Unidad06 i . Investigaciones in Situ

7/25/2019 Unidad06 i . Investigaciones in Situ

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UNIDAD 6(I): INVESTIGACIONES IN SITU

Ingeniera Geolgica

III Ciclo Ingeniera Civil y Ambiental2013-I

Ing. Salvador Sobrecases Mart

UNIVERSIDAD CATLICA SANTO TORIBIO DE MOGROVEJO


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ESTUDIOS PREVIOS Y PLANIFICACIN


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El estudio de cualquier cimentacin exige un conocimiento previode las caractersticas del terreno de apoyo.

Ese conocimiento se adquiere por medio de una serie deactividades que suelen denominarse reconocimientos geolgico-

geotcnicos.

Los reconocimientos geotcnicos se realizan normalmente endistintas fases, a medida que avanza el proceso de proyecto.

Estudio informativo y/o previo.Anteproyecto.Proyecto de construccin.


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INFORMACIN GEOLGICA PREVIA

INFORMACIN GEOTCNICA PREVIA

INSPECCIN VISUAL DEL EMPLAZAMIENTO


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Un programa de investigacin de campo y laboratorio se definemediante:

Condiciones de frontera.Nmero n de puntos a investigar.

Profundidad p a alcanzar en cada punto.Distribucin de los puntos en la superficie del terreno.Nmero y tipo de muestras a extraer.Ensayos a realizar in situ y en el laboratorio.

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CONDICIONES DE FRONTERA

Comprobacin de las caractersticas del terreno, supuestamente igualesa los de los terrenos colindantes ya edificados.

NMERO DE PUNTOS DE INVESTIGACIN

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PROFUNDIDAD A ALCANZAR

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DISTRIBUCIN DE LOS PUNTOS DE INVESTIGACIN

Distribuir adecuadamente, teniendo en cuenta las caractersticas y dimensiones del terrenoas como la ubicacin de las estructuras previstas cuando stas estn definidas.

NMERO Y TIPO DE MUESTRAS A EXTRAER

En cada sondaje una muestra tipo Mab por estrato, o al menos una cada 2 metros deprofundidad hasta el plano de apoyo de la cimentacin.

A partir del plano de apoyo de la cimentacin tomar una muestra tipo Mib o Mit cadametro, hasta alcanzar la profundidad total del sondeo, tomndose la primera muestra en elpropio plano de cimentacin.

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EJERCICIO

Sea un edificio aporticado de concreto armado, cuya distancia entre apoyos es menor de 10metros.

Est compuesto por 4 pisos y 2 stanos, y cimentado mediante una losa cuadrada de 40metros de lado.

La superficie del solar es de 1600 m 2.

Determinar la categora del edificio y determinar el n de reconocimientos y la profundidad.



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EJERCICIO



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CALICATAS

Son excavaciones de poca profundidad ejecutadas pormedios mecnicos convencionales.

Permiten la inspeccin directa del subsuelo y la toma

de muestras para su ensayo en laboratorio.Posibilitan la realizacin de ensayos in situ delterreno.


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CALICATAS

Muestras alteradas

Se extraen mediante palas u otros mtodos manuales y seintroducen en sacos estancos de plstico.

La cantidad de muestra a tomar depende de la cantidad y tipo deensayos a que se pretenda someter.

Para suelos arcillosos y ensayos de identificacin (lmites,

granulometra) con 2-3 kg suficientes.

Para ensayos CBR la cantidad mnima ser de 20 kg de arcillas y seduplica y triplica en arenas y gravas, llegando hasta 100 kg en bolos.


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CALICATAS

Muestras inalteradas

Pueden ser muestras talladas en bloque

Tomadas mediante hinca de tomamuestras.

Las muestras en bloque se tallan manualmente en las paredes oen el fondo de la excavacin, se sellan y protegen con vendas yparafina para evitar que cambien sus caractersticas.

Las dimensiones de estas muestras dependen de los ensayos aque vayan a ser sometidas.


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CALICATAS


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CALICATAS

VENTAJAS:

Permiten acceder directamente al terreno (observando las variacioneslitolgicas, estructura, discontinuidades, etc.)Toma de muestras de gran tamao para realizar ensayos y anlisis (CBR,Prctor, etc.)

Mtodo muy empleado por su bajo coste y rapidez de realizacin.Mtodo muy habitual en la investigacin in situ de obras lineales, rellenos,etc.

LIMITACIONES:

La profundidad no suele exceder de 4 mLa presencia de agua limita su estabilidadEl terreno debe poderse excavar con medios mecnicosPara su ejecucin es imprescindible cumplir las normas de seguridad frente aderrumbes de las paredes, as como cerciorarse de la ausencia deinstalaciones, conducciones, cables, etc.


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CALICATAS

REGISTRO:

Identificacin del punto excavado, obra o proyecto al que pertenece, as como lafecha de realizacin.Tipo y modelo de maquinaria empleadaCoordenadas exactas de localizacin del punto excavado.Dimensiones de la excavacin.

Perfil estratigrfico con una descripcin litolgica de visu.Presencia de filtraciones o de la capa fretica.Situacin de las muestras tomadas.Estabilidad de las paredes de la prospeccinExcavabilidad de las distintas capas que vayan surgiendo

Incidencias durante el proceso de la excavacin: aparicin de conducciones,cables o cavidades.


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CALICATAS


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CALICATAS


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SONDEOS MECNICOS

Son perforaciones del subsuelo.

