Download Mecánica de suelos mecánica de sueldos y habla sobre el atentamiento de las pláticas and more Cheat Sheet Civil Engineering in PDF only on Docsity!
INTRODUCCIÓN.
Considerando que en el área de Geotécnia, específicamente en la sección de Laboratorio de Mecánica de Suelos, que actualmente se imparte en la Escuela de Ingeniería Civil de la Universidad Autónoma de Guerrero, hasta antes del presente trabajo, no existía en su acervo bibliográfico, un libro que compilara todas las pruebas de Laboratorio de Mecánica de Suelos, necesarias para cubrir el programa de dos semestres en que actualmente se imparte.
Por lo que, al avocarme a la realización de este trabajo, no fue con el objeto de reunir en un solo libro, la totalidad de las pruebas que en materia de Mecánica de Suelos que existen hoy en día, sino más bien, se busco cubrir, como expongo líneas arriba, los programas del 7° y 8° semestre de la carrera de Ingeniero Civil, y con ello, cooperar en lo posible con el estudiantado que cursa esta carrera, por lo que en consecuencia el ordenamiento de este trabajo es de acuerdo con el orden cronológico que se sigue de los programas.
Objetivamente el contenido es el siguiente:
CAPÍTULO I. MUESTREO EN SUELOS.
Se estimó pertinentemente, que si bien el trabajo sería del seguimiento en la metodología de pruebas de laboratorio, debería indicarse la forma de la obtención de muestras a usar; esto implica, la exposición de los diferentes métodos usados para investigar características de un sitio mediante la extracción de muestras alteradas e inalteradas que se usarán en el laboratorio o directamente en el campo.
Por lo que se le dio número 1 al capítulo, pasando a ser los siguientes, pruebas propiamente dicho.
CAPÍTULO II. IDENTIFICACIÓN DE SUELOS EN EL CAMPO.
Lo que permite conocer en forma cualitativa las propiedades mecánicas e hidráulicas de un suelo, atribuyéndole las del grupo según en que se sitúe según el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS).
CAPÍTULO III. RELACIONES VOLUMÉTRICAS.
Estas pruebas de tipo volumétrico y gravimétrico, tienen como objeto el conocer el contenido de agua y el peso volumétrico en estado natural, tanto en el laboratorio como en el campo.
CAPÍTULO IV. DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD RELATIVA DE SÓLIDOS.-
Nos sirve para determinar la relación entre el peso específico de las partículas de un suelo y el peso específico del agua destilada a 4 °C.
CAPÍTULO V. GRANULOMETRÍA.
Esta prueba consiste en clasificar los suelos, y por medio del cálculo obtener los coeficientes de uniformidad y curvatura del material, y, la determinación conveniente de utilizar el material en la construcción de pavimentos o como agregado pétreo del concreto.
CAPÍTULO VI. LÍMITES DE CONSISTENCIA O DE ATTERBERG.
Estas pruebas tienen como objeto, determinar la plasticidad de la porción del material que pasa la malla # 40 y que forma parte del suelo. Los límites de consistencia, junto con la granulometría, son básicos para juzgar la calidad que se pretende usar en terraplenes de cortinas, sub-base y base de pavimentos.
CAPÍTULO VII. LÍMITES DE CONSISTENCIA Ó DE ATTERBERG.
Se pretende la presencia ó ausencia de materiales finos, que sean perjudiciales para los suelos y para los agregados pétreos.
CAPÍTULO VIII. COMPACTACIÓN.
Con estas pruebas, en sus diferentes formas (impacto y amasado), se persigue la obtención del peso volumétrico máximo que puede alcanzar el material en estudio, y su correspondiente humedad óptima.
CAPÍTULO IX. COMPRESIÓN SIMPLE.
Esta prueba queda circunscrita a arcillas y suelos cohesivos en los que se determina la resistencia a la compresión simple, la definición del parámetro de resistencia (c), y la interpretación del tipo de falla que sufre el material conforme a sus características.
