Pozos a cielo abierto muestras alteradas e inalteradas

Introducción

En el desarrollo de un proyecto civil, se requiere conocer previamente las condiciones del terreno donde se apoyara la estructura. Existen diferentes métodos para conocer las condiciones del suelo, pero en general pueden clasificarse en dos tipos diferentes: a)los directos y b) los indirectos o geofísicos, los primeros son de mayor importancia para las obras de ingeniería civil ya que nos proporcionan datos definitivos acerca del suelo, y de los cuales se obtendrán muestras que se analizaran en el laboratorio de mecánica de suelos, que serán alteradas o inalteradas según el procedimiento utilizado, dichos métodos deberán ser proporcionales en relación al tipo de proyecto que se llevará a cabo.

Los métodos geofísicos nos permiten conocer de manera indirecta las condiciones del subsuelo y se puede o no recuperar muestras alteradas del mismo.

Para las investigaciones de campo, será necesario tener conocimiento sobre la geología local y general de la zona donde se llevara a cabo la construcción, ya que nos permite deducir la factibilidad de un método u otro.

El tamaño y tipo del proyecto afectara a los alcances de una investigación, pero siempre existe la necesidad de llevarla a cabo; aún la obra más pequeña amerita algún tipo de investigación.

La investigación del subsuelo del sitio mediante exploración de campo y pruebas de laboratorio se apoyará en el conocimiento geológico general y local que se tenga de la zona de interés y deberá ser suficiente para definir de manera confiable los parámetros de diseño de la cimentación y la variación de los mismos en el predio.

Uno de los métodos mas factibles para la exploración directa del subsuelo son los pozos a cielo abierto, ya que nos permite observar directamente la estatigrafia del subsuelo, asi como obtener muestras alteradas e inalteradas del mismo utilizando herramienta manual, el problema es que es difícil y poco practico excavar pozos para construcciones mayores a 2 niveles, ya que el nivel de desplante.

DESARROLLO

MÉTODOS DE EXPLORACIÓN.

Para realizar el proyecto ejecutivo de un sistema de agua potable, alcantarillado ó disposición de aguas residuales, etc,el proyectista debe conocer la estratigrafía y propiedades del subsuelo, este conocimiento se logra a través del estudio geotécnico, el cuál incluye la exploración, la obtención de muestras, la ejecución de pruebas de laboratorio y el análisis de la información. Mediante la exploración se deben obtener resultados confiables con un mínimo de costo y tiempo. La confiabilidad del estudio geotécnico depende de los trabajos de exploración, por lo tanto, éstos deben realizarse en forma cuidadosa, siguiendo métodos y normas establecidas, las cuales son descritas, en los puntos siguientes de esta sección.

A) Métodos indirectos (Geofísicos).

Con estos métodos de exploración se realizan mediciones indirectamente de propiedades físicas de los suelos y rocas. Los principales métodos geofísicos son los siguientes:

Geosísmico Geoeléctrico Gravimétrico Magnetométrico

B) Métodos semidirectos:

Consisten en realizar pruebas en el campo para estimar las propiedades físicas y mecánicas de los suelos, a partir de correlaciones empíricas. En estos métodos de exploración se pueden recuperar muestras representativas alteradas, y son los siguientes:

Prueba de penetración estándar. Método del Cono.

C) Métodos directos:

En estos métodos de exploración se obtienen muestras que sirven para conocer las propiedades físicas, mecánicas e hidráulicas del suelo. Las muestras representativas obtenidas pueden ser, alteradas ó inalteradas que son necesarias en los caso de tipos de obras de infraestructura donde se requiere obtener parámetros mecánicos mediante pruebas especiales de laboratorio (triaxiales, consolidaciones, etc.) y de pruebas índice, pruebas comunes de laboratorio

MUESTREO

DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN

El muestreo consiste en obtener una porción representativa del suelo en el que se pretende

construir .El muestreo incluye además las operaciones de envase, identificación y transporte de las muestras, las que se clasifican como sigue:

1) MUESTRAS INALTERADAS

Son aquellas en las que se conserva la estructura y el contenido de agua natural del suelo en el

lugar donde se toma la muestra, por lo que su obtención, envase y transporte, requieren

cuidados especiales a fin de no alterarlas. Son generalmente cúbicas, de aproximadamente 40

cm por lado.

2) MUESTRAS REPRESENTATIVAS

Son aquellas que están constituidas por el material disgregado o fragmentado, en las que se

toman precauciones especiales para conservar el contenido de agua, envasándolas en bolsas

de plástico u otros recipientes impermeables para impedir la pérdida de agua durante el

transporte y almacenamiento.

3) MUESTRAS INTEGRALES

Son aquellas que están constituidas por el material disgregado o fragmentado de diversos

estratos, en las que quedan representados cada uno de los diferentes materiales en la

proporción en la que participan.

POZOS A CIELO ABIERTO

Conciste en excavar un pozo utilizando herramientas manuales de por lo menos 80 cm de diámetro, o lado esta técnica permite: a)observar diectamente la estatigrafia del sitio y b)rescatar muestras alteradas o inalteradas de los estratos principales.y C)examinar las condiciones referentes al agua contenida en el suelo.

