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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA
FACULTA DE INGENIERÍA
“ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL”
EXPLORACIÓN DE SUELOS
CURSO : Mecánica de Suelos II
DOCENTE : ING. Pedro Valerio Maquera Cruz
INTEGRANTES : TICAHUANCA MAMANI, Joel
FLORES TERRAZAS, Renzo Julian
COLQUE ORDOÑES, Claudio
CORASI MAQUI, Rodrigo
GRUPO : “B”
FECHA DE ENTREGA : 15/04/2019
TACNA – PERU
2019
2
3
01. INDICE
01. INDICE...................................................................................................................................... 3
02. INTRODUCCIÓN....................................................................................................................... 4
03. OBJETIVOS............................................................................................................................... 5
04. METODOS DE EXPLORACIÓN .................................................................................................. 6
04.01. INDIRECTOS.................................................................................................................... 6
04.02. DIRECTOS...................................................................................................................... 12
05. ENSAYO DE PENETRACIÓN DINÁMICA LIGERA (DPL)............................................................ 21
05.01. ANEXOS ........................................................................................................................ 25
05.01.01. PERFIL DEL SUELOS.............................................................................................. 26
05.01.02. HUMEDAD........................................................................................................... 27
05.01.03. GRANULOMETRÍA ............................................................................................... 28
05.01.04. DENSIDAD IN SITU............................................................................................... 29
05.01.05. PROCTOR MODIFICADO ...................................................................................... 30
05.01.06. LÍMITE LÍQUIDO Y LÍMITE PLÁSTICO.................................................................... 31
05.01.07. ENSAYO DE PENETRACIÓN DINÁMICA LIGERA (DPL).......................................... 32
05.01.08. PANEL FOTOGRÁFICO.......................................................................................... 33
4
02. INTRODUCCIÓN
La Exploración y muestreo de los suelos es una necesidad que se tiene que contar tanto en la
etapa de proyecto, como durante la ejecución de la obra que se desea realizar.
La cual no debe tomarse a la ligera; ya que se debe tratar de trabajar con los datos más firmes,
seguros y abundantes respecto al suelo con el que se esta tratando.
Ya que el conjunto de estos datos debe llevarnos a adquirir una concepción razonablemente
exacta de las propiedades físicas del suelo que hayan de ser consideradas en sus análisis.
Como nos podemos dar cuenta es en realidad en el laboratorio donde nosotros obtenemos
los datos definitivos para nuestro trabajo; ya que los ensayos que realicemos en él nos dan su
clasificación correcta de su naturaleza, por ende sus propiedades, ya sean propiedades
optimas deseadas en un suelo ó propiedades que pudieran causar dificultades o problemas al
momento de la construcción de cualquier obra a realizar.
El conocimiento anticipado de tales problemas nos permitirá mejorar la calidad del suelo que
se esta tratando, para así poder usarlo sin problemas en la construcción de cualquier obra que
deseemos.
5
03. OBJETIVOS
 Informar los métodos para la obtención de muestras.
 Capacitar para obtener un indicio de la variación, según la profundidad, contenido de
humedad natural del suelo.
 Lograr adquirir experiencia en el trabajo que se realiza en campo.
 Indicar de como obtener las muestras del suelo para los ensayos de laboratorio, en
este caso por medio del método de excavación de pozo a cielo abierto.
6
EXPLORACIÓN DE SUELOS
04. METODOS DE EXPLORACIÓN
04.01. INDIRECTOS
Son ensayos de las cuales los resultados no se pueden obtener inmediatamente, si no que se
realizan en laboratorio para conocer los datos requeridos.
A. CALICATAS
Son excavaciones de profundidad pequeña a media, realizadas normalmente con pala
retroexcavadora.
Las calicatas permiten la inspección directa del suelo que se desea estudiar y, por lo
tanto, es el método de exploración que normalmente entrega la información más
confiable y completa. Es un medio muy efectivo para exploración y muestreo de suelos
de fundación y materiales de construcción a un costo relativamente bajo.
- MUESTRAS ALTERADAS E INALTERADAS
Las muestras inalteradas son aquellas en las que se conserva la estructura y la
humedad que tiene el suelo en el lugar donde se obtenga la muestra. Su
procedimiento consta de marcar un cuadro de 40 cm por lado aproximadamente,
se excava alrededor de las marcas con la herramienta apropiada, sin dañar la
estructura de la muestra. Inmediatamente se cubre con una manta de cielo
embebida en una mezcla de 4 partes de parafina, por una parte, de brea, licuadas
por medio de calor. Se fija la tarjeta de identificación en la cara que originalmente
estaba en la parte superior.
Las muestras alteradas, de suelos podrán obtenerse de una excavación, de un
frente, ya sea de corte o de banco o bien, de perforaciones llevadas a profundidad
con herramientas especiales. Las muestras deberán ser representativas de cada
capa que se atraviese, hasta llegar a una profundidad que puede corresponder al
nivel más bajo de explotación, al nivel de aguas freáticas o aquél al cual sea
necesario extender el estudio. El peso mínimo de la muestra será de 40 Kg.
7
B. ENSAYOS BÁSICOS
- GRANULOMETRIA
Se denomina clasificación granulométrica o granulometría, a la medición y
graduación que se lleva a cabo de los granos de una formación sedimentaria, de los
materiales sedimentarios, así como de los suelos, con fines de análisis, tanto de su
origen como de sus propiedades mecánicas, y el cálculo de la abundancia de los
correspondientes a cada uno de los tamaños previstos por una escala
granulométrica.
Tomando en cuenta el peso total y los pesos retenidos, se procede a realizar la curva
granulométrica, con los valores de porcentaje retenido que cada diámetro ha
obtenido. La curva granulométrica permite visualizar la tendencia homogénea o
heterogénea que tienen los tamaños de grano (diámetros) de las partículas.
8
- LIMITE LÍQUIDO
Esta propiedad se mide en laboratorio mediante un procedimiento normalizado en
que una mezcla de suelo y agua, capaz de ser moldeada, se deposita en la cuchara
de Casagrande o copa de Casagrande, y se golpea consecutivamente contra la base
de la máquina, haciendo girar la manivela, hasta que el surco que previamente se
ha hecho en la muestra se cierre en una longitud de 12,7 mm (1/2"). Si el número
de golpes para que se cierre el surco es 25, la humedad del suelo (razón peso de
agua/peso de suelo seco) corresponde al límite líquido.
Para calcularlo, se deben realizar al menos dos ensayos, ajustando el contenido de
agua de la muestra de forma aproximada, de manera que el surco se cierre con un
número de golpes entre 15 y 25 en un caso, y entre 25 y 35 en otro. La humedad
correspondiente se obtiene interpolando linealmente el valor de la humedad
correspondiente a 25 golpes entre los dos valores previamente obtenidos.
- Limite plástico
Para medir la plasticidad de las arcillas se han desarrollado varios criterios de los
cuales se menciona el desarrollado por Atterberg, el cual dijo en primer lugar que la
plasticidad no es una propiedad permanente de las arcillas, sino circunstancial y
dependiente de su contenido de agua. Una arcilla muy seca puede tener la
consistencia de un ladrillo, con plasticidad nula, y esa misma, con gran contenido de
agua, puede presentar las propiedades de un lodo semilíquido o, inclusive, las de
una suspensión líquida. Entre ambos extremos, existe un intervalo del contenido de
agua en que la arcilla se comporta plásticamente.
