exploraciones geotecnicas

UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDAUNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

INVESTIGACION DEL SUBSUELO INVESTIGACION DEL SUBSUELO Ing. Ing. AngelAngel R. R. HuancaHuanca BordaBorda

UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA” DE ICAFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA” DE ICAFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL


INTRODUCCIONINTRODUCCION

“La Mecánica de Suelos es la aplicación de las leyes de la Mecánica y la Hidráulica a los problemas de ingeniería que tratan con sedimentos y otras acumulaciones de partículas sólidas, producidas por la desintegración mecánica o descomposición química de las rocas, independientemente de que tengan o no contenido de materia orgánica”.Terzaghi (1943)


• Ingeniería Geotécnica (desde 1970): geología para Ingeniería, mecánica de suelos, mecánica de rocas, fundaciones y túneles, pavimentos, instrumentación y monitoreo (geotécnica observacional), remediación de suelos (geotécnica ambiental)


Remediación de suelos contaminados con hidrocarburos


Características de los suelos naturales• No existe una relación tensión deformación única y

lineal• El comportamiento del suelo depende de la presión,

el tiempo y el medio físico• El suelo es diferente en cada punto y lugar• La masa de suelos que interviene en un problema

está bajo la superficie. Se debe estudiar a partir de pequeñas muestras obtenidas puntualmente

• La mayoría de los suelos son muy susceptibles a alterarse. El comportamiento en laboratorio puede ser diferente al de campo


En el diseño de estructuras de acero o de concreto, es posible conocer con suficiente precisión las características mecánicas de estos materiales, cuya elaboración puede controlarse para que satisfagan requisitos especificados.


Para diseñar una cimentación que soporte adecuadamente una estructura, Se debe conocer el tipo de depósitos de suelo que la soportarán.

El suelo, en cualquier sitio, no es homogéneo, es decir, el perfil del suelo puede variar. Las teorías de la Mecánica de Suelos contienen condiciones idealizadas, por lo que la aplicación de esas tesis, implica la evaluación inteligente de las condiciones del sitio y de los parámetros del suelo. Hacerlo así, requiere conocimiento de los procesos geológicos por los cuales el depósito de suelo fue formado.


ORIGEN DEL SUELOORIGEN DEL SUELO

SUELOS TRANSPORTADOSSUELOS RESIDUALES


SUELOS TRANSPORTADOSDepositos Aluviales y fluviales


SUELOS TRANSPORTADOSDepositos Eolicos


SUELOS RESIDUALESDepositos coluviales


SUELOS TRANSPORTADOS

SUELOS RESIDUALES


SUELOS RESIDUALES


El buen funcionamiento de las Obras Civiles depende principalmente de:

La Adaptación Geotécnica a las Condiciones Geológicas delterreno


GEOLOGIA APLICADAGEOLOGIA APLICADA

La aplicación de los conocimientos teóricos de la Geología, en la practica, son fundamentales para resolver problemas que se presentan en las Obras de Ingeniería Civil.


El Ingeniero Civil deberá tener conocimientos sustanciales en Geología a fin de resolver los múltiples problemas en Proyectos Ingenieriles.


GEOLOGIA APLICADA A LA INGENIERIA CIVILGEOLOGIA APLICADA A LA INGENIERIA CIVIL

Es aquella parte de la Geotécnia que utiliza los conocimientos geológicos en la resolución de los problemas prácticos de Ingeniería.


IMPORTANCIA DE LA GEOLOGIA EN LA CONSTRUCCION DE OBRAS CIVILES

IMPORTANCIA DE LA GEOLOGIA EN LA CONSTRUCCION DE OBRAS CIVILES

No existe obra civil de importancia que no necesite de la Geología. El conocimiento geológico de un lugar es el punto de partida para la construcción de cualquier obra.

Geología

♠ Litología♠ Estratigrafía♠ Geomorfología♠ Geodinámica externa e interna♠ Geohidrología

No es error de la Geología cuando algo falla, sino de su interpretación.


DEFINICIONESDEFINICIONESDEFINICIONES

Geología: Es la Ciencia que estudia la tierra, en todos sus aspectos y alcance, su origen, constitución, evolución, los procesos que se realizan en ella tanto interna como externamente a través del tiempo geológico

Divisiones para su estudio: A fin de tener una mejor comprensión de todos los fenómenos que se realizan en la tierra la geología hace uso de otras ciencias como la física y nace la geofísica, otras geomorfología, geodinámica etc.


