Este documento describe los procedimientos para la perforación de núcleos de roca y muestreo de roca para investigaciones de sitio. Explica que la perforación diamantina profunda permite obtener muestras de roca y suelos a grandes profundidades para analizar las propiedades geotécnicas, geológicas y litológicas del subsuelo. Detalla los equipos necesarios como la sonda de perforación, bomba de agua, y brocas diamantinas, y explica cómo se usan estos equipos para perforar y rec

1. UNIVERSIDAD PERUANA
LOS ANDES
- UPLA -
FACULTAD DE INGENIERIA
ESPECIALIDAD: INGENIERIA CIVIL
CURSO : MECANICA DE SUELOS II
A
TEMA:
PRACTICA NORMALIZADA PARA LA PERFORACION
DE NUCLEOS DE ROCA Y MUESTREO DE ROCA PARA
INVESTIGACION DEL SITIO
PROF. : ING. FERNANDO M. UCHUYPOMA MONTES
ALUMNOS : - MARCOS MEZA RIVERA
- MELITON RIMACHI PONCE
CICLO : VI
TURNO : NOCHE
AÑO : 2016-0

2. I. INTRODUCCIÓN Y GENERALIDADES
Las investigacionesdelsubsueloal igual que enlasotrasáreasde investigaciónde laingeniería
encuanto a geotecniase refiere hanevolucionadosignificativamenteenlosúltimosaños,esto
se debe al gigantescocrecimiento mineroenel Perú y a sus obras civiles realizados dentro de
este campo,dentrode las cualesson las exploraciones geotécnicas objeto primordial en esta
tesis que se desarrolla a continuación, mediante capítulos teóricos y prácticos de fácil
entendimiento.
Los métodos convencionales en base a excavación a cielo abierto (Calicatas), sondajes a
rotación o con posteadora manual (Perforaciones Superficiales), en su mayoría de veces no
lleganasatisfacerunainformación necesariadel subsuelo,que esloque se pretendeconestos
métodos.
Debido a toda esta limitación ya mencionada, la evolución por querer conocer, oscultar,
investigar, analizar el subsuelo a mayores profundidades, nos lleva a realizar estudios y
métodosgeotécnicosque estosasu veztiene su base enlas investigaciones a profundidad de
gran envergaduradonde esnecesariollegaralainfluenciadel Bulbode Presiones,(Perforación
Profunda) medianteel usode PerforadoraDiamantinaconrecuperacionesde muestrasque es
utilizadoentodotipode sueloymantosrocososdonde laprofundidadaperforardepende del
equipo a utilizar y que en algunos campos como el de la minería y el petróleo, estas
perforaciones alcanzan profundidades superiores a los 1000 m.
En cuanto a esta técnica de perforación si se trata de recuperar muestras lo hará del tipo
alteradasya que al ir perforandose tiene que refrigerar la broca y esto hace que se mantenga
un nivel de agua constante al momento de la perforación, haciendo que las muestras se
saturen y se altera paralelamente.
Y si bienesimportante laperforaciónparairobteniendomuestrasadiferentesprofundidades,
tambiénesde gran utilidadlasperforacionesperosinrecuperaciónde muestras ya que lo que
se pretende es alcanzar una profundidad debidamente diseñada con la finalidad de realizar
trabajosde instrumentaciónparaque así seanaplicativoslossondeos rotativos diamantinos a
profundidad.
Estas aplicaciones se dan de varias maneras como:
Ensayospara determinarlaPermeabilidaddel tipoLefrancensuelos,PermeabilidadLugeonen
Rocas y Permeabilidad Nasberg para materiales No Saturados a lo largo de los sondeos
realizados y a diferentes profundidades requeridas.
Además mediante la colocación de tubos Piezométricos dentro de los sondeos realizados se
puede monitorear la variación del nivel freático con respecto al tiempo.
1.1.Hipótesis del problema
La solución de los problemas de exploración geotécnica a grandes profundidades ha sido ya
superada con la utilización de las máquinas de Perforación Diamantinas con recuperación de
muestras;si estas perforaciones son complementadas con ensayos de permeabilidad a carga
constante o variable ycolocaciónde piezómetros, estaremos entrando entonces al campo de
las investigaciones instrumentadas.
Debidoa que enlosproyectosde grandesenvergadurasenel camposde laIngeniería Civil, las
cargas de servicios de las estructuras a proyectar son transmitidas al subsuelo mediante las