Se define el límite plástico como la humedad más baja con la que pueden formarse
con un suelo cilindros de 3 mm de diámetro, rodando dicho suelo entre los dedos
de la mano y una superficie lisa, hasta que los cilindros presenten grietas.
9
- Contenido de Humedad
El contenido de agua o humedad es la cantidad de agua contenida en un material,
tal como el suelo (la humedad del suelo), las rocas, la cerámica o la madera medida
sobre la base de análisis volumétricos o gravimétricos. Esta propiedad se utiliza en
una amplia gama de áreas científicas y técnicas, y se expresa como una proporción
que puede ir de 0 (completamente seca) hasta el valor de la porosidad de los
materiales en el punto de saturación.
Se determina el peso de agua eliminada, secando el suelo húmedo hasta un peso
constante en un horno controlado a 110 ± 5 °C*. El peso del suelo que permanece
del secado en horno es usado como el peso de las partículas sólidas. La pérdida de
peso debido al secado es considerada como el peso del agua.
- P.E. y P.U
El peso específico (PE) su finalidad es hallar la densidad aparente de los suelos. Este
método de ensayo tiene como objetivo determinar la gravedad especifica de los
suelos que pasan el tamiz N° 10 o N°(0,074 mm) según sea el caso, por medio de un
picnómetro.
Se selecciona la muestra de suelo y se cuarteo hasta obtener una cantidad
representativa para el ensayo. Luego se procede a pasar la muestra previamente
cuarteada por el por el tamiz 10. Se pesa100 gr. De la muestra seca. Se pesa el
picnómetro, después se pesa con agua hasta la línea de aforo o garganta. Se
introduce la muestra ya antes pesada, en el picnómetro y se le añade agua, se le
10
coloca la tapa y luego es agitado por 10 minutos. Después de esto fue llevado al
horno por un lapso de 30 minutos a una temperatura de 60 grados ± 5 grados.
Posteriormente se retira del horno y se deja enfriar, y se termina de llenar hasta la
línea de aforo o garganta del picnómetro, se volvió a tapar y se pesa. Luego se
procedió a realizar los cálculos correspondientes con los datos obtenidos
previamente en el ensayo (cuadro n° 1). Ya obtenido el valor del peso específico, fue
es referido a 20 grados centígrados. Lo cual se logra multiplicando el valor del peso
específico, por un factor k= 1,000. el cual está establecido en la hoja de laboratorio.
El peso unitario (PU), es realizado con el fin de obtener el valor de peso unitario; el
cual es usado para la obtención de valores de hinchamiento y esponjamiento en el
acarreo y transporte de materiales. Este resultado de peso unitario, también nos
puede dar una idea del número de vacíos que se hallan en los agregados.
Se llena el molde metálico hasta rebosar con el agregado, utilizando una bañera,
transfiriendo el material desde la bañera hasta el molde, a una altura no mayor de
50 mm del borde superior del molde. Se enrraso o nivelo la superficie de los
agregados con una regla metálica.
Luego se determinó el peso del molde más el peso contenido de muestra de suelo
en el molde. Luego se proceden a realizar los cálculos correspondientes, con los
datos antes obtenidos en el ensayo, para obtener el valor peso unitario suelto.
- Ensayo de Absorción
Es la capacidad para admitir y sustraer agua en los espacios internos constituidos
por poros. También puede definirse como el incremento en la masa de un agregado
seco cuando es sumergido en agua durante 24h, a temperatura ambiente. Este
aumento de masa tiene lugar debido al agua que se introduce en los poros del
material y no incluye el agua adherida a la superficie.
- Proctor Modificado
Es la modificación de Proctor estándar, aumentando la energía de compactación, el
número de golpes por capa se elevó a 56 y el número de capas a 5, aumentando el
peso del martillo a 4,54 kg y la altura de caída de mismo a 18”, siendo la energía
especifica de compactación de 27.2 kg/cm2, resultando la densidad seca máxima
11
obtenida, mayo que la obtenida en el Proctor estándar y menor contenido óptimo
de humedad.
La prueba de laboratorio usada generalmente para obtener la densidad seca
máxima de compactación y el contenido de agua optimo es la prueba Proctor
modificado de compactación.
Los Moldes y Martillos están usados para determinar la relación entre el contenido
de humedad y la densidad de suelos compactados. Hechos de acero niquelado,
incluye collar, cuerpo del molde y base (plato). Los martillos están usados para
compactar la muestra de suelo en los moldes Proctor y son hechos de acero
niquelado. Diferentes modelos están disponibles, cumpliendo con los estándares
pertinentes.
C. GEOFÍSICAS
Es posible determinar la estratificación de suelos y rocas por métodos de exploración
geofísicos, los cuales miden los cambios en ciertas características físicas de estos
materiales, por ejemplo, magnetismo, densidad, capacidad resistiva eléctrica,
elasticidad o una combinación de estas propiedades. Sin embargo, el valor de estos
métodos para la ingeniería de cimentaciones es limitado ya que sólo registran cambios
en la estratificación cuando las capas tienen propiedades geofísicas apreciablemente
diferentes, y la única información útil que proporcionan es el nivel de las interfases entre
los varios estratos. En general se carece de información vital sobre las condiciones de
las aguas subterráneas.
12
Los métodos geofísicos, en su estado actual de desarrollo, no proporcionan datos
cuantitativos sobre la fuerza cortante, compresibilidad o distribución de las partículas,
pero las mediciones de la velocidad sísmica pueden ayudar a calcular el efecto de las
discontinuidades sobre la compresibilidad de las masas rocosas. En el mejor de los casos,
los sondeos geofísicos son un medio para obtener datos sobre los cambios en los
estratos entre perforaciones muy espaciadas. En terrenos muy grandes, el empleo
de métodos geofísicos puede representar un gran ahorro dada la rapidez con que
permiten cubrir grandes áreas. Generalmente, los métodos geofísicos
de exploración resultan más adecuados para investigaciones de presas o túneles, en
donde se requiere la estratificación de la roca a gran profundidad y para investigación
de suelos que contengan muchos guijarros o pedregones en los cuales es imposible
sondear o realizar pruebas de penetración de cono.
 ¿Qué métodos de Exploración Geofísicos Existen?
Los métodos geofísicos de exploración de uso general son los siguientes:
a) Método Gravimétrico
b) Método Magnético
c) Método Sísmico
d) Método Eléctrico
04.02. DIRECTOS
Son aquellos ensayos, en las cuales los resultados que se necesitan saber son obtenidos de
manera inmediata, estos se hacen en el mismo lugar en donde se está trabajando, son ensayos
in situ.
A. ENSAYOS DE PENETRACIÓN
- MANUAL
 TUBO DE SHELBY
Consta de un tubo afilado de 7.5 a 10cm de diámetro que se inca a presión para
obtener muestras relativamente inalteradas de suelos finos – blandos a
semiduros, localizados arriba o abajo del nivel freático. Para iniciar la
exploración se debe colocar el tubo muestreador de manera que la parte
inferior se apoye en el fondo del terreno. Avanzar el muestreador sin rotación
con un movimiento continuo y relativamente constante. Determinar la longitud
de avance; por resistencia y las condiciones de la formación dicha longitud no
debe exceder de 5 a 10 diámetros del tubo en arenas y de 10 a 15 diámetros en
arcilla. Para suelos duros el tubo será dentado trabajando a presión y rotación.