Litología: Es la Ciencia que estudia el origen, evolución y clasificación de las rocas. Se podría considerar como un sinónimo de Petrología.

Petrología: Ciencia que trata del estudio de las rocas.

Geólogo explorando roca


Estratigrafía: Es la ciencia que estudia la secuencia o sucesión de las capas o estratos que se han formado a través del tiempo geológicoLa estratigrafía es por consiguiente, la historia física de la tierra narrada a través del examen de los terrenos sedimentarios y de los fósiles que pueden contener .

Secuenciaestratigráfica


Geomorfología: Es la ciencia que estudia las formas del relieve terrestre teniendo en cuenta su origen, naturaleza de las rocas y suelos, el clima de la región y las diferentes fuerzas endógenas y exógenas que de modo general entran como factores constructores del paisaje.

Formadel relieve


Geodinámica Externa: Parte de la geología física que estudia los fenómenos geológicos que provocan modificaciones en la superficie terrestre por acción de los esfuerzos externos.Ejem. Avalanchas, deslizamientos, etc.

Deslizamiento


Deslizamientos de grandes porciones de tierraDeslizamientos de grandes porciones de tierra


Hidrogeología: Es la ciencia parte de la geología que estudia el comportamiento y distribución de las aguas subterráneas. Los diferentes tipos de rocas y las formaciones geológicas que la contienen, teniendo en cuenta las estructuras. También se encarga del aprovechamiento de las aguas subterráneas


GEOTECNIAGEOTECNIA

Es una disciplina que agrupa a la Geología, Mecánica de Suelos y Mecánica de Rocas, relacionándola con las obras civiles.

GEOTECNIA

Mecánicade

Rocas

Mecánicade

SuelosGeología


PROPOSITO DE LA EXPLORACIONPROPOSITO DE LA EXPLORACION

1. Seleccionar el tipo y profundidad de la cimentación adecuada para una estructura dada.2. Evaluar la capacidad de carga de la cimentación.3. Estimar el asentamiento probable de una estructura.4. Detectar problemas potenciales de la cimentación (por ejemplo, suelo expansivo, suelo colapsable, relleno sanitario, etcétera)5. Determinar la localización del nivel freático.6. Predecir el empuje lateral de tierra en estructuras como muros de retención, tablaestacados y cortes arriostrados.


ETAPAS DEL ESTUDIOETAPAS DEL ESTUDIO

Se debera realizar 03 etapas:

♦ Estudios Preliminares♦ Estudios de Detalle♦ Estudios Durante y Después de la Construcción


ESTUDIOS PRELIMINARESESTUDIOS PRELIMINARES ETAPA IETAPA I

Se realizan durante la etapa del anteproyecto y consiste básicamente en:

1. Información Bibliográfica y Cartográfica2. Visitas de Reconocimiento al Sitio

Lo anterior permitirá definir los lugares más adecuados para la obra en base a las condiciones geológicas y geotécnicas de la zona.


1. Recopilación de Información:Estudios desarrollados en el área que permitan conocer latopografía, hidrología, litología, estratigrafía, geodinámica,

problemas geotécnicos.Otras fuentes.1. Mapas de levantamientos geológicos del Perú.2. Mapas de levantamientos geológicos de la Región.3. Mapas agronómicos publicados por los departamentos de Agricultura de varios departamentos.4. Información hidrológica, registros de flujo de corrientes de agua, niveles altos de inundaciones, registros de mareas, etcétera.5. Manuales sobre suelos de los departamentos de caminos.

Inspección de las fotografías aéreas e imágenes de satélite


2.2. ReconocimientoReconocimientoEl ingeniero debe siempre hacer una inspección

visual del sitio para obtener información sobre:1. La topografía general del sitio, la posible

existencia de canales de drenaje, tiraderos de basura. Además, la evidencia de flujo plástico en taludes y grietas profundas y amplias a intervalos regularmente espaciados puede ser indicativo de suelos expansivos.

2. Estratificación del suelo en cortes profundos, como los que se realizan para la construcción de carreteras y vías férreas cercanas.


3. Tipo de vegetación en el sitio, que indique la naturaleza del suelo. Por ejemplo,una cubierta de mezquites indica la existencia de arcillas expansivas que podría ocasionar problemas en la cimentación.