Naturalmente el tipo de suelo en los diferentes estratos atravesados influye en los alcances del método

Deben cuidarse los criterios para distinguir la naturaleza del suelo “in situ” y la misma, modificada por la excavación.

EXCAVACION DE POZOS A CIELO ABIERTO

Los pozos se excavan con el fin de tomar muestras de cada estrato, para observar y levantar el perfil estratigráfico de sus paredes. Dichas excavaciones deben tener un área de 1.00 x 1.5m (como mínimo), con separaciones y profundidades variables, los cuales dependen de la zona donde se ubique el sitio en estudio, del material encontrado, de la posición del nivel freático y de la importancia del proyecto. Se recomienda combinarlos con sondeos de penetración estándar ò de cono en las obras de infraestructura, tal como se muestra en la tabla de estudios requeridos.

El número mínimo de exploraciones a realizar será de una por cada 80 m o fracción del perímetro o envolvente de mínima extensión de la superficie cubierta por la construcción en las zonas I y II, y de una por cada 120 m o fracción de dicho perímetro en la zona III. La profundidad de las exploraciones dependerá del tipo de cimentación y de las condiciones del subsuelo, en el caso de construcciones pesadas la profundidad de desplante deberá ser mayor a los 2.5 m según las normas de construcción del distrito federal.

PARA LA OBTENCIÓN DE MUESTRAS REPRESENTATIVAS E INTEGRALES

El equipo y los materiales que se requieren para obtener muestras alteradas, se ilustran en la

Figura 1 y consta de:

FIGURA 1.- Equipo y materiales para la obtención de muestras representativas e integrales

Herramientas tales como picos, palas, barretas, cuchillos, espátulas, cucharas de albañil, machetes y arcos con segueta o con alambre de acero. Posteadoras. Barrenas helicoidales. Tubos para extensiones de las posteadoras y barrenas helicoidales. Llaves Stillson. Lona ahulada, más o menos cuadrada, de aproximadamente 3 m por lado. Bolsas de lona ahulada. Bolsas de plástico, frascos de vidrios u otros recipientes impermeables para muestras representativas. Cordel. Cinta adhesiva. Cinta métrica Flexómetro

Muestreo en pozos a cielo abierto.

Con objeto de elaborar perfiles estratigráficos de los pozos excavados, se toman muestras alteradas en cada estrato y se determinan las propiedades índice de los suelos muestreados, para su posterior clasificación, según el Sistema Único de Calcificación de Suelos, (SUCS). Las muestras se pueden tomar a medida que progrese la excavación ó bien una vez terminada ésta. Para realizar el muestreo se abre una ranura vertical de sección uniforme, de 20 cm de ancho por 15 cm de profundidad y se extrae el material representativo de cada estrato (aproximadamente 15 Kg) El material se puede colocar en costales de tejido cerrado, en bolsas de Polietileno. Cada muestra debe llevar sujetas dos etiquetas de identificación, una dentro y otra afuera, en la cuales se anota el nombre de la obra, la fecha, el kilometraje y la profundidad a que se tomó la muestra.

Paralelamente a la toma de muestras, se efectúa la clasificación del estrato según lo especifica el Sistema Único de Clasificación de Suelos (SUCS) .En función de esta clasificación, se determina el peso de la muestra a tomar, de tal manera que el material sea suficiente para efectuar las pruebas descritas en el concepto de trabajos de laboratorio. A partir del conocimiento de la estratigrafía y con la información de las propiedades índice se debe programar el muestreo inalterado, que sea representativo de cada uno de los estratos de suelo cohesivo que se detecte estas muestras inalteradas se obtienen con muestreador de pared delgada, hincado a presión ó labradas manualmente (muestras cúbicas).

PARA LA OBTENCIÓN DE MUESTRAS CÚBICAS INALTERADAS

El equipo y los materiales que se requieren para obtener muestras inalteradas, se ilustran en la

Figura 1 y constan de:

FIGURA 1.- Equipo y materiales para la obtención de muestras cúbicas inalteradas

Herramientas tales como picos, palas, barretas, cuchillos, espátulas, cucharas de albañil, machetes y arcos con segueta o con alambre de acero.

Parafina y brea. Manta de cielo. Estufa o lámpara de gas. Recipiente metálico para calentar y mezclar la parafina con la brea Brochas. Cajones de madera para empacar las muestras. Aserrín, viruta o paja. Cinta métrica de 20 m de longitud. Flexómetro de 5 m de longitud.

El muestreo se hace preparando muestras de tipo cúbicas, cuidadosamente labradas, a la profundidad requerida y por medio de pruebas de laboratorio especiales servirán para determinar mecánicas e hidráulicas de los materiales. Estas muestras cúbicas, de 20 cm de arista, se deben proteger de inmediato con manta de cielo, que se impregna con una mezcla caliente de brea y parafina, utilizando una brocha para evitar la perdida del contenido natural de agua. La muestra se debe orientar marcando la parte superior con una "S"