Repblica Bolivariana De VenezuelaMinisterio Del Poder Popular Para La Educacin UniversitariaCiencias Tecnolgicas e InnovacinFundacin Misin SucreAldea Universitaria Ildefonso Nez MaresMaturn. Edo. Monagas

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Maturn, Octubre De 2015Mtodos de exploracin de suelos.Dentro de los mtodos de exploracin de suelos existen dos clasificaciones: mtodos directos y mtodos indirectos. En la tabla 1.1 se muestra una clasificacin general de los mtodos de exploracin ms usuales y una breve descripcin (Jurez Badillo y Rico Rodrguez, 1998).

Tabla 1.1 Descripcin general de algunos mtodos de exploracin.

Mtodo de exploracinDescripcin

Mtodos directosPozos a cielo abierto.Es el mtodo ms satisfactorio para conocer las condiciones del subsuelo. Consiste en excavar un pozo de dimensiones suficientes para poder introducirse en l, examinar los diferentes estratos del suelo en su estado natural y extraer muestras alteradas e inalteradas. Su aplicacin eficiente resulta sobre suelos cohesivos.

Pala posteadora.Es un mtodo manual de exploracin somera que consiste en hincar un barreno y obtener muestras del tipo alterado, pero representativas en cuanto al contenido de agua. Se utiliza en lugares donde otros equipos mecnicos no pueden ser usados.

Tubo Shelby.Consiste en un tubo afilado de 7.5 a 10 cm de dimetro que se hincan a presin para obtener muestras relativamente inalteradas de suelos finos blandos o semiduros.

Sondeo de penetracin estndar.Con esta tcnica se rescatan muestras alteradas de los suelos y se mide la resistencia al corte con el nmero de golpes con el que se hinca el penetrmetro una distancia de 30 cm. El equipo consta de un penetrmetro el cual se hinca a golpes mediante un martinete de 63.5 kg que cae desde 76 cm de alto.

Muestreador Denison.Consiste en dos tubos concntricos que se hinca en el suelo para obtener muestras alteradas o inalteradas con ayuda de la inyeccin de fluido de perforacin que se hace circular entre ambos tubos.

Mtodos indirectosMtodo ssmico.Consiste en provocar una explosin en un punto determinado del rea a explorar usando una pequea carga de explosivo, usualmente nitro amonio. Por la zona a explorar se sitan gefonos cada 15 30 cm. Este procedimiento se funda en la velocidad de propagacin de las ondas vibratorias de tipo ssmico a travs de diferentes medios materiales.

Mtodo de resistividad elctrica.Consiste en inducir una corriente elctrica a travs de los suelos, de tal forma que se presente una mayor o menor resistividad elctrica para determinar la presencia de estratos de roca en el subsuelo. Mayores resistividades corresponden a rocas duras, siguiendo con rocas suaves y as sucesivamente hasta valores menores correspondientes a suelos suaves saturados.

Mtodos magnticos y gravimtricos.Para el primero se utiliza un magnetmetro, que mide la componente vertical del campo magntico terrestre en la zona considerada en varias estaciones prximas entre s. En los mtodos gravimtricos se mide a aceleracin del campo gravitacional en diversos puntos de la zona a explorar. La informacin que proveen estos mtodos es algo errtica y difcil de interpretar.

Equipos Pala Posteadora Cuchillo Flexometro Bolsas de Plstico Horno Flanera Bascula con Precisin de 0.01g Juego de llaves para armar pala posteadora

ProcedimientosEtapas significativas:1. Realizacin del pozo a cielo abierto.2. Obtencin de muestra alterada en la pared del pozo.3. Obtencin de muestra inalterada en el fondo del pozo.4. Uso de la pala posteadora en el fondo del pozo.5. Determinacin del contenido de agua (w)

Realizacin del pozo a cielo abierto.Se debe llevar a cabo una excavacin con las dimensiones suficientes para que una persona pueda acceder a ella, observar la estratigrafa existente en el lugar y pueda obtener muestras. Esta excavacin puede realizarse manualmente con herramientas como pico y pala o puede hacerse uso de una retroexcavadora la cual haga el trabajo. El ancho de la excavacin puede ser la del cucharn.