CAPÍTULO X. CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL.
Con la realización de esta prueba se pueden obtener las curvas de compresibilidad de un suelo, y la de consolidación de cada incremento de carga; por medio del cálculo, la carga de preconsolidación, la permeabilidad del suelo, los coeficientes de consolidación y compresibilidad, además de los tiempos de asentamientos de un suelo bajo una carga.
CAPÍTULO XI. PRUEBAS DE PERMEABILIDAD.
El principal objetivo de estas pruebas, es la determinación del coeficiente de permeabilidad de los diferentes tipos de suelos en el laboratorio y referenciado a 20º C.
CAPÍTULO XII. PRUEBAS DE COMPRESIÓN TRIAXIAL.
Estas pruebas son las más usuales para determinar los parámetros de cohesión (c), ángulo de fricción interna (φ) de los suelos; así como para la interpretación correcta de los esfuerzos en el Círculo de Mohr, y de la curva Esfuerzo – Deformación.
Equipo
- ¿Por qué se selecciona dicho equipo para el ensaye?.
- ¿En qué consiste?.
- ¿Qué condiciones impone el ensaye?.
- ¿Es equipo convencional, modificado ó especialmente diseñado para el ensaye?.
- ¿Cómo funciona?.
- ¿Qué limitaciones tiene?.
- Instrumentos de medición: tipo, rango, discriminación.
- ¿El conjunto requiere calibración?, ¿De qué tipo?, ¿Cómo se realiza?.
Programación de ensayes
- Número y tipo.
- Rango de variación de solicitaciones, magnitud y secuencia de aplicación.
Procedimiento de prueba
- Preparación, labrado, y montaje de especímenes.
- Descripción detallada de la ejecución del experimento.
Resultados y análisis de los mismos
- Recopilación y organización de resultados. Hacer referencia a tablas y gráficas.
- ¿Qué se obtuvo?. Análisis y resultados.
- ¿Se observan discrepancias entre los efectos observados y los esperados?.
- ¿Errores en el ensaye?. ¿Causas posibles?.
- ¿Existe ó es posible establecer un modelo que represente el comportamiento del material ante las solicitaciones estudiadas?.
- ¿Existe ó es posible establecer un modelo que represente el comportamiento del material ante las solicitaciones estudiadas?.
- ¿Es posible explicar el comportamiento del suelo durante el ensaye?.
- ¿Los resultados confirman las hipótesis de partida?. (Si es que se hicieron).
Conclusiones
- Presentar en forma concisa las consecuencias de la investigación. Se debe dar respuesta aquí a las preguntas formuladas en los objetivos.
- Se alcanzaron los objetivos propuestos?.
- Señalar las aplicaciones prácticas de los resultados.
Recomendaciones
- Qué otros aspectos deben estudiarse relacionados con el mismo tema?
- Recomendaciones para futuras investigaciones: procedimiento, equipo, etc.
Referencias
- Libros, artículos, folletos, apuntes, comunicaciones escritas o verbales.
- Presentación en orden alfabético: Autor (es), año de publicación (citado entre paréntesis), título de trabajo, casa editora ó, en el caso de revistas, citar volumen, número, mes: ciudad y dónde fue publicado el trabajo.
Tablas
- Resumen de datos.
- Comparación de resultados.
- Cálculos respectivos.
- Indicar título, su numeración se hará con números arábigos.
Gráficas, figuras, fotografías
- Numerar con cifrar arábigas e indicar su título: ¿De qué trata?
- Dejar márgenes adecuados.
- Indicar claramente datos importantes: Identificación de las muestras, ensaye, variable que manejen.
- No más de 3 gráficas en la misma figura.
- Atención a la presentación: usar instrumento de dibujos adecuados, no lápiz.
- Escalas adecuadas a la aproximación de la medición.
- En escalas usar solo múltiplos de 1, 2, 5 o 10 nunca de 3, 4,7.
