Es el proceso de identificación de las c

EXPLORACIÓN DEL SUBSUELO
Es el proceso de identificación de las capas de depósitos que subyacen
a una estructura propuesta y sus características físicas. El propósito es
obtener información que ayudara al Ingeniero en Geotecnia en las
siguientes tareas:
a) Selección del tipo y la profundidad de la base adecuada para una
estructura dada.
Evaluación de la capacidad de carga de la cimentación
Estimación del asentamiento probable de una estructura.
Determinación de los problemas potenciales de la cimentación
Determinación de la ubicación del nivel freático.
Predicción de la presión lateral de tierra
Establecimiento de métodos de construcción para condiciones
cambiantes del subsuelo.
b)
c)
d)
e)
f)
g)

La exploración del subsuelo consta de varios pasos, incluidos la recopilación de información preliminar, el reconocimiento y la
investigación del sitio.
RECOPILACION DE INFORMACION PRELIMINAR:
• En la cual se obtiene la información sobre el tipo de estructura que se construirá y su uso
general.
Para la construcción de edificios debe conocerse las cargas aproximadas en las columnas,
así como también su separación
Debe conocerse los requisitos del código de construcción local.
En el caso de puentes requiere determinar la longitud del tramo y la carga de pilas y estribos.
Obtención de información general de la topografía y tipo de suelo que se encuentra cerca y
alrededor del sitio.
•
•
•
•

RECONOCIMIENTO:
• Se debe realizar una inspección visual del sitio para obtener información de las siguientes
características:
T
opografía general del sitio, en el cual se puede evidenciar si hay existencia de
deslizamientos de laderas y grietas.
Estratificación del suelo.
Tipo de vegetación en el sitio.
Marcas de agua alta en los edificios cercanos y pilares de puente
Niveles de agua subterráneas.
Tipos de construcción cercana y existencia de grietas en las paredes u otros problemas
•
•
•
•
•
•

BARRENA DE AGUJEROS PARA POSTES
BARRENA HELICOIDAL

PERFORACIÓN POR LAVADO O SONDEO

PROCEDIMIENTOS PARA
MUESTREAR EL SUELO

PROCEDIMIENTOS PARA
MUESTREAR EL SUELO
de muestras de suelo durante
 Se pueden obtener dos tipos
subsuelo:
Alteradas
No alteradas
la exploración del


ALTERADAS.- estas muestras generalmente se llevan
pruebas tenemos:
1. Análisis granulométrico.
al laboratorio en sus distintas
2.
3.
4.
5.
Determinación de los límites líquido y plástico.
Peso específico de sólidos del suelo.
Determinación del contenido orgánico.
Clasificación de suelo.

MUESTREO CON TUBO DE MEDIA CAÑA

Este tipo de muestreo se utilizan en él, campo, por lo general las muestras
son alteradas y poco representativas.
Se compone de una zapata de acero para herramientas de conducción.
Un tubo de acero que se divide longitudinalmente por la mitad y un
acoplamiento en la parte superior.
El acoplamiento conecta la toma de muestras a la varilla de perforación.
El tubo dividido estándar tiene un diámetro interior de 34.93 mm y un
diámetro exterior de 50.8
El muestreador se introduce en el suelo con golpes de martillo en la parte
superior de la barra de perforación.
El peso estándar del martillo es de 623 N para cada golpe
El martinete tiene una altura de caída de 762 mm. Se registra el número de
golpes necesarios para la penetración del muestreador de tres intervalos de
152.4 mm.
El número de golpes necesarios para los dos últimos intervalos se suman
para dar el número de penetración estándar, N, a esa profundidad.

El grado de alteración se expresa así:
AR=(%)=D0
2 –Di
2/ Di
2 x (100)
AR = relación de área .
D0 = diámetro exterior del tubo de muestreo.
Di = diámetro interior del tubo de muestreo.

