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Investigación del subsuelo
- Tipos de FundaciTipos de Fundacióón yn y
Elementos de la FundaciElementos de la Fundacióónn
Prof. Silvio Rojas
Enero, 2007
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III.- MUESTREO CON CALICATAS.
inspección directa del suelo
método de exploración que
normalmente entrega la
información más confiable y
completa.
Exploración efectiva para
muestreo de suelos de fundación y
materiales de construcción
costo relativamente bajo
la profundidad está determinada
por las exigencias de la
investigación
Muestra perturbadas:
. La muestra o el testigo debe ser representativo del suelo o masa rocosa.
. Debe tener los mismos componentes de la masa original.
. De ser posible con la misma humedad.
. Su estructura es totalmente alterada.
. Las muestras deben ser guardadas en recipientes y bolsas, donde se
altere poco la humedad.
Utilidad de estas muestras:
. Descripción del material.
. Si todos sus componentes se están presentes y sin alteración del
tamaño de los mismos, permite obtener la granulometría del suelo.
. Si todos sus componentes están presentes, permiten la determinación
de la plasticidad del suelo.
. Puede ser útil para la determinación de la humedad.º
Existen dos tipos de muestras tomadas en campo: las
perturbadas y las inalteradas
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Muestra no perturbadas:
. La muestra o el testigo representativo del suelo o masa rocosa.
. Tiene todos sus componentes de la masa original.
. Tiene la misma humedad del suelo “in situ”.
. Su estructura es lo mínimo alterada.
. Las muestras deben ser guardadas en recipientes, donde se altere la
estructura y libre de vibraciones.
Origen:
. De perforaciones por rotación o perforación con sondas, donde se ha
alterado la estructura del suelo.
. De calicatas, donde el material se ha desmoronado.
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Utilidad de estas muestras:
. Descripción del material.
. Obtención de la granulometría del suelo.
. Determinación de la plasticidad del suelo.
. Determinación de la humedad.
. Ensayos especiales: Corte, permeabilidad, consolidación,
compresión simple.
Origen:
. De perforaciones por rotación en suelos que permitan mantener su
estructura compacta.
. De calicatas, donde la obtención de monolitos donde el material no se
desmorone y donde sea posible la penetración de cilindros.
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Las fig. 21y 22, presentan la toma de muestra a través de un cilindro
biselado. Se hinca el cilindro y luego se excava alrededor del mismo,
para su extracción.
Fig. 21.- Demuestre en superficie, en
suelos cohesivos sin gravas ni
cantos.
Fig. 22.- Demuestre en superficie en arenas.
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-Es útil para la determinación de la densidad relativa (Dr)
en suelos granulares sin cementante.
-Útil para la determinación del CBR de determinada capa en
un pavimento en servicio.
-Se puede usar en suelos granulares finos con arcilla o
limos.
- En suelos granulares que contengan gravas, se puede
dañar el bisel del molde.
Las fig. 23 y 24, muestran la definición de un monolito en una
calicata. Esto solo es posible si el suelo tiene cierto cementante, de
lo contrario la calicata sólo serviría para obtener material y llevar al
laboratorio en un saco, para ser usado en el ensayo granulométrico
y de densidad relativa.
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Fig. 23.- Demuestre en superficie
en suelos cohesivos con gravas y cantos.
La calicata también sirve para ubicarse a cierta profundidad por debajo
de la superficie para obtener muestras y hacer ensayos “in situ”.
Fig. 24.- Procedimiento para la obtención
directa de muestras inalteradas in situ.
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Fig. 25.- Modelo de registro de una calicata.
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g. 4.- Perforación y muestreo con barrena helicoidal
Tubo
muestreador
(shelby) en el
fondo de la
perforación
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Tubo muestreador
(cuchara partida)
penetra por golpes
de martillo en el
fondo de la
perforación.
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Fig. 26.- Corte esquemático del tomamuestras partido normal.
Nota: Penetra la masa de suelo en el fondo de la perforación, a través
de golpes transmitidos a la barra de perforación por medio de un
martillo y cabezal
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Fig. 27.- Cuchara portatestigos para el ensayo normalizado de
penetración.
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Fig. 28.- Corte esquemático del tomamuestras de pared delgada.
L = 75 cm a 90 cm
Fig. 29.- (a) Portatestigos de pequeña sección con tubo Shelby. (b)
Portatestigos de mayor diámetro de pared delgada.
Do
Dm
Penetra el fondo con presión y sin vibración
Dc
Revestimiento Tubo
Normalizado de 2 ½”
Aberturas
Varilla de Sondeo
Tubo normalizado de 1”
Cabeza o Adaptador
De Portatestigos
3/8” prisionero con
Cavidad hexagonal
Tubo de Acero Shelby
De 2”
2.875”
2 1/2”
3”
33”
Varilla
Conducto de Aire
Enganche de
Varillas “N”
Obturador
Cabeza De
Portatestigos
Abrazaderas
Orificios para
llave inglesa
Adaptador
Prisioneros
Guarnición de
Goma
Tubo
Portatestigos
1/2”
3”
5.05”
5.25”
5”
6 3/4”
5 1/2”
15 1/2”
Fig. 29.- (a) Portatestigos de pequeña sección con tubo Shelby. (b)Portatestigos de
mayor diámetro de pared delgada.
(a) (b)
84 cm
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• Recomendaciones de Hvorslev, para los tubos muestreadores con el
fin de obtener muestras inalteradas.
Para controlar la alteración por desplazamiento:
Calibre No. 18 (1/20”) para Ø = 2” (calibre 1.27 mm)
No. 22 (1/8”) para Ø = 5” (calibre 3.18 mm)
Ar ≈ 13% (relación de áreas)
o Relación de Áreas: 1002
22
0
⋅
−
=
m
m
D
DD
Ar
Donde:
D0= Diámetro externo del tubo.
Dm= Diámetro interno del tubo.
Ar<10% máx. 15% para disminuir la alteración del suelo cuando se
desplaza dentro del tubo.
Ar, toma en cuenta disminuir los esfuerzos que obligan al suelo a entrar al
tubo y a desplazarse hacia los lados alrededor del tubo.
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Veamos el valor de Ar para el tubo partido normal:
(muestra alterada totalmente)
•Para disminuir la fricción entre el suelo y las paredes internas del tubo:
Ci grande → expansión excesiva.
Ci pequeña → fricción excesiva.
