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UNIVERSIDAD UNIVERSIDADNACIONAL NACIONAL“SAN “SANLUIS LUISGONZAGA” GONZAGA”DE DEICA ICA

FACULTAD FACULTADDE DEINGENIERÍA INGENIERÍACIVIL CIVIL

INVESTIGACION DEL SUBSUELO Ing. Angel R. Huanca Borda UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

INTRODUCCION “La Mecánica de Suelos es la aplicación de las leyes

de la Mecánica y la Hidráulica a los problemas de ingeniería que tratan con sedimentos y otras acumulaciones de partículas sólidas, producidas por la desintegración mecánica o descomposición química de las rocas, independientemente de que tengan o no contenido de materia orgánica”.Terzaghi (1943)

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• Ingeniería Geotécnica (desde 1970): geología para

Ingeniería, mecánica de suelos, mecánica de rocas, fundaciones y túneles, pavimentos, instrumentación y monitoreo (geotécnica observacional), remediación de suelos (geotécnica ambiental)

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Remediación de suelos contaminados con hidrocarburos

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Características de los suelos naturales • No existe una relación tensión deformación única y lineal • El comportamiento del suelo depende de la presión, el tiempo y el medio físico • El suelo es diferente en cada punto y lugar • La masa de suelos que interviene en un problema está bajo la superficie. Se debe estudiar a partir de pequeñas muestras obtenidas puntualmente • La mayoría de los suelos son muy susceptibles a alterarse. El comportamiento en laboratorio puede ser diferente al de campo UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

En el diseño de estructuras de acero o de concreto, es posible conocer con suficiente precisión las características mecánicas de estos materiales, cuya elaboración puede controlarse para que satisfagan requisitos especificados.

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Para diseñar una cimentación que soporte adecuadamente una estructura, Se debe conocer el tipo de depósitos de suelo que la soportarán. El suelo, en cualquier sitio, no es homogéneo, es decir, el perfil del suelo puede variar. Las teorías de la Mecánica de Suelos contienen condiciones idealizadas, por lo que la aplicación de esas tesis, implica la evaluación inteligente de las condiciones del sitio y de los parámetros del suelo. Hacerlo así, requiere conocimiento de los procesos geológicos por los cuales el depósito de suelo fue formado. UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

ORIGEN DEL SUELO QSUELOS TRANSPORTADOS QSUELOS RESIDUALES

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QSUELOS TRANSPORTADOS Depositos Aluviales y fluviales

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QSUELOS TRANSPORTADOS Depositos Eolicos

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SUELOS RESIDUALES Depositos coluviales

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QSUELOS TRANSPORTADOS QSUELOS RESIDUALES

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SUELOS RESIDUALES

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El buen funcionamiento de las Obras Civiles depende principalmente de: La Adaptación Geotécnica a las Condiciones Geológicas del terreno UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

GEOLOGIA APLICADA La aplicación de los conocimientos teóricos de la Geología, en la practica, son fundamentales para resolver problemas que se presentan en las Obras de Ingeniería Civil.

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El Ingeniero Civil deberá tener conocimientos sustanciales en Geología a fin de resolver los múltiples problemas en Proyectos Ingenieriles.

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GEOLOGIA APLICADA A LA INGENIERIA CIVIL Es aquella parte de la Geotécnia que utiliza los conocimientos geológicos en la resolución de los problemas prácticos de Ingeniería.

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IMPORTANCIA DE LA GEOLOGIA EN LA CONSTRUCCION DE OBRAS CIVILES No existe obra civil de importancia que no necesite de la Geología. El conocimiento geológico de un lugar es el punto de partida para la construcción de cualquier obra.

Geología

♠

Litología

♠

Estratigrafía

♠

Geomorfología

♠

Geodinámica externa e interna

♠

Geohidrología

No es error de la Geología cuando algo falla, sino de su interpretación. UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

DEFINICIONES Geología: Es la Ciencia que estudia la tierra, en todos sus aspectos y alcance, su origen, constitución, evolución, los procesos que se realizan en ella tanto interna como externamente a través del tiempo geológico Divisiones para su estudio: A fin de tener una mejor comprensión de todos los fenómenos que se realizan en la tierra la geología hace uso de otras ciencias como la física y nace la geofísica, otras geomorfología, geodinámica etc. UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

Litología: Es la Ciencia que estudia el origen, evolución y clasificación de las rocas. Se podría considerar como un sinónimo de Petrología. Petrología: Ciencia que trata del estudio de las rocas. Geólogo explorando roca

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Estratigrafía: Es la ciencia que estudia la secuencia o sucesión de las capas o estratos que se han formado a través del tiempo geológico La estratigrafía es por consiguiente, la historia física de la tierra narrada a través del examen de los terrenos sedimentarios y de los fósiles que pueden contener .