Obtencin de muestra alterada en la pared del pozo.Se debe realizar una ranura a lo largo del eje vertical del pozo, de aproximadamente 20 a 30 cm de ancho y 5 cm de espesor. Esta ranura deber forjarse empezando por la parte superior de la excavacin e ir avanzando hacia abajo. Para tomar las muestras, deber escogerse una de las caras laterales de la franja realizada y muestrear en secciones de 30 cm de abajo hacia arriba para evitar que las muestras se contaminen. El material que se vaya obteniendo deber almacenarse en bolsas de plstico que debern ser etiquetadas identificando la profundidad a la que se obtuvo la muestra, a qu proyecto pertenece, fecha y ubicacin. Durante todo este proceso es recomendable ir definiendo una estratigrafa preliminar, basada en el color de los estratos y el tamao de la partcula; una vez que se obtengan los resultados finales de la prueba se corroborar esta estratigrafa.

Obtencin de muestra inalterada en el fondo del pozo.Se deber escoger una zona donde la superficie sea prcticamente plana, se marca un cuadro aproximadamente de 30 x 30 cm y se comienza a excavar alrededor de las marcas superior y laterales con la herramienta apropiada sin daar la estructura del material de la muestra ya sea por presin o por impacto. Se profundizar lo necesario para poder efectuar un corte en la parte posterior e inferior de la muestra. Inmediatamente despus de haber realizado dicho corte y sin levantar la muestra, se cubre sta con manta de cielo recin embebida en una mezcla previamente preparada de cuatro partes de parafina por una parte de brea, mezcladas por medio de calor preparada de cuatro partes de parafina por una parte de brea, mezcladas por medio de calor. La manta deber estar bien adherida a la muestra. Una vez protegidas las seis caras descubiertas se aplica con brocha una capa de parafina y brea fundidas y se fija la tarjeta de identificacin.

Uso de la pala posteadora en el fondo del pozo.Se selecciona el lugar donde se desea explorar el suelo y se procede a armar la pala posteadora para despus hincarla sobre el terreno hacindola girar sobre su propio eje con la ayuda del maneral con el que cuenta la pala en su extremo superior. Se debe tener en cuenta que mientras se hinca la pala posteadora en el terreno es necesario ejercer cierta fuerza sobre el mineral para que el tubo de perforacin que se encuentra en el extremo inferior de la pala posteadora penetre efectivamente dentro del suelo. La primera penetracin se debe hacer hasta una profundidad de 25 cm; la pala se retira del interior del terreno girndola un poco en sentido contrario al que se gir la pala cuando se hinc en el terreno y se levanta con fuerza para extraerla del interior del suelo. El material retenido en la pala posteadora se extrae de su interior con ayuda del cuchillo y se desecha, ya que esta no se considera representativa por el hecho de encontrarse en la superficie del terreno donde los factores ambientales y de intemperismo han tenido una fuerte influencia sobre el suelo, se hinca de nuevo la pala dentro de la oquedad realizada con la primera penetracin y se realiza una segunda penetracin que debe desarrollaraproximadamente otros 25 cm de profundidad. Esta segunda extraccin de suelo se considera una muestra representativa a la profundidad x a la que se haya llegado la cual deber medirse con el flexmetro ya que deber reportarse, la muestra de suelo que extrada se deposita dentro de una bolsa de plstico para que se tengan prdidas mnimas de humedad durante su transporte al laboratorio. Dentro de esta bolsa se deber colocar una etiqueta la cual contendr el lugar de donde se extrajo la muestra, su localizacin, el nmero de sondeo, fecha del sondeo y la profundidad a la que se obtuvo despus de haber retirado la pala posteadora del terreno y haber extrado la muestra, se procede a hincar de nuevo la pala y se hace penetrar aproximadamente otros 25 cm para obtener otra muestra. De aqu en adelante el procedimiento se hace iterativo y ser detenido en el momento en que se llegue a la profundidad total a la que se desee realizar el sondeo. Es necesario hacer notar que conforme se avanza en la profundidad de la excavacin ser necesario aadir tubos de perforacin a la pala posteadora cuando se requiera para lograr alcanzar las profundidades deseadas.Ya extradas e identificadas todas las muestras necesarias del sondeo, estas se deben mantener en contenedores hermticos no corrosivos a una temperatura aproximada de 3 a 30C y en un rea donde no haya contacto directo con el sol. Se deben almacenar los contenedores de muestras alteradas de manera que se prevenga o minimice la condensacin de humedad en el interior de los contenedores. Posteriormente se llevan al laboratorio para llevar a cabo las pruebas que se requieran.