Variación de NH TIPO DE MARTILLO LANZAMIENTO DE NH(%)
MARTILLO
PAIS
Japón Anillos Caída libre 78
Anillos Cuerda y polea 67
Estados Unidos Seguridad Cuerda y polea 60
Anillos Cuerda y polea 45
Argentina Anillos Cuerda y polea 45
60
China Anillos Cuerda y polea 50
Anillos Cuerda y polea

A partir del número estándar de penetración, N60 Sin embargo, las correlaciones de
depósito de arcilla sea examinado.
Muchas correlaciones entre el número estándar de penetración
y la resistencia al corte no drenada de la arcilla CU. Sobre la base de los resultados de las
CU= KN60
K = constante 3.5-6.5 kN/m2
N60 = número de penetración estándar obtenido en el campo
arcillas requieren pruebas para verificar que las relaciones son válidas para que el
Pruebas triaxiales no drenadas realizadas en arcillas insensaticas, Stroud (1974) sugirió:
Dónde:
NUMERO DE PENETRACION
ESTANDAR N60
0–2
CONSISTENCIA
MUY BLANDA
RESISTENCIA LA
COMPRESION CONFINADA qu
kn/m2
0-025
2–5 BLANDA 0.25-50
5–10 RIGIDEZ MEDIA 50-100
10-20 RIGIGA 100-200
20-30 MUY RIGIDA 200-400
>30 DURA >400

MUESTREO CON TUBO DE
PARED DELGADA

VARILLA DE PERFORACION
TUBO DE PARED DELGADA

T
ambién llamados tubos ( shelby) Están hechos de acero sin costura y se utilizan para
Obtener suelos arcillosos inalterados los tubos de pared delgada tienen una característica:
Tienen diámetros exteriores de 50.8 mm y 76.2 mm.
El extremo inferior del tubo es afilado. Los tubos pueden ser unidos a las varillas de Perforación.
La varilla de perforación con el muestreador adjunto se baja a la parte inferior del pozo de
Sondeo y la toma de muestras se introduce en el suelo.
La muestra de suelo en el interior del tubo se jala hacia fuera.
Los dos extremos del muestreador son sellados y se envía al laboratorio para su análisis.

Prueba de corte con veleta
Resultados bastante fiables para la conservación in
situ de la resistencia al corte no drenada.
La veleta de corte por lo general consiste de cuatro
placas de acero delgadas de igual tamaño soldadas
a una barra de torsión de acero
• La selección del tamaño de paletas está
relacionada con la consistencia del suelo
que está siendo probado.

Uso de la veleta
En primer lugar, la veleta se introduce en el suelo.
se aplica el torque en la parte superior de la barra de torsión
para hacer girar la veleta a una velocidad uniforme.
Un cilindro de suelo de altura h y diámetro d se resistirá a la
torsión hasta que falla.
Donde:
T
: par de torsión máxima
MS: suma del momento de resistencia de la fuerza de corte a lo largo de la
superficie lateral del cilindro de suelo.
Me: momento resistente de la fuerza de corte en
cada extremo

Las pruebas de corte con veleta en campo son moderadamente rápidas y
económicas.
La prueba da buenos resultados en arcillas blandas y de rigidez media.
T
ambién es una excelente prueba para determinar las propiedades de las arcillas
sensibles.

FUENTES DE ERROR SIGNIFICATIVO EN LA
PRUEBA DE VELETA.
Son la pobre calibración de la medida del torque y paletas dañadas.
Control adecuadamente la velocidad de rotación de las paletas.

stró que como la plasticidad de los
Skempton (1957) dio una corrección empírica para el cu obtenido de pruebas de
veleta de corte en campo, que es de la forma.
Bjerrum (1974) también mo suelos aumenta, cu
obtenidos a partir de pruebas de corte con veleta pueden dar resultados que no
son seguros para el diseño de la cimentación. Por esta razón, se sugiere la
corrección.

PRUEBA DE PENETRACIÓN DE
CONO.

