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EXPLORACION DE CAMPO
Estabilidad de TaludesProfesor: Jos Andrs Cruz !
02 de marzo de 2014
Universidad Santo TomasUniversidad Santo TomasUniversidad Santo TomasUniversidad Santo TomasFacultad de IngenierFacultad de IngenierFacultad de IngenierFacultad de Ingenier aaaa CivilCivilCivilCivil
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Objetivos
1. Establecer la naturaleza de las capas queconforman la zona
2. Ubicar el nivel fretico3. Determinar las propiedades de cada uno de
los estratos
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Exploracin de campo
Las investigaciones in situ siempre se pagan,antes o despus
Gonzalez de Vallejo L. I.
Sobrecostos Demoras
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Exploracin de campo
Reconocimiento de campo Perforacin, muestreo y ensayos in situ
Adecuado Anlisis de estabilidad detaludes : definir las condiciones geotcnicas
del sitio donde se encuentran o seconstruirn los taludes.
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Reconocimiento de campo
Ubicacin geomtrica en planta y en perfil delas unidades geolgicas (investigacin del
sitio). Cuantificar las propiedades mecnicas decada unidad (investigacin del sitio)
Determinar la situacin del agua subterrnea(investigacin del sitio)
Definir las cargas exteriores y deformacionesmximas inducidas y tolerables (depende delas caractersticas propias del proyecto)
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Reconocimiento de campo
Primer problema:costo de la investigacin delsitio Costo vara dependiendo del tipo de proyecto (ca-
rreteras, construccin de desarrollos urbanos,plantas de generacin de energa, etc.), la com-plejidad local y/o dificultades en las condicionesdel terreno
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Reconocimiento de campo
Costo tpico de la investigacin del sitioTipo de Proyecto % del costo
totalConstruccin
urbana
0.05 0.02
Carreteras 0.2 1.5Presas 1 3
Curso Estabilidad Taludes: A. Lizcano
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Reconocimiento de campo
Principio:una campaa de exploracin geotc- nica deber realizarse hasta que se conozcan
las condiciones del terreno, de tal manera queel nivel de conocimiento sea suficiente para lostrabajos de ingeniera y para las condicionesde seguridad
Curso Estabilidad Taludes: A. Lizcano
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Reconocimiento de campo
Mapas, fotografas areas, estudios einformacin existentes (geolgica y topogrfica)
Visita al sitio: Detalles de las condicionessuperficiales, caracterstica topogrficas, cortesde suelo, sitios de erosin, agua, etc
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Exploracin de campo
IGL 2001
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Exploracin de campo
Uniandes (2001)
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Escala de fotografas areas para diferentesniveles de estudio
Escala Uso1:40.000 a1:25.000
Geologa general regional del terreno ycambios topogrficos globales.
1:25.000 a1:10.000
Permiten entender los cambios topogrficos ylos efectos locales.
Mejor a1:10.000
Topografa mas detallada y ciertascaractersticas de la zona
Jaime Surez Daz
Exploracin de campo
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Reconocimiento de taludes inestables
Taludes naturales inestables son reconocidospor la forma de la superficie:
Indicios de la deformacin del talud. Ondulaciones (como olas), hondonadas
(concavidades), grietas y zanjas o trincheras Formas cncavas y convexas en la partesuperior e inferior del talud, respectivamenteindican desgarres de la montaa, procesosde empuje hacia el valle respectivamente.
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+%#14Arcesio Lizcano
Reconocimiento de taludes inestables
Material rocoso (desmoronamiento) fresco:movimiento activo o inminente
Estratos gruesos de cobertura:manifestaciones de deslizamientosfosilizados de taludes
Crecimiento inclinado de rboles: indicanmovimientos, como mnimo, del estrato decobertura. rboles verticales no excluyenmovimientos
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Reconocimiento de taludes inestables
Se debe establecer (Prinz, 1982) :Tipo de movimiento
Situacin morfolgica Situacin geolgica Situacin hidrogeolgica Apariencia Causas
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Pozos de inspeccin
Se hacen por medio de retroexcavadora omanualmente
Ventajas Muestras inalteradas y alteradas. NF
z < a 5 m econmicoDesventajas
Se necesitan soportes laterales y uso demotobombas si se est bajo el NF
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Pozos de inspeccin
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Perforaciones
Principio que debe guiar el planeamiento y supervisin de perforaciones (objetivo objetivo objetivo objetivo) : Obtener muestras que representen de laObtener muestras que representen de laObtener muestras que representen de laObtener muestras que representen de lamejor manera posible la masa delmejor manera posible la masa delmejor manera posible la masa delmejor manera posible la masa del suelo.suelo.suelo.suelo.