4. Huellas de niveles altos del agua en edificios y en estribos de puentes cercanos.

5 Niveles del agua freática, que son determinados por observación de pozos cercanos.

6 Tipos de construcciones vecinas y existencia de grietas en muros u otros problemas.

7 La naturaleza de la estratificación y propiedades físicas de suelos vecinos también se obtienen de reportes disponibles de la exploración del suelo para estructuras existentes.


ESTUDIOS DE DETALLEESTUDIOS DE DETALLE ETAPA IIETAPA II

“EXPLORACION E INVESTIGACION DETALLADA”

AMPLITUD DE LOS TRABAJOS DE INVESTIGACION:DEPENDE DE LA EXTENSION, IMPORTANCIA Y TAMAÑO DE LA OBRA POR CONSTRUIR

CONCLUSIONES DE ESTA ETAPAINFORME QUE DESCRIBE LAS CARACTERISTICAS GEOTECNICAS DEL TERRENO O MACIZO ROCOSO QUE PUEDA UTILIZARSE PARA FINES DE DISEÑO.

FINALIDAD : LOGRA UNA COMPRENSION A FONDO DE LA GEOTECNIA DEL SITIO Y SUS ALREDEDORES.


ACTIVIDADES (ETAPA II)ACTIVIDADES (ETAPA II)

♠Elaboración de un mapa geológico - geotécnico de la superficie del terreno en la zona de construcción de la obra.

♠Mapeo geotécnico del subsuelo (técnicas directas e indirectas) ⇒ se conocerá la distribución de unidades litológicas y sus características geológicas e ingenieriles.

♠Obtención de muestras del subsuelo para ensayos de laboratorio y/o realización de pruebas in situ para conocer las propiedades índices y mecánicas de los suelos y rocas.

♠La Información se procesará e interpretara.


ESTUDIOS DURANTE Y DESPUESDE LA CONSTRUCCION –MONITOREO

ESTUDIOS DURANTE Y DESPUESDE LA CONSTRUCCION –MONITOREO ETAPA IIIETAPA III

♣ Se llevan a cabo levantamientos geológicos adicionales asícomo estudios de mecánicas de suelos y rocas si estos son necesarios.

ACTIVIDADES DE ESTA ETAPAACTIVIDADES DE ESTA ETAPA

Levantamiento geológicos y geotécnicos de la obra, durante la excavación trabajos de limpia (desmontes, escombros, descubrimiento de roca sana, apertura de corte trincheras, canteras). se realizan a medida que avanza la obra.

Mapeo geotécnico superficial y del subsuelo (planos y secciones geotécnicas)

Muestreo para pruebas de laboratorio o pruebas in situInstrumentación


SECUENCIA DE EXPLORACION GEOTECNICASECUENCIA DE EXPLORACION GEOTECNICA

INSPECCIONINSPECCIONDEL SITODEL SITO

MétodosGeofísicos

Exploración Directade Campo

EvaluaciónGeológica

ACCESIBILIDAD

Sondeo con perforación SPT QuasiestáticoEnsayo deCarga

Corte Directo

calicatas


METODOS DE EXPLORACION GEOTECNICAMETODOS DE EXPLORACION GEOTECNICA

A) MA) Méétodos de Exploracitodos de Exploracióón Directan Directa

•• ExcavaciExcavacióón a Cielo Abierton a Cielo Abierto•• PerforaciPerforacióón Manual a Rotacin Manual a Rotacióónn•• MMéétodos de Penetracitodos de Penetracióón Dinn Dináámicamica

-- Ensayo de PenetraciEnsayo de Penetracióón Estn Estáándarndar-- Ensayo con Cono Ensayo con Cono PeckPeck-- Ensayo con Cono Ensayo con Cono SowersSowers-- Ensayo con DPLEnsayo con DPL

•• MMéétodos de Penetracitodos de Penetracióón n CuasiestCuasiestááticotico-- Cono HolandCono Holandééss

(IN SITU)(IN SITU)


•• Ensayos Especiales Ensayos Especiales ““inin--situsitu””-- Corte DirectoCorte Directo-- Ensayo de CargaEnsayo de Carga

B) MB) Méétodos de Exploracitodos de Exploracióón Indirectan Indirecta

•• RefracciRefraccióón Sn Síísmicasmica•• Resistividad ElResistividad Elééctricactrica•• DownDown HoleHole•• Cross Cross HoleHole•• MicrotremorMicrotremor