3. cimentacionesestonosllevaarealizarunanálisisde transmisiónde esfuerzosbajoel concepto
de Bulbode Presiones,el cual enlamayoría de vecesla profundidad alcanzada llega a superar
las profundidades de los ensayos de muestreo de campo convencionales mediante formas
manuales, tales como calicatas abiertas, posteadora manual y otros. Siendo necesario la
utilización de técnicas de muestreo profundas (Logeos) mediante equipos de perforación.
1.2.Objetivos del Estudio
Conocerlascaracterísticas geotécnicas,geológicasylitológicasestas dos últimas mediante un
análisis geognóstico del subsuelo recuperado que generalmente debe de alcanzar la
profundidad de influencia del bulbo de presiones que transmite al suelo la estructura a
construir,lasmismasque se puedenconocerbajociertaslimitacionespormediode calicatas y
sondeosarotación superficialesdebidoaque sonrealizadasapoca profundidad.Espor eso el
motivo de estudio de las perforaciones Diamantinas para concretar los objetivos ya
mencionados anteriormente.
La finalidadde estatesisesbrindarlosalcancesnecesariosalos estudiantesde ingeniería civil
la evaluación geotécnica y geognóstica del subsuelo recuperado o no, mediante perforación
diamantina,con el propósito de conocer las propiedades físicas y mecánicas, su composición
litológicayperfil estratigráfico, hasta la profundidad perforada. Por esto que desdoblaremos
estos objetivos en un objetivo principal o general y en un objetivo particular o específico.
1.2.1. Objetivo general
Las obras de ingeniería deben ser eficaces y en lo posible económicas, es decir, éstas deben
satisfacer las metas para las cuales fueron concebidas teniendo el menos costo de
construcción, ejecución, mantenimiento y operación, cuyo objetivo que les persigue es
obtenerresultadoscreíblesyprofesionales, para lo cual se busca esclarecer las características
ya mencionadas del subsuelo mediante una perforación Diamantina Profunda, ejecutada en
cualquier tipo de Terreno a explorar con equipo y personal especializado en todo ello.
II. PARTES IMPORTANTES DE UN SISTEMA DE PERFORACIÓN
2.1.Unidad de fuerza
Es la unidad de generación y transmisión de fuerzas, pudiendo ser esta eléctrica, a motor de
explosión o neumática; eligiendo cualquiera de ellas de acuerdo al medio de trabajo y a la
posibilidadde energíaocombustible.Estaunidad se encarga de poner en movimiento el tren
de perforación,dándole laposibilidadde rotación,presiónopercusiónolacombinaciónde los
tres, lográndose esto por transmisión de fuerza hidráulica, neumática o mecánica.
2.2.Tren de perforación
Está formadopor un conjuntode partesdiseñados de tal forma que al ensamblarse permiten
un trabajo bien eficiente.
Este conjunto de partes es:
 La unidad de corte
 La unidad de trasmisión de esfuerzos
 La unión entre tubos

4. a) La unidad de Corte
La constituye una broca o corona de diamantes, que durante la perforación está en
contacto con el frente del sondaje y por acción de la rotación transmitida y la presión
ejercida a través del tren de perforación, logra cortar la broca o atravesar los suelos,
profundizándose de esta manera el sondaje.
El material cortado o atravesado por la broca (detritus) debe ser transportado fuera
del taladro para dejarlo limpio; esto se logra haciendo uso de fluidos que llevan en
suspensión las partículas, dejándolos fuera del sondaje.
Los Fluidos mas usado son: agua y aire comprimido, aunque todavía se utiliza aceite
para disminuir la fricción, o un adictivo como la bentonita que es utilizada para
estabilizarlasparedesdelsondajecuandoeste atraviesa terreno suelto. Tal es el caso
de las perforaciones en zonas aluviales.
b) La unidad de transmisión de Esfuerzo
Está formado por las barras o tubos de perforación que alcanza el sondaje, se va
uniendo o embonando con la finalidad de incrementar la longitud del tren de
perforación; además están diseñadas para transmitir esfuerzos de tracción,
compresión, flexión y torsión. Su diseño debe permitir mantener la verticalidad del
taladro
Es por mediode launidadde transmisiónde esfuerzosque circula el fluido con el que
se transporta el detritus, dependiendo del diámetro de la tubería o conducto de las
barras que circule un mayor caudal, para obtener de esta manera una mejor
eliminación del detritus.
c) La unión entre tubos.
Es un auxiliar importante que depende del tren de perforación, este tiene que
funcionarcomouna solaunidad,estasunidadesse encuentran en los extremos de los
tubos, mientras que en el caso de las barras vienen a parte en forma de acoples o
coplas que permiten la unión entre dos barras de manera firme, permitiendo la
transmisión de esfuerzos a través de ellos.
III. SISTEMA DE PERFORACIÓN A ROTACIÓN DIAMANTINA
3.1.Definición
La necesidad de conocer las condiciones geotécnicas al interior y por debajo de un suelo a
explorar,hanmotivadoel desarrollode diferentestécnicasde perforación ya mencionadas en
el capítulo anterior, como es el caso de la perforación a rotación que es un procedimiento
universal paraobtenertestigosdentodainvestigaciónminera,geológica o ya sea con fines de