Anexos
- Todo aquello que no constituya parte esencial del trabajo o de la investigación pero que contribuya a aclarar o comprender mejor el contenido del informe.
- Desarrollos numéricos o matemáticos.
- Tabla de valores típicos.
- Aplicación de resultados a problemas de geotécnia.
Redacción
- Ordenada. Secuencia lógica de lo general a lo particular, de lo sencillo a lo complejo.
- Clara. Que cualquiera entienda ¡Comunicación!.
- Sencilla. Evitar adornos, no usar palabras o términos rebuscados.
- Precisa. No usar términos cuyo significado no sea claro.
- Breve. Un informe no debe ser muy extenso pero debe ser completo. Es decir sólo lo esencial, no divagar.
- Conciso. Cortedad, proporcionar la máxima información con el mínimo de palabras.
- Ortografía. Correcto español, redactar siempre en tercera persona.
- Limpia. Sin borrones.
Parece preferible apuntarlos alfabéticamente, y en el siguiente orden:
- Caracteres latinos: Mayúsculas. Mayúsculas con subíndice letra. Mayúsculas con subíndice número. Minúsculas con subíndice letra. Minúsculas con subíndice número.
- Caracteres griegos. Igual jerarquía a los anteriores.
- Números. Las unidades se expresan al final, por ejemplo: d: Duración de la tormenta en minutos. s: Pendiente media del cauce, en m.
Introducción ó antecedentes.
Como preámbulo del informe, en lugar de la voz generalidades (aquello que se dice escribe de manera vaga e imprecisa), es preferible usar el término antecedentes ó introducción.
En esta parte el autor hablará de los trabajos previos que consideró al realizar el estudio; de las necesidades que dieron origen a la investigación; de las finalidades ó propósitos de la misma; del programa seguido y de los métodos empleados, todo lo cual se explicará con más detalle en el cuerpo mismo del texto.
Texto.
Los siguientes capítulos (equipo empleado, pruebas realizadas, métodos seguidos, resultados, conclusiones y recomendaciones) dependen de cada particular trabajo.
Reconocimiento, referencias, tablas y figuras.
Al final, una nota señala qué personas ó instituciones han colaborado para realizar la investigación (reconocimiento); después aparecen las referencias, y por último, tablas y figuras.
Formato.
Las distintas secciones del informe van numeradas. Si a su vez, cada capítulo está subdividido en partes, éstas se distinguirán con cifras decimales añadidos al número que encabeza el capítulo:
- Introducción.
- Ensaye de tubos de acero. 2.1 Dispositivos de medición empleados. 2.1.2 Gráficas de esfuerzo - deformación longitudinal.
CAPÍTULO I. - MUESTREO EN SUELOS.
I.1 Introducción.
El muestreo en suelos implica la aplicación de los diferentes métodos usados para investigar las características de un sitio mediante la extracción de muestras alteradas e inalteradas. Las muestras sirven posteriormente para realizar las pruebas necesarias de laboratorio con el fin de definir la estratigrafía y propiedades de los suelos y rocas.
I.2 Distintos tipos de muestras.
Para la clasificación preliminar de un suelo, ó para determinar sus propiedades en el laboratorio, es necesario contar con porciones ó muestras del mismo. En cuanto al propósito con el que se toman las muestras, éstas se clasifican en muestras de inspección y de laboratorio. De las primeras sólo se requiere que sean representativas; en cambio, las muestras destinadas a estudios de laboratorio deben llenar una serie de requisitos sobre tamaño, método de obtención, embarque, etc. Tanto las muestras de inspección como de laboratorio pueden ser inalteradas, cuando se toman todas las precauciones para procurar que la muestra esté en las mismas condiciones en que se encuentra en el terreno del cual procede y alteradas en caso contrario.