METODOS DE EXPLORACION GEOTECNICA

CALICATAS

- Excavación manual con pico y lampa

- Excavación con equipo mecánico


ExcavaciExcavacióón a Cielo Abierton a Cielo Abierto

•• CalicatasCalicatas•• PiquesPiques•• ZanjasZanjas•• TrincherasTrincheras

VENTAJAS:

-Bajo costo-Extracción de muestras disturbadas e inalteradas-- Apreciación directa de la estratigrafía-- Obtención de muestras alteradas e inalteradas-- Posibilidad de ingreso a la excavación-- EjecuciEjecucióón de ensayos de veleta y n de ensayos de veleta y penetrpenetróómetrometro-- Ejecución de ensayos de densidad natural


Excavación a Cielo Abierto


DESVENTAJAS:

-Profundidad limitada-Imposibilidad de ejecutarlas en pendientes muy empinadas y en caso de Nivel freático muy superficial.- En Terreno extremadamente deleznable (necesita ademe)- Relleno sanitario con gases tóxicos


NIVEL FREATICO AL INTERIORDE LA CALICATA


Excavación con equipo mecánico


EXPLORACION GEOTECNICA

POSTEADORA MANUAL


Perforaciones a RotaciPerforaciones a Rotacióónn

--PerforaciPerforacióón a rotacin a rotacióón manual con n manual con posteadoraposteadora y mechas y mechas augerauger--PerforaciPerforacióón a rotacin a rotacióón con equipon con equipo

USOS:USOS:Permiten obtener muestras alteradas y se utilizan para llegar Permiten obtener muestras alteradas y se utilizan para llegar a una a una cierta profundidad del subsuelo de tal forma de ejecutar cierta profundidad del subsuelo de tal forma de ejecutar un un determinado tipo de ensayo a una determinada profunddeterminado tipo de ensayo a una determinada profundidad. idad. TambiTambiéén pueden obtenerse muestras inalteradas.n pueden obtenerse muestras inalteradas.


POSTEADORA MANUAL

ACCESORIOS:

•MANIVELA

•TUBERIA DE PERFORACION

•MECHA


POSTEADORA MANUAL


POSTEADORA MANUAL

Ventaja:Ventaja:Auscultación rápida del terreno

Desventaja:Desventaja:Imposible de realizar en arenas limpias secas o saturadas


Taladros de Mano para realizar Perforación

POSTEADORAφ 3" - 8"

IWAN AUGER

Extensión

100 cm.

φ 2" - 3 1/2" φ 2" - 3 1/2" φ 2" - 5 1/2"

POSTEADORA MANUAL


EXPLORACION GEOTECNICA

ENSAYO DE PENETRACIONESTANDAR SPT


ENSAYO DE PENETRACIONESTANDAR SPT

Procedimiento ampliamente utilizado para determinar características de resistencia y compresibilidad de suelos.


ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT)ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT)

NormaNorma :: ASTM D1556ASTM D1556FuncionesFunciones :: DeterminaciDeterminacióón de la consistencia y resistencian de la consistencia y resistencia

cortante de los suelos en profundidad.cortante de los suelos en profundidad.ProcedimientoProcedimiento : 2 ETAPAS: 2 ETAPAS-- EjecuciEjecucióón de la Perforacin de la Perforacióónn-- EjecuciEjecucióón del Muestreon del Muestreo

Suelos Adecuados para la Ejecución del Ensayo-- ArenososArenosos-- Limo ArenososLimo Arenosos-- Areno LimososAreno Limosos-- ArcillasArcillas

Suelos Inadecuados para el Ensayo-- AluvionalesAluvionales-- AluvialesAluviales--Suelos Gravosos y Suelos Gravosos y HeterogHeterogééneos con Gravasneos con Gravas


PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR EL ENSAYOEjecución del muestreo

Se realiza con un muestreador de caña partida

REGISTRO DE PENETRACIÓN

Resistencia a la penetración: golpes necesarios para hincar los últimos 30 cm de un total de 45 cm.

INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

La resistencia a la penetración es un indicador de la compacidad de suelos arenosos y un indicador de la consistencia y resistencia de suelos cohesivos.