Secuencia estratigráfica

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Geomorfología: Es la ciencia que estudia las formas del relieve terrestre teniendo en cuenta su origen, naturaleza de las rocas y suelos, el clima de la región y las diferentes fuerzas endógenas y exógenas que de modo general entran como factores constructores del paisaje.

Forma del relieve

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Geodinámica Externa: Parte de la geología física que estudia los fenómenos geológicos que provocan modificaciones en la superficie terrestre por acción de los esfuerzos externos. Ejem. Avalanchas, deslizamientos, etc.

Deslizamiento

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Deslizamientos de grandes porciones de tierra

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Hidrogeología: Es la ciencia parte de la geología que estudia el comportamiento y distribución de las aguas subterráneas. Los diferentes tipos de rocas y las formaciones geológicas que la contienen, teniendo en cuenta las estructuras. También se encarga del aprovechamiento de las aguas subterráneas

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GEOTECNIA Es una disciplina que agrupa a la Geología, Mecánica de Suelos y Mecánica de Rocas, relacionándola con las obras civiles. GEOTECNIA

Mecánica de Suelos

Geología UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

Mecánica de Rocas

PROPOSITO DE LA EXPLORACION 1. Seleccionar el tipo y profundidad de la cimentación adecuada para una estructura dada. 2. Evaluar la capacidad de carga de la cimentación. 3. Estimar el asentamiento probable de una estructura. 4. Detectar problemas potenciales de la cimentación (por ejemplo, suelo expansivo, suelo colapsable, relleno sanitario, etcétera) 5. Determinar la localización del nivel freático. 6. Predecir el empuje lateral de tierra en estructuras como muros de retención, tablaestacados y cortes arriostrados. UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

ETAPAS DEL ESTUDIO Se debera realizar 03 etapas: Estudios Preliminares ♦ Estudios de Detalle ♦ Estudios Durante y Después de la Construcción ♦

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ESTUDIOS PRELIMINARES

ETAPA I

Se realizan durante la etapa del anteproyecto y consiste básicamente en: 1. Información Bibliográfica y Cartográfica 2. Visitas de Reconocimiento al Sitio

Lo anterior permitirá definir los lugares más adecuados para la obra en base a las condiciones geológicas y geotécnicas de la zona.

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1. Recopilación de Información: Estudios desarrollados en el área que permitan conocer la topografía, hidrología, litología, estratigrafía, geodinámica, problemas geotécnicos. Otras fuentes. 1. Mapas de levantamientos geológicos del Perú. 2. Mapas de levantamientos geológicos de la Región. 3. Mapas agronómicos publicados por los departamentos de Agricultura de varios departamentos. 4. Información hidrológica, registros de flujo de corrientes de agua, niveles altos de inundaciones, registros de mareas, etcétera. 5. Manuales sobre suelos de los departamentos de caminos. Inspección de las fotografías aéreas e imágenes de satélite

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2. Reconocimiento El ingeniero debe siempre hacer una inspección visual del sitio para obtener información sobre: 1. La topografía general del sitio, la posible existencia de canales de drenaje, tiraderos de basura. Además, la evidencia de flujo plástico en taludes y grietas profundas y amplias a intervalos regularmente espaciados puede ser indicativo de suelos expansivos. 2. Estratificación del suelo en cortes profundos, como los que se realizan para la construcción de carreteras y vías férreas cercanas. UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

3. Tipo de vegetación en el sitio, que indique la naturaleza del suelo. Por ejemplo,una cubierta de mezquites indica la existencia de arcillas expansivas que podría ocasionar problemas en la cimentación. 4. Huellas de niveles altos del agua en edificios y en estribos de puentes cercanos. 5 Niveles del agua freática, que son determinados por observación de pozos cercanos. 6 Tipos de construcciones vecinas y existencia de grietas en muros u otros problemas. 7 La naturaleza de la estratificación y propiedades físicas de suelos vecinos también se obtienen de reportes disponibles de la exploración del suelo para estructuras existentes. UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