5. cimentación profunda en obras de ingeniería, así como lo manda el programa de
normalización en cuanto a perforación del suelo In Situ (ASTM-D2113-93).
Prácticamente no se tiene límites en cuanto a su campo de acción pudiéndose usar en rocas
duras comoen material alteradoconalgunosdiferenciasen el procedimiento de perforación.
Su ventajaradicaenque se puedenextraermuestrasde variosdiámetros, cuyos rangos varían
de 48 mma 146 mm enprofundidadesde cientosde metrosokilómetros,encasosespeciales,
utilizándose brocas de carburo de tungsteno o diamante.
Cuando el terreno es blando, es necesario estudiar el problema desde el punto de vista
económica y de recuperación del testigo. Como norma general hay que decir que la
perforación con brocas de diamante es más suave y por lo tanto, el testigo sufre menos,
obteniéndose una mejor recuperación. Cuando las diferencias de precio no sean
considerables,espreferibledecidirse por realizar el sondaje con brocas de diamante, pues el
objetode realizarel sondaje esel de obtener el mayorporcentaje de recuperación de testigo.
3.2.Equipo para la perforación mediante perforación diamantina
La perforación diamantina también conocido como sondeo a rotación con obtención de
muestras alteradas consiste en cortar y/o recuperar los testigos cilíndricos de roca o sueltos
que se atraviesancon lossondeosconel finde proporcionarinformacióndel perfil litológico y
geológico del subsuelo con relación a la profundidad a explorar, si es lo que se busca, de lo
contrario no se recuperan las muestras y solo se procederá a seguir profundizando.
Para la ejecuciónde lasperforacionesdiamantinasprofundasconrecuperaciónde muestrasse
debe de contar con los siguientes equipos, materiales, accesorios y herramientas:
a) Sonda de Perforación Diamantina:
Conformada por un motor de 20 a 140 HP que va montado en el mismo bastidor de la
sonda.A continuacióndel motorva el embrague que funciona como en el caso de los
automóviles,haciéndoloenel tiempojustopararealizarloscambios;el movimientose
transmite a una caja de engranajes que cumplen doble misión:
a. Disminuir la velocidad de rotación
b. Disminuir el movimiento de rotación en dos direcciones. Una hacia la cabeza
de rotación, que mueve el tren de perforación; y la otra hacia el cabestrante,
wincha o trípode.
La cabeza de perforación está equipada por un sistema para avanzar el husillo o
cabezal de perforación. Este cabezal tiene en la parte inferior un plato de mordazas,
cuya misiónessujetarlasvarillas.De estaforma,al girar el cabezal avanza empujando
al tren de varillas.
Una vez que se tiene el tren de perforación en posición para iniciar el trabajo, se
acciona el motor dejándolo calentar por un tiempo prudente (5 a 10 min.).
Seguidamente el operador se asegura que la sujeción del tren de perforación al
cabezal de la máquinaseafirme luego accionauncontrol de pase hidráulico, que es el
que ejerce la presión durante la perforación sobre los pistones del cabezal,