13
- ESTÁTICO
 CPTU
Se trata de un ensayo de penetración estática (CPT,Cone Penetration Test) con
medida de las presiones intersticiales (CPTU) y consiste en hincar una punta
cónica en el terreno para obtener, entre otros datos, la resistencia de esta
punta la penetración estática (qc), el rozamiento lateral (fs) y la presión
intersticial (U).
Se puede obtener un registro continuo de los valores de resistencia a la
penetración estática (qc) y de las medidas de presión intersticial (U) (ver
gráfica). Con los primeros se puede conocer la resistencia del suelo a la
penetración y las segundas puede darnos una idea de si el suelo es cohesivo o
no (un suelo cohesivo es poco permeable y tendrá una presión inersticial más
elevada).
14
- DINÁMICO
 CPT
El método de ensayo CPT consiste en el uso de una plataforma hidráulica
para introducir a presión una punta cónica instrumentada en el suelo
mediante varias barras. Mide de forma continua la resistencia necesaria
para penetrar en el suelo a una velocidad constante de dos centímetros por
segundo. La fuerza total que actúa sobre el cono se llama resistencia del
cono y es el criterio calificador de la fuerza de su suelo. La fuerza que actúa
15
sobre las barras de sondeo proporciona la fricción total. Las mediciones con
un cono eléctrico, equipado con un manguito de fricción, proporcionan la
fricción del manguito local (CPTE).
Si se debe controlar el nivel exacto de aguas freáticas se instala rápidamente
un piezómetro para recoger los datos de presión del agua. La capacidad de
empuje del equipo de sondeo la aporta el lastre del camión o unos anclajes
roscados para conseguir una reacción adicional.
La información recogida se utiliza para calcular los siguientes parámetros
geotécnicos:
 ángulo de fricción efectivo
 coeficiente de consolidación
 capacidad de carga
 comportamiento del asentamiento de una cimentación
Esta serie de cálculos detallados nos permite ofrecer un informe exhaustivo
con los consejos adecuados para garantizar la idoneidad de sus planes de
cimentación.
 SPT
Básicamente consiste en la hinca en el terreno de una punta metálica
mediante un número de golpes necesarios para introducir un toma-
muestras tubular de acero hueco o con punta ciega, mediante una maza de
63,5 kg que cae repetidamente desde una altura de 76,2 cm. Permite
obtener un valor N de resistencia a la penetración que consiste en sumar
los números de golpes de los dos tramos intermedios de 15 cm.
16
B. VELETA DE CORTE
Determinar en campo los parámetros de resistencia del suelo al corte en condiciones no
drenadas. (Cohesión no drenada).
- EQUIPO
 Consiste en cuatro aspas rectangulares.
 Se recomienda que la altura de la veleta sea dos veces su diámetro.
 Pueden usarse veletas con relación altura/diámetro = 1.
 El diámetro de las aspas puede varias entre 0.5 a 1”.
 Debe ser motorizado y rotar al resorte de torsión a razón constante de 60 a
90º por minuto.
 El dispositivo de rotación debe tener un indicador o sistema de registro que
muestre el torque del resorte calibrado y cuando sea posible, la rotación de
las aspas de la veleta.
 RESORTE DE TORSIÓN O TRANSDUCTOR ELÉCTRICO: Dependiendo del
método que se vaya a utilizar (A o B).
17
18
- PROCEDIMEINTO
 Asegurar la unidad de corte de veleta y el contenedor del espécimen a una
mesa o marco para evitar el movimiento durante el ensayo.
 Insertar la veleta en la muestra hasta una profundidad mínima igual a dos
veces la altura del aspa.
 Tomar una lectura inicial. Sujetar la muestra firmemente e iniciar la rotación
de la veleta a razón constante de 60 a 90º por minuto.
 Registrar el giro del resorte o las lecturas del transductor cada 5º por lo
menos, hasta que el giro no se incremente (es decir hasta que el espécimen
falle), o hasta que se obtenga una rotación máxima de 180º.
 Durante la rotación, mantener las aspas a una altura fija.
 Registrar el torque máximo y las lecturas intermedias si es que se requiere.
 Retirar y limpiar las aspas si es que es necesario.
 Separar una muestra representativa para calcular la humedad.
 Registrar cualquier tipo de inclusiones de arena, grava o fracturas en la
superficie de falla que pudieran haber influido en los resultados del ensayo.
- CALCULOS
-
19
C. ENSAYO PRESIOMÉTRICO
El ensayo presiométrico es uno de los ensayos "in situ" llevados a cabo para realizar
un reconocimiento geotécnico.
Consiste en la aplicación a las paredes de un sondeo, de una presión radial creciente,
llegando o no hasta la condición límite de rotura del terreno. Para ello se introduce en
el sondeo, previamente perforado, el elemento de ensayo. Éste consiste en una célula
cilíndrica, de pared lateral flexible, a cuyo interior, una vez colocada a la profundidad
deseada, se aplica una presión mediante inyección de un fluido, midiéndose la
expansión radial de la pared en función de la presión aplicada.
El primer aparato de este tipo fue patentado por Ménard en los años 50, y sigue
utilizándose actualmente con algunas variantes. En sus versiones más sencillas, la
presión se aplica mediante la inyección de un líquido, y la deformación radial de la pared
se mide indirectamente por el volumen de líquido inyectado, supuesto incompresible.
En algunos aparatos, pensados para el ensayo de rocas o suelos duros, la célula
presiométrica lleva incorporados unos sensores palpadores para medir directamente las
deformaciones, que son pequeñas. En este caso, el fluido inyectado para medir la
presión puede ser un gas. A los presiómetros para rocas se les suele llamar
"dilatómetros", si bien existe una cierta confusión respecto al empleo de ambos
vocablos, que en lo demás son equivalentes.
La utilidad de este ensayo radica en gran parte en el hecho de que existen soluciones
analíticas sencillas, tanto en rango elástico como en rotura, que permiten interpretar
adecuadamente el ensayo, sobre todo en suelos arcillosos (carga sin drenaje).
D. ENSAYO DE PERMABILIDAD
Permeabilidad es la propiedad que tiene el suelo de transmitir el agua y el aire y es una
de las cualidades más importantes que han de considerarse para la piscicultura. Un
estanque construido en suelo impermeable perderá poca agua por filtración.
Mientras más permeable sea el suelo, mayor sera la filtración. Algunos suelos son tan
permeables y la filtración tan intensa que para construir en ellos cualquier tipo de
estanque es preciso aplicar técnicas de construcción especiales. En un volumen de esta
colección que aparecerá próximamente se ofrecerá información sobre dichas técnicas.
20
Por lo general, los suelos se componen de capas y, a menudo, la calidad del suelo varía
considerablemente de una capa a otra. Antes de construir un estanque, es importante
determinar la posición relativa de las capas permeables e impermeables. Al planificar el
diseño de un estanque se debe evitar la presencia de una capa permeable en
el fondo para impedir una pérdida de agua excesiva hacia el subsuelo a causa de la
filtración.
