Laboratorio de Mecánica de Suelos,2015-2 Exploración del terreno Integrante 1: Alejandra Bautista – Código: 5500045 Integrante 2: Cristian Rodríguez – Código :Integrante2: Lina Rodríguez –Código : 5500081

1. Introducción

El siguiente informe tiene como objeto hacer la descripción de un suelo del campus Cajicá mediante una perforación la cual utilizara varios métodos para hacer diferentes ensayos para poder observar las diferentes propiedades que componen al suelo ya sean resistencia, humedad u otras propiedades de este , también se utilizara para hacer una breve descripción de este y hace poder hacer un esquema de un perfil estratigráfico del mismo.

2. Objetivos Mediante la norma 105 de invias aprender a almacenar las

muestras extraídas con un tubo de pared delgada para no alterar sus propiedades y poder lograr una muestra relativamente inalterada.

Conocer el equipo necesario para realizar una perforación y no tener ningún inconveniente con este tipo de prácticas con el manejo, cuidado y precauciones con el equipo, con la muestra y con el individuo que lo está realizando.

Poder hacer un buen análisis teniendo en cuenta las características que se obtienen a simple vista para ver si es un suelo tiene buenas condiciones para la construcción o es un suelo demasiado blando.

Realizar el perfil estratigráfico en el cual se detallara con claridad las muestras extraídas.

Aprender a diferenciar los métodos para hacer una perforación y ver como se realizan cada uno de ellos según la norma que se necesite.

Mediante observación determinar algunas propiedades del suelo, como el color, la humedad, la plasticidad y ver si tiene oxidantes o algunas propiedades que se ven a simple vista o con tan solo tocarlas.

Conocer los diferentes métodos de muestreo de suelos. Y saber como y cuando aplicarlos.

Conocer y diferenciar los diferentes instrumentos que se usan en el muestreo de los suelos.

Reconocer la importancia que tiene el hacer un buen estudio de los suelos ya que es de mucha importancia en la Ingeniería Civil.

3. Metodología

Para la realización de la practica consultamos la norma para el uso de un tubo metálico de paredes delgadas para la obtención de muestras relativamente inalteradas de suelos. (OBTENCIÓN DE MUESTRAS PARA PROBETAS DE ENSAYO MEDIANTE TUBOS DE PARED DELGADA I.N.V. E – 105 – 07)

-Estos tubos deben tener un diámetro exterior de 50.8 a 127.0 mm (2 a 5pulgadas) y ser elaborados con un metal lo suficientemente resistente para su uso en suelos y formaciones para los cuales fueron dispuestos. Los tubos deben estar limpios y libres de cualquier irregularidad en su superficie, incluyendo las protuberancias en las soldaduras.

ENSAYO DE PENETRACIÓN NORMAL (SPT) Y MUESTREO DE SUELOS CON TUBO PARTIDO I.N.V. E – 111 – 07

Este método describe el procedimiento generalmente conocido como Ensayo de Penetración Normal (Standard Penetration Test - SPT), para penetrar un muestreador de tubo partido con el fin de obtener una muestra representativa del suelo y una medida de la resistencia de dicho suelo, a la penetración del muestreador.

ENSAYO DE CORTE SOBRE SUELOS COHESIVOS EN EL TERRENO, USANDO LA VELETA I.N.V. E - 170

Este método se refiere al ensayo de veleta en el terreno, en suelos cohesivos blandos y saturados. Es necesario conocer la naturaleza del suelo en el cual se ha de efectuar cada ensayo, para asegurarse de su aplicabilidad e interpretación.

DESCRIPCIÓN E IDENTIFICACIÓN DE SUELOS (PROCEDIMIENTO VISUAL Y MANUAL) I.N.V. E– 102 – 07Esta práctica describe un procedimiento para identificar suelos y se basa en el sistema de clasificación unificada. La identificación se hace mediante un examen visual y mediante ensayos , lo cual debe indicarse claramente al elaborar el respectivo informe.

PROFUNDIDAD TIPO DE SUELO DESCRIPCION0 - 0.2 Capa vegetal pasto color verde

0.2 - 0.5 Limo

Tiene rose en los diente es color café oscuro, suelta, plasticidad baja, poca húmedad, tiene oxidaciones.

0.2 - 0.95

0.95 – 2 Arcilla

color gris claro, puntos de oxidación, húmeda, alta plasticidad.