6. permitiendoel avance del trende perforación, con carreras de 0.60m. Generalmente.
El girode cabezal le daun conjunto de engranajes cónicos relacionados directamente
con el motor,esto se debe aque este cabezal tiene unaautonomíade rotación de 360°
enun planovertical,que permite efectuarperforacionesconlainclinaciónque se elija
de acuerdo a lo ya establecido por el supervisor del proyecto.
b) Bomba Impulsadora de Agua
Este equipo no siempre se usa en el campo, es utilizado siempre y cuando en la zona
donde se realizaranlasperforacionesnocuentan con puntos de agua disponible, y en
algunoscasosla zona esde poco acceso porque mayormente estostrabajosse realizan
enloslugaresmás inhóspitosyde difícil acceso,yestaagua esprimordial para realizar
todo tipo de perforaciones.
Las partículas que se presentan cuando la broca está cortando la roca, a veces es
necesarioexpulsarlasal exteriorparaun mayordetalle,espor eso que se necesita del
agua como fluido de circulación y esta cumple dos funciones:
Refrigerar la broca.
Expulsar el detritus.
c) Coronas de Perforación o Brocas
Es el elemento cortante ubicado al frente de la perforación por el medio del cual se
profundiza la sonda, recibe el nombre común de broca o también el de corana de
perforación. Su función es la de permitir el tren de perforación, cortar la roca o
avanzar en material suelto. Según su diseño le da estabilidad al tren reduciendo sus
vibraciones,esporestoimportante usar siempre brocas adecuadas dependiendo del
tipo de suelo a perforar.
Las coronas diamantinas son brocas de sección anular, de manera que conforme
avanza la perforación se talla una muestra de forma cilíndrica que se aloja en un
muestreador (porta testigos) inmediatamente detrás de la corona.
Los diamantes que se emplean en la fabricación de las coronas varían en calidad y
tamaño,y la matrizque la sustentaesfabricadacondurezasdiferentes.La elección de
un tipo de broca determinado estará en función de la dureza, abrasividad, grado de
fracturamiento y tipo de roca a ser perforada.
Brocas de Carburo de Tungsteno
Estas brocas generalmente tienenunosprismasoctogonalesde carburode tungstenos
que proporciona una sujeción segura al cuerpo de la broca. Los primas se fabrican en
tres diámetros 4,5.5 y 7.5 mm. El grosor de corte de la corona determina el diámetro
del prismaa utilizar.Losprismassonrectificadosa un ángulo de 10x del plano vertical
y pueden refilarse.
Estas brocas sonutilizadasavelocidadesrelativamentebajas.Lavelocidad de rotación
es excesiva, los prismas se sobrecalientan, produciéndose un rápido desgaste de las
mismas.Este tipode brocas solamente deberánusarse enformaciones blandas como:
arcillas,pizarrablanday dura;calizablanday semidura,yeso,arena,sal,tierraheladay
hielo. También son apropiados para perforar en terrenos de recubrimiento y para
limpieza de sondeos.

7. Los testigos obtenidos mediante su uso son normalmente de baja calidad. Estos se
debe a que los primas presionan los detritus y otros materiales contra el testigo;
además la forma de la corona produce una alta vibración durante la perforación.
Brocas con Diamantes Insertados
Actualmente en la mayoría de brocas insertadas se usa diamantes naturales. Los
diamantes son insertados en la matriz de la parte frontal de la broca dejando el
diamante expuesto de un octavo a un tercio. Se permite mayor exposición del
diamante para formaciones de roca blanda a semiblanda y menor exposición para
formaciones duras, fracturas y abrasivas.
Los diamantes son montados en tal forma que la matriz quede cubierta
uniformemente. Un montaje incorrecto puede ocasionar el desgaste de la matriz
circundante yal consiguientepérdidade losdiamantes,estospierden su capacidad de
corte principalmente por haberse pulido, fracturado o quemado.
La matriz que sujeta los diamantes en una posición de corte, está compuesta de un
material duroy resistenteal desgaste.Este materialnormalmenteconsiste en carburo
de tungsteno o cimentado, y uno o más componentes blandos son fundidos con
material de soldadura blanda.
La dureza y la resistencia al desgaste de la matriz pueden variar para adecuarse a las
características de la roca.
Durante la perforación,laresistenciaal desgaste es más importante que a dureza. No
hay una deformación generalmente aceptada para la resistencia al desgaste, por lo
que algunasveceslaresistenciaal desgaste esdefinidaincorrectamente como dureza.
d) Barras o tuberíasde Perforación
Líneas PQcon diámetroaproximado115 mm=4.5”
Líneas HQ con diámetroaproximado100 mm=3.95”
Líneas NQcon diámetroaproximado76 mm=3”
Líneas BQ con diámetroaproximado51mm=2”
Líneas AQcon diámetroaproximado50 mm=1.98”
e) Muestreadores(Core Barel)
Los muestreadoressonbarriletesde aceroque al ir avanzandoenel terrenova
obteniendounabarra cilíndricallamadatestigolacual vaentrandoenun tubo
enroscadoo tubointerioracontinuaciónde labroca. Suslongitudesvaríasde 0.60 mt
a 3.00 m.Y losdiámetrosse correspondenconlosde lascoronasa serempleadas.Este
tuboes llamadotuboportatestigo,tubotestigoocomúnmente sacatestigo.
La parte superiordel tubosacatestigose enroscaala tuberíade perforación pormedio
de una piezallamadacabezadel tubo.Esta cabezavaría segúnla complejidaddel
diseñodel tubosacatestigoque puedeserde losllamadossimple,dobles,dostubos,
doble tubogiratorio – dostubos,o enel interiorsobre rodamientos.
f) Cajas Portatestigo