Muchos factores afectan a la permeabilidad del suelo. En ocasiones, se trata de factores
en extremo localizados, como fisuras y cárcavas, y es difícil hallar valores
representativos de la permeabilidad a partir de mediciones reales. Un estudio serio de
los perfiles de suelo proporciona una indispensable comprobación de dichas
mediciones. Las observaciones sobre la textura del suelo, su estructura, consistencia,
color y manchas de color, la disposición por capas, los poros visibles y la profundidad de
las capas impermeables como la roca madre y la capa de arcilla*, constituyen la base
para decidir si es probable que las mediciones de la permeabilidad sean representativas.
El tamaño de los poros del suelo reviste gran importancia con respecto a la tasa
de filtración (movimiento del agua hacia dentro del suelo) y a la tasa
de percolación (movimiento del agua a través del suelo). El tamaño y el número de los
poros guardan estrecha relación con la textura y la estructura del suelo y también
influyen en su permeabilidad.
21
05. ENSAYO DE PENETRACIÓN DINÁMICA LIGERA (DPL)
OBJETIVOS
 Determinar el Esfuerzo Cortante en un Suelo.
 Determinar los valores de Consistencia y el ángulo de fricción.
 Obtener información de las condiciones reales en la que se encuentra el terreno.
 Manejo de equipo DPL.
El ensayo de DPL ideado 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. La profundidad de invesigacionpara obtener
resultados confiables es de 8m aproximadamente.
El ensayo consiste en el hincado continuo en tramos de 10 cm de una punta connica de 60°
utilizando la energía de un martillo de 10 kg de peso, que cae libremente de una altura de 50
cm. Este ensayo nos permite obtener un registro continuo de resistencia del terreno a la
penetración en función del tipo de suelo para cada 30 cm de hincado.
APLICACIÓN
Suelos Adecuados para la Ejecución del Ensayo
 Arenosos
 Limo Arenosos
 Areno Limosos
 Arcillas
Suelos Inadecuados para el ensayo
 Aluvionales
 Aluviales
 Suelos gravosos
22
EQUIPOS Y MATERIALES
 Equipo de DPL DIN 4094
 Cono metálico de penetración (60°)
 Yunque o Cabezote
 Varillas o tubos de perforación
 Martillo o pesa (10kg)
 Barra guía
 Otros equipos: Guantes y alicates de manipuleo
DESCRIPCIÓN TÉCNICA DEL EQUIPO DPL
Como se describió en el ítem características del equipo DPL, los componentes son:
 Cono Dinámico: El cono dinámico está compuesto de dos zonas que son: punta y
cilindro principal. La punta es la encargada de entregar al suelo toda la energía
generada por el martillo mientras que el cilindro solo traspasa la carga, poseyendo una
leve inclinación esto con el objeto de no provocar fricción con el suelo.
 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
dinámico.
23
 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.
 Martillo o Martinete: 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.
 Varillaje: 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, poseen
una longitud de un metro y posee líneas de referencia cada diez centímetros, con el
objeto de facilitar el estudio.
PROCEDIMIENTO DE ENSAYO
La profundidad requerida dependerá de las condiciones locales y el propósito de la prueba
particular.
24
- EQUIPO DE SONDEO
Los sondeos se efectuarán verticalmente a menos que se indique de otra forma.
Los equipos de sondeo se apoyarán firmemente. Las tuberías y el cono deben ser
niveladas inicialmente para que las barras ingresen verticalmente. Puede requerirse
una perforación previa de poca profundidad. El diámetro del agujero del taladro
será ligeramente más grande que la del cono.
El equipo de la prueba se posicionará de tal manera que las barras no puedan
doblarse sobre la superficie del suelo.
- HINCADO
El penetrómetro será continuamente hincado dentro del subsuelo. La velocidad de
hincado debe estar entre 15 y 30 golpes por minuto excepto cuando el suelo ya es
conocido por perforación o ha sido identificado por sonido que están siendo
penetrados en arena o gravas; en este caso la velocidad puede incrementarse a 60
golpes por minuto. La experiencia nos muestra que la velocidad de hincado tiene
poca influencia en los resultados.
Todas las interrupciones serán registradas en el sitio. Todos los factores que pueden
influir en la resistencia a la penetración (por ejemplo, la estrechez de los
acoplamientos de la barra, la verticalidad de las barras) deben verificarse
regularmente. Se registrará cualquier desviación de los procedimientos de la prueba
recomendados. Las barras se rotarán un giro y medio cada metro para mantener el
agujero recto y vertical y para reducir la fricción superficial. Cuando la profundidad
excede 10 m, las barras se girarán más a menudo, por ejemplo, cada 0.2 m. Se
recomienda usar un dispositivo de rotación mecanizado para grandes
profundidades.
- Medidas
El número de golpes se debe registrar cada 0.1 m para el DPL. Los golpes pueden
fácilmente ser medidos marcando la profundidad de penetración definida (0.1 o 0.2
m) en la tubería.
El rebote por golpe debe ser menor de 50% de la penetración por golpe. En casos
excepcionales (fuera de estos rangos), cuando la resistencia a la penetración es baja,
por ejemplo, en las arcillas suaves, la profundidad de penetración por golpe puede
marcarse. En suelos duros dónde la resistencia a la penetración es muy alta, puede
marcarse la penetración para un cierto número de golpes.
25
RECOMENDACIONES
 Anticipar el ensayo conociendo el terreno.
 Se recomienda que al momento de efectuar el ensayo de DPL tener más cuidado con
el equipó para tener los cálculo excelentes y precisos en el laboratorio de suelos.
CONCLUSIONES
 La nomenclatura para el número de golpes del DPL de acuerdo a la Norma E050 Suelos
y Cimentaciones del Reglamento Nacional de Edificaciones es “n” para 0.10 m de
penetración.
 Existen diversas correlaciones entre el número de golpes “N” y parámetros del suelo.
 El equipo DPL debido a su gran versatilidad y peso ligero viene siendo utilizado en
forma masiva, siendo necesario calibrar sus resultados con los del ensayo SPT, de
acuerdo al tipo de suelo.
 Es de mucha importancia realizar este Ensayo de D.P.L. porque nos dará una idea de
cuánto será el Esfuerzo Cortante del Suelo, antes de realizar los Ensayos de Corte
Directo y Triaxial.
El ensayo realizando para este curso, los resultados obtenidos se anexan en el ítem 05.01.,
donde se encontraran los resultados de la descripción geotécnica del terreno ubicado en el
Distrito de Pocollay, en el sector de Capanique, adyacente a la sede de la Universidad Privada
de Tacna. El ensayo a sido realizado sobre un terreno comprendido en su mayoría por tierra de
chacra.
También se anexan datos complementarios ya realizados anteriormente, para la mejor
clasificación del suelo.
05.01. ANEXOS
26
05.01.01. PERFIL DEL SUELOS
27
05.01.02. HUMEDAD
28
05.01.03. GRANULOMETRÍA
29
05.01.04. DENSIDAD IN SITU
30
05.01.05. PROCTOR MODIFICADO
31
05.01.06. LÍMITE LÍQUIDO Y LÍMITE PLÁSTICO
32
05.01.07. ENSAYO DE PENETRACIÓN DINÁMICA LIGERA (DPL)
33
05.01.08. PANEL FOTOGRÁFICO
Determinación del lugar para el ensayo DPL
Armado del equipo de ensayo DPL
Comienzo de golpes asignados e indicados por el
procedimiento para este ensayo.
