Exploración de Suelos

1. CURSO : MECANICA DE SUELOS II / UNIDAD III
INTEGRANTE :KATHERINE MILAGROS MORALES MENDOZA
DOCENTE : ING. PEDRO MAQUERA CRUZ
GRUPO : “B”
EXPLORACIÓN DE
SUELOS

2. I. INTRODUCCIÓN
En la realización de cualquier desarrollo, sin importar su magnitud,
se deben conocer las condiciones del suelo sobre el que se va a
construir. Estas condiciones afectan de gran manera la forma y
costos del proyecto, ya que el análisis de suelos nos indica varios
factores clave que sirven para conocer qué tipo de cimentación va
a tener la estructura.
La profundidad de la investigación depende del tamaño del
proyecto, por ejemplo una carretera se puede efectuar conociendo
las características del suelo a la profundidad de unos cuantos
metros, en cambio un edificio de varios pisos necesitaría saberse las
características del suelo a varias decenas (sino es que cientos) de
metros.

3. II. MARCO TEÓRICO
IMPORTANCIA
Un aspecto de importancia fundamental en
la exploración es buscar la colaboración de
ciencias, que como la geología pueden dar
en ocasiones información de carácter
general muy importante. Puede decirse, que
sobre todo en obras de importancia el
reconocimiento geológico es imprescindible,
el cual será previo a cualquier otra actividad
realizada por el técnico de mecánica de
suelos.
Por procedimientos simples y económicos
debe procurar adquirirse información
preliminar suficiente respecto al suelo,
que con ayuda de pruebas de clasificación
tales como granulometrías, plasticidad,
humedad, etc. Permitan al ingeniero
formarse una idea clara de los problemas
que se han de esperar en cada caso
particular.
El objetivo de una investigación
exploratorio, incluyendo pruebas de
campo y laboratorio, es facilitar al
ingeniero los datos cuantitativos del
suelo y de la roca del lugar que se
investiga, para dar recomendaciones
para la construcción de la obra.
Para llegar el laboratorio a unos
resultados razonablemente dignos de
crédito, es preciso cubrir en forma
adecuada una etapa previa e
imprescindible, como es la obtención
de las muestras del suelo, apropiadas
para la realización de las pruebas
correspondientes.

4. II. MARCO TEÓRICO
FUNDAMENTOS
• 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.
La exploración de suelos se realiza comúnmente a través de calicatas,
siempre que la profundidad de la napa de agua lo permita.
• Cuando la napa freática es elevada o se requiera alcanzar mayores
profundidades, el método más común utilizado para explorar tanto
suelos como rocas, es a través de sondajes.
• Existen diversos tipos de sondaje en suelos, siendo el más utilizado el
de la cuchara normal para la extracción de las muestras, que proporciona
además valores del número de golpes durante la penetración,
• En rocas, se utilizan sondajes a rotación con coronas de diversos tipos,
según sea la dureza de la roca a muestrear.

5. II. MARCO TEÓRICO
RESULTADOSCALICATAS
• Es un sistema simple y efectivo.
• Permite la observación “in situ”
• Es válido hasta 5m de profundidad y
excepcionalmente hasta 20m.
• Permite tomar muestras inalteradas en
bloque de 30x30 cm
• Son muy indicadas para terrenos duros.
• Especialmente recomendables para arcillas
expansivas.
• El nivel freático se determina con gran
exactitud

6. II. MARCO TEÓRICO
RESULTADOSSONDEOS
• Costo medio-alto
• Permiten obtener muestras a distintas
profundidades: limpiar excavación
• Pueden ser manuales o mecánicos.
1
SONDEOS MANUALES
• Son razonables hasta 10 m de
profundidad
• Se utilizan alternativamente perforadoras
o trépanos para excavar y cucharas o
campanas para la extracción del terreno.
• Pueden obtenerse muestras inalteradas.
SONDEOS MECÁNICOS
• Suelen emplearse sondas mecánicas de
corona rotatoria.
• Según dureza del terreno: metal duro, vidia,
diamante

