; profundidad a la que fue tomada; nombre de la a la que fue tomada; nombre de la persona que la tomo y fecha de persona que la tomo y fecha de obtención.obtención.

Se distinguen dos tipos de Se distinguen dos tipos de muestras que se pueden obtener:muestras que se pueden obtener:

Muestra perturbadas:Muestra perturbadas:

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

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

      1) Análisis granulométrico.1) Análisis granulométrico.      2) Ensayos de plasticidad.2) Ensayos de plasticidad.

3) Ensayos de compactación – 3) Ensayos de compactación – humedad humedad óptima. óptima.

4) Ensayos de compactación CBR en 4) Ensayos de compactación CBR en laboratorio laboratorio “ensayo en “ensayo en

el que mide la el que mide la resistencia al resistencia al corte”.corte”.

Muestra sin perturbar:Muestra sin perturbar:

Este tipo de muestra se recorta de las paredes de los pozos y Este tipo de muestra se recorta de las paredes de los pozos y compromete estratos bien definidos. Después de cortadas compromete estratos bien definidos. Después de cortadas deben revestirse con una capa de parafina sólida aplicada con deben revestirse con una capa de parafina sólida aplicada con brocha.brocha.Es conveniente agregar alrededor de un 30% de cera virgen a Es conveniente agregar alrededor de un 30% de cera virgen a la parafina sólida con el fin de que la capa protectora sea la parafina sólida con el fin de que la capa protectora sea menos rígida. Si la consistencia de la muestra es relativamente menos rígida. Si la consistencia de la muestra es relativamente blanda, debe rodearse de grasa y recubrir una vez mas con blanda, debe rodearse de grasa y recubrir una vez mas con parafina sólida y cera. Una vez dado el tratamiento anterior, parafina sólida y cera. Una vez dado el tratamiento anterior, debe colocarse en cajas de madera con aserrín u otro producto debe colocarse en cajas de madera con aserrín u otro producto que actúe como amortiguador de golpes.que actúe como amortiguador de golpes.Las muestras sin perturbar deberán tomarse apenas excavadas Las muestras sin perturbar deberán tomarse apenas excavadas las calicatas, en especial cuando se trate de suelos cuya las calicatas, en especial cuando se trate de suelos cuya estructura se ve afectada por los cambios de humedad. En estructura se ve afectada por los cambios de humedad. En todo caso, al tomar una muestra no perturbada, debe elegirse todo caso, al tomar una muestra no perturbada, debe elegirse la pared de la calicata menos expuesta al sol y debe excavarse la pared de la calicata menos expuesta al sol y debe excavarse el espesor superficial que haya sido afectado por los cambios el espesor superficial que haya sido afectado por los cambios de humedad.de humedad.

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

* Nombre del proyecto* Nombre del proyecto* Sector/tramo* Sector/tramo* Nº de pozo* Nº de pozo* Ubicación respecto a un eje de referencia* Ubicación respecto a un eje de referencia* Cota* Cota* Fecha de la inspección* Fecha de la inspección* Inspector* Inspector* Descripción del suelo, etc. * Descripción del suelo, etc.

Las muestras se someterán a los Las muestras se someterán a los análisis de clasificación:análisis de clasificación:

* Granulometría.* Granulometría.

* Límites de consistencia: Límite * Límites de consistencia: Límite líquido y Límite Plástico.líquido y Límite Plástico.

* Constantes físicas: Densidad de * Constantes físicas: Densidad de partículas sólidas y Densidad neta.partículas sólidas y Densidad neta.

SONDEOS EN SUELOSONDEOS EN SUELO

Este método de exploración debe usarse en Este método de exploración debe usarse en aquellos casos en que el reconocimiento del perfil aquellos casos en que el reconocimiento del perfil estratigráfico necesario que se deberá estudiar, estratigráfico necesario que se deberá estudiar, no pueda ser realizado mediante calicatas, ya sea no pueda ser realizado mediante calicatas, ya sea porque se requiere reconocer el perfil en una porque se requiere reconocer el perfil en una profundidad importante, o bien por presencia de profundidad importante, o bien por presencia de agua. agua.

