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• Laura Vaca Arciga

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1.- PERFORACIÓN CON BARRENAS El procedimiento más rudimentario para abrir y avanzar una cavidad en un terreno consiste en utilizar herramientas manuales, en donde se presentan dos de las más comúnmente utilizadas. Su empleo eficiente depende del tipo, la consistencia y la compacidad del suelo por perforar. A) Helicoidales. Los barrenos helicoidales pueden ser de diferentes tipos no sólo dependiendo del suelo por atacar, sino de acuerdo con la preferencia particular de cada perforista. Un factor importante es el paso de la hélice que debe ser muy cerrado para suelos arenosos y mucho más abierto para el muestreo en suelos plásticos. B) Posteadoras. La barrena posteadora, es una de las más utilizadas, por razón de su simplicidad de operación, éstas se hacen penetrar en el terreno ejerciendo un giro sobre el mineral adaptado al extremo superior de la tubería de perforación. Las herramientas se conectan al extremo de una tubería de perforación, formada por secciones de igual longitud, que se van añadiendo según aumenta la profundidad del sondeo.

Cualquiera de estas barrenas desarrolla su acción cortadora al presionarla y rotarla dentro del suelo. Se inicia la perforación mediante el avance de la barrena por una distancia igual a su longitud. Se extrae a continuación con suelo adherido o suspendido en ella, el cual se remueve y se examina; si es necesario, se empaca parte del mismo como muestra. Se inserta de nuevo la barrena en la cavidad y se repite la operación de atornillado y extracción para proseguir con la perforación, el examen y el muestreo, hasta la profundidad requerida. Sin embargo, no es por lo general práctico llevar manualmente las perforaciones hasta profundidades mayores que 6 a 10 m. Para profundidades mayores (hasta 50m) y diámetros usuales de 8 a 60 cm, se emplean barrenas mecanizadas. Las perforaciones con barrenas son eficientes en suelos que no requieran revestimiento para evitar el derrumbe de sus paredes, puesto que, tanto en el

sistema manual como en el motorizado, el empleo de tubería de revestimiento hace incómoda y dispendiosa la perforación. El derrumbe continuo de las paredes de la cavidad y del desprendimiento del suelo del barreno hacen que el método sea prácticamente inaplicable en los suelos no cohesivos bajo el nivel freático. Una ventaja propia de las perforaciones con barrenas es la de proporcionar una cavidad seca hasta llegar al nivel freático, lo que permite definir la profundidad de dicho nivel con mucha precisión. Además, facilitan el reconocimiento visual de los cambios en la composición del suelo.

2.- PERFORACIÓN POR LOS MÉTODOS DE: A) Lavado. Es un procedimiento tradicionalmente muy utilizado para abrir y avanzar perforaciones relativamente profundas en depósitos de suelo, en cuyo interior pueden efectuarse operaciones de muestreo o de taladrado en la roca. Permite utilizar equipos de amplia gama de capacidades y sistemas mecánicos. La cavidad se inicia con la hinca por percusión de un tramo de tubería de revestimiento de 1.5 a 3.0 m de longitud, en cuyo extremo se rosca un acople especial de refuerzo, de acero y sección robusta (zapata cortante) con un extremo inferior cortado en chaflán, para facilitar la penetración sin daño de la tubería. Una tubería de lavado (o barra de perforación) se inserta y desplaza en el interior del revestimiento. En el extremo inferior de ella se conectan por roscado las diferentes herramientas para perforación y toma de muestras. El suelo forzado en el interior del revestimiento se ablanda y remueve por medio de una barrena picadora de punta cortante (como un cincel) rocada a la tubería de lavado. Se usa una bomba para inyectar agua a presión a través de una manguera conectada a la tubería de lavado. Esta agua sale a gran velocidad por orificios forzados de la barrena, y lava y arrastra los fragmentos de suelo por el espacio anular que queda entre el revestimiento y la tubería de lavado. El agua, con fragmentos de suelo en suspensión, asciende hasta el extremo superior de la tubería de revestimiento y vierte lateralmente a través de una conexión T en un depósito de sedimentación; aquí pierde parte de la carga de material grueso, lo que permite recircular o desechar el agua de lavado. En el primer caso, se coloca la succión de la bomba en el depósito mencionado.