Trípode de tubosφ 2 1/2”

Manguera

Mango para rotaciónparcial de la barra

Terreno Natural

Soga φ 1 ”

Depósito de agua de lavado

Barra deperforación

Cincel

Motor con cajareductora Forro

Bomba

Polea para la soga

Elevador

CINCEL RECTO

BARRA CONUNION

CINCEL DE CRUZ

SOSTENEDOR DE BARRAS

ELEVADOR

PERFORACIÓN POR LAVADO “WASH BORING”


MartilloGuía de hinca

Cabezal de hinca

Trípode de Tubo de diámetro φ 2 1/2”

Φ 1 1/2”

Cuchara

Cadena de fierro

Guía

CUCHARAΦ 2” - 4 1/2”

MARTILLO

ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR - SPT



EQUIPO PORTATIL DELSPT: OPERACIÓN Y ENSAMBLAJE DEL EQUIPO



EQUIPO AUTOPROPULSADOSPT


ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT)ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT)TECNICO OPERANDO EQUIPO PORTATIL DEL SPT



ACCESORIOS DEL SPT

MARTILLO DE PENETRACION SPT(140 LIBRAS)



PENETROMETRO ABIERTO Y CERRADO



CABEZAL Y PUNTA DEL CONO DE PECK)



PARA PERFORAR CON AGUAA PRESION (SHOPPING BEET)

ACCESORIOS CON BROCAS DE TUNGSTENO PARA PERFORACION



IZAMIENTO DEL MARTILLOPARA LA PRUEBA SPTIZAMIENTO DEL MARTILLOPARA LA PRUEBA SPT



ACCESORIOS PARA ACCESORIOS PARA PERFORACION POR LAVADOPERFORACION POR LAVADO

MUESTREADOR SHELBY



PerforaciPerforacióón por lavadon por lavado

MOTOBOMBA DE 8 HPMOTOBOMBA DE 8 HP


Avance de la perforación con equipo SPT

CINCEL RECTO

BARRA CONUNION

CINCEL DE CRUZ

ALZADOR

SOSTENEDOR DE BARRAS

Trípode de tubosφ 2 1/2”

Manguera

Mango para rotaciónparcial de la barra

Terreno Natural

Soga φ 1 ”

Depósito de agua de lavado

Barra deperforar

Cincel

Motor con cajareductora Forro

Bomba

Polea para la soga

Alzador



MartilloGuía de hinca

Cabezal de hinca

Tripode de Tubo

de diámetro φ 2 1/2”

Φ 1 1/2”

Cuchara

CUCHARAΦ 2” - 4 1/2”

Cadena de fierro

Guía

MARTILLO

Muestreo y ejecuciMuestreo y ejecucióón del Ensayo SPTn del Ensayo SPT

ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT)


EXPLORACION CON EL SPT

CORRELACIONES EMPIRICAS


EVALUACION DE LA COMPACIDAD RELATIVA Y EVALUACION DE LA COMPACIDAD RELATIVA Y RESISTENCIA DE LOS SUELOS COHESIVOSRESISTENCIA DE LOS SUELOS COHESIVOS

Número de Golpes del SPT Compacidad Relativa

0 – 4 Muy Suelta5 – 10 Suelta

11 – 20 Firme21 – 30 Muy Firme31 – 50 Densa

Más de 50 Muy Densa

COMPACIDAD RELATIVA DE LA ARENA, SegSegúún, n, TerzaghiTerzaghi

N° de Golpesdel SPT

Consistencia Resistencia a la CompresiónSimple en (Kg/cm2)

< 2 Muy Blanda < 0.252 – 4 Blanda 0.25 – 0.504 – 8 Media 0.50 –1.00

8 – 15 Firme 1.00 – 2.0015 – 30 Muy Firme 2.00 – 4.00

> 30 Dura < 4.00

CONSISTENCIA DE LOS SUELOS COHESIVOS, SegSegúún, n, TerzaghiTerzaghi


RELACIONES ENTRE EL NUMERO DE GOLPES RELACIONES ENTRE EL NUMERO DE GOLPES ““NN”” DEL SPT, DENSIDAD DEL SPT, DENSIDAD RELATIVA RELATIVA ““DRDR”” Y ANGULO DE FRICCION INTERNA (Y ANGULO DE FRICCION INTERNA (φφ))

Correlaciones N - DR y N - ( Aporte de Terzaghi y Peck)

36°

DR (%)50

40

0

0

10

N

20

30

50

60

70

10 20 30 40

28° 30° 32° 34° 44°

7060

DR

80 90

40°38° 42°

100

46°


Efecto de la presión de sobrecarga paraarena gruesa seca o húmeda (Aporte de Gibbs y Holtz)