34
La varilla de 1m a sido introducida al suelo, y se desarma
el quipo para añadir otra varilla de 1m y continuar con el
ensayo.
Verificando que el equipo este erguido y perpendicular
al terreno.
Desinstalando el equipo y finalizando el ensayo al
alcanzar el tope de altura permitida por los golpes
necesarios.

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mecanica de suelos ii | INFORME DPL

  • 1. 1 UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA FACULTA DE INGENIERÍA “ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL” EXPLORACIÓN DE SUELOS CURSO : Mecánica de Suelos II DOCENTE : ING. Pedro Valerio Maquera Cruz INTEGRANTES : TICAHUANCA MAMANI, Joel FLORES TERRAZAS, Renzo Julian COLQUE ORDOÑES, Claudio CORASI MAQUI, Rodrigo GRUPO : “B” FECHA DE ENTREGA : 15/04/2019 TACNA – PERU 2019
  • 2. 2
  • 3. 3 01. INDICE 01. INDICE...................................................................................................................................... 3 02. INTRODUCCIÓN....................................................................................................................... 4 03. OBJETIVOS............................................................................................................................... 5 04. METODOS DE EXPLORACIÓN .................................................................................................. 6 04.01. INDIRECTOS.................................................................................................................... 6 04.02. DIRECTOS...................................................................................................................... 12 05. ENSAYO DE PENETRACIÓN DINÁMICA LIGERA (DPL)............................................................ 21 05.01. ANEXOS ........................................................................................................................ 25 05.01.01. PERFIL DEL SUELOS.............................................................................................. 26 05.01.02. HUMEDAD........................................................................................................... 27 05.01.03. GRANULOMETRÍA ............................................................................................... 28 05.01.04. DENSIDAD IN SITU............................................................................................... 29 05.01.05. PROCTOR MODIFICADO ...................................................................................... 30 05.01.06. LÍMITE LÍQUIDO Y LÍMITE PLÁSTICO.................................................................... 31 05.01.07. ENSAYO DE PENETRACIÓN DINÁMICA LIGERA (DPL).......................................... 32 05.01.08. PANEL FOTOGRÁFICO.......................................................................................... 33
  • 4. 4 02. INTRODUCCIÓN La Exploración y muestreo de los suelos es una necesidad que se tiene que contar tanto en la etapa de proyecto, como durante la ejecución de la obra que se desea realizar. La cual no debe tomarse a la ligera; ya que se debe tratar de trabajar con los datos más firmes, seguros y abundantes respecto al suelo con el que se esta tratando. Ya que el conjunto de estos datos debe llevarnos a adquirir una concepción razonablemente exacta de las propiedades físicas del suelo que hayan de ser consideradas en sus análisis. Como nos podemos dar cuenta es en realidad en el laboratorio donde nosotros obtenemos los datos definitivos para nuestro trabajo; ya que los ensayos que realicemos en él nos dan su clasificación correcta de su naturaleza, por ende sus propiedades, ya sean propiedades optimas deseadas en un suelo ó propiedades que pudieran causar dificultades o problemas al momento de la construcción de cualquier obra a realizar. El conocimiento anticipado de tales problemas nos permitirá mejorar la calidad del suelo que se esta tratando, para así poder usarlo sin problemas en la construcción de cualquier obra que deseemos.
  • 5. 5 03. OBJETIVOS  Informar los métodos para la obtención de muestras.  Capacitar para obtener un indicio de la variación, según la profundidad, contenido de humedad natural del suelo.  Lograr adquirir experiencia en el trabajo que se realiza en campo.  Indicar de como obtener las muestras del suelo para los ensayos de laboratorio, en este caso por medio del método de excavación de pozo a cielo abierto.
  • 6. 6 EXPLORACIÓN DE SUELOS 04. METODOS DE EXPLORACIÓN 04.01. INDIRECTOS Son ensayos de las cuales los resultados no se pueden obtener inmediatamente, si no que se realizan en laboratorio para conocer los datos requeridos. A. CALICATAS Son excavaciones de profundidad pequeña a media, realizadas normalmente con pala retroexcavadora. Las calicatas permiten la inspección directa del suelo que se desea estudiar y, por lo tanto, es el método de exploración que normalmente entrega la información más confiable y completa. Es un medio muy efectivo para exploración y muestreo de suelos de fundación y materiales de construcción a un costo relativamente bajo. - MUESTRAS ALTERADAS E INALTERADAS Las muestras inalteradas son aquellas en las que se conserva la estructura y la humedad que tiene el suelo en el lugar donde se obtenga la muestra. Su procedimiento consta de marcar un cuadro de 40 cm por lado aproximadamente, se excava alrededor de las marcas con la herramienta apropiada, sin dañar la estructura de la muestra. Inmediatamente se cubre con una manta de cielo embebida en una mezcla de 4 partes de parafina, por una parte, de brea, licuadas por medio de calor. Se fija la tarjeta de identificación en la cara que originalmente estaba en la parte superior. Las muestras alteradas, de suelos podrán obtenerse de una excavación, de un frente, ya sea de corte o de banco o bien, de perforaciones llevadas a profundidad con herramientas especiales. Las muestras deberán ser representativas de cada capa que se atraviese, hasta llegar a una profundidad que puede corresponder al nivel más bajo de explotación, al nivel de aguas freáticas o aquél al cual sea necesario extender el estudio. El peso mínimo de la muestra será de 40 Kg.
  • 7. 7 B. ENSAYOS BÁSICOS - GRANULOMETRIA Se denomina clasificación granulométrica o granulometría, a la medición y graduación que se lleva a cabo de los granos de una formación sedimentaria, de los materiales sedimentarios, así como de los suelos, con fines de análisis, tanto de su origen como de sus propiedades mecánicas, y el cálculo de la abundancia de los correspondientes a cada uno de los tamaños previstos por una escala granulométrica. Tomando en cuenta el peso total y los pesos retenidos, se procede a realizar la curva granulométrica, con los valores de porcentaje retenido que cada diámetro ha obtenido. La curva granulométrica permite visualizar la tendencia homogénea o heterogénea que tienen los tamaños de grano (diámetros) de las partículas.
  • 8. 8 - LIMITE LÍQUIDO Esta propiedad se mide en laboratorio mediante un procedimiento normalizado en que una mezcla de suelo y agua, capaz de ser moldeada, se deposita en la cuchara de Casagrande o copa de Casagrande, y se golpea consecutivamente contra la base de la máquina, haciendo girar la manivela, hasta que el surco que previamente se ha hecho en la muestra se cierre en una longitud de 12,7 mm (1/2"). Si el número de golpes para que se cierre el surco es 25, la humedad del suelo (razón peso de agua/peso de suelo seco) corresponde al límite líquido. Para calcularlo, se deben realizar al menos dos ensayos, ajustando el contenido de agua de la muestra de forma aproximada, de manera que el surco se cierre con un número de golpes entre 15 y 25 en un caso, y entre 25 y 35 en otro. La humedad correspondiente se obtiene interpolando linealmente el valor de la humedad correspondiente a 25 golpes entre los dos valores previamente obtenidos. - Limite plástico Para medir la plasticidad de las arcillas se han desarrollado varios criterios de los cuales se menciona el desarrollado por Atterberg, el cual dijo en primer lugar que la plasticidad no es una propiedad permanente de las arcillas, sino circunstancial y dependiente de su contenido de agua. Una arcilla muy seca puede tener la consistencia de un ladrillo, con plasticidad nula, y esa misma, con gran contenido de agua, puede presentar las propiedades de un lodo semilíquido o, inclusive, las de una suspensión líquida. Entre ambos extremos, existe un intervalo del contenido de agua en que la arcilla se comporta plásticamente. Se define el límite plástico como la humedad más baja con la que pueden formarse con un suelo cilindros de 3 mm de diámetro, rodando dicho suelo entre los dedos de la mano y una superficie lisa, hasta que los cilindros presenten grietas.