Esquema del equipo para perforación por lavado. Disposición para hincar el revestimiento.

La unión entre la manguera de inyección y la tubería de lavado (barra de perforación) lleva un acople giratorio, Swivel Joint, que permite que la tubería y la barrena picadora puedan girarse a medida que se levantan y dejan caer, repetidamente, sobre el suelo en el fondo de la cavidad, generando así un efecto desintegrador sobre el material que se perfora. La tubería de lavado puede alargarse hasta la longitud deseada, roscando sucesivos tramos adicionales en el extremo superior; también es posible adicionar e hincar el revestimiento hasta la profundidad necesaria. Pero, si el material de las paredes de la perforación permanece estable sin necesidad de revestimiento, éste podría sólo emplearse en los primeros 3.0 a 4.5 m, siempre que se satisfagan las condiciones para un correcto muestreo. Los diámetros más comúnmente empleados en la tubería de revestimiento varían entre 6.35 y 10.16 centímetros (2.5 y 4.0 pulgadas). Ciertas circunstancias de muestreo y perforación hacen necesario el uso de diámetros de 10.16 cm y aún mayores. En lugar de tubería de revestimiento se puede emplear lodo de perforación, usualmente bentonita en agua, que en forma líquido viscoso y pesado llena la cavidad perforada y evita el derrumbe de sus paredes. La perforación se efectúa en la misma forma descrita, con la salvedad de que se omite el uso del revestimiento, excepto en una pequeña longitud en la pared superior de la cavidad. Además, en lugar de agua se emplea el lodo en las operaciones de picado y lavado. Este procedimiento de perforación permite un rápido avance en prácticamente todo tipo de depósitos de suelo, salvo en los estratos excepcionalmente duros o compactos, en donde el avance puede volverse muy lento.

Cada vez que aparezca un cambio notorio, debe suspenderse el agua de lavado, extraerse la tubería y remplazarse la barrena picadora por un tomamuestras. Vuelve a insertarse la tubería de lavado y se procede al muestreo. Deben tomarse muestras representativas al menos cada 1.50 m, o en todos los cambios de las características del suelo. La presencia de estratos de arcilla localizados entre estratos de arena podría pasar inadvertida, aun si se llevara a cabo conscientemente el muestreo.

B) Percusión Como el nombre lo indica, se logra el avance de la cavidad por la acción de un barreno pesado y cortante que se levanta y se deja caer reiteradamente (mecanismo de balancín), de tal manera que rompa y triture el material del fondo hasta dejarlo con la textura de arena o limo. De acuerdo con las necesidades, los barrenos tienen diferentes formas y se operan suspendidos de un cable, por lo que a veces se les llama “herramientas de cable”. Se acostumbra mantener prácticamente seca la perforación; sólo se usa una pequeña cantidad de agua que forma un barro con el material molido por el barreno. Cuando la acumulación de este barro interfiere con la perforación, se extrae el barreno de la cavidad y se limpia con una cubeta sacalodos. La perforación por percusión es uno de los procedimientos más antiguos para avanzar perforaciones profundas en la mayoría de suelos y rocas, y es notablemente superior a otros procedimientos para penetrar depósitos de grava gruesa, formaciones que contienen grandes cantos y rocas muy fisuradas o con cavernas. Es relativamente lenta en arcillas y en lutitas pegajosas, y es prácticamente imposible de usar en arena fina suelta. La utilización exclusiva del procedimiento de percusión no es conveniente como

método general de exploración, por las dificultades para detectar la presencia de estratos delgados y pequeños cambios en las características del suelo; además, los barrenos pueden alterar el suelo objeto del muestreo. La utilización de pequeñas cargas explosivas para romper o aflojar obstrucciones ocasionales o formaciones duras puede considerarse como una variante de este procedimiento.