Prueba de penetración de cono.
Es un método de resonancia versátil que se puede utilizar para determinar los
materiales en un perfil de suelo y estimar sus propiedades de ingeniería.
La resistencia del cono es ampliamente usada para estimar el asentamiento y la
presión admisible de cimentaciones superficiales en suelos cohesivos y no
cohesivos.
Existen 2 tipos de cono los electrónicos y el mecánico los cuales difieren en
resultado cuando analizamos un mismo suelo ya que se obtienen diferencia
apreciables en los rangos bajos de qc, el diferente perfil de los dos conos detrás
de la punta , de alguna manera contribuye también a la diferencia en los datos.

Penetrómetro de cono de fricción mecánica
En este caso, la punta del instrumento está
conectada a un conjunto de barras internas. La
punta es primero empujada aproximadamente
40 mm, dando la resistencia de cono. Con un
empuje adicional, la punta acciona la fricción
del manguito. Conforme la barra interior
avanza, la fuerza en la barra es igual a la
suma de la fuerza vertical sobre el cono y el
manguito. Restando la fuerza sobre el cono se
obtiene la resistencia latera.

Penetrómetro de cono de fricción
eléctrico. En este instrumento la punta
está unida a un grupo de barras de acero.
La punta se empuja en el terreno a razón
de 20 mm/s. Los
transductores se
las varillas y dan
alambres de los
pasan por el centro de
en forma continua las
resistencias de cono y lateral.

Muestra los resultados de
pruebas de penetrómetros en un
perfil de suelo con medición de la
fricción por medio de un
penetrómetro de cono de fricción
mecánico y otro eléctrico.
La razón de fricción(Fr).

Donde:
∆� = Presión de vacío necesaria para mantener la membrana en contacto con su asiento.
∆� = Presión de aire necesaria en el interior de la membrana para desviarla hacia el exterior a
una expansión de l centro de 1.1 mm.
�� = Medidor de la desviación de presión a partir de 0 cuando ventila a presión
atmosférica.

EXTRACCIÓN DE NÚCLEOS DE ROCA.
DEFINICIÓN:
Cuando se encuentra una capa de roca durante una operación de perforación, puede ser necesaria
la extracción de núcleos de la misma. Para esto, el barril de extracción esta unido a una varilla de
perforación. Un pequeño extractor de muestras se une a la parte inferior del deposito del núcleo
como se muestra en la figura. Los elementos de corte pueden ser de diamante, tungsteno, carburo
u otros. La siguiente tabla (12.9) resume los diferentes tipos de barriles de extracción y su tamaño,
así como las barras de perforación compatibles comúnmente utilizadas para la exploración de los
cimientos. La extracción de muestras se hace avanzar por la perforación rotatoria. El agua circula
atravez de la varilla de perforación durante la extracción de muestras, y el corte se lava afuera. Hay
2 tipos de barriles de extracción que están disponibles: el barril de extracción de tubo simple (figura
a) y el barril de extracción de tubo doble (figura b). Los núcleos de roca obtenidas por los barriles de
tubo simple pueden estar altamente alterados y fracturados debido a la torsión. Los núcleos de
rocas mas pequeñas que el tamaño BX tienden a fracturarse durante el proceso de extracción de
muestras. Cuando se recuperan las muestras del núcleo, la profundidad de la recuperación debería
ser debidamente registrada para su posterior evaluación en el laboratorio. Con base en la longitud
del núcleo de roca recuperado en cada avance, pueden calcularse las siguientes cantidades para
una evaluación general de la calidad de la roca encontrada:

Preparación de los registros de perforación
La información detalla obtenida de cada pozo se presenta en una forma
grafica llamada bitácora de perforación. A medida que un pozo se perfora, el
perforador generalmente debe registrar la siguiente información
estándar:
Nombre dirección de la empresa de perforación
Nombre del perforador
Descripción y numero del trabajo
Numero y tipo de perforación y lugar de la perforación
Fecha de la perforación
Numero, tipo y profundidad de la muestra de suelo recorrido
Resistencia a la penetración estándar y la profundidad
en un registro
En caso de extracción de muestra de roca, tipo de deposito del núcleo
utilizado y, para cada ejecución, la longitud real de extracción la longitud del
núcleo recuperado y la RQD.