0 4020 60 DR (%)80 100

0 psi

10 p

si20 p

si

40 p

si

Terza

ghi Pec

k20

0

40

80

60

100

N

RELACIONESRELACIONES ENTRE ENTRE ““NN””, , DrDr y y σσvv


Correlaciones N Correlaciones N -- DR y N DR y N -- ( ( MeyerhofMeyerhof ))

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100DR (%)

0

10

20

30

40

50

60

7028° 30° 32° 34° 36° 38° 40° 42° 44° 46°

φ

DR

N


DIVERSOS FACTORES DE CORRECCIONSEGÚN DIVERSOS AUTORES

Referencia Factor de Corrección C N Unidad de σv

Teng (1962)

Bazaraa (1967)

Peck Hansen, yThourburn (1974)

Seed (1976)

Seed (1979)

Tokimatsu yYoshimi (1983)

VN 10

50Cσ+

=

V10N

20log77.0C

σ=

V10N log25.11C σ−=

Ver Fig. 1(b)

VN 7.0

7.1C

σ+=

psi

ksf

tsf

tsf

Kg/cm2

5.15.025.3

4

5.1214

C

VV

VV

N

>σσ+

≤σσ+

= Sin embargo, se propone unfactor de corrección simple elcual es comparable concualquiera de las indicadas enla tabla anterior.

El factor propuesto para lacorrección del valor del SPTes:

0.21Cv

N <σ

=

(Liao y Whitman)


Arcilla )cm/kg(8Nq 2

u = Terzaghi

Arcilla limosa )cm/kg(5Nq 2

u = Terzaghi y Peck

Arcilla areno limosa )cm/kg(8Nq 2

u = Terzaghi y Peck

Para todas las arcillas )/(33.1 2cmkgNqu = Graux

RELACIONES ENTRE EL NUMERO DE GOLPES RELACIONES ENTRE EL NUMERO DE GOLPES ““NN””Y LA CONSISTENCIA DE LAS ARCILLASY LA CONSISTENCIA DE LAS ARCILLAS


Correlación N - qu y consistencia para arcillasTerzaghi y Peck

30

25

20

15

10

5

0 1 2 3 4

A: Muy BlandaB: BlandaC: Medianamente CompactaD: CompactaE: Muy CompactaF: Dura

A B C D E F

qu (Kg/cm2)

Nq =u 8

N


0.6

0.5

0.7

0.8

0.9

1.0

0.20 0.4 0.6 0.8 1.0da / D

w

RW

1.0

Rw 0.7

0.50

0.6

0.2

0.8

0.9

db / B0.80.60.4 1.0

B

h

D

B

da

dbNF

FN

Factores de CorrecciFactores de Correccióón por Posicin por Posicióónnde la de la NapaNapa FreFreááticatica

La capacidad de carga última (qu) de un suelo(Terzaghi y Peck) puede establecerse apartir de las siguientes relaciones:

qult = 2NB Rw + 6 (100 + N2) DRw (Zapatas cuadradas)qult = 3NB Rw + 6 (100 + N2) DRw (Zapatas continuas)

en la que:

(qult) : capacidad de carga últimaB : ancho de la fundación en piesD : profundidad de la fundación (pies)Rw y Rw: factores de corrección por la posiciónde la napa freática propuesto por TENG

APLICACIONES DEL ENSAYO DE PENETRACION ESTANDARAPLICACIONES DEL ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR

A) DeterminaciA) Determinacióón de la Capacidad Portanten de la Capacidad Portante(Suelos Granulares)(Suelos Granulares)


Consistencia del (N)Suelo SPT zap.cuadrada zap. continua

Muy blando 0-2 0.00 – 0.30 0.00 – 0.22Blando 2-4 0.30 – 0.60 0.22 – 0.45

Mediano 4-8 0.60 – 1.20 0.45 – 0.90Compacto 8-15 1.20 – 2.40 0.90 – 1.80

Muy compacto 15-30 2.40 – 4.80 1.80 – 3.60Duro >30 Mayor que 4.80 Mayor que 3.60

Capacidad de Carga Admisible(T/pie2)

B) Determinación de la Capacidad Portante (Suelos Finos)

Relaciones entre qadm, N y la Consistencia para SuelosFinos (Terzaghi y Peck)


Su (tsf)

25

20

15

10

5

1.0

27

0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.00.5 3.5

TERZAGHIy PECK

Arcilla deplasticidad media

Arcilla dealta plasticidad

SOWERSarcilla debaja plasticidad

NSPT

Correlación de N (SPT) con la resistencia cortante no drenada (Su) de suelos cohesivos de diferentes plasticidades(ref. NAVFAC, 1971)