8. Es una caja de fabricaciónsimple,fabricadade maderay/otriplay,condimensiones
que puedenvariarsegúnel tipode líneade perforaciónque se vaa utilizar,porlo
general esde dimensiónrectangular,largosque varíande 1 a los2 m. anchos que
varías de 0.30 a los0.50 m. y profundidades que varíande 0.50 a los0.10 m.Esta caja
portatestigotiene ensuinterior4divisionesdebidamenteyadiseñadasal momento
de su fabricación,estasdivisionesinteriorestambiénvaríansegúnel tipode líneacon
la que se va a perforaren cuantoa suancho claro está.Estas divisionessonutilizadas
para depositarenellaslasmuestrasque se obtengandespuésde cadaextraccióndada
por la perforacióndiamantina.Todalamuestraextraídao testigoextraídodespuésde
cada longitudperforadadeberáintroducirsealacasa portatestigodirectamentedel
tubointeriorpara que despuésestamuestraseaestudiadamediante unlogueo,yaen
loslaboratorios.Lasmuestrasse colocaranordenadamente,dejandoloshuecos
correspondientessi enalgunamaniobranose recuperael testigo.Enel informe se
especificansi lascajasquedana disposicióndel cliente,osi solose hanutilizado
temporalmente.
IV. PROCEDIMIENTO DEL METODO DE EXPLORACIÓN MEDIANTE PERFORACION
DIAMANTINA
4.1.Perforacióndiamantina
a) La ejecuciónde trabajosconperforacióndiamantinase ejecutaacuerdoal nivel de
profundidadque se quiere alcanzarenlaexploraciónoestudiodebidoaestos
requerimientosse seleccionaralamáquinaperforadoraautilizarse.
b) Antesde cualquierperforaciónse debe oscultarel suelomediante uninstrumento
que nos ayude a verificarsi eneste pasantuberíassubterráneas,depende de su
detecciónenlazonasi se procederácon laubicacióndel puntoa serperforado
posteriormente,si esasíse procederása perforarenese puntode lo contrariose
moveráa ubicaciónde este.
c) La perforaciónesdesarrolladautilizandobrocasdiamantinassegúntipode suelo
se va determinandolavariaciónde lasbrocasa utilizarse,lasque al rotarson
refrigeradasporel agualimpiaque circulapermanentemente enel sondaje como
fluidode perforación.
d) La perforaciónse realizaconlasdiferentesbarrasotuberíasde perforación
mencionadasanteriormentedonde se coloca enlapuntala broca diamantina
enroscadacon el tuboCore Barel ( muestreador),este muestreadorde doble
paredevitaque le agua de circulacióntengacontactocon los testigoaumentando
de este modoel porcentaje de recuperaciónde muestras.
e) Las muestrasdeberánsercolocadasencajas porta testigodistribuidasenforma
secuencial amedidasque sonretiradasdel subsueloseparandocadacorridacon
tacos de maderaque limitanlasprofundidadesalcanzada,intervalode la
profundidad,númerode caja,fecha de ejecucióndel sondeo.