Donde:
Ci= tolerancia interna
Dc= diámetro en el extremo de la boquilla cortante
Recomendable:
Ci= 0.75 a 1.50% Long. de muestreadores grandes.
Ci≤ 0.50%. Long de muestreadores pequeños.
%56.90100
8.36
8.368.50
2
22
=⋅
−
=Ar
100⋅
−
=
m
cm
i
D
DD
C
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Veamos la tolerancia para el tubo partido normal:
(expansión grande)
También para los tubos muestreadores, sugiere:
Ls = (5 a 10) Dm suelos poco cohesivos, sueltos o densos.
Ls = (10 a 20) Dm suelos firmes, cohesivos o muy blandos.
Valores pequeños para diámetros grandes y valores grandes para diámetros
pequeños.
Los muestreadores de paredes delgadas tienen longitudes entre 75cm y 90cm.
%93.1100
1.36
1.368.36
=⋅
−
=iC
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Tubo de pared delgada con pistón
El empleo de tubos de pared delgada provistos con pistón puede a veces extraer
arenas ligeramente cohesivas, por encima del N.F. y dotadas de cohesión
aparente por capilaridad.
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Vp Vp Vp
cp.
r
Tp
cp.
r
Tp
Pie del
Revestimiento
Tp
(1)
(2)
(3)
r - revestimiento
p – pistón
vp – vástago del pistón
t – testigo
cp – cabeza portatestigo
tp – tubo portatestigo
Fig. 31.- Obtención de testigo por tubo
hincado empleando pistón
estacionario:
(1)Descenso
(2) obtención del testigo
(3) extracción
El pistón se puede operar
de manera de producir el
vacío entre él y la parte
superior de la muestra, lo
que facilita su retención en
el tomamuestra.
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Toma de muestra del pistón:
• Pistón cierra boca del muestreador, cuando se baja al fondo de la
perforación y se fija a ese nivel.
• el tubo muestreador penetra el suelo sin que el pistón se mueva.
• El pistón se puede operar de manera de producir el vacío entre él y
la parte superior de la muestra, lo que facilita su retención en el
tomamuestra.
• También evita que suelos blandos inestables asciendan más rápido
que el descenso del tubo.
• Evita que después que el tubo este parcialmente lleno la adherencia
y la fricción entre el tubo y la muestra se oponga al avance de éste.
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Para extracción de muestras inalteradas en arena:
La fig. 32, presenta el muestreador de Bishop, para este caso. Este
muestreador se entiende así:
• La cámara contiene inicialmente al tubo muestreador el cual esta
rodeado de agua (no existe vacío en la cámara).
• Se introduce el tubo muestreador por presión en el suelo.
• Luego se expulsa el agua que existe en la cámara con aire
comprimido.
• Halar el muestreador y colocarlo dentro de la cámara.
• En el extremo del tubo se producen presiones capilares que
ayudan al sostenimiento de la muestra dentro del tubo (s.r: Se
produce tensión capilar por el contacto entre el agua y el aire, y esto
le dá cierta tensión aparente).
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Fig 32.
Principio del muestreador
Bishop.
4 El cable hala el
muestreador y lo
coloca dentro de la
campana llena de
aire.
2 El muestreador es forzado
dentro de la arena por medio
de las barras de perforación y
el aire comprimido desplaza el
agua de la campana.
1 Inicialmente el tubo muestreador se
encuentra dentro de la cámara rodeado de
agua
3 Se inyecta aire comprimido y se explusa
el agua de la cámra.
5 Al entrar el tubo a
la cámra en el
extremo del tubo se
produce cierta
tensión (presiones
negativas)
Revestimiento
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Para suelos duros y compactos, donde no se puede usar tubos
de pared delgada (Fig. 33 y 34):
•Cohesivos duros
•Lutitas blandas
•Arenas ligeramente cohesivas
Tubos concéntricos (similar al tubo single).
El tubo exterior rota y corta el suelo:
•Tubos concéntricos
•Ambos tubos son simultáneamente forzados hacia abajo, dentro del suelo.
•Se obtienen buenas muestras de suelos cohesivos, firmes a duros, incluyendo
lutitas duras.
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Fig. 33
Corte esquemático del muestreador rotatorio
de doble tubo, tipo Denison
•Cohesivos duros
•Lutitas blandas
•Arenas ligeramente
cohesivas
Tubos concéntricos
(similar al tubo single).
El tubo exterior rota y
corta el suelo:
s.r Se observa
que hay que
extraer toda la
tubería
2 ½”32 3/8”
2
15/16”
3 9/16”3 ½”NNX
1 5/8”2 3/8”
1
29/32”
2 5/16”2 15/16”2 7/8”BBX
1 3/16”1 7/8”1 5/8”
1
27/32”
2 5/16”2 ¼”AAX
7/8”1 ½”
1
5/16”
1 7/16”1 27/32”1 13/16”EEX
Diámetro
aproximad
o del
testigo.
Diámetro
aproximad
o del
sondeo sin
entubar
Varill
aje
Ø ext.
Corona
Ø ext.
Anillo
cortante del
Revestimient
o
Revestimiento
Ø ext.
Varillaje
Revestimiento
Porta testigos
Tabla Nº7.-Datos de diámetros de las barras de perforación y brocas
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3” 0.56”3” 0.5”
2” 0.94” 2” 0.38” 2” 0.5”
Tubería y broca para la toma de muestras
Tubería y broca de revestimiento
(s.r toma la muestra que corta
la corona del tubo externo )
Fig. 34
Portatestigos Denison.
s.r Se observa
que hay que
extraer toda la
tubería
Tabla #10.
Registros de sondeos
en suelos.
Long. de avance del
muestreo
Ubicación N.F
Descripción del
material
Muestreo y ensayo “in
situ”
Tabla #11.
Registros de sondeo en
roca.
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•PENETRÓMETRO (FIG 35 Y 36)
Fig. 35
Corte esquemático
del Cono Holandés
de doble
movimiento.
V.- METODOS ESTATICOS DE SONDEO (CONO
HOLANDES) – ENSAYO DILATOMÉTRICO - ENSAYO DE
PLACAS – ENSAYO DE VELETA.
Velocidad a la cual se empuja
1cm/seg (también 20 a
40cm/min)
-rápidos levantamientos de
depósitos erráticos de arcilla,
limos y turbas blandas, se puede
hacer auscultamientos de 10m en
15min. Registros cada 20 a 25 cm
cono de 60 grados
con un diámetro de
36mm y 10cm2 de
área en la base.