Rígida

30

16

2

32

8

4

Dura

Muy Blanda

Firme

Blanda

MuyDura


EXPLORACION DINAMICACON EL DPL


EQUIPO DPLEQUIPO DPLDIN 4094DIN 4094


CABEZAL, MARTILLOCABEZAL, MARTILLOY GUIA DEL DPLY GUIA DEL DPL


EJECUCION DE LA PRUEBA DPLEJECUCION DE LA PRUEBA DPL


VISTA EN PLANTA DEL DPLVISTA EN PLANTA DEL DPL


EXPLORACION DINAMICACON EL CONO SOWERS


ACCESORIOS QUE CONFORMANACCESORIOS QUE CONFORMANEL EQUIPO DEL CONO DEEL EQUIPO DEL CONO DE

SOWERSSOWERS

* PUNTA SOWERS* GUIA DEL MARTILLO* MARTILLO* PUNTA CONICA


EJECUCION DE LA PERFORACION ANTES DE LA PRUEBACON EL CONO DE SOWER (EN LA FOTO LA POSTEADORA))


EJECUCION DE LA PRUEBAEJECUCION DE LA PRUEBACON EL CONO DE SOWERSCON EL CONO DE SOWERS

LA PRUEBA SE REALIZA ENLA PRUEBA SE REALIZA ENTRES TRAMOS DE 5 CMTRES TRAMOS DE 5 CMCADA UNOCADA UNO


CONO SOWERSCONO SOWERS

EQUIPO DESARROLLADO POR EL PROFESOR GEORGE SOWERS 1959EQUIPO DESARROLLADO POR EL PROFESOR GEORGE SOWERS 1959

* SE UTILIZA PARA EXPLORACION DE SUELOS SUPERFICIALES* SE UTILIZA PARA EXPLORACION DE SUELOS SUPERFICIALES

CARACTERISTICAS DEL EQUIPO:CARACTERISTICAS DEL EQUIPO:

- UN MARTILLO DE 15 LB DE PESO- ALTURA DE CAIDA 20 PULGADAS- UNA PUNTA CONICA DE 60° DE INCLINACION Y 1.5” DE DIAMETRO



CARACTERISTICAS DELCARACTERISTICAS DELEQUIPO CONO SOWERSEQUIPO CONO SOWERS



A.A.-- SUELO COLUVIAL NATURALSUELO COLUVIAL NATURAL

B.B.-- COMPACTADO AL 95%COMPACTADO AL 95%

C.C.-- SUELO COMPACTADO AL 90%SUELO COMPACTADO AL 90%

D.D.-- SUELO COMPACTADO AL 85%SUELO COMPACTADO AL 85%

E.E.-- SUELOS ARENOSOS DE LA COSTASUELOS ARENOSOS DE LA COSTA

F.F.-- SUELO ALUVIONAL DE CERROSUELO ALUVIONAL DE CERRO

CORRELACIONES ENTRE EL SPT Y EL CORRELACIONES ENTRE EL SPT Y EL CONO SOWERS CONO SOWERS


EXPLORACION CON EL CONOHOLANDES


EXPLORACION QUASI ESTATICA CON EL CONO HOLANDES

OBJETIVO: OBTENER RESISTENCIA POR PUNTA Y/O FRICCIONLATERAL TIPOS DE PUNTA: DELF Y BEGEMANN

DETERMINACION DE RESISTENCIA:

Resistencia por punta: qc=Qc/AcQc=Fuerza necesaria para hincar el cono en kgAc=Area transversal del cono (10 cm²)qc=Resistencia de punta (kg/cm²)

Resistencia por fricción: fs=Fs/AsFs=Fuerza necesaria para hincar el cono y la funda (kg, enzonas que lo miden directamente (Fs=Rt-Qc)As=Area lateral del manguito, 150 cm²fs=(Rt-Qc)/AfRt=Resistencia necesaria para hincar el cono y el manguito en kg, enconos que miden ambas variables


EQUIPO DE CONO HOLANDESEQUIPO DE CONO HOLANDES

UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDAUNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDAACCESORIO PARA ANCLAJE DEL EQUIPOACCESORIO PARA ANCLAJE DEL EQUIPO