9. f) El registrode sondeosprofundosde perforaciónesunformatoadecuadoque sirve
para definirlasanotacionesapartirde lostestigosylosresultadosde losensayos
ejecutados,estosregistrosdeberánde serclarosy precisos.
En el registroa desarrollarse indicaran,informacióngeneral de lossondeostales
como: nombre del proyecto,cotade la boca del sondeo,coordenadas,
profundidadfinal,ubicaciónynúmerode sondeo,diámetrosde perforacióny
revestimientoinstalados,recuperaciónde muestras,profundidaddel nivel
freático,porcentaje de retornode aguade perforación,númerode cajastestigos,
descripciónLitológica,perfil geológico,etc.Ademásde lostramosyresultadosde
losensayosde permeabilidadLugeon,Lefranc yNasberge instalaciónde
piezómetrossi se dael caso.
Ejemplo:de formatodel informe de turnoode Campo.
Ejemplo:Perfildel SuelooPerfil Estratigráficoenuna PerforaciónDiamantina
Profunda.
g) La recuperaciónde lamuestrase representagráficamente siendoéstauna
relaciónporcentual entre lalongitudde lamuestrarecuperadarespectoala
longituddel tramoperforadomultiplicadopor100.
Recuperaciónde Muestra(%) = Longitudde Muestra Recuperadax 100
Longituddel tramoperforado
h) Se realizaladescripciónteniendoencuentalainformacióngeneral de cada
sondaje comoescota inicial,cotafinal,inclinaciónvertical,profundidad
programada,profundidadperforada,horade inicioyfinde laperforación,la
informaciónbásicaque comprende barras de perforacióncomolasbarrasde
revestimiento.
i) El nivel freáticoencontradoenel subsueloatravésde lossondajesse mide conun
piezómetro.
j) El retornoo el Noretornodel agua se observaencada sondaje depende de la
profundidadalcanzadayel tipo de sueloalcanzado.
k) Se realizaladescripcióndel suelomediantelas digrafíasoel Logeocon la
recuperaciónde muestrasque hansidocolocadasenlascajas porta testigos.
TRABAJO REALIZADO EN CAMPO

10. UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA
FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA
DEPARTAMENTO DE ORDENAMIENTO TERRITORIAL Y DESARROLLO
SOSTENIBLE
LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
INFORME TECNICO 02/16
PERFORACION DIAMANTINA – TUNEL SECTOR LLASAVILCA ALTO
PROYECTO: CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE IRRIGACION CHOTA
UBICACIÓN:
DISTRITO DE CHOTA
PROVINCIA DE CHOTA
REGION CAJAMARCA

11. La Molina, Febrero del 2016
INFORME TECNICO
PERFORACION DIAMANTINA – TUNEL SECTOR LLASAVILCA ALTO
PROYECTO: CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE IRRIGACION CHOTA
DISTRITO DE CHOTA
PROVINCIA DE CHOTA
REGION CAJAMARCA
ÍNDICE
1.- INTRODUCCIÓN
2.- TRABAJOS EFECTUADOS
2.1 Perforaciones
2.2 Perfiles estratigráficos
3.- FACTORES GEOLOGICOS
4.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Anexos:
Anexo1: Ubicacióndel túnel y las perforaciones
Anexo2: Perfilesestratigráficos
Anexo3: Perfil litológico

12. INFORME TECNICO
PERFORACION DIAMANTINA – TUNEL SECTOR LLASAVILCA ALTO
PROYECTO: CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE IRRIGACION CHOTA
Distrito de Chota – Provincia de Chota - Región Cajamarca
1.- INTRODUCCION
El presente Informe Técnico contiene los resultados de los trabajos de Perforación
Diamantina ejecutados para definir las propiedades geotécnicas de los suelos en el tramo
correspondiente al emplazamiento del túnel en el sector Llasavilca Alto para el proyecto
Construcción del Sistema de Irrigación Chota.
2.- TRABAJOS EFECTUADOS
2.1 Perforaciones:
Se ejecutaron03 perforacionesenunacolinalacual debe ser atravesada por un túnel.
Los trabajosse ejecutaronconuna máquinaperforadoraLongYear 44 con un diámetro
de perforación HQ con recuperación contínua de testigos.
Los sondajes se efectuaron hasta pasar la rasante proyectada. Los sondajes efectuados son:
Sondaje Progresiva
Coordenadas UTM Profundidad
de rasante (m)
Profundidad
(m)mE mN
P-01 4+820 755359.567 9279499.531 38.73 43.20
P-02 4+887 755310.185 9279454.248 61.11 69.40
P-03 4+980 755241.643 9279391.393 35.94 38.50
En el Anexo A – 1, Lámina PC - 01 se muestra la ubicación de los sondajes.