ESTUDIOS DE DETALLE

ETAPA II

“EXPLORACION E INVESTIGACION DETALLADA” FINALIDAD : LOGRA UNA COMPRENSION A FONDO DE LA GEOTECNIA DEL SITIO Y SUS ALREDEDORES. AMPLITUD DE LOS TRABAJOS DE INVESTIGACION: DEPENDE DE LA EXTENSION, IMPORTANCIA Y TAMAÑO DE LA OBRA POR CONSTRUIR CONCLUSIONES DE ESTA ETAPA INFORME QUE DESCRIBE LAS CARACTERISTICAS GEOTECNICAS DEL TERRENO O MACIZO ROCOSO QUE PUEDA UTILIZARSE PARA FINES DE DISEÑO. UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

ACTIVIDADES (ETAPA II) Elaboración de un mapa geológico - geotécnico de la superficie del terreno en la zona de construcción de la obra. ♠

Mapeo geotécnico del subsuelo (técnicas directas e indirectas) ⇒ se conocerá la distribución de unidades litológicas y sus características geológicas e ingenieriles. ♠

Obtención de muestras del subsuelo para ensayos de laboratorio y/o realización de pruebas in situ para conocer las propiedades índices y mecánicas de los suelos y rocas. ♠

La Información se procesará e interpretara.

♠

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ESTUDIOS DURANTE Y DESPUES DE LA CONSTRUCCION –MONITOREO

ETAPA III

Se llevan a cabo levantamientos geológicos adicionales así como estudios de mecánicas de suelos y rocas si estos son necesarios. ♣

ACTIVIDADES DE ESTA ETAPA Levantamiento geológicos y geotécnicos de la obra, durante la excavación trabajos de limpia (desmontes, escombros, descubrimiento de roca sana, apertura de corte trincheras, canteras). se realizan a medida que avanza la obra. Mapeo geotécnico superficial y del subsuelo (planos y secciones geotécnicas) Muestreo para pruebas de laboratorio o pruebas in situ Instrumentación UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

SECUENCIA DE EXPLORACION GEOTECNICA INSPECCION DEL SITO

ACCESIBILIDAD Evaluación Geológica

Métodos Geofísicos Exploración Directa de Campo

Ensayo de Carga Corte Directo

calicatas

Sondeo con perforación

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SPT

Quasiestático

METODOS DE EXPLORACION GEOTECNICA (IN SITU) A) Métodos de Exploración Directa • Excavación a Cielo Abierto • Perforación Manual a Rotación • Métodos de Penetración Dinámica - Ensayo de Penetración Estándar - Ensayo con Cono Peck - Ensayo con Cono Sowers - Ensayo con DPL • Métodos de Penetración Cuasiestático - Cono Holandés

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• Ensayos Especiales “in-situ” - Corte Directo - Ensayo de Carga B) Métodos de Exploración Indirecta • Refracción Sísmica • Resistividad Eléctrica • Down Hole • Cross Hole • Microtremor

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METODOS DE EXPLORACION GEOTECNICA

CALICATAS - Excavación manual con pico y lampa - Excavación con equipo mecánico

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Excavación a Cielo Abierto • Calicatas • Piques • Zanjas • Trincheras VENTAJAS: -Bajo costo

-Extracción de muestras disturbadas e inalteradas - Apreciación directa de la estratigrafía - Obtención de muestras alteradas e inalteradas - Posibilidad de ingreso a la excavación - Ejecución de ensayos de veleta y penetrómetro - Ejecución de ensayos de densidad natural

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Excavación a Cielo Abierto

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DESVENTAJAS:

-Profundidad limitada -Imposibilidad de ejecutarlas en pendientes muy empinadas y en caso de Nivel freático muy superficial. - En Terreno extremadamente deleznable (necesita ademe) - Relleno sanitario con gases tóxicos

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NIVEL FREATICO AL INTERIOR DE LA CALICATA

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Excavación con equipo mecánico

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EXPLORACION GEOTECNICA

POSTEADORA MANUAL

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Perforaciones a Rotación -Perforación a rotación manual con posteadora y mechas auger -Perforación a rotación con equipo USOS: Permiten obtener muestras alteradas y se utilizan para llegar a una cierta profundidad del subsuelo de tal forma de ejecutar un determinado tipo de ensayo a una determinada profundidad. También pueden obtenerse muestras inalteradas.