En la construcción de cortinas de presas y, en general de las diferentes estructuras de tierra que integran los distritos de riego, el estudio de los materiales provenientes de bancos de préstamo se hace, generalmente, con base en muestras alteradas. El estudio de los problemas de cimentación de las anteriores estructuras requiere, por lo contrario, muestras inalteradas. Conviene observar que la palabra inalterada no debe interpretarse en su sentido literal. Es imposible evitar que la muestra sufra cierto grado de alteración durante el muestreo y después de él.
I.3 Tamaño y protección de la muestra.
La cantidad de suelo que hay que enviar al laboratorio depende del programa de pruebas, y debe ser suficiente para repetir los ensayes cuyos resultados se juzguen incorrectos ó dudosos.
Las muestras alteradas usuales en estudios de materiales provenientes de un banco de préstamo pueden constar de 50 a 60 kg de material.
El siguiente esquema dá una idea de la forma en la que se reparte una muestra de este tipo en el laboratorio, y de las cantidades que se necesitan para cada prueba (Fig. 1.1).
Las muestras inalteradas deben protegerse recubriéndolas con parafina y brea con una proporción del 80% de parafina y 20% de brea, sujetándolas con vendas de manta, siguiendo las instrucciones que se mencionan mas adelante.
I.4 Muestreo superficial.
El muestreo a cielo abierto debe considerarse como el más satisfactorio para conocer las condiciones del subsuelo. Los bancos de préstamo se muestran, generalmente, abriendo pozos o zanjas con pico y pala o con la ayuda de medios mecánicos, y labrando calas en las paredes o en el fondo de la excavación. Las palas de postear y las posteadoras mecánicas permiten obtener muestras alteradas, pero representativas del suelo, pero sin hacer excavaciones. Se describen a continuación los principales procedimientos de muestreo superficial, cuyos principios se aplican fácilmente a métodos de muestreo por medios mecánicos. Independientemente del método empleado, es importante anotar todas las observaciones realizadas sobre el material “Insitu” en un registro de campo (Lámina 1.1)
I.4.1 Equipo
Para pozos a cielo abierto.
- Pico y pala.
- Hachuela (piolet)
- Bote de lámina, 18 litros
- Costales o cajones
- Hoja de lámina ó lona de 1.50 x 1.50 m aproximadamente
- Etiquetas
Para sondeos con pala de postear.
- Pala de postear, con extensiones.
- Pala de mano
- Hoja de lámina ó lona de 1.50 x 1.50 aproximadamente
- Costales o cajones
- Etiquetas
Para muestras inalteradas en suelos blandos:
- Tubo muestreador de lámina negra de 1.59 mm (1/16”) de espesor, 12.8 (5”) de diámetro y 25 cm de longitud con filo en la boca.
- Espátula de abanico y cuchillo
- Vendas de manta.
- Hachuela
- Barreta
POZO A CIELO ABIERTO CON POSTEADORA BARRENO HELICOIDAL
CLASIFICACIÓN S.U.C.S. Profund. Tipo y tamaño Clasificación y Método Símbolo Corte* en mts.^ De las muestras^ Descripción^ de^ Observaciones tomadas del material excavación
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
11
*** EMPLEAR LAS REPRESENTACIONES CONVENCIONALES**
LÁMINA 1.
OBRA: SITIO: BANCO: SONDEO No. : NIVEL SUP.: PROF. N. A. F.: COORDENADAS: DIMENSIONES POZO:
INICIÓ: FECHA TERMINÓ:
UNIVERSIDAD A U T Ó N O M A D E G U E R R E R O
REGISTRO DE EXPLORACIÓN
S U P E R F I C I A L
L A B O R A T O R I O D E M E C Á N I C A D E S U E L O S
UNIVERSIDAD A U T Ó N O M A D E G U E R R E R O F A C U L T A D D E I N G E N I E R I A
L A B O R A T O R I O D E M E C Á N I C A D E S U E L O S
REGISTRO DE EXPLORACIÓN
S U P E R F I C I A L
L A B O R A T O R I O D E M E C Á N I C A D E S U E L O S
Esta operación se repite hasta llegar a la profundidad deseada, el producto de cada palada se deposita, en orden, formando hileras de pequeños moticulos de material (Fig. 1.6). Las profundidades y espesores aproximados de cada capa se pueden medir con la misma pala.