Buje de fricción del mismo diámetro con área superficial de 150cm².
Fig. 36
•Posición 2, el cono penetra 4 cm y se mide resistencia por punta.
•Posición 3, penetración de 4 cm adicionales,
mide resistencia por punta más resistencia por fricción lateral.
Fuerza de penetración del cono
+ funda =
resistencia por punta +
resistencia lateral.
Longitud de funda para medir
resistencia
por fricción
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-Consiste básicamente en un cono de 60 grados con un diámetro de 36mm y
10cm2 de área en la base.
-El cono va enroscado a la parte inferior de un vástago.
-Velocidad a la cual se empuja 1cm/seg (también 20 a 40cm/min)
-Útiles en suelos relativamente blandos o ninguna cohesión.
-El aparato holandés original se usa todavía para efectuar rápidos
levantamientos de depósitos erráticos de arcilla, limos y turbas blandas, se
puede hacer auscultamientos de 10m en 15min.
-Las lecturas de manómetros pueden registrarse cada 20 a 25 cm
a medida que profundiza el penetrómetro
- Mide la magnitud y variación de la resistencia a la base del cono.
-Complementa la información obtenida de los muestreos hechos en las
perforaciones.
-Permite identificar la presencia de puntos blandos, ubicados entre perforaciones
previas.
-Mayor precisión en las variaciones de la resistencia a la penetración de un cono
que avanza por presión estática, que las variaciones dinámicas.
- Rápida exploración de depósitos blandos con equipos mecanizados, que puede
llegar hasta 30 metros.
- Manuales hasta 10 metros.
- Mecanizados hasta 30 metros.
Cono: 60 grados.
Φ:35,7mm
Sección transversal = 10cm²
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Correlaciones entre la resistencia no drenada y la resistencia a
la penetración por punta del cono.
•Para arcillas normalmente consolidadas (N.C) qc ≤ 20kg/cm² (3)
Cu= qc/15 a qc/18
•Para arcillas blandas donde se prevee una falla local. (4)
Cu=qc/10 a qc/14
•Para arcillas preconsolidadas qc ≥ 25 kg/cm² (5)
Cu=qc/22 a qc/26
•qc=σvo + 2x 1.3 x 5.14 x Cu (otra expresión aproximada) (6)
Mayne y Kemper (1988)
Composición del suelo no cohesivo qc/N
Limos, limos arenosos, mezclas de
limos y arena con algo de cohesión.
2
Arenas limpias finas a medias y arenas
de algo limosas.
3-4
Arenas gruesas y arenas con algo de
grava.
5-6
Gravas y gravas arenosas. 8-10
qc → kg/cm² N → Golpes/pie
Correlación entre el CPT y el SPT
Resultados en gravas son aleatorios
Lancellotta (1993), Jamiolkowski et
al (1985): Para arena normalmente
consolidada.
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Piezocono
Sonda de Piezocono
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La figura 37. Presenta un
registro obtenido con un cono
de penetración estática, el cual
en este caso adicionalmente
permitió medir la presión de
poros en cada punto de registro
del ensayo. Se observa como las
mayores presiones de poros
ocurrieron en suelos arcillosos,
así como también las menores
resistencias por punta y por
fricción coincidieron a ese nivel
de presiones de poros.
s.r: Suma de la hidrostática más la sobrepresión que
produce el equipo
s.r Probablemente no ha existido el tiempo
necesario para la disipación del exceso de
presión
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Figura 38.
Relación entre la resistencia por
punta qc y el ángulo de rozamiento
interno para arenas no cementadas
normalmente consolidadas.
Robertson y Campanella (1983)
1 bar = 1 kgcm2
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La figura 39 y 40 es referida al cono dinámico, cuyos resultados
tienen cierta correlación con el ensayo SPT.
Figura 39.- Ensayo de penetración dinámica tipo Borros, dispositivos y puntazas.
Punta
cuadra
da ??
(caras
planas)
Punta
cónica
63.5 kg de peso,
cae libremente 0.50 m
más de 100 golpes
para hincar los 20
cm de tubería se
considera rechazo
registro del número
de golpes NB se
efectúa cada 20 cm
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Ensayo Borros, puede realizarse a profundidades considerables, en
ocasiones superiores a 25 m. La maza, de 63.5 kg de peso, cae libremente
desde una altura de 0.50 m. Las puntazas pueden ser cuadradas o cónicas.
El registro del número de golpes NB se efectúa cada 20 cm. Si son
necesarios más de 100 golpes para hincar los 20 cm de tubería se considera
rechazo y se suspende la prueba.
AplicapleAplicaple unicamenteunicamente a suelos arenososa suelos arenosos
••Log(NB)=0.035N + 0.668Log(NB)=0.035N + 0.668 ±± 0.044 (7)0.044 (7)
••N = 25log(NB)N = 25log(NB) –– 15.1615.16 ±± 1.16 (8)1.16 (8)
Nota: las ecuaciones no están
referidas a la tabla 12
Se puede estimar de forma aproximada
que N = NB, para NB comprendido
entre 8 y 12.
Para valores mayores, NB resulta ser
algo mayor que N. Dhalberg (1974)
propuso dos correlaciones, no
estrictamente equivalentes , aplicables
únicamente a suelos arenosos:
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N.N. DhalbergDhalberg (1974)(1974)
AplicapleAplicaple unicamenteunicamente a suelosa suelos
arenososarenosos
••Log(NB)=0.035N + 0.668Log(NB)=0.035N + 0.668 ±± 0.044 (7)0.044 (7)
••N = 25log(NB)N = 25log(NB) –– 15.1615.16 ±± 1.16 (8)1.16 (8)
Fig. 40.- Conos dinámicos.
Otros tipos de conos
dinámicos
Universidad de Los AndesUniversidad de Los Andes
Facultad de IngenierFacultad de Ingenierííaa
Departamento de VDepartamento de Vííasas
FundacionesFundaciones
TablaTabla #12#12 RelacionRelacion entreentre elel NumeroNumero dede GolpesGolpes y lay la densidaddensidad
relativarelativa dede suelossuelos GranularesGranulares.. PenetracionPenetracion deldel conocono 30cm (30cm (ParcherParcher
y Jeans (1968).y Jeans (1968).