Obtencin del contenido de agua.Una vez estando en el laboratorio, se toman porciones de suelo mnimas que sean representativas de la muestra total de acuerdo al tamao mximo de partcula. Estas muestras sern correspondientes a las diferentes profundidades y se colocarn dentro de recipientes de vidrio o flaneras previamente identificados y pesados.

Consideraciones normativas de recuperacin de Muestras mediante el uso del SPT

La toma u obtencin de muestras es el procedimiento que consiste en recoger partes, porciones o elementos representativos de un terreno, a partir de las cuales se realizar un reconocimiento geotcnico del mismo.Las muestras son porciones representativas del terreno que se extraen para la realizacin de ensayos de laboratorio. Segn la forma de obtencin, pueden clasificarse de forma general en dos tipos: Muestras alteradas: conservan slo algunas de las propiedades del terreno en su estado natural. Muestras inalteradas: conservan, al menos tericamente, las mismas propiedades que tiene el terreno "in situ".

Muestras obtenidas en calicatas Muestras alteradas:Se toman de trozos de suelo arrancado por la pala excavadora, introducindolo en bolsas. Si se pretende obtener la humedad del terreno, puede guardarse la muestra en un recipiente estanco, o para finarla. Muestras inalteradas:Requieren una limpieza superficial previa a la toma de la muestra, y un parafinado posterior de las caras de la muestra, en las que el suelo queda en contacto con el exterior. Pueden ser:- En bloque: tallando a mano un bloque aproximadamente cbico, con dimensiones superiores a 15 20 cm. La calidad de esta muestra es excelente.- Cilndrica: mediante la hinca por golpeo manual de un toma muestras cilndrico de dimetro no menor de 15 cm.