Los suelos finos, exentos de gravas, pueden ser Los suelos finos, exentos de gravas, pueden ser bien estudiados mediante sondeo. La información bien estudiados mediante sondeo. La información que puede obtenerse de sondeos efectuados en que puede obtenerse de sondeos efectuados en suelos con gravas es generalmente incompleta y suelos con gravas es generalmente incompleta y deficiente, pero en determinados casos resulta deficiente, pero en determinados casos resulta ser la única posible de realizar.ser la única posible de realizar.

Tipos De Sondeos: Tipos De Sondeos:

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

Métodos De Exploración De Carácter PreliminarMétodos De Exploración De Carácter Preliminar Pozos a cielo abierto, con muestreo alterado o Pozos a cielo abierto, con muestreo alterado o

inalterado.inalterado. Perforaciones con posteadora, barrenos Perforaciones con posteadora, barrenos

helicoidales o métodos similares.helicoidales o métodos similares. Métodos de lavadoMétodos de lavado Métodos de penetración estándar.Métodos de penetración estándar. Método de penetración cónica.Método de penetración cónica. Perforaciones en boleos y gravas (con barretones, Perforaciones en boleos y gravas (con barretones,

etc.)etc.)

Métodos De Sondeo DefinitivoMétodos De Sondeo Definitivo

* Pozos a cielo abierto con muestreo * Pozos a cielo abierto con muestreo inalterado.inalterado.

* Métodos con tubo de pared delgada.* Métodos con tubo de pared delgada.

* Métodos rotatorios para roca.* Métodos rotatorios para roca.

  

Métodos GeofísicosMétodos Geofísicos

* Sísmico.* Sísmico.

* De resistencia eléctrica.* De resistencia eléctrica.

* Magnético y gravimétrico* Magnético y gravimétrico

NUMERO TIPO Y PROFUNDIDAD NUMERO TIPO Y PROFUNDIDAD DE LOS SONDEOSDE LOS SONDEOS

El número, tipo y profundidad de los sondeos que deban El número, tipo y profundidad de los sondeos que deban ejecutarse en un programa de exploración de suelos depende ejecutarse en un programa de exploración de suelos depende fundamentalmente del tipo de subsuelo y de la importancia fundamentalmente del tipo de subsuelo y de la importancia de la obra. En ocasiones, se cuenta con estudios anteriores de la obra. En ocasiones, se cuenta con estudios anteriores cercanos al lugar, que permite tener una idea siquiera cercanos al lugar, que permite tener una idea siquiera aproximada de las condiciones del subsuelo y este aproximada de las condiciones del subsuelo y este conocimiento permite fijar el programa de exploración con conocimiento permite fijar el programa de exploración con mayor seguridad y eficacia. Otras veces, ese conocimiento mayor seguridad y eficacia. Otras veces, ese conocimiento apriorístico indispensable sobre las condiciones apriorístico indispensable sobre las condiciones predominantes en el subsuelo ha de ser adquirido con los predominantes en el subsuelo ha de ser adquirido con los sondeos de tipo preliminar. sondeos de tipo preliminar.

El número de estos sondeos exploratorios será el suficiente El número de estos sondeos exploratorios será el suficiente para dar precisamente ese conocimiento. En obras pequeñas, para dar precisamente ese conocimiento. En obras pequeñas, posiblemente tales sondeos tendrán carácter definitivo, por lo posiblemente tales sondeos tendrán carácter definitivo, por lo que es conveniente realizarlos por los procedimientos más que es conveniente realizarlos por los procedimientos más informativos, tales como la prueba de penetración estándar, informativos, tales como la prueba de penetración estándar, por ejemplo.por ejemplo.

Un punto que requiere especial cuidado es la Un punto que requiere especial cuidado es la determinación de la profundidad a que debe determinación de la profundidad a que debe llevarse la exploración del suelo. Este aspecto llevarse la exploración del suelo. Este aspecto fundamental, cuyas repercusiones pueden fundamental, cuyas repercusiones pueden dejarse sentir en todas las fases del éxito o dejarse sentir en todas las fases del éxito o fracaso de una obra de ingeniería. En general, los fracaso de una obra de ingeniería. En general, los puntos básicos que la mecánica de suelos debe puntos básicos que la mecánica de suelos debe cuidar en un caso dado se refieren a la cuidar en un caso dado se refieren a la posibilidad y cálculo de asentamientos y a posibilidad y cálculo de asentamientos y a determinaciones de resistencia de los suelos.determinaciones de resistencia de los suelos.