Muestreo por capas. Los montones que representan una capa deben reunirse en un solo envase, con sus respectivas tarjetas de identificación.
Muestreo integral. Se mezcla el material de todos los montones y se deposita en un solo envase con sus correspondientes tarjetas de investigación. Si el volumen total del material es grande, se puede cuartear y envasar una parte.
c) Cuarteo.- Es el proceso de reducir una muestra de material al tamaño conveniente, y se aplica frecuentemente en el campo cuando el volumen del material que se obtiene al muestrear un pozo sobre pasa a la cantidad que se necesita remitir al laboratorio.
Los pasos a seguir son los siguientes:
- Sobre una superficie limpia se revuelve, varias veces, el material para obtener una mezcla uniforme; se amontona formando un cono.
- Con la pala, se extiende el material hasta formar una capa de espesor uniforme y contorno más o menos regular; se divide, en 4 parte iguales, por medio de dos diámetros a 90°.
- Se toma el material de dos cuartos opuestos y se desechan los restantes. Estas operaciones reducen la muestra a la mitad, y pueden repetirse tantas veces como sea necesario para obtener la cantidad deseada.
- Una vez reducida la muestra al tamaño requerido, se envasa con sus respectivas tarjetas de identificación.
I.4.3 Muestras inalteradas.
Los objetivos que se buscan con un sondeo inalterado son: definir la estratigrafía del sitio y obtener muestras que conservan la estructura del suelo (muestra inalterada), para realizar con ellas pruebas mecánicas que permitan interpretar su comportamiento bajo las condiciones de trabajo que sé impondrán. La extracción de muestras inalteradas se puede hacer con métodos manuales poco muestreadores adecuados a las diferentes condiciones que pueden presentarse.
Las muestras inalteradas deben conservar las condiciones del suelo en su estado natural, por lo que su obtención, empaque y transporte requieren de cuidados especiales a fin de no alterarlas.
a) Suelos cohesivos duros. Para obtener muestra de este tipo de suelos, se procede de la siguiente manera:
- Se limpia y nivela el terreno, y se traza un cuadro de 30 cm. de lado.
- Se excava cuidadosamente, al rededor del perímetro marcado, hasta una profundidad un poco mayor que la altura que se quiera dar a la muestra, labrando, al mismo tiempo las cinco caras descubiertas.
Para obtener la muestra de una pared, se excava alrededor, como se indicó anteriormente, conservando la cara inferior.
- Con cuidado, se recorta la base de la muestra, para poder desprenderla. Debe marcarse con una S la cara superior, a fin de darle, cuando se ensaye una posición similar a la que tenía en ele terreno. Además, debe indicarse, en caso necesario, la dirección en que fluye el agua.
- Una vez extraída la muestra debe ser inmediata y cuidadosamente protegida con vendas de manta impregnadas de parafina y brea; de ser posible, esta protección deberá iniciarse “ in situ “ al ir descubriendo cada cara, para lo cual se procederá en la forma siguiente.
Se calienta la mezcla de parafina y brea hasta que se haya derretido completamente y, caliente, con una brocha se extiende la mezcla sobre el vendaje de manta hasta que cubra perfectamente la muestra. Una vez frió este vendaje, se aplica otro semejante, o bien se extiende sobre el primero una capa gruesa de parafina y brea.
- Se coloca la muestra en un cajón de mayores dimensiones que ella, a fin de poder empacarla con aserrín, pael o paja, de manera que quede protegida contra golpes o choques durante su transporte. Una de las tarjetas de identificación de adhiere a la muestra, y la otra a la parte exterior del cajón.
b) Suelos suaves. En suelos suaves, generalmente cohesivos y sin grava, las muestras inalteradas se obtienen utilizando un tubo muestreador de lamina con filo en una de sus bocas. El proceso es el siguiente
- Des pues de limpiar y nivelar el terreno, se introduce el tubo muestreador hasta donde la resistencia del terreno lo permita.