Objetivo:

Reconocimiento de la naturaleza y localizacin de las diferentesunidades estratigrficas y geotcnicas del terreno.

Profundidad del nivel fretico.

Se caracterizan por:

Variabilidad de dimetros y profundidad que pueden alcanzar.Ligereza.Versatilidad.

Fcil desplazamiento de la maquinaria de perforacin.


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SONDEOS MECNICOS


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SONDEOS MECNICOS


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SONDEOS MECNICOS

MTODOS DE PERFORACIN:

Rotacin con extraccin de testigos

Barrena Helicoidal

Sondeos a percusin (destroza)


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SONDEOS MECNICOS

PERFORACIN A ROTACIN CON EXTRACCIN DE TESTIGO

El proceso consiste en cortar el terreno mediante un til hueco, que se denominacorona, y sobre el que se ejerce un esfuerzo de empuje y rotacin, accionado por lamaquina a travs de un varillaje.

A medida que avanza, se va formando un cilindro de terreno que se va alojando en

el interior de un tubera roscada a la corona.

La perforacin es lenta y costosa, se consideran buenos rendimientos entre 12 y 16m de perforacin por jornada.

El sistema de perforacin consta de los siguientes elementos:

VarillajeCabezaTubo portatestigoCorona de corte


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SONDEOS MECNICOS


Varillaje

Transmite el movimiento de rotacin y empuje ejercido por lamquina de perforacin.


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SONDEOS MECNICOS


Tubo portatestigo

Pieza donde se aloja el material perforado que se extrae a lasuperficie.

Profundidades superiores a 100 m, se emplea el sistema wireline. El varillaje posee el mismo dimetro que el tubo tubotestigo . De este modo, una vez lleno el tubo testigo, desde

superficie, lanzaremos una especie de arpn (overshot) por elinterior del varillaje que capturar el tubo interior de nuestrabatera. Haciendolo ascender mediante un cabrestante(wireline).


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SONDEOS MECNICOS


Corona de corte

Elemento perforador que dispone de unos tiles de corte quepueden ser de widia (carburo de wolframio), o diamante .

Las coronas de widia se emplean en suelos y rocas blandas

Las coronas de diamante se emplean en rocas duras o muy duras

(granitos, cuarcitas, etc.)

Cuando las paredes del sondeo no se mantienen verticales seprecisar revestimiento.


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Corona de corte


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SONDEOS MECNICOS


Cajas portatestigos

Donde se alojan las muestras extradas en el proceso de sondeo.


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SONDEOS MECNICOS


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SONDEOS MECNICOS


Tomamuestras

Pared delagada: A presin. Suelos blandos.

Pared gruesa: A golpes. Suelos duros.

SONDEOS MECNICOS


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SONDEOS MECNICOS


VENTAJAS:

Son un mtodo directo de reconocimientoPermiten obtener muestra alterada en toda la columna o perfil litolgicoPermiten alcanzar profundidades superiores a las alcanzables con otrastcnicas como catasPermiten reconocer el terreno bajo el nivel freticoPermiten atravesar capas de terreno de alta resistenciaPermiten tomar muestras inalteradasRealizar ensayos in situ (SPT, presimetros, permeabilidad, VaneTest, etc.)Permiten instalar piezmetros

DESVENTAJAS:

Reconocimiento puntual caro.

SONDEOS MECNICOS


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SONDEOS MECNICOS

PERFORACIN CON BARRENA HELICOIDAL

Se emplea en suelos blandos y cohesivos .

Se utilizan en sondeos de reconocimiento geolgico-geotcnico y para laperforacin de pilotes.

Sus ventajas principales son rpida instalacin de los equipos y su bajo coste .

No permite precisiones inferiores a + 0,50 m en la localizacin de los diferentesniveles atravesados.

Tanto la cabeza de corte helicoidal como la barrena continua maciza,proporcionan nicamente muestras alteradas .

Las huecas permiten introducir una tomamuestras inalteradas en su interior.

SONDEOS MECNICOS


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SONDEOS MECNICOS

PERFORACIN CON BARRENA HELICOIDAL

Dos grupos:

Cabeza de corte helicoidal (pilotes).Barrena continua : todo el tren de varillaje es helicoidal. Puede ser hueca omaciza.

SONDEOS MECNICOS


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SONDEOS MECNICOS

PERFORACIN A DESTROZA

Se emplea, fundamentalmente, para perforar bolos o bloquessueltos, donde la perforacin a rotacin no funciona.

Mtodos de perforacin a destroza:

RotopercusinPerforacin con trpanoTrituracin con tricono

SONDEOS MECNICOS


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SONDEOS MECNICOS

EJERCICIO

Se han llevado a cabo 4 sondeos, habindose obtenido la siguiente testificacin.

SONDEO 1:

0m-5m: Arcillas

5m-7.5m: Arenas7.5m-11m: Arcillas11m-14m: Arenas14m-20m: Arcillas20m-23m: Areniscas

SONDEO 2:

0m-6m: Arcillas

6m-8m: Arenas8m-12m: Arcillas12m-13m: Arenas13m-19m: Arcillas19m-23m: Areniscas

SONDEO 3:

0m-4.5m: Arcillas

4.5m-9m: Arenas9m-20m: Arcillas20m-23m: Areniscas

SONDEO 4:

0m-10m: Arcillas

10m-11m: Arenas11m-15m: Arcillas15m-23m: Areniscas

Los sondeos alcanzan una profundidad de 23 metros, y estn espaciados 20 metros entreellos. Dibujar el perfil del terreno.

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