  • 9. 9 - Contenido de Humedad El contenido de agua o humedad es la cantidad de agua contenida en un material, tal como el suelo (la humedad del suelo), las rocas, la cerámica o la madera medida sobre la base de análisis volumétricos o gravimétricos. Esta propiedad se utiliza en una amplia gama de áreas científicas y técnicas, y se expresa como una proporción que puede ir de 0 (completamente seca) hasta el valor de la porosidad de los materiales en el punto de saturación. Se determina el peso de agua eliminada, secando el suelo húmedo hasta un peso constante en un horno controlado a 110 ± 5 °C*. El peso del suelo que permanece del secado en horno es usado como el peso de las partículas sólidas. La pérdida de peso debido al secado es considerada como el peso del agua. - P.E. y P.U El peso específico (PE) su finalidad es hallar la densidad aparente de los suelos. Este método de ensayo tiene como objetivo determinar la gravedad especifica de los suelos que pasan el tamiz N° 10 o N°(0,074 mm) según sea el caso, por medio de un picnómetro. Se selecciona la muestra de suelo y se cuarteo hasta obtener una cantidad representativa para el ensayo. Luego se procede a pasar la muestra previamente cuarteada por el por el tamiz 10. Se pesa100 gr. De la muestra seca. Se pesa el picnómetro, después se pesa con agua hasta la línea de aforo o garganta. Se introduce la muestra ya antes pesada, en el picnómetro y se le añade agua, se le
  • 10. 10 coloca la tapa y luego es agitado por 10 minutos. Después de esto fue llevado al horno por un lapso de 30 minutos a una temperatura de 60 grados ± 5 grados. Posteriormente se retira del horno y se deja enfriar, y se termina de llenar hasta la línea de aforo o garganta del picnómetro, se volvió a tapar y se pesa. Luego se procedió a realizar los cálculos correspondientes con los datos obtenidos previamente en el ensayo (cuadro n° 1). Ya obtenido el valor del peso específico, fue es referido a 20 grados centígrados. Lo cual se logra multiplicando el valor del peso específico, por un factor k= 1,000. el cual está establecido en la hoja de laboratorio. El peso unitario (PU), es realizado con el fin de obtener el valor de peso unitario; el cual es usado para la obtención de valores de hinchamiento y esponjamiento en el acarreo y transporte de materiales. Este resultado de peso unitario, también nos puede dar una idea del número de vacíos que se hallan en los agregados. Se llena el molde metálico hasta rebosar con el agregado, utilizando una bañera, transfiriendo el material desde la bañera hasta el molde, a una altura no mayor de 50 mm del borde superior del molde. Se enrraso o nivelo la superficie de los agregados con una regla metálica. Luego se determinó el peso del molde más el peso contenido de muestra de suelo en el molde. Luego se proceden a realizar los cálculos correspondientes, con los datos antes obtenidos en el ensayo, para obtener el valor peso unitario suelto. - Ensayo de Absorción Es la capacidad para admitir y sustraer agua en los espacios internos constituidos por poros. También puede definirse como el incremento en la masa de un agregado seco cuando es sumergido en agua durante 24h, a temperatura ambiente. Este aumento de masa tiene lugar debido al agua que se introduce en los poros del material y no incluye el agua adherida a la superficie. - Proctor Modificado Es la modificación de Proctor estándar, aumentando la energía de compactación, el número de golpes por capa se elevó a 56 y el número de capas a 5, aumentando el peso del martillo a 4,54 kg y la altura de caída de mismo a 18”, siendo la energía especifica de compactación de 27.2 kg/cm2, resultando la densidad seca máxima
  • 11. 11 obtenida, mayo que la obtenida en el Proctor estándar y menor contenido óptimo de humedad. La prueba de laboratorio usada generalmente para obtener la densidad seca máxima de compactación y el contenido de agua optimo es la prueba Proctor modificado de compactación. Los Moldes y Martillos están usados para determinar la relación entre el contenido de humedad y la densidad de suelos compactados. Hechos de acero niquelado, incluye collar, cuerpo del molde y base (plato). Los martillos están usados para compactar la muestra de suelo en los moldes Proctor y son hechos de acero niquelado. Diferentes modelos están disponibles, cumpliendo con los estándares pertinentes. C. GEOFÍSICAS Es posible determinar la estratificación de suelos y rocas por métodos de exploración geofísicos, los cuales miden los cambios en ciertas características físicas de estos materiales, por ejemplo, magnetismo, densidad, capacidad resistiva eléctrica, elasticidad o una combinación de estas propiedades. Sin embargo, el valor de estos métodos para la ingeniería de cimentaciones es limitado ya que sólo registran cambios en la estratificación cuando las capas tienen propiedades geofísicas apreciablemente diferentes, y la única información útil que proporcionan es el nivel de las interfases entre los varios estratos. En general se carece de información vital sobre las condiciones de las aguas subterráneas.
  • 12. 12 Los métodos geofísicos, en su estado actual de desarrollo, no proporcionan datos cuantitativos sobre la fuerza cortante, compresibilidad o distribución de las partículas, pero las mediciones de la velocidad sísmica pueden ayudar a calcular el efecto de las discontinuidades sobre la compresibilidad de las masas rocosas. En el mejor de los casos, los sondeos geofísicos son un medio para obtener datos sobre los cambios en los estratos entre perforaciones muy espaciadas. En terrenos muy grandes, el empleo de métodos geofísicos puede representar un gran ahorro dada la rapidez con que permiten cubrir grandes áreas. Generalmente, los métodos geofísicos de exploración resultan más adecuados para investigaciones de presas o túneles, en donde se requiere la estratificación de la roca a gran profundidad y para investigación de suelos que contengan muchos guijarros o pedregones en los cuales es imposible sondear o realizar pruebas de penetración de cono.  ¿Qué métodos de Exploración Geofísicos Existen? Los métodos geofísicos de exploración de uso general son los siguientes: a) Método Gravimétrico b) Método Magnético c) Método Sísmico d) Método Eléctrico 04.02. DIRECTOS Son aquellos ensayos, en las cuales los resultados que se necesitan saber son obtenidos de manera inmediata, estos se hacen en el mismo lugar en donde se está trabajando, son ensayos in situ. A. ENSAYOS DE PENETRACIÓN - MANUAL  TUBO DE SHELBY Consta de un tubo afilado de 7.5 a 10cm de diámetro que se inca a presión para obtener muestras relativamente inalteradas de suelos finos – blandos a semiduros, localizados arriba o abajo del nivel freático. Para iniciar la exploración se debe colocar el tubo muestreador de manera que la parte inferior se apoye en el fondo del terreno. Avanzar el muestreador sin rotación con un movimiento continuo y relativamente constante. Determinar la longitud de avance; por resistencia y las condiciones de la formación dicha longitud no debe exceder de 5 a 10 diámetros del tubo en arenas y de 10 a 15 diámetros en arcilla. Para suelos duros el tubo será dentado trabajando a presión y rotación.