- Si con la simple presión no se logra introducir todo el tubo muestreador, se excava a su alrededor para eliminar la fricción en la cara exterior del mismo.
- Después de haberlo introducido, se recorta la muestra por su base y se enrasa al tamaño del tubo.
- Se protegen las bases de la muestra con vendas de manta impregnadas con parafina y brea, y se empaca en un cajón con aserrín para evitar que se rompan durante el transporte.
c) Arenas. La extracción de muestras inalteradas de arenas es sumamente difícil; se puede seguir el procedimiento indicado para el caso anterior, cuando el material es coherente. En estado incoherente, es difícil evitar alteraciones de la estructura.
Es preferible determinar la relación de vacíos de la arena “in situ”, y con la muestra alterada reproducir en el laboratorio ese mismo estado.
La obtención de muestras de arena debajo del NAF se discute más adelante.
I.5. Muestreo profundo.
Para el estudio de problemas de cimentación de estructura de tierra o cualquier otra de grandes proporciones, es necesario tener muestras a profundidades importantes. El programa de muestreo debe definirse tomando en cuenta las condiciones locales, la naturaleza de la obra y consideraciones económicas relacionadas con lo anterior. No existen técnicas establecidas para realizar muestreos profundos, y es común que se desarrollen equipos especiales para un tipo de suelo o estudio particular. Los procedimientos que se mencionan brevemente más adelante, deben, por tanto adaptarse a las peculiaridades de cada proyecto.
PROF. EN m
CORTE (1)
MUESTREO (2)
RESISTENCIA DE PENETRACIÓN (3) GOLPES/ 20 40 60 80
MÉTODO DE PERFORACIÓN (4)
DESCRIPCIÓN Y CLASIFICACIÓN DEL MATERIAL
OBSERV. (5)
5
10
15
20
25
(1) Emplear las representaciones convencionales. (2) Delimitar las zonas muestreadas, anotar el % de recuperación, indicar el muestreador empleado. (3) Sólo si se emplea tubo liso ó partido. (4) Tipo de herramienta, ademe, empleo de lodo bentonítico ó agua, cambios de equipo. (5) Incidentes de perforación, niveles piezométricos, pérdidas de fluido de perforación.
LÁMINA 1.
PROYECTO: SITIO: PERFORACIÓN No. : NIVEL DE SUPERFICIE : COORDENADAS: PROFUNDIDAD TOTAL: FECHA DE INICIO: FECHA DE TERMINACIÓN:
UNIVERSIDAD A U T Ó N O M A D E G U E R R E R O F A C U L T A D D E I N G E N I E R Í A
REGISTRO DE PERFORACIÓN L A B O R A T O R I O D E M E C Á N I C A D E S U E L O S
a) Método de percusión y lavado. Este procedimiento económico permite un avance rápido de la perforación. El equipo necesario incluye un trípode con polea, barras de perforación., trépanos, una bomba que desarrolle presión de 5 kg/cm^2 y gasto mínimo de 45 lt/ min., un malacate con cables de acero de 500 kg con cabeza de fricción para cable manila, y, de ser necesario un martinete de 140 kg y tramos de ademe.
El tipo del trépano empleado depende del material con que se trabaja; generalmente, se emplea el trépano de punta en suelos suaves, el de tipo cincel para suelos duros, y el de cruz para gravas y cantos rodados. El trépano se pone en la parte inferior de las barras de perforación.
Se inyecta agua a presión por las barras de perforación; el agua regresa por el espacio comprendido entre la tubería y las paredes del pozo, generalmente protegidas contra la erosión por un ademe. La acción combinada de percusión y de chiflón permite cortar el material que es llevado a la superficie por el flujo de perforación. El ademe se hinca con un martinete conforme avanza la perforación si es metálico, ya que puede ser también lodo.