Muestras obtenidas en sondeos Muestras alteradas:Obtenidas de trozos de testigo o de muestras de ensayo SPT. Anlogamente al caso de muestras alteradas obtenidas en calicatas, se tienen en cuenta las mismas consideraciones. Muestras inalteradas:Se consiguen mediante toma muestras adecuadas. Los ms utilizados son los toma muestras abiertos de pared gruesa y l toma muestras de pared delgada o Shelby. Tambin, en suelos muy sensibles a la alteracin inherente a la maniobra, puede utilizarse el toma muestras de pistn de pared gruesa o delgada.El utilizado con mayor frecuencia es el primero de los citados. Consta de un tubo cilndrico de pared gruesa dotado de una zapata separable. El resto del tubo es bipartido (por dos generatrices), para la extraccin posterior de la muestra una vez tomada. En el interior se aloja una camisa fina que generalmente es de PVC, aunque puede ser metlica, donde se introduce la muestra para enviarla al laboratorio, habiendo parafinado previamente las caras extremas para evitar prdidas de humedad.En suelos blandos, el grosor de la zapata provoca una fuerte alteracin de la muestra. Para evitarlo, se recurre al toma muestras de pared delgada, tambin denominado Shelby. En este caso, no se introduce ninguna camisa en el interior del toma muestras, sino que la muestra se enva al laboratorio dentro del mismo tubo Shelby, convenientemente tapado y parafinado.En suelos arcillosos muy duros o en rocas, no se pueden introducir tubos toma muestras mediante presin o percusin: en el caso de arcillas muy firmes, la introduccin del tubo toma muestras por medio de un gran nmero de golpes, provoca la total alteracin del suelo. Por ello, debe obtenerse la muestra con la batera de perforacin. Si este suelo duro o roca requiere agua para el avance, (y esto puede dar lugar a una alteracin de la muestra), se debe utilizar tubo saca testigos doble. El testigo que va a ser enviado como muestra al laboratorio, debe ser envuelto en un mallazo y parafinado posteriormente. Muestras AlteradasUna muestra alterada se define como aquella donde parte de ella o toda, ha sufrido una alteracin tal que ha perdido la estructura que posea 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 identificacin y caracterizacin del suelo. Las muestras inalteradas tambin son usadas para preparar especmenes de laboratorio y evaluar en ellos propiedades de permeabilidad y resistencia mecnica, cuando la destinacin del suelo sea como elemento de construccin. Estn constituidas por el material disgregado o fragmentado, en las que no se toman precauciones especiales para conservar las caractersticas de estructura y humedad; no obstante, en algunas ocasiones conviene conocer el contenido de agua original del suelo, para lo cual las muestras se envasan y transportan en forma adecuada. Podrn obtenerse de una excavacin, de un frente, ya sea de banco o bien, de perforaciones llevadas a profundidad con herramientas especiales. Las muestras debern ser representativas de cada capa que se atraviese, hasta llegar a una profundidad que puede corresponder al nivel ms bajo de explotacin, al nivel de aguas freticas o aqul al cual sea necesario extender el estudio.

Tubos de pared delgada (Shelby)El tubo de pared delgada o Shelby es un tubo liso afilado, usualmente de 7.5 a 10 cm de dimetro, que se hinca a presin para obtener muestras relativamente inalteradas de suelos finos blandos a semiduros, localizados arriba o abajo del nivel fretico (Comisin Federal de Electricidad, 1979).El efecto de la corrosin en este tubo puede daar o destruir tanto el tubo de pared delgada, como la muestra. La severidad del dao est en funcin del tiempo y de la interaccin entre la muestra y el tubo. Se recomienda que los tubos de pared delgada lleven algn tipo de revestimiento o capa protectora. Cuando el tubo vaya a contener la muestra por ms de 72 horas ste debe llevar capa protectora y el tipo de capa debe ser especificada por el ingeniero o gelogo. Esta capa depende del material a muestrear. Estos recubrimientos pueden incluir una capa ligera de aceite lubricante, laca, atxico tefln y otros (NMX-C-431-ONNCCE-2002, 2002).Para iniciar la exploracin se debe colocar el tubo muestreador de manera que a parte inferior se apoye en el fondo del barreno. Avanzar el muestreador sin rotacin con un movimiento continuo y relativamente constante. Determinar la longitud de avance por la resistencia y condiciones de la formacin, dicha longitud no debe exceder de 5 dimetros a 10 dimetros del tubo en arenas y de 10 dimetro a 15 dimetros en arcilla (NMX-C-431-ONNCCE-2002, 2002).Cuando la formacin sea demasiado dura para insertar a presin el tubo de pared delgada (Shelby) se puede utilizar el mismo tubo pero dentado, cuyo principio de insercin incluye presin y rotacin, o en caso necesario el barril Denison que opera tambin a presin y rotacin pero que implica una mayor alteracin en la muestra (NMX-C-431-ONNCCE-2002, 2002).En ningn caso debe ser mayor la longitud de avance que la longitud del tubo muestreador menos una distancia para la cabeza del muestreador y un mnimo de 7.62 cm para cortes. El sondeo debe avanzar en incrementos para permitir el muestreo intermitente o continuo. Los intervalos de prueba y su ubicacin son estipuladas normalmente por el ingeniero de proyecto. Tpicamente, los intervalos seleccionados son 1.5 m en estratos homogneos con ubicacin de la prueba y el muestreo en cada cambio de estrato (NMX-C-431-ONNCCE-2002, 2002).Se debe retirar el muestreador con precaucin a fin de minimizar las alteraciones de la muestra. Despus de remover del tubo la cabeza, se debe limpiar el azolve hasta encontrar el material sano y se debe medir la recuperacin de la muestra dentro del mismo, sellar el extremo superior, remover por lo menos 10 cm del material del extremo inferior del tubo y sellarlo, el material removido de ambas partes sirve para la descripcin e identificacin manual-visual del suelo, para anotarlo en el registro correspondiente, con la longitud de la muestra recuperada. Preparar y colocar las etiquetas y marcas necesarias para identificar las muestras (NMX-C-431-ONNCCE-2002, 2002).