Muy densa>80> 50
Densa50 a 8030 a 50
Mediana25 a 5010 a 30
Suelta<254 a 10
Muy suelta0 a 4
NcN
hcaida=45.7cmhcaida=76.2cm
DrWmartillo=18.1kgWmartillo=63.5kg
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EnsayoEnsayo parapara medirmedir lala resistenciaresistencia deldel suelosuelo a laa la
deformaciondeformacion.
La fig. 41, muestra un esquema del dilatómetro, usados en suelos. La fig. 42 y
43, presenta correlaciones entre los parámetros estimados a partir del ensayo vs
el coeficiente de empuje lateral en reposo y el suelo donde se realiza el
ensayo.
El ensayo permite medir la resistencia del suelo a la deformación, a través del
registro de las siguientes presiones:
-Po: Presión medida para producir esta deformación de despegue de
0,05mm.
-P1: Presión medida para una deflexión de 1.1 mm hacia el suelo.
- P2: Existirá una presión P2, cuando la membrana vuelva a su posición al
liberar cuidadosamente el gas.
Fig. 41.- Dilatómetro de Marchetti
Fig. 42 Correlación entre kD y
ko (para las curvas de
Schmertmann se requiere una
estimación previa de φ).
Po despegue
0.05 mm
Fig. 43.- Correlación entre tipo
de suelo, ID y ED.
00
01
µ−
−
=
P
PP
ID
'0
00
v
D
P
K
σ
µ−
=
( ) 201
1
7,34
ν−
=−= s
D
E
PPE
•σσσσvo’: Presión efectiva
•1 MPa = 1 N/mm2
•1 MPa = 1 000 000 Pa 1kgcm2 = 100 KNm2
•1 MPa = 10 Kg/cm2
TablaTabla dede correlacionescorrelaciones
DefiniciDefinicióón de parn de paráámetros para el ensayometros para el ensayo
Indice del material de depósito
Indice de esfuerzo lateral
Módulo dilatométrico
P1,P0P1,P0 →→MpaMpa
EDED→→MpaMpa
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La fig. 44, 45,46 y 47, hacen referencia al ensayo de placa. La fig. 44 y
46, presenta dos maneras de trasmitir la carga al suelo, donde el
primero es a través de un sistema de reacción de anclajes o pilotes y la
segunda fig. el esfuerzo trasmitido al suelo se logra a través de pesos
colocados sobre vigas las cuales las mantiene el gato al mismo nivel. La
fig. 45, muestra los resultados del ensayo de placa. En la fig. 47, se ve
el efecto que produce la placa sobre el suelo de fundación en relación
con la zapata real fundada a la misma cota.
Ensayo de placa
Fig. 44.- Dispositivos
para el ensayo de placa
de carga
Fig. 45.-
Resultados del
ensayo de
placa de carga.
Fig. 46.- Pruebas de
carga
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Fig. 47.- Zonas relativas de
influencia de la carga, bajo
placa soportante y bajo
asientos de pies de
construcciones.
- La ASTM hace una serie de recomendaciones para el ensayo, sin
embargo, veamos las recomendaciones de Sowers (1961)
- Hacer los incrementos de carga en ¼ presión portante admisible
estimada
-Incrementos de carga ≈ ¼ presión portante admisible estimada
Máxima carga a colocar: Aproximadamente dos veces la presión
portante admisible en arenas y gravas
• Máxima carga a colocar: Aproximadamente 2,5 veces la presión
admisible en arcillas
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•Leer los asentamientos con una precisión de 0,025 mm y
referenciarlos fuera del área afectada por los posibles
asentamientos.
•Después de cada incremento no se vuelve a cargar hasta que la
velocidad del asentamiento sea 0,05 mm/hora.
•El incremento final se dejará aplicado por lo menos por 4 horas
antes de finalizar el ensayo.
•La ASTM dice que después de descargar el suelo, se debe medir
la expansión por un tiempo igual a la de un incremento de carga.
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FundacionesEnsayo de veleta
Fig. 48.- Equipo del
ensayo de molinete o
ensayo de veleta.
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Para suelos:
•Arcillas con qu < 1 kg/cm2
•No recomendable si la arcilla tiene capas densas de arena y limo
•Menos recomendable si existen gravas o piedras
•La veleta penetra el suelo de fondo del fondo en forma lenta y
continua, sin alterar apreciablemente el suelo.
•Luego se rota a una velocidad de 6º a 12º por minuto (ver fig 49).
•Se va registrando el par necesario para rotar determinado ángulo.
•El momento torsor requerido para girar las veletas es proporcionado
por la resistencia lateral que se genera en la superficie cilíndrica
generada por las paletas y por la resistencia en las bases.
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Fig. 49.- Ensayo
rotatorio de veleta in
situ.
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2
23
2
222
2
2
⋅





⋅⋅





⋅⋅+





⋅⋅





⋅=
BB
C
B
L
B
CM uuT ππ








⋅





+





⋅⋅⋅=
3
2
22
2
22
BBB
LCM uT π






⋅=
32
2
BB
CM uT π
vuu
T
SC
LB
M
,2
2
==
⋅⋅π
Tomando en cuenta la figura 48 y 49 se plantea la
siguiente ecuación:
Donde:
Cu: Resistencia cohesiva
2π(B/2).L:Area lateral del cilíndro
(B/2): Brazo
π(B/2)²: Area base
(2/B)(B/2): Brazo
2: Ambos lados de la base
No tomando el termino
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La fig. 50, permite obtener el factor de corrección de la resistencia
obtenida con la veleta.
Sµ, v: resistencia obtenida con veleta
P0’: esfuerzo efectivo a la cota a la cual se hizo el ensayo
Sµ, diseño = λ.Sµ,v (16)
Puede diseñar con la figura 50.a o 50.b reinterpretación del gráfico de
Bjerrum por Aas et al. (1986) para incluir efectos de vejez y OCR.
Para la figura 50.b, define con (Ip, Sµ,v) un punto en la zona N.C. o en la
zona O.C., luego baja y busca la curva NC o la curva OC, dependiendo
de la zona superior y determina λ.
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Fig. 50.- (a) Factor de corrección de Bjerrum para el ensayo de
veleta de corte. Según Bjerrum (1972) y Ladd (1977). (b)
Reinterpretación del gráfico de Bjerrum por Aas et al. (1986) para
incluir efectos de vejez y OCR.