C) Rotación Varias de las operaciones de este procedimiento son en esencia similares a las de la perforación por lavado, pero el avance se logra al rotar rápidamente las barreras de perforación conectadas a brocas que cortan, erosionan y muelen el material del fondo. La rotación va acompañada de presión hidráulica o mecánica de las barras y brocas contra el fondo. El material, convertido en pequeñas partículas, se lava y se extrae por medio de agua inyectada a presión a lo largo del interior de las barras y cavidades de la broca. Las partículas en suspensión suben a la superficie a través del espacio anular existente entre la barra y las paredes de la perforación. El agua de circulación también actúa como refrigerante de la broca. La utilización de este procedimiento con fines exploratorios en la ingeniería civil generalmente hace necesaria la obtención de muestras continuas. Se emplean para este fin brocas que cortan núcleos cilíndricos del material por muestrear, conectadas por roscado a portatestigos; que consisten en tubos de pared doble o simple, en cuyo interior va quedando alojado el núcleo continúo del material cortado, al rotar la broca. Como conexión entre la broca y los tubos del portatestigos se rosca un elemento ensanchador de la cavidad, cuya superficie erosiva exterior produce un pequeño sobreancho en la perforación, para controlar el desgaste exterior del portatestigos y facilitar la correcta circulación del agua con partículas de corte en suspensión. En el interior de la broca se colocan retenedores de cuña que sostienen y evitan la caída de los núcleos del portatestigo al ser éste levantado lleno del fondo de la perforación y, además, permiten el seccionamiento inferior del núcleo. De arriba hacia abajo, los elementos van dispuestos en el siguiente orden:    

Barra de perforación. Acople y tubos del portatestigos. Ensanchador. Broca y retenedor.

Las brocas, en su extremo cortante anular, disponen de pequeños granos de diamante industrial, incrustados en una matriz de soldadura endurecida que constituye la superficie erosiva. Algunas veces, en lugar de diamantes, se usan materiales muy duros y tenaces como el carburo tungsteno. Se presenta a menudo una situación en la que resulta conveniente el empleo del procedimiento de perforación por rotación: en una perforación en un suelo se vuelve prácticamente imposible el avance con barrenas de suelo o por lavado; tal situación, denominada rechazo, puede indicar la presencia de suelos con alta compacidad o consistencia, o cementación; un canto rodado, o roca. El procedimiento de perforación por rotación es el de mayor aceptación para perforaciones de variada finalidad en roca y materiales duros, y en una extensa gama de profundidades y diámetros. Permite obtener muestras continúas, y la velocidad de avance es mayor que la obtenida con cualquier otro método. Sin embargo, su empleo no es aconsejable o se vuelve lento en depósitos que contengan gravas de gran tamaño, fragmentos de roca y cantos en matriz de mala cementación; o en rocas muy fisuradas o cavernosas. En algunos de estos casos problemáticos se recurre a operaciones de cementado de la cavidad, para fijar elementos sueltos, y posterior reperforación. Este procedimiento suministra información muy útil para definir, en cada caso particular, el método de excavación más conveniente. Por ejemplo, ayuda a establecer los límites entre materiales que pueden ser excavados con equipos y métodos corrientes, y aquellos que requieren el uso de explosivos. Igualmente, permite definir con seguridad la profundidad del manto base de roca, así como los niveles de perfil de meteorización.

3.- MÉTODOS DE TOMA DE MUESTRA A) Tomamuestra Partido. Son las más comúnmente obtenidas en las perforaciones por lavado; también es frecuente tomarlas intercaladas con las muestras de perforaciones con barreno. El tomamuestras partido, consiste esencialmente en un tubo de acero de pared gruesa, cortado longitudinalmente en dos mitades (media caña), que para el muestreo van unidad por piezas de los mismos diámetros, roscadas en sus extremos. El tubo cortado o partido forma el tramo de mayor longitud del tomamuestras, por lo que se denomina cañón o cuerpo. La pieza que va roscada en su extremo inferior, conocida como zapata o boquilla cortante, consiste en un corto tramo de tubo con la pared chaflanada en su extremo para facilitar la penetración del tomamuestras en el terreno. La pieza roscada del extremo superior forma un acople entre el tubo partido y las barras de perforación, por lo que lleva una rosca hembra con el diámetro de la unión de las barras; además, en su interior va alojada una válvula de cierre que permite el flujo de agua desde el interior del tomamuestras hacia las barras y lo evita en sentido contrario.