Obtencin de Muestras con el Mtodo de la calicataLa calicata es el nico medio disponible que realmente permite ver y examinar un perfil de suelo en su estado natural. Puede excavarse a mano o con equipos especiales, como una excavadora de zanjas. De ser necesario, podr obtener muestras no alteradas de horizontes seleccionados de una calicata.Los pasos fundamentales que se deben seguir al excavar una calicata son:a) Excave una calicata con paredes uy rectas de 0,80 x 1,50 m y 2 m de profundidad, o, si sta es menor, hasta alcanzar la roca madre; la parte superior de la calicata deber ser lo suficientemente amplia como para que pueda ver el fondo fcilmente.b) Si ha seleccionado un sitio con suelo aluvial, es posible que encuentre aguas subterrneas antes de alcanzar los 2 metros. Si encuentra agua, ser imposible seguir excavando, pero tome muestras del suelo del fondo de la calicata a la mayor profundidad posible;c) Cuando haya terminado de excavar, examine cuidadosamente una de las paredes bien expuestas de la calicata para determinar los distintos horizontes del suelo: esto se denomina perfil del suelo y debe examinarse nada ms acabar de excavar. Haga un dibujo del perfil del suelo de cada calicata que excave y mida y anote las profundidades de cada horizonte. Anote cuidadosamente en su dibujo el lugar en que tom cada muestra.

Ahora est listo para comenzar a tornar las muestras de suelo alterado o no alterado que necesita, o bien para las pruebas de campo o bien para los anlisis de laboratorio. Para obtener muestras para anlisis qumicos, haga lo siguiente: Limpie cuidadosamente todo el perfil vertical Tome muestras de cada horizonte de abajo hacia arriba; comience por el horizonte inferior y contine hacia arriba; Para el muestreo de los horizontes superiores, que quizs fueron alterados al excavar la calicata, busque una zona no alterada que est lo ms cerca posible de la calicata, excave un hueco poco profundo y tome la muestra en l.

Obtencin de Muestras con el Mtodo de la barrena de sondeo (SPT)El mtodo de la barrena de sondeo es un modo para obtener muestras de suelo de distintas profundidades mediante la perforacin, sin tener que excavar una calicata. Con este mtodo se puede tornar una serie continua de muestras de suelo y as juntar un testigo de perforacin* que muestre los horizontes del suelo. El mtodo de la barrena de sondeo es barato y rpido; le permite revisar el suelo en varos lugares de su terreno, aunque slo proporciona muestras alteradas. La barrena de sondeo puede utilizarse en la mayora de los suelos que cubren la capa fretica y en los suelos cohesivos que estn debajo de est. Si no posee una barrena de sondeo, quizs puedan prestrsela en una estacin agrcola o en una granja experimental cercana.