Siguiendo el procedimiento hacemos el ensayo de Standard Penetration Test, determinamos la consistencia en suelos granulares, se ubica la barra como marca de referencia hacemos una marca en la barra cada 15 cm y se cuenta el número de golpes (N) necesarios para hincar de nuevo la cuchara. Utilizando la pesa de 102 lb con una altura de caída de 76 cm. (los golpes nos determinan la resistencia del suelo)

o Primer tramo 11 golpeso Segundo tramo 13 golpeso Tercer tramo 12 golpes

Los primeros 11 golpes no se cuentan ya que el suelo se está acomodando. Para sacarlo la muestra usamos la palanca la sacamos con la cuchara partida quitamos las puntas a continuación guardamos la muestra en una bolsa la cerramos y la guardamos en otra bolsa y utilizamos el rotulo para marcarla.Sondeo 1 Profundidad .95m.Con el barreño se empieza a perforar el suelo blando tiene 1m de largo se le da vueltas al barreño para hacerlo bajar, para esto se usan las llaves inglesas luego la retiramos haciendo palanca al no encontrar un tipo de suelo diferente tenemos que perforar 30 cm más y repetimos el proceso dos veces más.Se volvió a insertar el barreño hasta una nueva profundidad de 30 cmIntroduciendo nuevamente el barreño a una profundidad de 40 cm para llegar a una profundidad de 2 m encontrando arcilla color gris claro, blanda, puntos de oxidación, húmeda, alta plasticidad.

Ahora retiramos el tubo shelby, muestra de tubo shelby, medir 2.50 en la tubería debido al cambio en la sección de tubería tomamos 5 lectcturas-0 .75-1-1-0.75-0.75

Con el extractor horizontal se saca la muestra del tubo de pared delgada obteniendo una muestra inalterada.Extraemos la muestra tratando de que no se altere evitando la perdida de las propiedades intrínsecas que traiga Respecto al cuidando la humedad de la muestra evitando alteraciones cubrimos la muestra con papel vinipel y protegiéndola con un tubo PVC para poderla almacenar en el laboratorio.El último proceso que realizamos es el de la veleta damos una vuelta a 2.60 m de profundidad tiene un brazo una gua y una escala tiene una lectura inicial y tiene una resistencia pico N/m.-Lectura inical 30n/m se gira con una velocidad constante-Lectura final 60 n/m norma 170 veleta cónica se calcula el cu resistencia no drenada.

Imagen 1. Elementos requeridos para la perforación

Imagen 2. Medición primer tramo

Imagen 3. Tubo de referencia

Imagen 4. Marcas de referencia

Imagen 5. Pesa requerida para los golpes con una altura de caída de 76 cm.

Imagen 6. Palanca para retirar el tubo

Imagen 7. Muestra de suelo (arcilla)

Imagen 8.

Imagen 9.

Imagen 10. Muestra de suelo (limo)

4. Marco teórico

Barreno:

Un barreno es un dispositivo o herramienta utilizado para realizar agujeros o pozos cilíndricos extrayendo el material sólido perforado) por medio de un tornillo helicoidal rotatorio. El material es desplazado a lo largo del sentido del eje de rotación. En algunos usos el tornillo

helicoidal se encuentra contenido en un cilindro, mientras que para otros usos no se requiere de este. El barreno es una parte integral de un taladro, el barreno de una mecha de un taladro, utiliza este mecanismo para remover las virutas del agujero que se está realizando.

Muestras Inalteradas:

Son aquellas muestras obtenidas por medio de muestreadores y usando técnicas en las cuales es posible preservar de la estructura natural del material; aunque se use la expresión “inalterada” se debe tener en cuenta que una muestra de suelo al ser retirada de sus condiciones naturales sufre algún tipo de remoldeo o alteración, se denomina así porque representan fielmente las condiciones del suelo in-situ. En estas

muestras se realizan todos aquellos ensayos que permiten evaluar las condiciones de resistencia del suelo y comportamiento ingenieril y las propiedades de permeabilidad, además determinar la humedad natural y todos los demás ensayos que se pueden ejecutar en las muestras alteradas.

