Trabajo Exploracion Geotecnica
Transcript of Trabajo Exploracion Geotecnica
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR
I.U.P. SANTIAGO MARIÑO
EXTENSIÓN CIUDAD GUAYANA
Profesor: Alumno:
1. EXPLORACIÓN GEOTÉCNICA
a. Introducción
“Las propiedades de los materiales de
fundación no pueden ser especificadas, tienen
que ser deducidas mediante exploración.”
b. Conocer el Subsuelo c. Importancia de la
Exploración de Suelos
d. Factor de Seguridad vs. Probabilidad de Falla
e. Objetivos Típicos de una Exploración
Determinar la ubicación y espesor de los estratos de suelo.
Ubicar la napa de agua.
Determinar la profundidad de la roca basal y sus características
(si el proyecto lo requiere).
Obtención de muestras pera su posterior caracterización.
Llevar a cabo ensayos en terreno y/o en el laboratorio para
estimar propiedades de los distintos estratos de suelo.
Definir problemas especiales que puedan generarse durante o
después de la construcción.
Nota: La magnitud de la exploración depende del tipo de proyecto.
f. Etapas Típicas de una Exploración
Estudio preliminar.
Reconocimiento del terreno.
Exploración.
Ensayos de laboratorio.
Interpretación y análisis.
g. Estudio Preliminar
Por lo general el primer paso en la obtención de información
consiste en revisar material ya publicado. Estos datos permiten a
menudo reducir la extensión de la exploración.
Mapas Geológicos
Representan los tipos de suelo y roca expuestos en la superficie.
Usualmente muestran la extensión de formaciones geológicas,
fallas, deslizamientos de tierra importantes, etc.
En ocasiones se pueden encontrar perfiles transversales.
El estudio de la geología local nos ayuda a predecir posibles
problemas.
Ayudan a interpretar los datos obtenidos de la exploración del
terreno.
Reportes Geotécnicos
Se pueden obtener de proyectos realizados en la cercanía.
Pueden ser de gran ayuda, ya que generalmente incluyen
sondajes, ensayos de suelo, e información relevante.
Fotografías Aéreas
Permiten identificar características geológicas, tales como
deslizamientos de tierra, fallas, problemas de erosión, etc.
Ayudan a comprender la topografía del terreno y patrones de
drenaje.
h. Reconocimiento del Terreno
Consiste en recorrer el sitio y evaluar visualmente las condiciones
locales.
Generalmente sirve para responder a respuestas tales como:
Si hay evidencia de construcciones previas en el sitio.
Si hay evidencia de problemas de estabilidad de taludes.
Si existen construcciones cercanas.
Cuales son las condiciones de drenaje.
Que tipos de suelo y/o rocas se encuentran en la superficie.
Si existen problemas de acceso que puedan limitar los tipos de
exploración.
i. Exploración
El objetivo de esta etapa es obtener el perfil de subsuelo, tomar
muestras de suelo, realizar ensayos in-situ pare estimar
parámetros de los materiales, y determinar la profundidad de la
roca basal y el nivel freático si es necesario.
En exploraciones de poca profundidad se recurre a calicatas y/o
zanjas.
En exploraciones mas profundas se realizan perforaciones
j. Calicatas
No siempre es necesario realizar exploraciones profundas. Por
ejemplo, el caso de estructuras livianas en sitios de condiciones
bien conocidas.
La ventaja es que entregan bastante información, ya que el suelo
queda expuesto.
No es posible en suelos arenosos, sobre todo bajo la napa.
k. Sondajes
El método más común para explorar el
subsuelo es a través de sondajes, que
consiste en realizar una perforación y
extraer muestras del fondo.
Tienen típicamente un diámetro entre 75 y
600 mm, y una profundidad entre 2 y 30 m.
Existe una gran variedad de equipos
(pueden ser operados a mano o montados
en camiones).
El método de sondaje depende de las
condiciones del suelo.
Sondaje operado a
mano
l. Sondajes a Rotación
Los sondajes a rotación pueden perforar
cualquier tipo de suelo o roca hasta
profundidades muy elevadas.
Se utilizan brocas que muelen el material del
fondo mediante rotación y presión. El
material se extrae por medio de agua
inyectada a presión.
Para obtener muestras cilíndricas
“inalteradas” se utilizan coronas
broca
diamantadas.
m. Sondajes a
Rotación
Esquema del método
Por rotación
n. Sondajes con Barrena
La barrena se introduce en el suelo
mediante rotación. Luego se extrae
y se remueve el material adherido a
ella. Este proceso se repite hasta
llegar a la profundidad deseada.
Cuando el terreno es firme se
remueve la barrena dejando el
terreno sin protección.
Una vez que se retira la barrena es
posible introducir equipos para
tomar muestras “inalteradas”.
Este método presenta problemas
cuando la barrena se encuentra con
materiales muy resistentes.
o. Ejemplos de
Perforaciones
Costa afuera Espacios reducidos
p. Número de Sondajes
No existe una regla absoluta para especificar el número de
sondajes; se requiere juicio y experiencia del ingeniero.