13. 2.2 Perfiles estratigráficos:
En los cajones portatestigos se efectuó el perfilaje de los suelos con la finalidad de
determinar los tipos de roca y su potencia.
En el Anexo A – 2 se describe la estratigrafía de cada sondaje.
3.- FACTORES GEOLOGICOS
Fue necesariohacerunainterpretacióngeológicaenel áreade estudiocon la finalidad
de establecer una relación entre las condiciones geológicas y los problemas geotécnicos.
El área de estudio es una colina formada por una secuencia de procesos orogénicos.
Del perfil estratigráficoobtenidoenlasperforacionesse puede establecerlosiguiente:
La colinaestáconstituidapormaterialesque tienendistintaprocedencia.Que hansido
arrastrados y depositados debido a una secuencia de eventos.
Fundamentalmente se nota sedimentos sueltos superficialmente compuestos por
arcillasgravosascuyas partículas granularesprovienende roca caliza con una potencia de 4.00
a 6.00.
Por debajose tiene toba volcánica con distintos grados de intemperismo, desde toba
altamente intemperizada, fragmentada o pulverizada hasta toba consolidada (roca), con un
RQD mayor de 90%.
En el Anexo A – 3 Lámina L - 01 se muestra el Perfil Litológico.
4.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
En términosgeneraleslascondicionesgeotécnicasque presentael emplazamiento del
túnel son las siguientes:
- No hay presencia de procesos geológicos activos que representan riesgos.
- La capacidadportante del terreno en el perfil de la excavación correspondiente a
la clave del túnel (techo) noeslaadecuadarequiriéndose de unsostenimientoque
sujete el terrenoasegurandola estabilidad durante y después de la construcción.
- La capacidad de carga del terreno al nivel de la solera es adecuada.
- La resistenciade losmaterialesparamantenersuestabilidaden cortes en el inicio
y salidadel túnel esbuena,pudiéndose tener cortes profundos con taludes de 45°
de inclinación.
- La estanqueidad de las formaciones geológicas en el emplazamiento es buena.
- La facilidad de extracción de los materiales durante la excavación es bastante
buena,se tiene lutitasytobasconsolidadas(rocas) blandas,fácil de extraerlas con
equipo manual.

14. - Terminada la excavación o durante el proceso se colocará un revestimiento de
concreto armado que proporcione resistencia a largo plazo.
PERFILES:
DESCRIPCION LITOLOGICA
PERFIL GEOLOGICO

15. V. ENSAYOSDE PERMEABILIDAD
Las pruebasde permeabilidadde camposonensayosque sirvenparamedirla
velocidaddel flujode agua atrevesde losvaciosdel sueloofracturasde roca, que
se encuentrandentrode laperforación.
V.1.1 Piezómetros
Una gran ventajade lostrabajoscon perforacióndiamantina esel aprovechamientode
lossondajes pararealizarPruebade Permeabilidad de losestratosatravesadosyel
monitoreode lavariacióndel nivel freáticoenlasdiferentesépocasdel año,si este es
alcanzadodurante laperforaciónmediante lacolocaciónde lospiezómetros.
En la Geotecniageneralmente se usanvariostiposde piezómetro:
V.1.1.1 Piezometrode Tubo Abiertoo de Tipo Casagrande.
La perforaciónde lainstalaciónde lospiezómetroque sontubosde PVCpara agua
clase 10, de diámetro variable parasucolocaciónenla profundidad de perforación,
tiene el siguiente procedimiento. Se tapala base del tuboPVCcon unapiedraporosao
tapa con drenesyse hacen drenesde diámetro¼ separadosa5 cm. En lasparedesdel
tubohasta una alturaque varía enel rango de 1.80m. a 3.00m. Dependiendo de la
profundidadde perforación,luegoeste tuvode PVCescubiertocongeotextil el cual
trabajara como filtroparaevitarlaobstrucciónde losdrenespermitiendosoloel paso
del agua y esenvueltaconmallaNº4 (4.76 mm.) enformade vendasamarradascon
hilode nylonenlasparedesdel tubocubriendolosdrenesquedandolistaparaser
introducidasenlaperforación.
Antesde introducirel tubode PVCenla perforación se prepar4auna base de 30 cm.
De cuarzo molido8bulbo drenante),se hace introducirel tubopiezometricode PVC
preparadode acuerdoa laprofundidadde perforación hastaque hagacontactocon la
base,luegose sigue rellenandoel vacioentre el tubo ylasparedesdel sueloperforado
con el mismocuarzomolidohastaalcanzar laaltura preparadadel filtro,este proceso
escontroladocon sondajes continuosde control de medidas,unavezrellenadoel
vaciohasta a la altura de filtro;continuaunselladode Bentonitade unaalturade 75
cm. Que sirve como tapón impermeable paraevitarlacontaminacióndel bulbo
drenante.
V.1.1.2 Ensayo de PermeabilidadLEFRANC