Para obtener la muestra se rosca el tomamuestras en la parte inferior de la tubería de lavado o de la barra de perforación, en remplazo de las barrenas o brocas, y se baja al fondo de la perforación. A continuación se avanza dentro del suelo en toda su longitud y luego se extrae de la cavidad con la muestra en su interior. El hecho de ser partido el tubo permite separar sus mitades y extraer la muestra una vez se hayan desenroscado de sus extremos la zapata cortante y el acople. Si se toman muestras de arenas de escasas o ninguna cohesión, por debajo del nivel freático, es muy factible la cída de tales materiales del tomamuestras, al ser éste levantado del fondo de la perforación. Para tratar de obtener muestras de arena que contengan todos los constituyentes, se utiliza el retenedor de pestañas, algo similar a una canastilla invertida formada por delgadas pestañas elásticas de acero, que en su posición cerrada configuran una pequeña bóveda. Tal retenedor se fija en la parte inferior del tomamuestras partido. Inicialmente, la muestra al entrar abre las pestañas (hacia las paredes

del tomamuestras) y se acumula en ellas energía elástica. A medida que se levanta el tomamuestras con la muestra en su interior, las pestañas de acero tratan de cerrarse y recuperar su posición original; y si no hay interferencia de alguna partícula gruesa que lo evite, las pestañas se acercan para formar un fondo abovedado que soporta la muestra. Si el retenedor no logra evitar la caída de la muestra, se recurre a otros tomamuestras específicamente diseñados para extraer muestras de arena. Los suelos granulares sin cohesión, casi invariablemente, sufren profundas distorsiones en su estructura, acompañadas muy frecuentemente de acentuadas densificaciones. En este aspecto, las muestras de tomamuestras partido proporcionan información totalmente errónea respecto a la densidad relativa del suelo, propiedad más importante que las mismas características de los granos. Para obviar la dificultad anterior y a la vez medir en forma sencilla el grado de compacidad del suelo en el sitio, el proceso de hincar el tomamuestras en el terreno se ha convertido en un ensayo dinámico de penetración conocido como Ensayo normal de penetración, SPT.

B) Pared delgada (Shelby). Es el más sencillo y utilizado de los tomamuestras, diseñado para obtener muestras inalteradas en perforaciones mediante la reducción a un mínimo de la alteración por desplazamiento y fricción; para controlar el factor desplazamiento, se manufactura con tubo de acero moldeado en frío. El borde inferior va cortado en chaflán agudo y, además, ligeramente doblado hacia el interior, para que la relación de la tolerancia interior esté dentro de límites que reduzcan la fricción, a la vez que minimicen la expansión excesiva de la muestra.

Generalmente, los tubos tienen longitudes máximas de 76 a 91 cm (30 a 36 pulgadas), suficientes para alojar longitudes seguras de muestras de 15 a 20 diámetros de 25 mm (2 pulgadas). Para vincular el tomamuestras a las barras de perforación, se conecta el tubo en su extremo superior a un acople de enchufe ajustado, dotado en su interior de una válvula de control que permite el flujo de agua desde el tomamuestras hacia las barras y evita el contrario. Para tomar la muestra el tubo se vincula a las barras de perforación y se baja al fondo de la cavidad, que habrá sido limpiado previamente. Se presiona el tomamuestras por debajo del fondo hasta que falten unos 15 cm (6 pulgadas) para llenar el tubo. Una vez haya penetrado el tomamuestras, se gira la barra de perforación para seccionar el extremo de la muestra y separarla del suelo. Finalmente se extraen las barras con el tomamuestras en su extremo. Ya en la superficie se zafa el tubo del acople, se limpian los extremos del tubo en una pequeña distancia y se llenan con parafina derretida. Con este muestreador es posible obtener muestras satisfactoriamente inalteradas de suelos cohesivos; en cambio, no permite conseguir muestras de suelos sin cohesión. C) De pistón. Constituyen una variante del tomamuestras de pared delgada. Esencialmente consiste en un muestreador de este tipo equipado con un pistón interior que cierra la boca del tubo, cuando éste es bajado a la posición de muestreo, pero que se fija a este nivel a medida que avanza el tubo dentro del suelo. Se puede operar el pistón para producir un vacío entre él y la parte superior de la muestra, lo que facilita su retención en el tomamuestras. Con este muestreador se evitan varias dificultades como las que ocurren cuando el fondo de perforación es muy blando e inestable y el efecto combinado de adherencia y fricción en el exterior del tubo, con la tendencia a la inestabilidad del fondo, hacen que el suelo ascienda en el tomamuestras a mayor velocidad que la de descenso del tubo, o cuando después de que el tubo está parcialmente lleno de adherencia y la fricción entre el tubo y la muestra se oponen al avance de esta.