Muestras Alteradas:

Una muestra alterada se define como aquella donde parte de ella o toda, ha sufrido una alteración tal que ha perdido la estructura que poseía in-situ, estas muestras no representan de forma real las propiedades ingenieriles de resistencia y permeabilidad del suelo. Una muestra inalterada generalmente es usada para los procesos de identificación y caracterización del suelo. Las muestras inalteradas también son usadas para preparar especímenes de laboratorio y evaluar en ellos propiedades de permeabilidad y resistencia mecánica, cuando la destinación del suelo sea como elemento de construcción.

TUBOS SHELBY:

Descripción: Tubos de pared delgada para extracción de muestras

Tubo shelby

S.P.T Abreviatura para el ensayo de penetración normal, con la cual se puede hacer referencia a este método.

Cabezote La pieza cilíndrica que el martillo o pesa golpea y a través del cualse transmite la energía a las varillas o tubos de perforación.

Malacate de rotación El cilindro o tambor de rotación o torno, alrededor del cual el operador enrolla un cable para subir y dejar caer el martillo, halando y aflojando sucesivamente el cable envuelto alrededor del cilindro.

Varillas o tubos de perforación Varillas o tubos empleados para transmitir hasta abajo, la fuerza y el giro a la broca de perforación, mientras se perfora el hueco. También se emplean para avanzar por simple percusión y lavado.

Martinete Conjunto de equipos consistente en un martillo o pesa, guía para la caída de éste, cabezote, y cualquier sistema que haga caer el martillo.

Martillo o pesa Es la parte del martinete consistente en una pesa que produce el impacto, la cual se levanta y suelta sucesivamente para que al caer, proporcione la energía necesaria para efectuar el muestreo y la penetración.

Sistema de caída del martillo o pesa

La parte del martinete mediante la cual el operador logra el levantamiento y la caída del martillo o pesa para producir el golpe. Guía para la caída del martillo o pesa Aquella parte del martinete empleada para dirigir la caída del martillo.

Valor de N Cuenta del número de golpes que representa la resistencia a la penetración del tubo partido en el suelo. El valor de N, relacionado como golpes por pie, es igual a la suma del número de golpes requeridos para hincar el toma muestras en el intervalo de profundidad de 150 a 450 mm (6 a 18") (

D N El número de golpes obtenidos en cada uno de los intervalos de 150 mm (6") de la penetración del muestreador

Número de vueltas del cable El ángulo de contacto total entre el cable y el malacate de rotación, desde el comienzo del aflojamiento del cable por el operador, hasta la caída del martillo, dividido por 360°

Varillas o tubos de muestreo Varillas o tubos que conectan el dispositivo del martinete con el muestreador.

ENSAYO DE CORTE SOBRE SUELOS COHESIVOS EN EL TERRENO USANDO LA VELETA

El ensayo de corte con veleta consiste básicamente en colocar una veleta de cuatro hojas dentro del suelo inalterado, y en girarla desde la superficie para determinar la fuerza de torsión necesaria para lograr que una superficie cilíndrica sea cortada por la veleta; con esta fuerza de corte se halla, entonces, la resistencia unitaria de dicha superficie. Es de importancia básica que la fricción de la varilla de la veleta y la del aparato sean tenidas en cuenta porque de otra manera, la fricción sería inadecuadamente registrada como resistencia del suelo. Las medidas de fricción bajo condiciones que no implican carga, como cuando se emplea un vástago liso en lugar de la veleta, o una veleta que permita alguna rotación libre de la varilla antes de someterla a carga, son satisfactorias únicamente cuando el giro sea aplicado mediante un momento balanceado que no se traduzca en empuje lateral. A medida que las fuerzas de torsión se hagan más grandes durante un ensayo, un empuje lateral en el instrumento se traducirá en un incremento de fricción no considerado en las lecturas iniciales sin carga. No se recomiendan instrumentos que produzcan empuje lateral. La varilla de la veleta debe tener suficiente rigidez para que no

sufra torsión bajo condiciones de carga plena, de lo contrario, se deberá hacer una corrección al dibujar las curvas de Momento vs. Rotación.

Veleta Se tienen los dos tipos de veletas normalizadas por este ensayo. Cada una tendrá cuatro hojas perpendiculares entre sí, su altura será el doble del diámetro. Las dimensiones de la veleta deberán ser las especificadas.