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POSTEADORA MANUAL

ACCESORIOS: •MANIVELA •TUBERIA DE PERFORACION •MECHA

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POSTEADORA MANUAL

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POSTEADORA MANUAL

Ventaja: Auscultación terreno

rápida

del

Desventaja: Imposible de realizar en arenas limpias secas o saturadas

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POSTEADORA MANUAL

100 cm.

Extensión

POSTEADORA φ 3" - 8" IWAN AUGER

φ 2" - 3 1/2"

φ 2" - 3 1/2"

φ 2" - 5 1/2"

Taladros de Mano para realizar Perforación UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

EXPLORACION GEOTECNICA

ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR SPT

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ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR SPT Procedimiento ampliamente utilizado para determinar características de resistencia y compresibilidad de suelos.

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ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT) Norma Funciones

: ASTM D1556 : Determinación de la consistencia y resistencia cortante de los suelos en profundidad. Procedimiento : 2 ETAPAS - Ejecución de la Perforación - Ejecución del Muestreo Suelos Adecuados para la Ejecución del Ensayo - Arenosos - Limo Arenosos - Areno Limosos - Arcillas Suelos Inadecuados para el Ensayo - Aluvionales - Aluviales -Suelos Gravosos y Heterogéneos con Gravas UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR EL ENSAYO Ejecución del muestreo Se realiza con un muestreador de caña partida REGISTRO DE PENETRACIÓN Resistencia a la penetración: golpes necesarios para hincar los últimos 30 cm de un total de 45 cm. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS La resistencia a la penetración es un indicador de la compacidad de suelos arenosos y un indicador de la consistencia y resistencia de suelos cohesivos.

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PERFORACIÓN POR LAVADO “WASH BORING” Polea para la soga

Trípode de tubos Soga φ

1”

φ

2 1/2”

Elevador Mango para rotación parcial de la barra

SOSTENEDOR DE BARRAS

BARRA CON UNION

Manguera Bomba Terreno Natural

Motor con caja reductora

Depósito de agua de lavado ELEVADOR

Forro Barra de perforación

CINCEL RECTO

Cincel

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CINCEL DE CRUZ

ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR - SPT Trípode de Tubo de diámetro φ 2 1/2”

Martillo

Guía de hinca Cadena de fierro Guía Cabezal de hinca

Φ 1 1/2”

MARTILLO Cuchara

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CUCHARA Φ 2” - 4 1/2”

ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT)

EQUIPO PORTATIL DEL SPT: OPERACIÓN Y ENSAMBLAJE DEL EQUIPO

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ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT) EQUIPO AUTOPROPULSADO SPT

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ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT)

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ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT)

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ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT) TECNICO OPERANDO EQUIPO PORTATIL DEL SPT

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ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT) ACCESORIOS DEL SPT

MARTILLO DE PENETRACION SPT (140 LIBRAS)

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ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT)

PENETROMETRO ABIERTO Y CERRADO UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT)

CABEZAL Y PUNTA DEL CONO DE PECK)

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ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT)

PARA PERFORAR CON AGUA A PRESION (SHOPPING BEET)

ACCESORIOS CON BROCAS DE TUNGSTENO PARA PERFORACION

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ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT)

IZAMIENTO DEL MARTILLOPARA LA PRUEBA SPT UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT)

MUESTREADOR SHELBY

ACCESORIOS PARA PERFORACION POR LAVADO

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ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT)

MOTOBOMBA DE 8 HP

Perforación por lavado

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ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT) Polea para la soga Soga φ 1 ”

Trípode de tubos φ 2 1/2”

BARRA CON UNION

SOSTENEDOR DE BARRAS

Alzador Mango para rotación parcial de la barra Manguera Bomba

Terreno Natural

Motor con caja reductora

ALZADOR

Depósito de agua de lavado Forro Barra de perforar

CINCEL RECTO

Cincel

Avance de la perforación con equipo SPT UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

CINCEL DE CRUZ

ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT) Tripode de Tubo de diámetro φ 2 1/2” Cadena de fierro Martillo

Guía de hinca Guía

Cabezal de hinca Φ 1 1/2”

CUCHARA Φ 2” - 4 1/2” Cuchara

MARTILLO

Muestreo y ejecución del Ensayo SPT UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