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Fig. 51.- Diferentes alturas y anchos de las paletas de la veleta.

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  • 1. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Investigación del subsuelo - Tipos de FundaciTipos de Fundacióón yn y Elementos de la FundaciElementos de la Fundacióónn Prof. Silvio Rojas Enero, 2007
  • 2. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería III.- MUESTREO CON CALICATAS. inspección directa del suelo método de exploración que normalmente entrega la información más confiable y completa. Exploración efectiva para muestreo de suelos de fundación y materiales de construcción costo relativamente bajo la profundidad está determinada por las exigencias de la investigación
  • 3. Muestra perturbadas: . La muestra o el testigo debe ser representativo del suelo o masa rocosa. . Debe tener los mismos componentes de la masa original. . De ser posible con la misma humedad. . Su estructura es totalmente alterada. . Las muestras deben ser guardadas en recipientes y bolsas, donde se altere poco la humedad. Utilidad de estas muestras: . Descripción del material. . Si todos sus componentes se están presentes y sin alteración del tamaño de los mismos, permite obtener la granulometría del suelo. . Si todos sus componentes están presentes, permiten la determinación de la plasticidad del suelo. . Puede ser útil para la determinación de la humedad.º Existen dos tipos de muestras tomadas en campo: las perturbadas y las inalteradas
  • 4. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Muestra no perturbadas: . La muestra o el testigo representativo del suelo o masa rocosa. . Tiene todos sus componentes de la masa original. . Tiene la misma humedad del suelo “in situ”. . Su estructura es lo mínimo alterada. . Las muestras deben ser guardadas en recipientes, donde se altere la estructura y libre de vibraciones. Origen: . De perforaciones por rotación o perforación con sondas, donde se ha alterado la estructura del suelo. . De calicatas, donde el material se ha desmoronado.
  • 5. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Utilidad de estas muestras: . Descripción del material. . Obtención de la granulometría del suelo. . Determinación de la plasticidad del suelo. . Determinación de la humedad. . Ensayos especiales: Corte, permeabilidad, consolidación, compresión simple. Origen: . De perforaciones por rotación en suelos que permitan mantener su estructura compacta. . De calicatas, donde la obtención de monolitos donde el material no se desmorone y donde sea posible la penetración de cilindros.
  • 6. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Las fig. 21y 22, presentan la toma de muestra a través de un cilindro biselado. Se hinca el cilindro y luego se excava alrededor del mismo, para su extracción. Fig. 21.- Demuestre en superficie, en suelos cohesivos sin gravas ni cantos. Fig. 22.- Demuestre en superficie en arenas.
  • 7. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería -Es útil para la determinación de la densidad relativa (Dr) en suelos granulares sin cementante. -Útil para la determinación del CBR de determinada capa en un pavimento en servicio. -Se puede usar en suelos granulares finos con arcilla o limos. - En suelos granulares que contengan gravas, se puede dañar el bisel del molde. Las fig. 23 y 24, muestran la definición de un monolito en una calicata. Esto solo es posible si el suelo tiene cierto cementante, de lo contrario la calicata sólo serviría para obtener material y llevar al laboratorio en un saco, para ser usado en el ensayo granulométrico y de densidad relativa.
  • 8. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Fig. 23.- Demuestre en superficie en suelos cohesivos con gravas y cantos. La calicata también sirve para ubicarse a cierta profundidad por debajo de la superficie para obtener muestras y hacer ensayos “in situ”. Fig. 24.- Procedimiento para la obtención directa de muestras inalteradas in situ.
  • 9. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Fig. 25.- Modelo de registro de una calicata.
  • 10. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería g. 4.- Perforación y muestreo con barrena helicoidal Tubo muestreador (shelby) en el fondo de la perforación
  • 11. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Fundaciones Tubo muestreador (cuchara partida) penetra por golpes de martillo en el fondo de la perforación.
  • 12. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Fundaciones Fig. 26.- Corte esquemático del tomamuestras partido normal. Nota: Penetra la masa de suelo en el fondo de la perforación, a través de golpes transmitidos a la barra de perforación por medio de un martillo y cabezal
  • 13. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Fundaciones Fig. 27.- Cuchara portatestigos para el ensayo normalizado de penetración.
  • 14. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Fundaciones Fig. 28.- Corte esquemático del tomamuestras de pared delgada. L = 75 cm a 90 cm Fig. 29.- (a) Portatestigos de pequeña sección con tubo Shelby. (b) Portatestigos de mayor diámetro de pared delgada. Do Dm Penetra el fondo con presión y sin vibración Dc
  • 15. Revestimiento Tubo Normalizado de 2 ½” Aberturas Varilla de Sondeo Tubo normalizado de 1” Cabeza o Adaptador De Portatestigos 3/8” prisionero con Cavidad hexagonal Tubo de Acero Shelby De 2” 2.875” 2 1/2” 3” 33” Varilla Conducto de Aire Enganche de Varillas “N” Obturador Cabeza De Portatestigos Abrazaderas Orificios para llave inglesa Adaptador Prisioneros Guarnición de Goma Tubo Portatestigos 1/2” 3” 5.05” 5.25” 5” 6 3/4” 5 1/2” 15 1/2” Fig. 29.- (a) Portatestigos de pequeña sección con tubo Shelby. (b)Portatestigos de mayor diámetro de pared delgada. (a) (b) 84 cm
  • 16. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Fundaciones • Recomendaciones de Hvorslev, para los tubos muestreadores con el fin de obtener muestras inalteradas. Para controlar la alteración por desplazamiento: Calibre No. 18 (1/20”) para Ø = 2” (calibre 1.27 mm) No. 22 (1/8”) para Ø = 5” (calibre 3.18 mm) Ar ≈ 13% (relación de áreas) o Relación de Áreas: 1002 22 0 ⋅ − = m m D DD Ar Donde: D0= Diámetro externo del tubo. Dm= Diámetro interno del tubo. Ar<10% máx. 15% para disminuir la alteración del suelo cuando se desplaza dentro del tubo. Ar, toma en cuenta disminuir los esfuerzos que obligan al suelo a entrar al tubo y a desplazarse hacia los lados alrededor del tubo.