D) Cinta metálica Estos muestreadores están diseñados para suministrar fajas delgadas continuas de cinta metálica al interior del tomamuestras, para reducir la fricción entre las paredes del tubo y la muestra. Se forma así un recubrimiento móvil de delgadas cintas metálicas que evitan que el suelo toque el interior del tubo. A medida que avanza la muestra, se halan las cintas por medio de un pistón que evita la distorsión por escurrimiento o fricción contra las paredes. Se han obtenido con este método muestras inalteradas continuas hasta de 15 m de longitud, en arcillas y limos blandos o firmes; sin embargo, no es muy usado en arenas y gravas. E) Rotatorias. Para el muestreo de suelos en tubos se adoptan técnicas de toma de núcleos de roca por medios rotativos. Si el suelo es muy duro o compacto, no es posible tomar muestras inalteradas en tubos de pared delgada sin dañar su borde cortante o doblar el tomamuestras. Además, en el caso de que el tubo pudiera avanzarse, la alteración resultante sería excesiva, especialmente en materiales quebradizos. El tomamuestras tipo pitcher, consiste en un portatestigos (barril) rotatorio con broca cortante en su extremo inferior. Lleva en su interior un tomamuestras de pared delgada que puede sobresalir del extremo de la broca, en una longitud controlada por la fuerza de un resorte ubicado en su parte superior, que trata de mantenerlo afuera. El tomamuestras se adapta por sí mismo a la consistencia del suelo; si el suelo es blando, el resorte mantiene el filo del tubo bien por debajo de la broca y éste penetra en forma similar a un tomamuestras de tubo ordinario; si el suelo es duro, el resorte se comprime hasta que el borde cortante del tubo interior queda por encima del nivel del extremo de la broca, la cual al rotar corta un cilindro de suelo sobre el cual desliza el tomamuestras de tubo y lo protege de la erosión ocasionada por el flujo del agua circulante.

El tomamuestras Denison, consiste en dos tubos concéntricos; el tubo interior es en realidad el tomamuestras. El tubo exterior rota y corta el suelo; las partículas son lavadas por el flujo de agua bombeada a través de las barras de perforación y que pasa entre los dos tubos. El tubo interior permanece estacionario y protege la muestra del agua de lavado. Ambos tubos son simultáneamente forzados hacia abajo, dentro del suelo. Con este muestreador se obtienen muy buenas muestras de suelos cohesivos, firmes a duros, incluidas lutitas blandas; y de arenas ligeramente cohesivas, difíciles de obtener de otra manera.

4.- PRUEBAS DE PENETRACIÓN DINÁMICA Las pruebas de la dinámica emplean varios tipos de varilla con o sin cono u otros extremos especialmente alargados, los cuales son insertados en el suelo mediante golpes de un martillo de gota (drop bammer). Se registra el número de golpes necesarios en una distancia dada. Una prueba empleada por los Laboratorios Wimpey Ltd, utiliza un cono de 63.5 mm de diámetro con un vértice en ángulo de 60° insertado en varillas de 50.8 mm de diámetro con un martillo de 160 kg, el cual tiene una gota de 600 mm. Se ha observado que el número de golpes necesarios por cada 0.3 m de penetración con este equipo es aproximadamente el mismo que en una prueba de penetración estándar realizada en el mismo suelo. El método no tiene aplicación directa en el diseño de cimentaciones superficiales, todavía no establece la correlación entre la prueba de resistencia dinámica y características tales como la densidad ín situ, la capacidad de carga y asentamiento, como en la prueba de penetración estándar. Sin embargo, la prueba dinámica es un medio útil para complementar la información obtenida en las perforaciones convencionales y pruebas de penetración in situ; resulta especialmente ventajosa para delinear áreas de suelo débil que descansan sobre estratos fuertes y para localizar cavidades en formaciones rocosas débiles. 5.- PRUEBAS DE PENETRACIÓN ESTÁTICAS Prueba de Penetración Estática de Cono (Holandesa) Se utiliza ampliamente para investigaciones en suelos de baja cohesión. Se usan tres tipos de penetrómetros en general (ver figura). En los tres la base del extremo en forma de cono tiene un área de 1000 mm2 y un ángulo en el vértice de 60°. El encamisado de cono mostrado en la figura, fue desarrollado por el Dutch Government Soil Mechanics Laboratory (Laboratorio Gubernamental de Mecánica de Suelos Holandas) y tiene un encamisado que se va estrechando al colocarse encima del cono y se conecta a tubos deslizantes que se extienden hasta el encamisado (jacking apparatus) al colocarse al nivel del suelo. El extremo del cono es empujado hacia abajo