16. Este ensayopermite determinarlapermeabilidadlocal delsueloyrocasmuy
fracturadaslocalizadasdebajodel nivel freático.
Estos ensayosconsisteneninyectaroextraeraguade una de una perforaciónconuna
carga hidráulicapequeñaymedirel caudal correspondiente,lacargahidráulicapuede
serconstante o variable segúnel tipode suelo, engeneral ensuelospermeables
como arenasy gravas el ensayose hace de inyecciónde carga constante,yenlos
suelospocopermeablescomolimosyarcillasse hace laextraccióncon carga variable.
V.1.1.3 Ensayo de PermeabilidadLUGEON
Este ensayo consiste enlainyecciónde aguaa presiónenuntramo de un taladrodel
sondeoyla medidade lacantidadde agua que se filtraenel macizodurante uncierto
tiempo, conuna presióndadade inyección(kg/cm2).Cadaunode estosestadoses
mantenidodurante untiempomínimonecesarioparaque se obtengaungasto
constante,consiguiéndose de estaforma,condicionesde flujopermanente.La
absorcióncorrespondiente acadaestadoesanotada entérminosde caudal.
VI CONCLUSIONESY RECOMENDACIONES

17. Los trabajosde exploracióndel subsuelobasadasencalicatasysondeosdiamantinos
nos hanpermitidoconocerlascaracterísticasgeotécnicas,geológicasylitológicasdel
subsuelohastala profundidadexploradaque generalmente debede llegarhastala
influenciadel bulbode presiones.
Con estatécnicade exploraciónyrecuperaciónde muestrasse puede llegara
determinarlascaracterísticasfísicasy mecánicasde todoslosestratosencontrados,
lente de sueloymacizosrocososhastauna profundidadque involucralazonade
influenciadel bulbode presiones.
Esta técnicade sondeobasadaenperforacióndiamantinaesutilizadaentodotipode
suelos,conglomerados,rellenosyenrocas duras o blandas.
Es necesarioal hacereste tipode investigación contarconel apoyode in ingeniero
geólogo,parapoderdeterminarel “logueo”de lasmuestrasrecuperadas,que
comprendenlaformacióndel suelo,tipode suelo,tipode rocasy su estadode
fracturación.Datosque se deberánadjuntaral informe parasumejorentendimiento,
esdecirtenerenconocimientode lalitologíaygeomorfología.
Las perforacionesdiamantinastambiénpuedenutilizarse parahacertratamientosde
suelosporinyecciónyaseade estabilizaciónoconsolidaciónconlafinalidadde
mejorarsuscaracterísticas de resistenciaydeformación, seanenestratosde sueloso
rocas.
VII REFERENCIAS Y ANEXOS

18. Mecánica de Suelosy Cimentaciones
Ing.CarlosCrespoVillalazCuarta Edición–1996
Ingenieríade Cimentaciones
RalphB. Peck
WalterE. Hanson
SegundaEdición
Principiosde Ingenieríade Cimentaciones
Braja M. Das.
Cuarta Edición2001
TESIS CONSULTADAS
Estudio GeotécnicoyGeognósticodel SubSueloMediante PerforaciónDiamantina
Bach. CesarRaúl Chumpitas Cari
Universidad RicardoPalma– 2007
Informe Técnico “Perforacióndiamantina-Túnel SectorLlasavilca Alto”
DistritoyProvinciade Chota – DepartamentoCajamarca
UniversidadNacional AgrariaLaMolina
Ing.HermesA.ValdiviaAspilcueta - 2016