Este método de perforación por lavado es el que se usa con más frecuencia en la exploración de suelos ya que el equipo empleado es ligero y puede transportarse a sitios de difícil acceso. Este proceso de perforación es aplicable en arenas con pocas gravas y en suelos cohesivos abajo del nivel freático.
El método de perforación por lavado se combina generalmente, con un muestreo intermitente con tubo partido o liso, mientras las características de la suspensión no cambien, es suficiente obtener una muestra cada 1.50 aproximadamente, colocando el muestreador al extremo de la tubería en el lugar del trépano. Si se observa un cambio en la suspensión, debe procederse de inmediato a un nuevo muestreo. Al detener las operaciones de perforación para un muestreo, debe permitirse que el agua alcance en el pozo su nivel de equilibrio, que corresponde al nivel piezomérico de la capa atravesada. La altura final debe registrarse cuidadosamente.
La suspensión que sale del pozo se deja decantar en un recipiente en el que se puede analizar El sedimento. La muestra así obtenida no puede no puede considerarse como representativa del material, pero permite observar, burdamente, las variaciones de la estratigrafía con la profundidad.
b) Método de percusión con barretón. Este método consiste en levantar y dejar caer un barrreton de 150 kg a razón de 30 golpes por minuto, aproximadamente. Se agrega agua a la perforación, la cual forma una suspensión con el material desprendido por el barreton. La perforación se limpia por medio de una cuchara. Este procedimiento puede usarse como auxiliar de avance al encontrar capas de boleo o grava durante una perforación realizada por otro método.
c) Perforación a rotación en seco. Consiste en perforar con barras helicoidales, que transportan el material cortado a la superficie mediante la misma hélice. En suelos inestables, desde la superficie se pone lodo en pasta en las barras helicoidales y girando estas en sentido contrario se puede estabilizar la perforación, ya que el lodo suministrado es lanzado por las barras y se enjarra en las paredes. La columna de barras helicoidales, formada por tramos que se unen con pasadores, lleva en la parte inferior un gavilán que permite cortar el material. Existe una variante de estas barras, que es el ademe espiral.
I.5.2 Muestreadores.
La información proporcionada por las muestras alteradas, obtenidas durante la perforación, no es, por lo general, suficiente para el proyectista. Es preferible obtener muestra parcial o prácticamente inalteradas para conocer con precisión la estratigrafía del subsuelo y las propiedades de los distintos suelos que la componen.
Para lograr este fin, se recurre a muestreadores profundos, de los cuales existe una extensa variedad.
Desde luego, de ningún modo y bajo ninguna circunstancia puede obtenerse una muestra de suelo que pueda ser rigurosamente inalterada; siempre será necesario extraer al suelo de un lugar con alguna herramienta que inevitablemente alterara las condiciones de esfuerzo en su vecindad; además, ana vez la muestra dentro del muestreador no se ha encontrado hasta hoy, un método que proporcione a la muestra, sobre todo en su cara superior e inferior, los mismos esfuerzos que tenia “in situ “. Por lo anterior cuando se habla de muestra inalterada se debe entender en realidad un tipo de muestra obtenida por cierto procedimiento que trata de hacer mínimos los cambios en las condiciones de la muestra “ in situ “, sin interpretar la palabra en su sentido literal. Condiciones de la muestra “in situ “, sin interpretar la palabra en su sentido literal.
En la tabla 1.2 se describen algunos de los muestreadores profundos de usos más efectivo.
a) Tubo partido.- Este muestreador es el de uso más extendido; sus características le permiten trabajar en una amplia variedad de suelos.