  • 13. 13 - ESTÁTICO  CPTU Se trata de un ensayo de penetración estática (CPT,Cone Penetration Test) con medida de las presiones intersticiales (CPTU) y consiste en hincar una punta cónica en el terreno para obtener, entre otros datos, la resistencia de esta punta la penetración estática (qc), el rozamiento lateral (fs) y la presión intersticial (U). Se puede obtener un registro continuo de los valores de resistencia a la penetración estática (qc) y de las medidas de presión intersticial (U) (ver gráfica). Con los primeros se puede conocer la resistencia del suelo a la penetración y las segundas puede darnos una idea de si el suelo es cohesivo o no (un suelo cohesivo es poco permeable y tendrá una presión inersticial más elevada).
  • 14. 14 - DINÁMICO  CPT El método de ensayo CPT consiste en el uso de una plataforma hidráulica para introducir a presión una punta cónica instrumentada en el suelo mediante varias barras. Mide de forma continua la resistencia necesaria para penetrar en el suelo a una velocidad constante de dos centímetros por segundo. La fuerza total que actúa sobre el cono se llama resistencia del cono y es el criterio calificador de la fuerza de su suelo. La fuerza que actúa
  • 15. 15 sobre las barras de sondeo proporciona la fricción total. Las mediciones con un cono eléctrico, equipado con un manguito de fricción, proporcionan la fricción del manguito local (CPTE). Si se debe controlar el nivel exacto de aguas freáticas se instala rápidamente un piezómetro para recoger los datos de presión del agua. La capacidad de empuje del equipo de sondeo la aporta el lastre del camión o unos anclajes roscados para conseguir una reacción adicional. La información recogida se utiliza para calcular los siguientes parámetros geotécnicos:  ángulo de fricción efectivo  coeficiente de consolidación  capacidad de carga  comportamiento del asentamiento de una cimentación Esta serie de cálculos detallados nos permite ofrecer un informe exhaustivo con los consejos adecuados para garantizar la idoneidad de sus planes de cimentación.  SPT Básicamente consiste en la hinca en el terreno de una punta metálica mediante un número de golpes necesarios para introducir un toma- muestras tubular de acero hueco o con punta ciega, mediante una maza de 63,5 kg que cae repetidamente desde una altura de 76,2 cm. Permite obtener un valor N de resistencia a la penetración que consiste en sumar los números de golpes de los dos tramos intermedios de 15 cm.
  • 16. 16 B. VELETA DE CORTE Determinar en campo los parámetros de resistencia del suelo al corte en condiciones no drenadas. (Cohesión no drenada). - EQUIPO  Consiste en cuatro aspas rectangulares.  Se recomienda que la altura de la veleta sea dos veces su diámetro.  Pueden usarse veletas con relación altura/diámetro = 1.  El diámetro de las aspas puede varias entre 0.5 a 1”.  Debe ser motorizado y rotar al resorte de torsión a razón constante de 60 a 90º por minuto.  El dispositivo de rotación debe tener un indicador o sistema de registro que muestre el torque del resorte calibrado y cuando sea posible, la rotación de las aspas de la veleta.  RESORTE DE TORSIÓN O TRANSDUCTOR ELÉCTRICO: Dependiendo del método que se vaya a utilizar (A o B).
  • 17. 17
  • 18. 18 - PROCEDIMEINTO  Asegurar la unidad de corte de veleta y el contenedor del espécimen a una mesa o marco para evitar el movimiento durante el ensayo.  Insertar la veleta en la muestra hasta una profundidad mínima igual a dos veces la altura del aspa.  Tomar una lectura inicial. Sujetar la muestra firmemente e iniciar la rotación de la veleta a razón constante de 60 a 90º por minuto.  Registrar el giro del resorte o las lecturas del transductor cada 5º por lo menos, hasta que el giro no se incremente (es decir hasta que el espécimen falle), o hasta que se obtenga una rotación máxima de 180º.  Durante la rotación, mantener las aspas a una altura fija.  Registrar el torque máximo y las lecturas intermedias si es que se requiere.  Retirar y limpiar las aspas si es que es necesario.  Separar una muestra representativa para calcular la humedad.  Registrar cualquier tipo de inclusiones de arena, grava o fracturas en la superficie de falla que pudieran haber influido en los resultados del ensayo. - CALCULOS -
  • 19. 19 C. ENSAYO PRESIOMÉTRICO El ensayo presiométrico es uno de los ensayos "in situ" llevados a cabo para realizar un reconocimiento geotécnico. Consiste en la aplicación a las paredes de un sondeo, de una presión radial creciente, llegando o no hasta la condición límite de rotura del terreno. Para ello se introduce en el sondeo, previamente perforado, el elemento de ensayo. Éste consiste en una célula cilíndrica, de pared lateral flexible, a cuyo interior, una vez colocada a la profundidad deseada, se aplica una presión mediante inyección de un fluido, midiéndose la expansión radial de la pared en función de la presión aplicada. El primer aparato de este tipo fue patentado por Ménard en los años 50, y sigue utilizándose actualmente con algunas variantes. En sus versiones más sencillas, la presión se aplica mediante la inyección de un líquido, y la deformación radial de la pared se mide indirectamente por el volumen de líquido inyectado, supuesto incompresible. En algunos aparatos, pensados para el ensayo de rocas o suelos duros, la célula presiométrica lleva incorporados unos sensores palpadores para medir directamente las deformaciones, que son pequeñas. En este caso, el fluido inyectado para medir la presión puede ser un gas. A los presiómetros para rocas se les suele llamar "dilatómetros", si bien existe una cierta confusión respecto al empleo de ambos vocablos, que en lo demás son equivalentes. La utilidad de este ensayo radica en gran parte en el hecho de que existen soluciones analíticas sencillas, tanto en rango elástico como en rotura, que permiten interpretar adecuadamente el ensayo, sobre todo en suelos arcillosos (carga sin drenaje). D. ENSAYO DE PERMABILIDAD Permeabilidad es la propiedad que tiene el suelo de transmitir el agua y el aire y es una de las cualidades más importantes que han de considerarse para la piscicultura. Un estanque construido en suelo impermeable perderá poca agua por filtración. Mientras más permeable sea el suelo, mayor sera la filtración. Algunos suelos son tan permeables y la filtración tan intensa que para construir en ellos cualquier tipo de estanque es preciso aplicar técnicas de construcción especiales. En un volumen de esta colección que aparecerá próximamente se ofrecerá información sobre dichas técnicas.