Generalmente es suficiente detener la Generalmente es suficiente detener la exploración al llegar a la roca basal, si ésta exploración al llegar a la roca basal, si ésta aparece en la profundidad estudiada; sin aparece en la profundidad estudiada; sin embargo, en casos especiales se hará necesario embargo, en casos especiales se hará necesario continuar el sondeo dentro de la roca por continuar el sondeo dentro de la roca por métodos rotatorios; por ejemplo, en métodos rotatorios; por ejemplo, en cimentaciones de presas sería necesario verificar cimentaciones de presas sería necesario verificar que la roca no presente condiciones peligrosas que la roca no presente condiciones peligrosas desde el punto de vista de infiltraciones de aguadesde el punto de vista de infiltraciones de agua..

METODOS DE EXPLORACION DE CARÁCTER METODOS DE EXPLORACION DE CARÁCTER PRELIMINARPRELIMINAR

Pozos a cielo abierto o calicatas:Pozos a cielo abierto o calicatas:Cuando este método sea practicable debe Cuando este método sea practicable debe considerársele como el más satisfactorio para considerársele como el más satisfactorio para conocer las condiciones del subsuelo, ya que conocer las condiciones del subsuelo, ya que consiste en excavar un pozo de dimensiones consiste en excavar un pozo de dimensiones suficientes para que un técnico pueda suficientes para que un técnico pueda directamente bajar y examinar los diferentes directamente bajar y examinar los diferentes estratos de suelo en su estado natural, así como estratos de suelo en su estado natural, así como darse cuenta de las condiciones precisas referentes darse cuenta de las condiciones precisas referentes al agua contenida en el suelo. Desgraciadamente al agua contenida en el suelo. Desgraciadamente este tipo de excavación no puede llevarse a este tipo de excavación no puede llevarse a grandes profundidades a causa, sobre todo, de la grandes profundidades a causa, sobre todo, de la dificultad de controlar el flujo de agua bajo el nivel dificultad de controlar el flujo de agua bajo el nivel freático, naturalmente que el tipo de suelo de los freático, naturalmente que el tipo de suelo de los diferentes estratos atravesados también influye diferentes estratos atravesados también influye grandemente en los alcances del método en sí. grandemente en los alcances del método en sí.

Método de lavadoMétodo de lavado Este método constituye un procedimiento económico y rápido para conocer Este método constituye un procedimiento económico y rápido para conocer

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

El equipo necesario para realizar la perforación incluye un trípode con El equipo necesario para realizar la perforación incluye un trípode con polea y martinete suspendido, de 80 a 150 Kg de peso, cuya función es polea y martinete suspendido, de 80 a 150 Kg de peso, cuya función es hincar en el suelo a golpes el ademe necesario para la operación “ademe: hincar en el suelo a golpes el ademe necesario para la operación “ademe: cubierta de madera con que se aseguran los pilares en los trabajos cubierta de madera con que se aseguran los pilares en los trabajos subterráneos”. Este ademe debe ser de mayor diámetro que la tubería que subterráneos”. Este ademe debe ser de mayor diámetro que la tubería que vaya a usarse para la inyección del agua. En el extremo inferior de la vaya a usarse para la inyección del agua. En el extremo inferior de la tubería de inyección debe ir un trépano “ de acero “trepano: herramienta tubería de inyección debe ir un trépano “ de acero “trepano: herramienta de rotación cuya dureza permite perforar terrenos duros”, perforado, para de rotación cuya dureza permite perforar terrenos duros”, perforado, para permitir el paso del agua a presión. El agua se impulsa dentro de la tubería permitir el paso del agua a presión. El agua se impulsa dentro de la tubería por medio de una bomba.por medio de una bomba.

La operación consiste en inyectar agua en la perforación, una vez hincado La operación consiste en inyectar agua en la perforación, una vez hincado el ademe, la cual forma una suspensión con el suelo en el fondo del pozo y el ademe, la cual forma una suspensión con el suelo en el fondo del pozo y sale al exterior a través del espacio comprendido entre el ademe y la sale al exterior a través del espacio comprendido entre el ademe y la tubería de inyección; una vez fuera es recogida en un recipiente en el cual tubería de inyección; una vez fuera es recogida en un recipiente en el cual se puede analizar el sedimento. se puede analizar el sedimento.