El muestreador se constituye esencialmente, por dos partes de un tubo de acero, cortado longitudinalmente, y mantenidas en sus extremos por una cabeza y una zapata. Para unir el muestreador a las barras de perforación, se usa la cabeza; la zapata de borde cortante, facilita el hincado. La cabeza contiene un dispositivo obturador para evitar que la muestra se deslice cuando se recupera el muestreador. Durante el muestreo, la muestra comprime el aire encerrado en el tubo, la presión levanta el obturador, y permite la salida del aire. Una vez terminado el muestreo, el obturador vuelve a sellar la salida, y el vacío que se genera en la parte superior del tubo se opone a todo movimiento de la muestra. Las dimensiones comerciales del tubo partido se dan a continuación.
MUESTREADOR (^) MUESTRATIPO DE OPERACIÓNMODO DE TIPO DE SUELO Tubo partido. Alterada. Percusión. Todos los suelos que no contengan mucha grava. Tubo liso. Alterada. Percusión. Suelos finos. Tubo Shelby. Inalterada. Presión Arcillas y limos con poco material granular. Tubo de pistón. Inalterada. Presión. Arcillas y limos con poco material granular. Denison. * Rotación y presión. Arcillas y limos sin grava abajo del N.A.F. T.A.M.S. * Rotación y presión. Arcillas y limos sin gravas. Wire Line * Rotación y presión. Todo tipo de material. Barriles. Inalterada. Rotación y presión. Gravas con cantos rodados. Rocas.
Diámetro exterior. 5.08 cm (2") 6.35 cm (2 1/2") 7.62 cm (3") 8.89 cm (3 1/2") Diámetro interior. 3.81 cm (1 1/2") 5.08 cm (2") 6.35 cm (3 1/2") 7.62 cm (3")
Para mantener la muestra en el tubo cuando el material es suelto, se puede agregar una trampa de hojas de lámina a la parte inferior del tubo, la cual no se opone a la entrada de la muestra, pero sí a su salida.
El muestreo con el tubo partido puede ser continuo o intermitente. El muestreador continuo es más seguro, y no requiere mucho más tiempo que el intermitente. Al hincar el tubo partido, se realiza la llamada “Prueba de Penetración Estándar”, la cual por rigor, debe efectuarse con tubo partido estándar.
El tubo partido se hinca primeramente 15 cm en el fondo de la perforación, luego con un martinete que pese 63.5 kg (140 lb) que cae libremente de una altura de 76 cm (30”). Se cuenta el número de golpes necesarios para que penetre 30 cm. más. Los primeros 15 cm que se penetró no se consideran. El número de golpes permite estimar la compacidad de los estratos arenosos y burdamente, la resistencia a la compresión simple de las arcillas.
Es común realizar esta prueba con un tuno partido de dimensiones diferentes de las del tubo partido estándar; los resultados pueden correlacionarse mediante la ecuación:
De^2 Di^2
0. 0005 NE
B
En donde:
B = Número de golpes equivalente a los del tubo estándar De = Diámetro exterior Di = Diámetro interior P = Peso del martinete N = Número de golpes para 30 cm. De penetración con el muestreador usado. E = Energía, Ph h = Altura de caída del martinete.
De acuerdo con investigación, se dice que la cuenta de golpes en un terreno arenoso, uniforme y homogéneo, aumenta con la profundidad. En otras palabras, para hacer que penetre el tubo 30 cm. en el terreno se necesita más energía a profundidad mayor que cerca de la superficie. En efecto, el ensaye de penetración es básicamente un ensaye de resistencia al esfuerzo cortante, y esta resistencia, es un depósito de arena, uniforme, depende del peso del recubrimiento o de la sobrecarga, es decir, de la profundidad desde la superficie.
La arena fina es, en general, un terreno excelente para cimentaciones si se evita que puedan fluir de debajo de la fundación o si es ligeramente cohesiva por estar mezclada con algo de arcilla. Sin embargo, la cuenta de golpes en este terreno puede ser baja. A veces por la proximidad del agua freática, se puede explicar un decrecimiento del número de golpes en un terreno aparentemente uniforme. Las arenas finas saturadas de agua pueden aparecer fluidas bajo los golpes del martinete.