  • 17. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Fundaciones Veamos el valor de Ar para el tubo partido normal: (muestra alterada totalmente) •Para disminuir la fricción entre el suelo y las paredes internas del tubo: Ci grande → expansión excesiva. Ci pequeña → fricción excesiva. Donde: Ci= tolerancia interna Dc= diámetro en el extremo de la boquilla cortante Recomendable: Ci= 0.75 a 1.50% Long. de muestreadores grandes. Ci≤ 0.50%. Long de muestreadores pequeños. %56.90100 8.36 8.368.50 2 22 =⋅ − =Ar 100⋅ − = m cm i D DD C
  • 18. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Fundaciones Veamos la tolerancia para el tubo partido normal: (expansión grande) También para los tubos muestreadores, sugiere: Ls = (5 a 10) Dm suelos poco cohesivos, sueltos o densos. Ls = (10 a 20) Dm suelos firmes, cohesivos o muy blandos. Valores pequeños para diámetros grandes y valores grandes para diámetros pequeños. Los muestreadores de paredes delgadas tienen longitudes entre 75cm y 90cm. %93.1100 1.36 1.368.36 =⋅ − =iC
  • 19. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Fundaciones Tubo de pared delgada con pistón El empleo de tubos de pared delgada provistos con pistón puede a veces extraer arenas ligeramente cohesivas, por encima del N.F. y dotadas de cohesión aparente por capilaridad.
  • 20. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Fundaciones Vp Vp Vp cp. r Tp cp. r Tp Pie del Revestimiento Tp (1) (2) (3) r - revestimiento p – pistón vp – vástago del pistón t – testigo cp – cabeza portatestigo tp – tubo portatestigo Fig. 31.- Obtención de testigo por tubo hincado empleando pistón estacionario: (1)Descenso (2) obtención del testigo (3) extracción El pistón se puede operar de manera de producir el vacío entre él y la parte superior de la muestra, lo que facilita su retención en el tomamuestra.
  • 21. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Fundaciones Toma de muestra del pistón: • Pistón cierra boca del muestreador, cuando se baja al fondo de la perforación y se fija a ese nivel. • el tubo muestreador penetra el suelo sin que el pistón se mueva. • El pistón se puede operar de manera de producir el vacío entre él y la parte superior de la muestra, lo que facilita su retención en el tomamuestra. • También evita que suelos blandos inestables asciendan más rápido que el descenso del tubo. • Evita que después que el tubo este parcialmente lleno la adherencia y la fricción entre el tubo y la muestra se oponga al avance de éste.
  • 22. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Fundaciones Para extracción de muestras inalteradas en arena: La fig. 32, presenta el muestreador de Bishop, para este caso. Este muestreador se entiende así: • La cámara contiene inicialmente al tubo muestreador el cual esta rodeado de agua (no existe vacío en la cámara). • Se introduce el tubo muestreador por presión en el suelo. • Luego se expulsa el agua que existe en la cámara con aire comprimido. • Halar el muestreador y colocarlo dentro de la cámara. • En el extremo del tubo se producen presiones capilares que ayudan al sostenimiento de la muestra dentro del tubo (s.r: Se produce tensión capilar por el contacto entre el agua y el aire, y esto le dá cierta tensión aparente).
  • 23. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Fundaciones Fig 32. Principio del muestreador Bishop. 4 El cable hala el muestreador y lo coloca dentro de la campana llena de aire. 2 El muestreador es forzado dentro de la arena por medio de las barras de perforación y el aire comprimido desplaza el agua de la campana. 1 Inicialmente el tubo muestreador se encuentra dentro de la cámara rodeado de agua 3 Se inyecta aire comprimido y se explusa el agua de la cámra. 5 Al entrar el tubo a la cámra en el extremo del tubo se produce cierta tensión (presiones negativas) Revestimiento
  • 24. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Para suelos duros y compactos, donde no se puede usar tubos de pared delgada (Fig. 33 y 34): •Cohesivos duros •Lutitas blandas •Arenas ligeramente cohesivas Tubos concéntricos (similar al tubo single). El tubo exterior rota y corta el suelo: •Tubos concéntricos •Ambos tubos son simultáneamente forzados hacia abajo, dentro del suelo. •Se obtienen buenas muestras de suelos cohesivos, firmes a duros, incluyendo lutitas duras.
  • 25. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Fig. 33 Corte esquemático del muestreador rotatorio de doble tubo, tipo Denison •Cohesivos duros •Lutitas blandas •Arenas ligeramente cohesivas Tubos concéntricos (similar al tubo single). El tubo exterior rota y corta el suelo: s.r Se observa que hay que extraer toda la tubería
  • 26. 2 ½”32 3/8” 2 15/16” 3 9/16”3 ½”NNX 1 5/8”2 3/8” 1 29/32” 2 5/16”2 15/16”2 7/8”BBX 1 3/16”1 7/8”1 5/8” 1 27/32” 2 5/16”2 ¼”AAX 7/8”1 ½” 1 5/16” 1 7/16”1 27/32”1 13/16”EEX Diámetro aproximad o del testigo. Diámetro aproximad o del sondeo sin entubar Varill aje Ø ext. Corona Ø ext. Anillo cortante del Revestimient o Revestimiento Ø ext. Varillaje Revestimiento Porta testigos Tabla Nº7.-Datos de diámetros de las barras de perforación y brocas Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Fundaciones 3” 0.56”3” 0.5” 2” 0.94” 2” 0.38” 2” 0.5” Tubería y broca para la toma de muestras Tubería y broca de revestimiento
  • 27. (s.r toma la muestra que corta la corona del tubo externo ) Fig. 34 Portatestigos Denison. s.r Se observa que hay que extraer toda la tubería
  • 28. Tabla #10. Registros de sondeos en suelos. Long. de avance del muestreo Ubicación N.F Descripción del material Muestreo y ensayo “in situ”
  • 29. Tabla #11. Registros de sondeo en roca.
  • 30. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería •PENETRÓMETRO (FIG 35 Y 36) Fig. 35 Corte esquemático del Cono Holandés de doble movimiento. V.- METODOS ESTATICOS DE SONDEO (CONO HOLANDES) – ENSAYO DILATOMÉTRICO - ENSAYO DE PLACAS – ENSAYO DE VELETA. Velocidad a la cual se empuja 1cm/seg (también 20 a 40cm/min) -rápidos levantamientos de depósitos erráticos de arcilla, limos y turbas blandas, se puede hacer auscultamientos de 10m en 15min. Registros cada 20 a 25 cm cono de 60 grados con un diámetro de 36mm y 10cm2 de área en la base.