Método de penetración estándarMétodo de penetración estándar

Este procedimiento es, entre todos los exploratorios preliminares, Este procedimiento es, entre todos los exploratorios preliminares, quizá el que rinde mejores resultados en la práctica y proporciona quizá el que rinde mejores resultados en la práctica y proporciona más útil información en torno al subsuelo y no sólo en lo referente más útil información en torno al subsuelo y no sólo en lo referente a descripción.a descripción.

En suelos puramente friccionantes la prueba permite conocer la En suelos puramente friccionantes la prueba permite conocer la compacidad de los mantos que es la característica fundamental compacidad de los mantos que es la característica fundamental respecto a su comportamiento mecánico. En suelos plásticos la respecto a su comportamiento mecánico. En suelos plásticos la prueba permite adquirir una idea, si bien tosca, de la resistencia a prueba permite adquirir una idea, si bien tosca, de la resistencia a la compresión simple. Además el método lleva implícito un la compresión simple. Además el método lleva implícito un muestreo, que proporciona muestras alteradas representativas del muestreo, que proporciona muestras alteradas representativas del suelo en estudio.suelo en estudio.

El equipo necesario para aplicar el procedimiento consta de un El equipo necesario para aplicar el procedimiento consta de un muestreador es normal que el penetrómetro sea de media caña, muestreador es normal que el penetrómetro sea de media caña, para facilitar la extracción de la muestra.para facilitar la extracción de la muestra.

Método de penetración cónicaMétodo de penetración cónica Estos métodos consisten en hacer penetrar una punta cónica en el Estos métodos consisten en hacer penetrar una punta cónica en el

suelo y medir la resistencia que el suelo ofrece. Existen diversos tipos suelo y medir la resistencia que el suelo ofrece. Existen diversos tipos de conos. de conos.

Dependiendo del procedimiento para hincar los conos en el terreno, Dependiendo del procedimiento para hincar los conos en el terreno, estos métodos se dividen en estáticos y dinámicos. En los primeros la estos métodos se dividen en estáticos y dinámicos. En los primeros la herramienta se hinca a presión, medida en la superficie con un gato 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 apropiado; en los segundos el hincado se logra a golpes dados con un peso que cae.peso que cae.

En la prueba dinámica puede usarse un penetrómetro atornillando al En la prueba dinámica puede usarse un penetrómetro atornillando al extremo de la tubería de perforación, que se golpea en su parte extremo de la tubería de perforación, que se golpea en su parte superior de un modo análogo al descrito para la prueba de superior de un modo análogo al descrito para la prueba de penetración estándar. Es normal usar para esta labor un peso de 63,5 penetración estándar. Es normal usar para esta labor un peso de 63,5 Kg, con 76 cm de altura de caída, o sea la misma energía para la Kg, con 76 cm de altura de caída, o sea la misma energía para la penetración usada en la prueba estándar. También ahora se cuenta penetración usada en la prueba estándar. También ahora se cuenta los golpes para 30 cm de penetración de la herramienta.los golpes para 30 cm de penetración de la herramienta.

En resumen podría decirse que las pruebas de penetración cónica, En resumen podría decirse que las pruebas de penetración cónica, estática o dinámica, son útiles en zonas cuya estratigrafía sea ya estática o dinámica, son útiles en zonas cuya estratigrafía sea ya ampliamente conocida y cuando se desee simplemente obtener ampliamente conocida y cuando se desee simplemente obtener información de sus características en un lugar específico; pero son información de sus características en un lugar específico; pero son pruebas de muy problemática interpretación en lugares no explorados pruebas de muy problemática interpretación en lugares no explorados a fondo previamente. La prueba de penetración estándar debe a fondo previamente. La prueba de penetración estándar debe estimarse preferible en todos los casos en que su realización sea estimarse preferible en todos los casos en que su realización sea posible.posible.

5.1.5 Perforaciones en boleos y gravas:5.1.5 Perforaciones en boleos y gravas: Con frecuencia es necesario atravesar durante las Con frecuencia es necesario atravesar durante las

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

5.2 MÉTODOS DE SONDEO DEFINITIVO5.2 MÉTODOS DE SONDEO DEFINITIVO

5.2.1 Pozos a cielo abierto con 5.2.1 Pozos a cielo abierto con muestreo inalterado (muestreo inalterado (Calicata):):

Este método de exploración ha sido ya Este método de exploración ha sido ya descrito. Sin embargo, es conveniente descrito. Sin embargo, es conveniente insistir en el hecho de cuando es factible, insistir en el hecho de cuando es factible, debe considerarse el mejor de todos los debe considerarse el mejor de todos los métodos de exploración a disposición del métodos de exploración a disposición del ingeniero para obtener muestras inalteradas ingeniero para obtener muestras inalteradas y datos adicionales que permitan un mejor y datos adicionales que permitan un mejor proyecto y construcción de una obra.proyecto y construcción de una obra.