EXPLORACION CON EL SPT

CORRELACIONES EMPIRICAS

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EVALUACION DE LA COMPACIDAD RELATIVA Y RESISTENCIA DE LOS SUELOS COHESIVOS COMPACIDAD RELATIVA DE LA ARENA, Según, Terzaghi Número de Golpes del SPT

Compacidad Relativa

0–4 5 – 10 11 – 20 21 – 30 31 – 50 Más de 50

Muy Suelta Suelta Firme Muy Firme Densa Muy Densa

CONSISTENCIA DE LOS SUELOS COHESIVOS, Según, Terzaghi N° de Golpes del SPT

Consistencia

Resistencia a la Compresión Simple en (Kg/cm2)

30

Muy Blanda Blanda Media Firme Muy Firme Dura

< 0.25 0.25 – 0.50 0.50 –1.00 1.00 – 2.00 2.00 – 4.00 < 4.00

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RELACIONES ENTRE EL NUMERO DE GOLPES “N” DEL SPT, DENSIDAD RELATIVA “DR” Y ANGULO DE FRICCION INTERNA (φ)

28°

30°

32°

34°

36°

38°

40°

42°

44° 46°

60

70

80

90

70 60 50 40 N 30 D

20

R

10 0 0

10

20

30

40

50

100

DR (%)

Correlaciones N - DR y N -

( Aporte de Terzaghi y Peck)

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RELACIONES ENTRE “N”, Dr y σv

40 psi

100

20 ps i

80

10 ps i

60 Pe ck

N rz ag hi

40

0

Te

20

i ps

0 0

20

40

60

80

100

DR (%)

Efecto de la presión de sobrecarga para arena gruesa seca o húmeda (Aporte de Gibbs y Holtz) UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

Correlaciones N - DR y N -

( Meyerhof )

φ 28°

30°

32°

34°

36°

38°

40°

42°

44° 46°

60

70

80

90

70 60 50

N

40 30 D

R

20 10 0 0

10

20

30

40

50

DR (%)

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100

DIVERSOS FACTORES DE CORRECCION SEGÚN DIVERSOS AUTORES Referencia Teng (1962)

Factor de Corrección C CN =

4 1+ 2 σV

Bazaraa (1967)

Peck Hansen, y Thourburn (1974)

C N = 0.77 log 10

20 σV

ksf

Sin embargo, se propone un factor de corrección simple el cual es comparable con cualquiera de las indicadas en la tabla anterior. tsf

C N = 1 − 1.25 log 10 σ V

Seed (1979)

Ver Fig. 1(b) CN =

σ V ≤ 1 .5

4 σ V > 1.5 3.25 + 0.5 σ V

Seed (1976)

Tokimatsu y Yoshimi (1983)

Unidad de σ v psi

50 10 + σ V

CN =

N

1 .7 0 .7 + σ V

El factor propuesto para la corrección del valor del SPT es:

tsf

Kg/cm 2

1 CN = < 2 .0 σv (Liao y Whitman)

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RELACIONES ENTRE EL NUMERO DE GOLPES “N” Y LA CONSISTENCIA DE LAS ARCILLAS

Arcilla

qu =

N (kg / cm2 ) 8

Terzaghi

Arcilla limosa

qu =

N (kg / cm2 ) 5

Terzaghi y Peck

Arcilla areno limosa

qu =

N (kg / cm2 ) 8

Terzaghi y Peck

Para todas las arcillas

q u = 1.33 N (kg / cm 2 )

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Graux

A: B: C: D: E: F:

30 25 20 N

N

qu =

15

8

Muy Blanda Blanda Medianamente Compacta Compacta Muy Compacta Dura

10 5 0

1

2

3

4 qu (Kg/cm2)

A B

C

D

E

F

Correlación N - qu y consistencia para arcillas Terzaghi y Peck UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

APLICACIONES DEL ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR A) Determinación de la Capacidad Portante (Suelos Granulares) 1.0

1.0 0.9

0.8

0.8

0.7

0.7

RW

0.9

wR

w

La capacidad de carga última (qu) de un suelo (Terzaghi y Peck) puede establecerse a partir de las siguientes relaciones:

0.6

0.6

0.5

0.5 0

qult = 2NB Rw + 6 (100 + N2) DRw (Zapatas cuadradas) qult = 3NB Rw + 6 (100 + N2) DRw (Zapatas continuas)

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

db / B

da / D B

en la que: h

(qult) : capacidad de carga última B : ancho de la fundación en pies D : profundidad de la fundación (pies) Rw y Rw: factores de corrección por la posición de la napa freática propuesto por TENG

NF D da

B

db NF

Factores de Corrección por Posición de la Napa Freática

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B) Determinación de la Capacidad Portante (Suelos Finos) Relaciones entre qadm, N y la Consistencia para Suelos Finos (Terzaghi y Peck)

Consistencia del Suelo Muy blando Blando Mediano Compacto Muy compacto Duro

(N) SPT 0-2 2-4 4-8 8-15 15-30 >30

Capacidad de Carga Admisible (T/pie2) zap.cuadrada zap. continua 0.00 – 0.30 0.00 – 0.22 0.30 – 0.60 0.22 – 0.45 0.60 – 1.20 0.45 – 0.90 1.20 – 2.40 0.90 – 1.80 2.40 – 4.80 1.80 – 3.60 Mayor que 4.80 Mayor que 3.60

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NSPT Rígida

32 30 SOWERS arcilla de baja plasticidad

25 20

Muy Dura

Arcilla de plasticidad media

TERZAGHI y PECK

15

27

16 Dura

10

Arcilla de alta plasticidad

5

8 4 2

0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

Firme Blanda Muy Blanda

4.0

Su (tsf)

Correlación de N (SPT) con la resistencia cortante no drenada (Su) de suelos cohesivos de diferentes plasticidades (ref. NAVFAC, 1971)

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EXPLORACION DINAMICA CON EL DPL

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EQUIPO DPL DIN 4094

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CABEZAL, MARTILLO Y GUIA DEL DPL

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EJECUCION DE LA PRUEBA DPL UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

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VISTA EN PLANTA DEL DPL

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EXPLORACION DINAMICA CON EL CONO SOWERS

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ACCESORIOS QUE CONFORMAN EL EQUIPO DEL CONO DE SOWERS

* PUNTA SOWERS * GUIA DEL MARTILLO * MARTILLO * PUNTA CONICA

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EJECUCION DE LA PERFORACION ANTES DE LA PRUEBA CON EL CONO DE SOWER (EN LA FOTO LA POSTEADORA))

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EJECUCION DE LA PRUEBA CON EL CONO DE SOWERS LA PRUEBA SE REALIZA EN TRES TRAMOS DE 5 CM CADA UNO

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CONO SOWERS EQUIPO DESARROLLADO POR EL PROFESOR GEORGE SOWERS 1959 * SE UTILIZA PARA EXPLORACION DE SUELOS SUPERFICIALES

CARACTERISTICAS DEL EQUIPO: - UN MARTILLO DE 15 LB DE PESO - ALTURA DE CAIDA 20 PULGADAS - UNA PUNTA CONICA DE 60° DE INCLINACION Y 1.5” DE DIAMETRO

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CONO SOWERS

CARACTERISTICAS DEL EQUIPO CONO SOWERS

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CONO SOWERS A.- SUELO COLUVIAL NATURAL B.- COMPACTADO AL 95% C.- SUELO COMPACTADO AL 90% D.- SUELO COMPACTADO AL 85% E.- SUELOS ARENOSOS DE LA COSTA F.- SUELO ALUVIONAL DE CERRO

CORRELACIONES ENTRE EL SPT Y EL CONO SOWERS

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EXPLORACION CON EL CONO HOLANDES

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EXPLORACION QUASI ESTATICA CON EL CONO HOLANDES OBJETIVO: OBTENER RESISTENCIA POR PUNTA Y/O FRICCION LATERAL TIPOS DE PUNTA: DELF Y BEGEMANN DETERMINACION DE RESISTENCIA:

Resistencia por punta: qc=Qc/Ac Qc=Fuerza necesaria para hincar el cono en kg Ac=Area transversal del cono (10 cm²) qc=Resistencia de punta (kg/cm²)

Resistencia por fricción: fs=Fs/As Fs=Fuerza necesaria para hincar el cono y la funda (kg, en zonas que lo miden directamente (Fs=Rt-Qc) As=Area lateral del manguito, 150 cm² fs=(Rt-Qc)/Af Rt=Resistencia necesaria para hincar el cono y el manguito en kg, en conos que miden ambas variables UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