3

Punta Cónica Cople

Funda cilíndrica Barra sólida

Manguito de fricción B

1

5

4 POSICION CERRADA

POSICION EXTENDIDA

A2

23

4 51

Φ 35.7 m m

60°

Φ 23 m mΦ 20 m m

Φ15

133 m m 47 m m

Φ12.5 m m

Φ 30 m mBΦ 32.5 m m

Φ 36

265 m m

69 m m

A

Esquema de la Punta Cónica Tipo Delft

PUNTA CONICA


PUNTA CON MANGO DE FRICCIONPUNTA CON MANGO DE FRICCION

MANOMETRO PARA CALCULARMANOMETRO PARA CALCULARLA PRESIONLA PRESION


ENSAYOS DE CARGA DIRECTAENSAYOS DE CARGA DIRECTA

In-situ


ENSAYOS DE PLACAENSAYOS DE PLACA

InstalaciInstalacióón de la placa n de la placa


InstalaciInstalacióón de los soportes para losn de los soportes para losextensextensóómetrosmetros y la celda de cargay la celda de carga


EquipoEquipoAdquisiciAdquisicióón de Datosn de Datos


ENSAYO DE CORTE DIRECTOENSAYO DE CORTE DIRECTO

In-situ


Tallado de la muestra para el ensayo Tallado de la muestra para el ensayo de corte directode corte directo

La muestraLa muestra--bloque ha sido confinada bloque ha sido confinada con las planchas metcon las planchas metáálicaslicas


Instantes en que se realiza el Instantes en que se realiza el ensayo de Corte Directo.ensayo de Corte Directo.

Detalle de la instalaciDetalle de la instalacióón del n del equipo de Corte Directoequipo de Corte Directo


ENSAYOS DE ENSAYOS DE LABORATORIOLABORATORIO


A) Ensayos EstándarPermiten determinar las propiedades físicas de los

suelos - Análisis granulométrico por tamizado y sedimentación- Límites de consistencia- Contenido de humedad

B) Ensayos EspecialesPermiten obtener las propiedades de resistencia, compresibilidad y de flujo de los suelos.- Ensayo de Corte Directo- Ensayo de Compresión Triaxial- Ensayo de Consolidación- Ensayo de Permeabilidad


ENSAYOS ESTÁNDAR


ENSAYO DE CORTE DIRECTO

Objetivo:Medir la resistencia cortante de suelos granulares.

Equipo:Se utiliza el aparato para Corte Directo (caja partida un fija y la otra se puede mover horizontalmente con una fuerza horizontal aplicada).

Procedimiento del Ensayo:- Colocar el especimen al interior de la caja- Aplicar esfuerzo vertical- Aplicar esfuerzo horizontal hasta la falla


AN

=σ

A

F=τ

Esquema del Aparato de Corte Directo


Envolvente de falla para una arena seca ensayada en corte directo

τφ

σ

φ

σ

τ

C

Envolvente de falla para una arcilla dura ensayada en corte directo


=+

2° ETAPA1° ETAPA

σ3

σ3

σ3

σ3 σd σ1

σ1 = σ3 + σd

σd = σ1 − σ3

ENSAYO TRIAXIALObjetivo:Medir la resistencia cortante de diferentes tipos de suelos en diferentes condiciones de carga y drenaje.

uσ3 = σ3 − u

σ1 = σ1 − u


OTROS ENSAYOS


CONCLUSIONES- Es importante realizar el reconocimiento del sitio antes de

realizar una propuesta de investigación del terreno.

- Siempre que sea posible se deben realizar excavaciones a cielo abierto, para visualizar en forma directa la estratigrafíadel terreno y extraer muestras disturbadas e inalteradas paraensayos de laboratorio.

- El ensayo de penetración estandar SPT debe ejecutarse en todos los terrenos donde pueda ser factible de realizar. La gran ventaja de este ensayo es que permite recuperarmuestras disturbadas, existiendo además diversascorrelaciones entre el número de golpes “N” y parámetrosdel suelo.


- El ensayo Cono Holandés, debe utilizarse comocomplemento del ensayo SPT. La desventaja de este ensayoes la no extracción de muestras del terreno.

- Los ensayos de refracción sísmica superficial son útiles parael estudio de grandes áreas y obras de envergadura, paradeterminar espesores de estratos, profundidad del basamento y planificar la profundidad de los sondajes.

- Resulta necesario complementar la información obtenida con la refracción sísmica con la exploración directa de campo mediante sondajes.


FIN DE LA EXPOSICION

exploraciones geotecnicas

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