Varillas de extensión La veleta se deberá operar desde la superficie conectándola con varillas de torsión, de acero. Estas varillas deberán ser de un diámetro tal, que no sea excedido su límite elástico cuando la veleta sea sometida a su capacidad plena. Si es necesario determinar curvas de momento vs. rotación, es esencial calibrar las varillas de rotación antes de emplearlas. La magnitud del giro de la varilla (si lo hubiera) se deberá establecer en grados por metros por unidad de momento. Esta corrección se hace progresivamente más importante a medida que aumenta la profundidad; la calibración se deberá efectuar por lo menos hasta la profundidad máxima esperada, para el ensayo.

Penetrómetro de bolsillo Es un instrumento de laboratorio utilizado para determinar el esfuerzo de compresión inconfinado que en laboratorio o en campo. Para lo cual se traza un círculo con su centro en el suelo, entonces se ubica verticalmente el penetrómetro directamente contra el suelo y se realizan disparos alrededor del círculo y en el centro. Los valores registrados del penetrómetro se evalúan mediante una tabla proporcionada por el fabricante, el valor promedio de las lecturas realizadas con el penetrómetro será que, con el cual puede trazarse la envolvente de falla.

DESDE ACA TOCA COPIAR

http://institutodeestudiosurbanos.info/endatos/0100/0110/0111-cfisicas/0111-1.htm

EDAD PERÍODOS TRANSFORMSACIONES SUCESO IMPORTANTE

El Paleozoic

o Precámbrico

Hace más de 575

millones de años

En los tiempos precámbricos todas las tierras del planeta estaban unidas en un inmenso continente denominado Pangea.

El actual territorio colombiano formaba parte de ese escudo primitivo de rocas cristalinas.

Cámbrico y Devónico Inferior

Entre hace 575 y 415

millones de años

El Pangea se dividió en varios bloques rígidos independientes, cuya separación dio origen a una fosa meridiana invadida por el mar, dentro de la cual se encontraba la región de Bogotá

En esta fosa se desarrollo una importante sedimentación que formo capas alternas de pelitas, areníscas, conglomerados, margas y calizas. Desde entonces varios eventos orogénicos (génesis de relieves), acaecidos en lo que hoy es la región andina, afectaron en mayor  menor grado a la región de Bogotá, provocando en unos casos la emersión de tierras y en otros la invasión del mar

Pérmico inferior y Triásico medio

Entre hace 290 y 230

millones de años

Se produjo un importante suceso orogénico que solevantó el sector comprendido entre Ibagué, los macizos de Quetame y de la Serranía de San Lucas, este último correspondiente, en parte, al valle del Magdalena y,

En los mares continentales que rodeaban estos macizos se produjo una importante sedimentación

en parte, a la Cordillera Oriental actuales incluida la cuenca del río Bogotá.

El Mesozoic

o

Triásico superior y Jurásico

Desde hace 230 hasta

145 millones de

años

Durante este período el estado originado por los sucesos acaecidos durante el Paleozoico permaneció más o menos estable.

Al finalizar el Jurásico una transgresión marina proveniente posiblemente del antiguo océano pacífico, cubrió la cuenca de Bogotá, según lo indican los sedimentos de la época.

CretáceoEntre hace 145 y 70

millones de años

La Sabana de Bogotá y sus alrededores se encontraban bajo un mar colmado de depósitos marinos, arcillas, arenas y areniscas.

Se produjeron grandes depósitos de sal, donde hoy quedan las salinas de Nemocón y Zipaquira. Por ese entonces la parte sur del continente americano se encontraba unida con África, hasta que se produjo el desplazamiento de Sudamérica hacia el occidente, separándose y formando de esta manera el Océano Atlántico.

Culminación del

cretácico

Hace 70 millones de

añosSe forman los Cerros Orientales de la Sabana

El mar se hace menos profundo y los sedimentos de arenas depositados, dan origen a la formación Guadalupe, ósea los Cerros Orientales de la Sabana; posteriormente se producirían los depósitos de arcillas que dieron origen a la formación Guaduas.

El Cenozoico

Terciario Paleoceno inferior

Hace 65 millones de

años

Aparece la formación Bogotá, tras una sucesión de movimientos tectónicos que ocasionaron el retiro del mar de su cuenca

Los sedimentos depositados por los ríos durante el paleoceno superior y el Eoceno inferior a medio, fueron los responsables de la formación de Bogotá (arcillosa), junto a la cual

apareció la formación de La Regadera (arenosa).