Muestreo con tubos de pared Muestreo con tubos de pared delgadadelgada

Desde luego de ningún modo y bajo ninguna circunstancia Desde luego de ningún modo y bajo ninguna circunstancia puede obtenerse una muestra de suelo que pueda ser puede obtenerse una muestra de suelo que pueda ser rigurosamente considerada como inalterada. En efecto, rigurosamente considerada como inalterada. En efecto, siempre será necesario extraer al suelo de un lugar con siempre será necesario extraer al suelo de un lugar con alguna herramienta que inevitablemente alterará las alguna herramienta que inevitablemente alterará las condiciones de esfuerzo de su vecindad; además, una vez condiciones de esfuerzo de su vecindad; además, una vez la muestra dentro del muestreador no se ha encontrado la muestra dentro del muestreador no se ha encontrado hasta hoy y es dudoso que jamás llegue a encontrarse, un hasta hoy y es dudoso que jamás llegue a encontrarse, un método que proporcione a la muestra, sobre todo en su método que proporcione a la muestra, sobre todo en su cara superior e inferior los mismos esfuerzos que tenia. cara superior e inferior los mismos esfuerzos que tenia.

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

Métodos rotatorios para rocaMétodos rotatorios para roca Cuando un sondeo alcanza una capa de roca más o menos Cuando un sondeo alcanza una capa de roca más o menos

firme o cuando en el curso de la perforación las firme o cuando en el curso de la perforación las herramientas hasta aquí descritas tropiezan con un bloque herramientas hasta aquí descritas tropiezan con un bloque grande de naturaleza rocosa, no es posible lograr grande de naturaleza rocosa, no es posible lograr penetración con los métodos estudiados y ha de recurrirse penetración con los métodos estudiados y ha de recurrirse a un procedimiento diferente.a un procedimiento diferente.

Cuando un gran bloque o un estrato rocoso aparezcan en la Cuando un gran bloque o un estrato rocoso aparezcan en la perforación se hace indispensable recurrir al empleo de perforación se hace indispensable recurrir al empleo de máquinas perforadoras a rotación, con broca de diamantes máquinas perforadoras a rotación, con broca de diamantes o del tipo cáliz.o del tipo cáliz.

En las primeras, en el extremo de la tubería de perforación En las primeras, en el extremo de la tubería de perforación va colocado un muestreador especial, llamado de va colocado un muestreador especial, llamado de "corazón", en cuyo extremo inferior se acopla una broca de "corazón", en cuyo extremo inferior se acopla una broca de acero duro con incrustaciones de diamante industrial, que acero duro con incrustaciones de diamante industrial, que facilita la perforación.facilita la perforación.

En las segundas, los muestreadores son de acero duro y la En las segundas, los muestreadores son de acero duro y la penetración se facilita por medio de municiones de acero penetración se facilita por medio de municiones de acero que se echan a través de la tubería hueca hasta la que se echan a través de la tubería hueca hasta la perforación y que actúan como abrasivo. En roca muy perforación y que actúan como abrasivo. En roca muy fracturada puede existir el peligro que las municiones se fracturada puede existir el peligro que las municiones se pierdan. Perforadoras tipo cáliz se han construido con pierdan. Perforadoras tipo cáliz se han construido con diámetros muy grandes, hasta para hacer perforaciones de diámetros muy grandes, hasta para hacer perforaciones de 3m; en estos casos la máquina penetra en el suelo con la 3m; en estos casos la máquina penetra en el suelo con la misma broca.misma broca.

De acuerdo a lo anterior se concluye que el éxito de una De acuerdo a lo anterior se concluye que el éxito de una maniobra de perforación rotatoria depende maniobra de perforación rotatoria depende fundamentalmente de esos tres factores:fundamentalmente de esos tres factores:* Velocidad de rotación.* Velocidad de rotación.* Presión de agua.* Presión de agua.* Presión sobre la broca.* Presión sobre la broca.