  • 31. Buje de fricción del mismo diámetro con área superficial de 150cm². Fig. 36 •Posición 2, el cono penetra 4 cm y se mide resistencia por punta. •Posición 3, penetración de 4 cm adicionales, mide resistencia por punta más resistencia por fricción lateral. Fuerza de penetración del cono + funda = resistencia por punta + resistencia lateral. Longitud de funda para medir resistencia por fricción
  • 32. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería -Consiste básicamente en un cono de 60 grados con un diámetro de 36mm y 10cm2 de área en la base. -El cono va enroscado a la parte inferior de un vástago. -Velocidad a la cual se empuja 1cm/seg (también 20 a 40cm/min) -Útiles en suelos relativamente blandos o ninguna cohesión. -El aparato holandés original se usa todavía para efectuar rápidos levantamientos de depósitos erráticos de arcilla, limos y turbas blandas, se puede hacer auscultamientos de 10m en 15min. -Las lecturas de manómetros pueden registrarse cada 20 a 25 cm a medida que profundiza el penetrómetro
  • 33. - Mide la magnitud y variación de la resistencia a la base del cono. -Complementa la información obtenida de los muestreos hechos en las perforaciones. -Permite identificar la presencia de puntos blandos, ubicados entre perforaciones previas. -Mayor precisión en las variaciones de la resistencia a la penetración de un cono que avanza por presión estática, que las variaciones dinámicas. - Rápida exploración de depósitos blandos con equipos mecanizados, que puede llegar hasta 30 metros. - Manuales hasta 10 metros. - Mecanizados hasta 30 metros. Cono: 60 grados. Φ:35,7mm Sección transversal = 10cm² Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería
  • 34. Correlaciones entre la resistencia no drenada y la resistencia a la penetración por punta del cono. •Para arcillas normalmente consolidadas (N.C) qc ≤ 20kg/cm² (3) Cu= qc/15 a qc/18 •Para arcillas blandas donde se prevee una falla local. (4) Cu=qc/10 a qc/14 •Para arcillas preconsolidadas qc ≥ 25 kg/cm² (5) Cu=qc/22 a qc/26 •qc=σvo + 2x 1.3 x 5.14 x Cu (otra expresión aproximada) (6) Mayne y Kemper (1988)
  • 35. Composición del suelo no cohesivo qc/N Limos, limos arenosos, mezclas de limos y arena con algo de cohesión. 2 Arenas limpias finas a medias y arenas de algo limosas. 3-4 Arenas gruesas y arenas con algo de grava. 5-6 Gravas y gravas arenosas. 8-10 qc → kg/cm² N → Golpes/pie Correlación entre el CPT y el SPT
  • 36. Resultados en gravas son aleatorios Lancellotta (1993), Jamiolkowski et al (1985): Para arena normalmente consolidada.
  • 37. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Piezocono Sonda de Piezocono
  • 38. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería La figura 37. Presenta un registro obtenido con un cono de penetración estática, el cual en este caso adicionalmente permitió medir la presión de poros en cada punto de registro del ensayo. Se observa como las mayores presiones de poros ocurrieron en suelos arcillosos, así como también las menores resistencias por punta y por fricción coincidieron a ese nivel de presiones de poros. s.r: Suma de la hidrostática más la sobrepresión que produce el equipo s.r Probablemente no ha existido el tiempo necesario para la disipación del exceso de presión
  • 39. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Figura 38. Relación entre la resistencia por punta qc y el ángulo de rozamiento interno para arenas no cementadas normalmente consolidadas. Robertson y Campanella (1983) 1 bar = 1 kgcm2
  • 40. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería La figura 39 y 40 es referida al cono dinámico, cuyos resultados tienen cierta correlación con el ensayo SPT. Figura 39.- Ensayo de penetración dinámica tipo Borros, dispositivos y puntazas. Punta cuadra da ?? (caras planas) Punta cónica 63.5 kg de peso, cae libremente 0.50 m más de 100 golpes para hincar los 20 cm de tubería se considera rechazo registro del número de golpes NB se efectúa cada 20 cm
  • 41. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Fundaciones Ensayo Borros, puede realizarse a profundidades considerables, en ocasiones superiores a 25 m. La maza, de 63.5 kg de peso, cae libremente desde una altura de 0.50 m. Las puntazas pueden ser cuadradas o cónicas. El registro del número de golpes NB se efectúa cada 20 cm. Si son necesarios más de 100 golpes para hincar los 20 cm de tubería se considera rechazo y se suspende la prueba. AplicapleAplicaple unicamenteunicamente a suelos arenososa suelos arenosos ••Log(NB)=0.035N + 0.668Log(NB)=0.035N + 0.668 ±± 0.044 (7)0.044 (7) ••N = 25log(NB)N = 25log(NB) –– 15.1615.16 ±± 1.16 (8)1.16 (8) Nota: las ecuaciones no están referidas a la tabla 12 Se puede estimar de forma aproximada que N = NB, para NB comprendido entre 8 y 12. Para valores mayores, NB resulta ser algo mayor que N. Dhalberg (1974) propuso dos correlaciones, no estrictamente equivalentes , aplicables únicamente a suelos arenosos:
  • 42. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Fundaciones N.N. DhalbergDhalberg (1974)(1974) AplicapleAplicaple unicamenteunicamente a suelosa suelos arenososarenosos ••Log(NB)=0.035N + 0.668Log(NB)=0.035N + 0.668 ±± 0.044 (7)0.044 (7) ••N = 25log(NB)N = 25log(NB) –– 15.1615.16 ±± 1.16 (8)1.16 (8) Fig. 40.- Conos dinámicos. Otros tipos de conos dinámicos
  • 43. Universidad de Los AndesUniversidad de Los Andes Facultad de IngenierFacultad de Ingenierííaa Departamento de VDepartamento de Vííasas FundacionesFundaciones TablaTabla #12#12 RelacionRelacion entreentre elel NumeroNumero dede GolpesGolpes y lay la densidaddensidad relativarelativa dede suelossuelos GranularesGranulares.. PenetracionPenetracion deldel conocono 30cm (30cm (ParcherParcher y Jeans (1968).y Jeans (1968). Muy densa>80> 50 Densa50 a 8030 a 50 Mediana25 a 5010 a 30 Suelta<254 a 10 Muy suelta0 a 4 NcN hcaida=45.7cmhcaida=76.2cm DrWmartillo=18.1kgWmartillo=63.5kg
  • 44. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Fundaciones EnsayoEnsayo parapara medirmedir lala resistenciaresistencia deldel suelosuelo a laa la deformaciondeformacion. La fig. 41, muestra un esquema del dilatómetro, usados en suelos. La fig. 42 y 43, presenta correlaciones entre los parámetros estimados a partir del ensayo vs el coeficiente de empuje lateral en reposo y el suelo donde se realiza el ensayo. El ensayo permite medir la resistencia del suelo a la deformación, a través del registro de las siguientes presiones: -Po: Presión medida para producir esta deformación de despegue de 0,05mm. -P1: Presión medida para una deflexión de 1.1 mm hacia el suelo. - P2: Existirá una presión P2, cuando la membrana vuelva a su posición al liberar cuidadosamente el gas.