Eoceno superior y Oligoceno Inferior

Desde hace43 a

32 millones de años

Se produjo una corta transgresión marina en la cuenca de Bogotá, proveniente del norte, la cual ocasionó la desaparición de especies de la flora y la fauna.

La sedimentación localizada de arenas y arcillas dio origen a la hoy conocida como formación de Usme (Oligoceno inferior a medio)

Oligoceno medio a superior

Desde hace32 a

22 millones de años

Las cuencas sedimentarias de Bogotá y Boyacá fueron plegadas y solevantadas en una especie de abombamiento que ocasionó el retiro del mar y la consiguiente interrupción de la sedimentación.

La altura del relieve continuaba siendo baja, con clima cálido y húmedo, y los ríos aun podían pasar desde la zona del actual valle del Magdalena hacia los Llanos Orientales.

Mioceno

Entre hace 22 y 6

millones de años

Se producen los levantamientos que darían origen a la Cordillera Oriental Estos levantamientos provocan la desconexión entre el río Magdalena y los ríos de los Llanos Orientales.

Otro cambio operado en esta época fue un enfriamiento del clima el cual favoreció la migración de las biotas de las zonas templadas y subtropicales hacia las partes más altas de las zonas intertropicales, las cuales alcanzaban ya localmente entre 1.000 y 2.000 metros de altitud.

Plioceno

Hace 3 millones de

años

Termina el levantamiento de la cordillera Oriental

Esto provocó el hundimiento de la Sabana   de Bogotá, allí desemboca el Río Bogotá y varios de sus afluentes y se genera una gran laguna cuyas aguas se desbordan por el Salto de Tequendama, para dar origen a la parte baja del río desde Mesitas del Colegio hasta Girardot.

Inicio del Hace 2 Aparece la época de Desde el punto de

Cuaternario millones de años

grandes cambios climáticos provocados por los glaciales e interglaciales. La última glaciación se inició hace 75.000 años y terminó hace 10.000 años, ósea en el holoceno.

vista ecológico y ambiental, las principales características del Cuaternario (también llamado pleistoceno) fueron el surgimiento y el desarrollo de la especie humana.

Fuente: Adaptación con base en Bogotá y Cundinamarca expansión urbana y sostenibilidad. Cápitulo 3. Alfonso Pérez Preciado, Bogotá D.C. 2000.

5. Materiales y equipos

5.1. Materiales Papel aluminio Papel vinipel

Tubo pvcCasco Guantes de carnaza Botas punta de acero Flexómetro Llave inglesa Calcomanías con información

5.2. Equipos SPT (ensayo de penetración estándar)VeletaPenetrometro de bolsilloBarreno Tubos extensores

6. Análisis de resultados

SPT Nc = N2+N3 = 13+13= 25

Φ=20+√20 (Nc )Φ=20+√500

Φ=20+22.36Φ= 42.36

ANGULO DE FRICCION SE GENERA EN EL ENSAYO SPT EN UNA MUESTRA COHESIVA

N1 N2 N3 RESISTENCIA A LA PENETRACION11 13 12 144

Rp=N .4Formula 1.1 resistencia a la penetración

N1 N2 N3 PRESION ADMISIBLE( Kg/Cm2)11 13 12 4,5

σ adm=N8

Formula 1.2 presión admisible

7. Conclusiones

8. Referencias bibliográficas

http://principiosdemuestreo.blogspot.com/2010/09/muestreo-de-suelos.html

ftp://ftp.unicauca.edu.co/Facultades/FIC/IngCivil/Especificaciones_Normas_INV-07/Normas/Norma%20INV%20E-111-07.pdf

ftp://ftp.unicauca.edu.co/Facultades/FIC/IngCivil/Especificaciones_Normas_INV-07/Normas/Norma%20INV%20E-105-07.pdf

ftp://ftp.ucauca.edu.co/Facultades/FIC/IngCivil/Especificaciones_Normas_INV-07/Normas/Norma%20INV%20E-170-07.pdf

http://www.pinzuar.com.co/pinzuar/index.php?option=com_virtuemart&view=productdetails&virtuemart_product_id=115&virtuemart_category_id=11&Itemid=145&lang=es

9. Anexos10. Indicaciones finales de forma y presentación