7. II. MARCO TEÓRICO
RESULTADOS
PENETROMETRO
• Se hinca por la presión de un
tornillo sin fin
• Da un registro continuo de la
resistencia del terreno
2
ESTATICO
CORRELACIONES
CorrelacióndeSchmertmann(1978)

8. II. MARCO TEÓRICO
RESULTADOS
PENETROMETRO • Se hinca por una serie de
golpes de una masa
3
DINÁMICO
CORRELACIONES

9. II. MARCO TEÓRICO
RESULTADOS
PENETROMETRO4
NORMAL SPT
CORRELACIONES

10. II. MARCO TEÓRICO
PENETROMETRO4
NORMAL SPT
CORRELACIONES
Terzaghi y Peck (1948)
propusieron la siguiente
relación entre el estado de
compactación y el número de
golpes del SPT. Su utilidad
actual es la de servir como guía
muy preliminar para formarse
un concepto sobre la capacidad
natural in-situ de los depósitos
de suelos granulares sin
cohesión.
Las curvas de la figura muestran
ambas correlaciones (Gibbs –
Holtz, Schultze - Mezenbach), que
son muy parecidas. En la figura
también se muestra una
correlación de Terzaghi-Peck
(1948).
Las curvas de la figura muestran ambas correlaciones (Gibbs – Holtz,
Schultze- Mezenbach), que son muy parecidas. En la figura también se
muestra una correlación de Terzaghi-Peck (1948). La granulometría de la
arena parece tener también cierta influencia, como lo haría ver la
experiencia de Kolbuszewski (1957) para tres arenas de diversa
granulometría

11. II. MARCO TEÓRICO
PENETROMETRO4
NORMAL SPT
CORRELACIONES
Comprobaciones publicadas
por Zolkov y Wiseman (1965)
confirman las curvas del Bureau
of Reclamation
Se presentan algunas correlaciones entre el número de golpes
y la Densidad Relativa.
Peck y Bazaraa (año 1969),
relacionan la densidad
relativa de la arena (Dr) con
el índice de penetración
estándar “N” y la presión de
sobrecarga en el nivel
donde se efectúa el ensayo

12. II. MARCO TEÓRICO
ENSAYO CPT4 CORRELACIONES
Las correlaciones de
Schmertmann y
Sanglerat entre la
resistencia de punta
del cono estático y la
compacidad relativa
de las arenas.
Las pruebas de penetración de conos
estáticos sólo permiten definir las
resistencias de punta y fricción,
dependiendo del tipo de cono empleado; a
su vez, la interpretación de esta información,
basada en correlaciones empíricas y semi-
empíricas con lleva a la identificación
indirecta del tipo de suelo y a una
estimación de sus propiedades mecánicas.
Un criterio muy
convencional de
clasificación de suelos,
consiste en apoyarse en
la variación del
contenido de agua con
la profundidad tal como
se muestra.

13. II. MARCO TEÓRICO
CORRELACIONES ENTRE EL CPT Y SPT
Kulhawy y Mayne (1990) presenta la correlación
entre SPT y CPT, considerando el tamaño medio de
las partículas D50, según figura
Meyerhof (1956) propone una relación entre la
densidad relativa, la resistencia a la penetración
estándar, la resistencia de penetración de cono
y el ángulo de fricción interna efectivo para
arenas y gravas
Kulhawy y Mayne (1990) presenta la correlación entre
SPT y CPT, considerando considerando el porcentaje
de finos.
Power (1982) presenta la correlación entre SPT y
CPT

14. II. MARCO TEÓRICO
ENSAYO DPL4 CORRELACIONES
Así mismo los mismos autores presentan una
relación para determinar el módulo de elasticidad
lineal derivado de ensayos edométricos:
Ulrich Smoltczyk en su publicación
Geotechnical Engineering Handbook,
Volumen 3 (2003), menciona que en base a
extensas investigaciones se ha demostrado
que existe una relación entre el número de
golpes N10 del DPL y la densidad relativa de
suelos arenosos, a través de la siguiente
relación:

15. III. MARCOMETODOLÓGICO
ENSAYO DE PENETRACION DINAMICA LIGERA (DPL)
ALCANCE
El ensayo de Penetración Dinámica del tipo Ligero
ideada en Alemania para evaluar la capacidad portante
del subsuelo de manera directa, se realiza mediante la
medición de la resistencia que ofrece el suelo al avance
del aparato llamado penetrómetro, mediante golpes.
Las pruebas de Penetración
Dinámica fueron aprobadas por
el Comité Técnico de Pruebas
de Penetración de Suelos de la
Sociedad Internacional de
Mecánica
de Suelos e Ingeniería de
Cimentaciones, de acuerdo con
la Sociedad Sueca de Geotecnia
y el Instituto Sueco de
Geotecnia (1989).
La expresión sondeando se usa para indicar un registro
continuo en contraste con la Prueba de Penetración
Estándar (SPT). El objetivo de la prueba dinámica es
medir el esfuerzo exigido al manejar un cono a través
del suelo para obtener la resistencia que corresponde a
las propiedades mecánicas del suelo.
Prueba Dinámica Ligera (DPL) representando el más
bajo rango de masa de penetrómetro dinámico usado
mundialmente; la profundidad de investigación, para
obtener resultados confiables es de 8 m
aproximadamente. Emplea un martillo de 10 kg. NTP
339.159 (2001).

16. III. MARCOMETODOLÓGICO
ENSAYO DE PENETRACION DINAMICA LIGERA (DPL)
EQUIPO
Martillo:
Pieza cilíndrica utilizada para
generar la energía mecánica
requerida para la hinca del
cono. El martillo se utiliza
gravitacionalmente y posee
un peso de 10 kg
4
Cono dinámico:
Esta compuesto de dos zonas :
punta y cilindro principal. La punta
es la encargada de entregar al suelo
toda la energía por el martillo
mientras que el cilindro solo
traspasa la carga
1
Cabeza de golpeo o yunque:
Pieza que recibe el impacto del
martillo cuando es utilizado y cuyo
objetivo es transmitir la energía
producida hacia la punta del cono.
2
Barra guía:
Pieza unida al yunque que
permite dar la altura de caída
requerida por el martillo y a su
vez guía en su caída libre hacia el
yunque
3Varillaje:
Barras metálicas las cuales
transmiten la energía
producida por el martillo
hacia el cono. Las barras se
conectan desde el yunque
hacia el cono cilíndrico.
5
1
2
3
4
5

17. III. MARCOMETODOLÓGICO
ENSAYO DE PENETRACION DINAMICA LIGERA (DPL)
UBICACIÓN
El lugar que se eligió para realizar el ensayo en una zona
ubicado cercaa la Av. Mariano Necochea – detrás del
colegio Divina Misericordia, Ciudad Nueva - Tacna - Tacna
Vista satelital

18. III. MARCOMETODOLÓGICO
ENSAYO DE PENETRACION DINAMICA LIGERA (DPL)
PROCEDIMIENTO
1 Se seleccionó el lugar de
ensayo, en nuestro caso en el
distrito de Ciudad Nueva.
2 Antes de iniciar el ensayo, las
tuberías y el cono fueron
niveladas inicialmente para
que las barras ingresen
verticalmente.
3 El equipo de la prueba se posicionará de tal manera
que las barras no puedan doblarse sobre la superficie
del suelo.
4 A continuación, se procedió a levantar la cabeza de
golpeo o yunque y dejarla caer sobre el martillo y se
anotó el número de golpes necesarios para cada 10 cm
de la barra guía. El número de golpes se anotó hasta
llegar a la profundidad de 1.80 metros.

19. III. MARCOMETODOLÓGICO
ENSAYO DE PENETRACION DINAMICA LIGERA (DPL)
RESULTADOS

20. III. MARCOMETODOLÓGICO
ENSAYO DE PENETRACION DINAMICA LIGERA (DPL)
RESULTADOS
∅ = 20 ∗ 𝑁+15
Donde:
∅: angulo de fricción
𝑁: número de golpes