Permite una evolución rápida de las características del subsuelo. Estos
métodos también permiten una rápida cobertura de las áreas grandes y son
EXPLORACION
GEOFISICA
menos costosos que la explotación convencional por perforación. Sin
embargo, en muchos casos la interpretación definitiva de los resultados es
difícil. Por esa razón, tales técnicas se
preliminar. En este caso hablamos de
exploración: El estudio de refracción
deben de usar solo para el trabajo
tres tipos de técnicas geofísica de
sísmica, los estudios sísmicos de
perforación cruzada y el estudio de resistividad.
Los estudios de refracción sísmica son útiles en la obtención de información
preliminar sobre el espesor de las capas de diversos tipos de suelos y la
profundidad del basamento en un sitio. Se llevan acabo por el impacto de la
superficie. El impacto puede ser creado por un golpe de martillo o por una
pequeña carga explosiva. La primera llegada de las hondas de perturbación en
varios puntos puede ser grabada por geófonos.
ESTUDIO DE
REFRACCIÓN
SÍSMICA
El impacto sobre la superficie del suelo crea dos tipos de onda de
perturbación:
 Ondas planas(p)
 Ondas de corte(s)
Las ondas (p) viajan mas rápidos que las ondas (s)

A
DISTANCIA X
TIEMPO
DE
LA
PRIMERA
LLEGADA
D
C
B
XC

El valor de xc
puede obtenerse
a partir de la
gráfica.
Paso 5.
Determinar el
espesor de la
segunda capa:
1
�2 = 2 �𝑖2 −
2�1
�3
�2
�
�
3 1

Las velocidades de las ondas P en varias capas indican los tipos de
suelo o roca que están Presentes por debajo de la superficie del
suelo. El rango de velocidad de la onda P que se encuentra.
Generalmente en los diferentes tipos de suelo y roca a poca
profundidad se indica en la tabla 12.11.

La velocidad de las ondas de corte creadas como resultado de un impacto
a una capa de suelo dado se puede determinar efectivamente por el
estudio sísmico de perforaciones cruzadas,que muestra dos pozos
perforados en el suelo a una distancia de separación L. Por medio de una
varilla de impulso se crea un impulso vertical en la parte inferior de un pozo
de sondeo. Las ondas de corte generadas de este modo se registran por
un transductor sensible verticalmente. La velocidad de las ondas de corte
puede ser calculada como:
2
� �𝑠 𝑦
��
=
��
=
ó
��
=
� ��
/�
�
Estudio sísmico por perforaciones cruzadas

Método empírico
para determinar la
resistividad y el
espesor de cada
capa
Estudio de
resistividad
eléctrica método
de Wenner

CONCLUSIONES
La perforación es el pilar fundamental para la producción fuente generadora de ocupación y
riqueza en los puntos geográficos en los que se asientan y desarrollan.
El objetivo principal del muestreo de un suelo es obtener una muestra que sea representativa en
forma precisa del terreno donde fue tomada. El objetivo del muestreo define la metodología a
emplear. Por lo tanto los procedimientos para tomar la muestra de suelo deben ser rigurosos
pues los análisis de laboratorio no corrigen las fallas de un muestreo deficiente y una muestra
mal tomada.
Debido a que el suelo no es homogéneo, los valores N60 obtenidos a partir de un pozo de
sondeo dado varían ampliamente.
En depósitos de suelos que contienen grandes cantos rodados y grava, los números de
penetración estándar pueden ser erráticos y poco fiables.
El dilatómetro de MARCHETTI es un equipo de exploración de suelos versátil y de gran apoyo
para el ingeniero geotécnico en la obtención de valores de parámetros de diseño adecuados.
Representa una alternativa más rápida y económica a los ensayos de laboratorio y a varios de
los ensayos in situ actualmente en uso.





 El índice del material (ID), es un parámetro indicativo del tipo del suelo, o bien del
comportamiento mecanice de este.
El uso de la prueba del presurimetro permite obtener las características de resistencia y
deformación de suelos y rocas.


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