Di metro de la perforacin : material esperado! aparatos disponibles!ensayos a reali"ar. #uelos granulares: mayor di metro.
$costumbrado: %& '! y !% cm
La parte ms importante y ms costosa dela exploracin de campo
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para condiciones uniformes del subsuelo: unacada 200 m aproximadamente.
Estudios de carreteras, pistas de aterrizaje,presas de tierra: una cada 100 m o menos, ouna perforacin por cada 1500 m2
Unidades errticas del subsuelo: una paradistancias entre perforacin menores a 50 m
Estudio de la seccin crtica de un talud: 3 a 5perforaciones, dependiendo de lasdimensiones del rea. Mnimo 3 perforaciones
Nmero de perforaciones
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Depende de la profundidad del mecanismode falla
Como mnimo debe alcanzar la profundidadde la pata del talud
De ser posible: alcanzar un estrato de sueloresistente o roca sana
Profundidad perforaciones:
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Mtodos de perforacin : Con barrenas (manuales hasta 10 m o me-
cnicas). Difcil de usar en arcillas blandas yarenas (cierre de la perforacin). Difcil o im-posible de usar por debajo del nivel fretico.
Muestras alteradas Con revestimiento Con fluidos de sostenimiento (Bentonita) Por percusin y lavado : hincando tubera e
inyectando agua a presin. Muestras altera-das
Perforaciones
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Por rotacin : Con brocas de diamantes otriconos y circulacin de agua (a presin)Muestras alteradas e inalteradas.
TRICONICAS
Perforaciones
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Tipos de barrenos
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Arreglo tpico de un equipo de perforacin
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Trpode
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Motor y Cabrestante
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Tipos de muestreadores (TAREA)
Buscar : Tipos de muestreadores1. Shelby2. Tubo de pared delgada dentado
3. Barril Denison4. Muestreador Pitcher 5. Muestreador de pistn
1. Cmo funcionan?2. Presenta fotos3. Dimensiones?4. De qu material estn hechos?5. Para qu tipo de suelo se utilizan?6. Qu tipo de muestra se obtiene?
Perforacin por percusin y lavado (arreglo tpico equipo
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Perforacin por percusin y lavado (arreglo tpico equipoperforacin)
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"*# 29
Despus de la toma: Muestras con nombreo nmero, profundidad y tipo de material.
Transporte de muestras en los tubos oextradas de los tubos y parafinadas
Extraccin de la muestra
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Mide la resistencia del suelo a lapenetracin dinmica de un muestreadorde tubo partido de 50 mm de dimetro
Ensayo de Penetracin Estndar (SPT)
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Muestreador: cuchara partida (split spoon );tubo de 50 mm de dimetro exterior y 35mm de dimetro interior; de 45 a 60 cm delongitud; partido a lo largo del eje longitu-dinal
El muestreador est unido al varillaje deperforacin y es introducido en el suelomediante golpes por medio de un martillo
El martillo pesa 623 N (masa: 63.5 kg) y sedeja caer de una altura de 76 cm
Ensayo de Penetracin Estndar (SPT)
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Ensayo de Penetracin Estndar (SPT)
M d
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Muestreador
M ill
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Martillo
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El muestreador se introduce 45 cm en elsuelo Se registra por separado el nmero de gol-
pes necesarios para penetrar el muestrea-dor cada 15 cm
El valor de la resistencia a la penetracinestndar N es el nmero de golpes reque-rido para hincar los ltimos 30 cm
Despus de realizado el sondeo se saca elmuestreador y se extrae la muestra (altera-da) para anlisis de laboratorio
Ensayo de Penetracin Estndar (SPT)
Curso Estabilidad Taludes: A. Lizcano
d i d (S )
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$(# 37
Ensayo de Penetracin Estndar (SPT)
Compacidad (Densidad) relativa de la arena
Resistencia a la penetracinN (golpes/pie)
Compacidadrelativa
0 4 Muy suelta
4 10 Suelta10 30 Media
30 50 Compacta
> 50 Muy compacta
Dr= (emax - e) / (emax - emin)
Jaime Surez Daz
E d P i E d (SPT)
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Ensayo de Penetracin Estndar (SPT)
*esistencia de la arcilla*esistencia de la arcilla*esistencia de la arcilla*esistencia de la arcilla
*esistencia a la penetracin +
(golpes,pie)
*esistencia a la compresin simple
(-Pa)
onsistencia
/ 0 / 0% 1uy blanda
0 2 0% 2 %3 4landa
2 5 %3 2 633 1edia
5 2 6% 633 2 033 #emidura
6% 2 73 033 2 33 Dura
8 73 8 33 *9gida
Jaime Surez Daz
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Fin