EQUIPO DE CONO HOLANDES

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EQUIPO DE CONO HOLANDES

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ACCESORIO PARA ANCLAJE DEL EQUIPO UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

PUNTA CONICA 2

4

A

1

5

3

Φ15 265 m m

Φ12.5 m m

69 m m

60°

133 m m

47 m m

Φ 36

B Φ 32.5 m m

Φ 23 m m

Φ 20 m m

Φ 30 m m

Φ 35.7 m m 1

Punta Cónica

4 Cople

2

Funda cilíndrica

5 Barra sólida

3

Manguito de fricción

A

POSICION CERRADA

B

POSICION EXTENDIDA

Esquema de la Punta Cónica Tipo Delft UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

MANOMETRO PARA CALCULAR LA PRESION PUNTA CON MANGO DE FRICCION UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

ENSAYOS DE CARGA DIRECTA In-situ

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ENSAYOS DE PLACA

Instalación de la placa UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

Instalación de los soportes para los extensómetros y la celda de carga

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e

^ Equipo Adquisición de Datos

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ENSAYO DE CORTE DIRECTO In-situ

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e Tallado de la muestra para el ensayo de corte directo

La muestra-bloque ha sido confinada e con las planchas metálicas

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Detalle de la instalación del ^ equipo de Corte Directo

Instantes en que se realiza el ensayo de Corte Directo.

e UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

ENSAYOS DE LABORATORIO

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A) Ensayos Estándar Permiten suelos

determinar

las

propiedades

físicas

de

los

- Análisis granulométrico por tamizado y sedimentación - Límites de consistencia - Contenido de humedad B) Ensayos Especiales Permiten obtener las propiedades compresibilidad y de flujo de los suelos. - Ensayo de Corte Directo - Ensayo de Compresión Triaxial - Ensayo de Consolidación - Ensayo de Permeabilidad UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

de

resistencia,

ENSAYOS ESTÁNDAR

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ENSAYO DE CORTE DIRECTO Objetivo: Medir la resistencia cortante de suelos granulares. Equipo: Se utiliza el aparato para Corte Directo (caja partida un fija y la otra se puede mover horizontalmente con una fuerza horizontal aplicada). Procedimiento del Ensayo: - Colocar el especimen al interior de la caja - Aplicar esfuerzo vertical - Aplicar esfuerzo horizontal hasta la falla UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

σ=

N A

τ=

F A

Esquema del Aparato de Corte Directo UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

τ

τ

φ

φ C

σ

σ Envolvente de falla para una arena seca ensayada en corte directo

Envolvente de falla para una arcilla dura ensayada en corte directo

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ENSAYO TRIAXIAL Objetivo: Medir la resistencia cortante de diferentes tipos de suelos en diferentes condiciones de carga y drenaje. σ3

σd

σ3

+

σ1

σ1 = σ1 − u σ3

= σ3

1° ETAPA

2° ETAPA

σ1 = σ 3 + σ d σd = σ 1 − σ 3

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u

σ3 = σ3 − u

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OTROS ENSAYOS

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CONCLUSIONES - Es importante realizar el reconocimiento del sitio antes de realizar una propuesta de investigación del terreno. - Siempre que sea posible se deben realizar excavaciones a cielo abierto, para visualizar en forma directa la estratigrafía del terreno y extraer muestras disturbadas e inalteradas para ensayos de laboratorio. - El ensayo de penetración estandar SPT debe ejecutarse en todos los terrenos donde pueda ser factible de realizar. La gran ventaja de este ensayo es que permite recuperar muestras disturbadas, existiendo además diversas correlaciones entre el número de golpes “N” y parámetros del suelo. UNICA/FIC/GEOTECNIA/ A.HUANCA BORDA

- El ensayo Cono Holandés, debe utilizarse como complemento del ensayo SPT. La desventaja de este ensayo es la no extracción de muestras del terreno. - Los ensayos de refracción sísmica superficial son útiles para el estudio de grandes áreas y obras de envergadura, para determinar espesores de estratos, profundidad del basamento y planificar la profundidad de los sondajes.

- Resulta necesario complementar la información obtenida con la refracción sísmica con la exploración directa de campo mediante sondajes.

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FIN DE LA EXPOSICION

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