independientemente del tubo deslizante empujando las varillas interiores en etapas de 80 mm. Luego se empuja con el gato la cubierta hasta que el cono penetra a una profundidad de más de 120 mm. De esta manera, se obtienen determinaciones separadamente sobre la resistencia del cono y la fricción superficial en las cubiertas, y la resistencia combinada de cono y tubos en etapas de 200 mm (algunas veces, se hacen menos etapas hasta los 100 mm). En el caso del cono de cubierta de fricción (o Begemann) figura 1.126, la fricción superficial se mide sobre una cubierta cilíndrica corta colocada encima del cono, la cual puede ser empujada hacia abajo con independencia del cono y los tubos deslizantes sobre ella. De esta manera, la fricción superficial se mide arriba de una longitud constante en lugar de la resistencia acumulada producto del incremento de longitud de las cubiertas. En los casos de penetrómetros de cubierta y de fricción de la cubierta, el empuje sobre la varilla inferior y los tubos deslizantes, o sobre la cubierta de fricción, se mide con una celda hidráulica de carga instalada en el equipo colocado a nivel del suelo, cuya capacidad de empuje puede ser de 100 o 200 kN. El cono eléctrico (figura (c)) fue desarrollado en Holanda por Figura N. V. En este equipo, tanto el cono como los tubos deslizantes son introducidos con el gato continua y simultáneamente. El empuje sobre el extremo del cono y sobre los 120 mm de tubos deslizantes cilíndricos se miden por separado mediante celdas de carga eléctrica instaladas en el extremo inferior del penetrómetro.

Tipos de penetrómetros de cono estáticos a) Cono encamisado b) Cono encamisado de fricción c) cono eléctrico.

6.- PRUEBAS DE LA VELETA La veleta es un instrumento de laboratorio utilizado para determinar el parámetro de resistencia al corte no drenado cu de un suelo, tiene la ventaja de poder ser aplicado directamente en campo lo cual evita el transporte una muestra de suelo. En el caso de suelos compuestos de limo y arcilla en especial los de alta sensibilidad, el efecto de las alteraciones durante el ensayo pueden ser bastante considerables en lo que respecta a la confiabilidad de los resultados medidos en el laboratorio, por lo cual este instrumento proporciona información bastante aproximada.

Figura. Extremo inferior de la Veleta.

El ensayo con la veleta de corte es ideal para el caso de suelos compuestos de arcillas saturadas sin fisuras y limos saturados. No es tan confiable para suelos fisurados o secuencias de microestratos. Básicamente el extremo inferior de la veleta consiste en cuatro aspas montadas en el extremo de una barra de acero (Figura). Después de hincar la veleta en el suelo, se hace girar aplicando un par de torsiones en el extremo libre de la varilla. Se gira primero la veleta entre 6 y 12º por minuto para determinar el parámetro de resistencia al corte sin perturbación y a continuación se mide la resistencia remoldeada haciendo girar con rapidez la veleta. La superficie afectada constituye el perímetro y los extremos de un cilindro. La Figura muestra las dimensiones estándar de la veleta con respecto al diámetro que genera. La veleta es instalada en el suelo con ayuda de otro accesorio donde es ensamblada con todos sus accesorios, la Figura muestra gráficamente los pasos para el ensamblado de la veleta. El parámetro de resistencia al corte no drenado se obtiene igualando el valor del momento de torsión con el momento de la fuerza cortante, por lo que se tendrá la expresión:

Donde: cu = Parámetro de resistencia al corte no drenada. T = Momento torsor de la veleta. h = Altura de las aspas de la veleta. D = Diámetro de la circunferencia que genera la veleta al girar.