  • 45. Fig. 41.- Dilatómetro de Marchetti Fig. 42 Correlación entre kD y ko (para las curvas de Schmertmann se requiere una estimación previa de φ). Po despegue 0.05 mm
  • 46. Fig. 43.- Correlación entre tipo de suelo, ID y ED. 00 01 µ− − = P PP ID '0 00 v D P K σ µ− = ( ) 201 1 7,34 ν− =−= s D E PPE •σσσσvo’: Presión efectiva •1 MPa = 1 N/mm2 •1 MPa = 1 000 000 Pa 1kgcm2 = 100 KNm2 •1 MPa = 10 Kg/cm2 TablaTabla dede correlacionescorrelaciones DefiniciDefinicióón de parn de paráámetros para el ensayometros para el ensayo Indice del material de depósito Indice de esfuerzo lateral Módulo dilatométrico P1,P0P1,P0 →→MpaMpa EDED→→MpaMpa
  • 47. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Fundaciones La fig. 44, 45,46 y 47, hacen referencia al ensayo de placa. La fig. 44 y 46, presenta dos maneras de trasmitir la carga al suelo, donde el primero es a través de un sistema de reacción de anclajes o pilotes y la segunda fig. el esfuerzo trasmitido al suelo se logra a través de pesos colocados sobre vigas las cuales las mantiene el gato al mismo nivel. La fig. 45, muestra los resultados del ensayo de placa. En la fig. 47, se ve el efecto que produce la placa sobre el suelo de fundación en relación con la zapata real fundada a la misma cota. Ensayo de placa Fig. 44.- Dispositivos para el ensayo de placa de carga
  • 48. Fig. 45.- Resultados del ensayo de placa de carga. Fig. 46.- Pruebas de carga
  • 49. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Fundaciones Fig. 47.- Zonas relativas de influencia de la carga, bajo placa soportante y bajo asientos de pies de construcciones. - La ASTM hace una serie de recomendaciones para el ensayo, sin embargo, veamos las recomendaciones de Sowers (1961) - Hacer los incrementos de carga en ¼ presión portante admisible estimada -Incrementos de carga ≈ ¼ presión portante admisible estimada Máxima carga a colocar: Aproximadamente dos veces la presión portante admisible en arenas y gravas • Máxima carga a colocar: Aproximadamente 2,5 veces la presión admisible en arcillas
  • 50. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Fundaciones •Leer los asentamientos con una precisión de 0,025 mm y referenciarlos fuera del área afectada por los posibles asentamientos. •Después de cada incremento no se vuelve a cargar hasta que la velocidad del asentamiento sea 0,05 mm/hora. •El incremento final se dejará aplicado por lo menos por 4 horas antes de finalizar el ensayo. •La ASTM dice que después de descargar el suelo, se debe medir la expansión por un tiempo igual a la de un incremento de carga.
  • 51. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías FundacionesEnsayo de veleta Fig. 48.- Equipo del ensayo de molinete o ensayo de veleta.
  • 52. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Fundaciones Para suelos: •Arcillas con qu < 1 kg/cm2 •No recomendable si la arcilla tiene capas densas de arena y limo •Menos recomendable si existen gravas o piedras •La veleta penetra el suelo de fondo del fondo en forma lenta y continua, sin alterar apreciablemente el suelo. •Luego se rota a una velocidad de 6º a 12º por minuto (ver fig 49). •Se va registrando el par necesario para rotar determinado ángulo. •El momento torsor requerido para girar las veletas es proporcionado por la resistencia lateral que se genera en la superficie cilíndrica generada por las paletas y por la resistencia en las bases.
  • 53. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Fundaciones Fig. 49.- Ensayo rotatorio de veleta in situ.
  • 54. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Fundaciones 2 23 2 222 2 2 ⋅      ⋅⋅      ⋅⋅+      ⋅⋅      ⋅= BB C B L B CM uuT ππ         ⋅      +      ⋅⋅⋅= 3 2 22 2 22 BBB LCM uT π       ⋅= 32 2 BB CM uT π vuu T SC LB M ,2 2 == ⋅⋅π Tomando en cuenta la figura 48 y 49 se plantea la siguiente ecuación: Donde: Cu: Resistencia cohesiva 2π(B/2).L:Area lateral del cilíndro (B/2): Brazo π(B/2)²: Area base (2/B)(B/2): Brazo 2: Ambos lados de la base No tomando el termino
  • 55. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Fundaciones La fig. 50, permite obtener el factor de corrección de la resistencia obtenida con la veleta. Sµ, v: resistencia obtenida con veleta P0’: esfuerzo efectivo a la cota a la cual se hizo el ensayo Sµ, diseño = λ.Sµ,v (16) Puede diseñar con la figura 50.a o 50.b reinterpretación del gráfico de Bjerrum por Aas et al. (1986) para incluir efectos de vejez y OCR. Para la figura 50.b, define con (Ip, Sµ,v) un punto en la zona N.C. o en la zona O.C., luego baja y busca la curva NC o la curva OC, dependiendo de la zona superior y determina λ.
  • 56. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Fundaciones Fig. 50.- (a) Factor de corrección de Bjerrum para el ensayo de veleta de corte. Según Bjerrum (1972) y Ladd (1977). (b) Reinterpretación del gráfico de Bjerrum por Aas et al. (1986) para incluir efectos de vejez y OCR.
  • 57. Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Departamento de Vías Fundaciones Fig. 51.- Diferentes alturas y anchos de las paletas de la veleta.