  • 20. 20 Por lo general, los suelos se componen de capas y, a menudo, la calidad del suelo varía considerablemente de una capa a otra. Antes de construir un estanque, es importante determinar la posición relativa de las capas permeables e impermeables. Al planificar el diseño de un estanque se debe evitar la presencia de una capa permeable en el fondo para impedir una pérdida de agua excesiva hacia el subsuelo a causa de la filtración. Muchos factores afectan a la permeabilidad del suelo. En ocasiones, se trata de factores en extremo localizados, como fisuras y cárcavas, y es difícil hallar valores representativos de la permeabilidad a partir de mediciones reales. Un estudio serio de los perfiles de suelo proporciona una indispensable comprobación de dichas mediciones. Las observaciones sobre la textura del suelo, su estructura, consistencia, color y manchas de color, la disposición por capas, los poros visibles y la profundidad de las capas impermeables como la roca madre y la capa de arcilla*, constituyen la base para decidir si es probable que las mediciones de la permeabilidad sean representativas. El tamaño de los poros del suelo reviste gran importancia con respecto a la tasa de filtración (movimiento del agua hacia dentro del suelo) y a la tasa de percolación (movimiento del agua a través del suelo). El tamaño y el número de los poros guardan estrecha relación con la textura y la estructura del suelo y también influyen en su permeabilidad.
  • 21. 21 05. ENSAYO DE PENETRACIÓN DINÁMICA LIGERA (DPL) OBJETIVOS  Determinar el Esfuerzo Cortante en un Suelo.  Determinar los valores de Consistencia y el ángulo de fricción.  Obtener información de las condiciones reales en la que se encuentra el terreno.  Manejo de equipo DPL. El ensayo de DPL ideado 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. La profundidad de invesigacionpara obtener resultados confiables es de 8m aproximadamente. El ensayo consiste en el hincado continuo en tramos de 10 cm de una punta connica de 60° utilizando la energía de un martillo de 10 kg de peso, que cae libremente de una altura de 50 cm. Este ensayo nos permite obtener un registro continuo de resistencia del terreno a la penetración en función del tipo de suelo para cada 30 cm de hincado. APLICACIÓN Suelos Adecuados para la Ejecución del Ensayo  Arenosos  Limo Arenosos  Areno Limosos  Arcillas Suelos Inadecuados para el ensayo  Aluvionales  Aluviales  Suelos gravosos
  • 22. 22 EQUIPOS Y MATERIALES  Equipo de DPL DIN 4094  Cono metálico de penetración (60°)  Yunque o Cabezote  Varillas o tubos de perforación  Martillo o pesa (10kg)  Barra guía  Otros equipos: Guantes y alicates de manipuleo DESCRIPCIÓN TÉCNICA DEL EQUIPO DPL Como se describió en el ítem características del equipo DPL, los componentes son:  Cono Dinámico: El cono dinámico está compuesto de dos zonas que son: punta y cilindro principal. La punta es la encargada de entregar al suelo toda la energía generada por el martillo mientras que el cilindro solo traspasa la carga, poseyendo una leve inclinación esto con el objeto de no provocar fricción con el suelo.  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 dinámico.
  • 23. 23  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.  Martillo o Martinete: 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.  Varillaje: 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, poseen una longitud de un metro y posee líneas de referencia cada diez centímetros, con el objeto de facilitar el estudio. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO La profundidad requerida dependerá de las condiciones locales y el propósito de la prueba particular.
  • 24. 24 - EQUIPO DE SONDEO Los sondeos se efectuarán verticalmente a menos que se indique de otra forma. Los equipos de sondeo se apoyarán firmemente. Las tuberías y el cono deben ser niveladas inicialmente para que las barras ingresen verticalmente. Puede requerirse una perforación previa de poca profundidad. El diámetro del agujero del taladro será ligeramente más grande que la del cono. El equipo de la prueba se posicionará de tal manera que las barras no puedan doblarse sobre la superficie del suelo. - HINCADO El penetrómetro será continuamente hincado dentro del subsuelo. La velocidad de hincado debe estar entre 15 y 30 golpes por minuto excepto cuando el suelo ya es conocido por perforación o ha sido identificado por sonido que están siendo penetrados en arena o gravas; en este caso la velocidad puede incrementarse a 60 golpes por minuto. La experiencia nos muestra que la velocidad de hincado tiene poca influencia en los resultados. Todas las interrupciones serán registradas en el sitio. Todos los factores que pueden influir en la resistencia a la penetración (por ejemplo, la estrechez de los acoplamientos de la barra, la verticalidad de las barras) deben verificarse regularmente. Se registrará cualquier desviación de los procedimientos de la prueba recomendados. Las barras se rotarán un giro y medio cada metro para mantener el agujero recto y vertical y para reducir la fricción superficial. Cuando la profundidad excede 10 m, las barras se girarán más a menudo, por ejemplo, cada 0.2 m. Se recomienda usar un dispositivo de rotación mecanizado para grandes profundidades. - Medidas El número de golpes se debe registrar cada 0.1 m para el DPL. Los golpes pueden fácilmente ser medidos marcando la profundidad de penetración definida (0.1 o 0.2 m) en la tubería. El rebote por golpe debe ser menor de 50% de la penetración por golpe. En casos excepcionales (fuera de estos rangos), cuando la resistencia a la penetración es baja, por ejemplo, en las arcillas suaves, la profundidad de penetración por golpe puede marcarse. En suelos duros dónde la resistencia a la penetración es muy alta, puede marcarse la penetración para un cierto número de golpes.
  • 25. 25 RECOMENDACIONES  Anticipar el ensayo conociendo el terreno.  Se recomienda que al momento de efectuar el ensayo de DPL tener más cuidado con el equipó para tener los cálculo excelentes y precisos en el laboratorio de suelos. CONCLUSIONES  La nomenclatura para el número de golpes del DPL de acuerdo a la Norma E050 Suelos y Cimentaciones del Reglamento Nacional de Edificaciones es “n” para 0.10 m de penetración.  Existen diversas correlaciones entre el número de golpes “N” y parámetros del suelo.  El equipo DPL debido a su gran versatilidad y peso ligero viene siendo utilizado en forma masiva, siendo necesario calibrar sus resultados con los del ensayo SPT, de acuerdo al tipo de suelo.  Es de mucha importancia realizar este Ensayo de D.P.L. porque nos dará una idea de cuánto será el Esfuerzo Cortante del Suelo, antes de realizar los Ensayos de Corte Directo y Triaxial. El ensayo realizando para este curso, los resultados obtenidos se anexan en el ítem 05.01., donde se encontraran los resultados de la descripción geotécnica del terreno ubicado en el Distrito de Pocollay, en el sector de Capanique, adyacente a la sede de la Universidad Privada de Tacna. El ensayo a sido realizado sobre un terreno comprendido en su mayoría por tierra de chacra. También se anexan datos complementarios ya realizados anteriormente, para la mejor clasificación del suelo. 05.01. ANEXOS
  • 31. 31 05.01.06. LÍMITE LÍQUIDO Y LÍMITE PLÁSTICO
  • 32. 32 05.01.07. ENSAYO DE PENETRACIÓN DINÁMICA LIGERA (DPL)
  • 33. 33 05.01.08. PANEL FOTOGRÁFICO Determinación del lugar para el ensayo DPL Armado del equipo de ensayo DPL Comienzo de golpes asignados e indicados por el procedimiento para este ensayo.
  • 34. 34 La varilla de 1m a sido introducida al suelo, y se desarma el quipo para añadir otra varilla de 1m y continuar con el ensayo. Verificando que el equipo este erguido y perpendicular al terreno. Desinstalando el equipo y finalizando el ensayo al alcanzar el tope de altura permitida por los golpes necesarios.