Ensamblado de la veleta en campo (U.S. Navy, 1982). (a) Dimensiones estándar. (b) Ensamblado. 7.- PRUEBAS CON EL TORNIQUETE

8.- PRUEBAS DILATOMÉTRICAS El Dilatómetro plano fue desarrollado por Marchetti. El Dilatómetro se presiona en el terreno con incrementos de 15 a 30 cm. En cada incremento de penetración se miden tres presiones: Presión A: es la necesaria para iniciar el movimiento de la membrana. Presión B: Requerida para producir una deflexión de 1.1 mm en el centro de la membrana.

Presión C: Se obtiene cuando la membrana vuelve exactamente a su posición inicial, al liberar cuidadosamente la presión del gas. Las presiones leídas se tienen que corregir por factores de calibración tales como la rigidez de la membrana. La presión A corregida se designa como p 0 y la presión B como pi . Marchetti propuso los siguientes parámetros índice.

Igualmente, existe un módulo dilatométrico:

La presión vertical efectiva de sobrecapa se puede determinar a partir de pesos unitarios de las capas involucradas. La presión de poros se puede tomas como la presión hidrostática a partir de mediciones de presiones de agua en el suelo A partir de correlaciones empíricas se pueden estimar: -

El Coeficiente de Presión lateral de tierras K0 . La relación de sobreconsolidación. El coeficiente de compresibilidad volumétrica. El tipo de suelo Asentamientos.

La siguiente figura se puede usar para determinar K 0 a partir de KD

La siguiente figura presenta una correlación del índice del material I D con ED junto con eltipo de suelo, el estado y la consistencia del mismo.

9.- PRUEBAS PRESIOMÉTRICAS Utiliza un cilindro de ensayo que se introduce a la profundidad requerida en una perforación de diámetro adecuado y se expande lateralmente utilizando aire o gas, comprimido de tal manera que se generen esfuerzos radiales en el suelo. Las características esfuerzo-deformación del suelo que se estudia pueden obtenerse a partir de la presión aplicada y la correspondiente deformación.

Consta de tres cámaras de presión independientes, de las cuales únicamente la central, que se llena con agua, se utiliza para la medida. La presión que se aplica al agua puede medirse en forma continua al tiempo que se mide el volumen de agua que entra en la cámara central para así obtener el cambio de volumen del terreno. Con el fin de minimizar la perturbación del suelo duran la perforación, se desarrolló un Presiómetro autoperforador denominado camkómetro. Además de minimizar la pertubación del suelo, el presiómetro autoperforador aventaja a los presiómetros que necesitan una perforación, ya que éste puede utilizarse por debajo del nivel freático en arcillas blandas o en suelos granulares sueltos, que son susceptibles de desplomarse si se realiza una perforación sin soporte.

10.- PRUEBA DE CARGA DE PLACA Las pruebas de resistencia de la placa se hacen excavando un pozo hasta el nivel de cimentación y se aplica una carga estática sobre un juego de placas en el fondo del pozo. La carga se incrementa sucesivamente hasta que se fractura la superficie al corte. Se mide la magnitud y la proporción del asentamiento bajo cada incremento de carga. Después de que se alcanza la carga máxima, se reduce la presión en decrementos sucesivos y se registra la recuperación de

ésta en cada fase de la descarga. Este procedimiento se conoce como Prueba de la carga mantenida y se emplea para obtener características de la deformación de la superficie. Por otra parte, la carga puede aplicarse con un ritmo continuo y controlado de penetración de la placa de 2.5 mm/min. Esto se conoce como Prueba de penetración de proporción constante, y se aplica a suelos donde se requiere conocer la falla de la superficie al corte no drenado. Para obtener resultados representativos es necesario hacer al menos tres pruebas, y de preferencia más. La prueba de placa no proporciona información, mediante la cual se pueda calcular la magnitud y proporción del asentamiento a largo plazo en arcillas. La capacidad de carga y las características de deformación de ciertos tipo de roca como esquistos de arcilla rotos o materiales variable erosionados en forma heterogénea no se pueden medir a partir de pruebas in situ con el presurómetro o con pruebas de laboratorio a causa de lo difícil que resulta la toma de muestras, para esto se recurre a la prueba de placa. Las pruebas de carga de la placa, realizadas en material de relleno como ladrillo o escombros de piedra, son de valor dudoso a causa del gran tamaño de las partículas y la amplia variación de estos materiales. En suelos rellenados con grava, arena, desechos de carbón o cenizas, sí pueden obtenerse resultados significativos con estas pruebas.