En general el número de sondajes debería aumentar a medida
que:
La variabilidad del suelo aumenta.
La carga aumenta.
La estructura sea más crítica.
q. Profundidad de Sondajes
No existe una regla absoluta para especificar la profundidad de los
sondajes.
En general el sondaje debería alcanzar una profundidad a la cual el
incremento de esfuerzos sea menor a un 10% de la generada por
la estructura a nivel de la fundación.
r. Ensayos en Terreno (In-situ)
Se utilizan cuando es difícil obtener muestras inalteradas, en
arenas por ejemplo.
Sirven para estimar propiedades y parámetros del suelo.
Ensayos típicos en terreno son:
Ensayo de penetración estándar (SPT).
Ensayo de penetración de cono (CPT).
Placa de carga.
Ensayo de corte in-situ (Vane shear tests, VST).
Presiómetro.
Dilatómetro.
s. Ensayos en Terreno (In-situ)
Ensayos de terreno más comunes.
t. Ensayo de Penetración Estándar (SPT)
u. Ensayo de Penetración de Cono (CPT)
Este ensayo mide la resistencia de punta del cono y la resistencia
por fricción.
Es un ensayo rápido y entrega un perfil continuo.
La desventaja es que es relativamente caro y no se obtienen
muestras.
Es más adecuado para suelos con cohesión.
v. Ensayo de Penetración de Cono (CPT)
Datos típicos de un ensayo
w. Exploración Geofísica
Existen varios métodos
de exploración geofísica para
investigar el perfil del subsuelo.
Ondas (mecánicas):
Refracción sísmica.
Crosshole.
Método de exploración
geofísica fueron originalmente
desarrolladas por la industria
minera y petrolera.
Para la ingeniería geotécnica
tiene la ventaja de cubrir grandes
Downhole.
Ondas electromagnéticas.
Resistividad.
Radar.
No alteran las condiciones del
suelo (no-destructivos).
áreas a un relativo bajo costo.
Pueden utilizarse como
primer paso en un proceso de
exploración.
La desventaja es que no se
obtienen muestras. Se debe
complementar con sondajes.
x. Refracción Sísmica
Método de exploración para
estimar el espesor de los
estratos y la velocidad de
propagación de onda.
Se basa en las leyes de
propagación de las ondas.
Consiste en generar ondas
en el terreno mediante
golpes o detonaciones, y
medir el tiempo de llegada a
distintos puntos.
Rango de velocidad de ondas
primarias en distintos materiales.
y. Refracción Sísmica
Caso: 1 estrato plano Caso: 1 estrato plano
Ley de Snell
Caso 1 estrato plano
z. Crosshole
(FHWA) (FHWA)
2. REVISIÓN DE CONCEPTOS RELACIONADOS CON ESTUDIOS
GEOTÉCNICOS.
a. ¿Qué es un Estudio Geotécnico?
Es el conjunto de actividades que comprenden la investigación del
subsuelo, los análisis y las recomendaciones de ingeniería para el diseño
y construcción de obras en contacto con el suelo o la roca, de tal forma
que se garantice el comportamiento adecuado de la edificación y se
protejan las vías aledañas, las instalaciones de servicios públicos y los
predios y construcciones vecinas.
Esta es una definición amplia y suficiente que muestra por sí sola
el alcance de un Estudio Geotécnico, más integral que el tradicional
“estudio de suelos” y con un mayor compromiso por parte de los
profesionales encargados de llevarlos a cabo en los términos que la
Norma establece. Por su parte, la Investigación del Subsuelo comprende
el conocimiento del origen geológico, su exploración, y los ensayos de
campo y laboratorio que permitan la caracterización física, mecánica e
hidráulica del subsuelo. Los Análisis consisten en la interpretación
técnica de estos parámetros y la evaluación de los posibles mecanismos
de falla y las recomendaciones para el diseño y construcción de las
cimentaciones y otras obras relacionadas con el subsuelo.
La Normas definen dos tipos de Estudios Geotécnicos básicos: el
preliminar, encomendado para proyectos importantes o de magnitud
considerable, que implica la definición de los aspectos ya mencionados,
y el definitivo que es para un proyecto específico y comprende al menos
los siguientes puntos:
Proyecto (nombre, plano de localización, objetivo y alcance del
estudio, descripción general del proyecto y sistema estructural y
cargas esperadas).
Subsuelo (origen geológico, morfología, resumen de la
investigación “in-situ”, descripción visual, características físico–
mecánicas y niveles de agua e interpretación).
Análisis geotécnicos (resumen y criterios según capítulo H.4
“Diseño Geotécnico”).
Recomendaciones para diseño (tipo de cimentación, profundidad
de apoyo, presiones admisibles, asentamientos calculados, perfil
para diseño sismo resistente, parámetros para evaluación de
interacción dinámica suelo – estructura).
Recomendaciones para construcción (procedimientos
constructivos, tolerancias, instrumentación, protección de
drenajes).
Anexos (planos, registros, resultados de ensayos, perfil del
subsuelo, resumen de memorias de cálculo, fotografías,
esquemas, dibujos, otros).