TABLA DE CONTENIDOS

LISTA DE FIGURAS ...................................................................................................................................xiii

LISTA DE TABLES................................................................................................................................... xxiv

CAPÍTULO 1 - GENERALIDADES - SELECCIÓN Y USO DE FUNDACIONES EJE perforados para

ESTRUCTURAS DE TRANSPORTE ................................................ ..................................... 1-1

1.1 INTRODUCCIÓN - PROPÓSITO Y ORGANIZACIÓN DEL MANUAL ............................... 1-1

1.2 TIPOS DE PROFUNDO FOUNDATIONS.........................................................................................1-3

1.3 FUNDAMENTOS EJE PERFORADOS - DESCRIPCIÓN E HISTORIA .............................. 1-3

1.4 SELECCIÓN DE pilas perforadas ............................................. ....................................... 1-10

1.4.1 Aplicaciones .........................................................................................................................1-10

1.4.2 Ventajas y Limitations.................................................................................................1-15

1.5 CLAVES PARA USO CON ÉXITO DE pilas perforadas .......................................... ............ 1-15

16 SUMMARY.............................................................................................................................1-17

CAPÍTULO 2 - Caracterización SITIO ............................................. ............................................ 2-1

2.1 INTRODUCCIÓN .....................................................................................................................2-1

2.2 PAPEL DEL INGENIERO DEL TERRENO ............................................ .......................... 2-1

2.3 CARACTERIZACIÓN DE SITIO PROGRAMA .............................................. ............................... 2-3

2.3.1 Recolección de Datos ......................................................................................................................2-3

2.3.2 Campo Reconnaissance.............................................................................................................2-4

2.3.3 Las investigaciones de campo detalladas ............................................ .................................................. ... 2-5

2.3.4 Información necesaria para la construcción ........................................... ..................................... 2-22

2.4 INFORMES GEOTÉCNICOS ............................................... ................................................. 2 -24

2.4.1 Informe de Investigación Geotécnica ............................................ ........................................... 2-24

2.4.2 Informe de Diseño Geotécnico ............................................ .................................................. ..2-24

2.4.3 Presentación de los datos .................................................................................................................2-26

2.4.4 diferentes condiciones del sitio .....................................................................................................2-27

2.4.5 Línea de base Geotécnica Report..............................................................................................2-29

2.4.6 SUMMARY.........................................................................................................................2-29

FHWA-SNS-10-016 Tabla de Contenidos

Perforado Manual Ejes ii mayo 2010

CAPÍTULO 3 - PROPIEDADES GEOMATERIAL ............................................. ......................................... 3-1

3.1 IN SITU DE PRUEBA ...................................................................................................................3-1

3.1.1 Prueba de Penetración Estándar ......................................................................................................3-1

3.1.2 Cone Penetration Test ............................................................................................................3-5

3.2 PROPIEDADES DEL SUELO ..................................................................................................................3-7

3.2.1 Suelos Propiedades del índice y Clasificación .......................................... ...................................... 3-8

3.2.2 Resistencia al cizallamiento Properties.......................................................................................................3-8

3.2.3 Propiedades de deformación ........................................................................................................3-14

3.2.4 Suelo Erodibility.....................................................................................................................3-16

3.2.5 En-Situ Estado de Stress...........................................................................................................3-18

3.2.6 no saturada del suelo Properties..................................................................................................3-19

3.3 PROPIEDADES DE ROCK........................................................................................................3-21

3.3.1 Propiedades del índice de Rock......................................................................................................3-21

3.3.2 Propiedades de Intacto Rock......................................................................................................3-22

3.3.3 Resistencia de la roca discontinuidades ........................................... .............................................. 3-23

3.3.4 In-Situ Las pruebas de Roca ..........................................................................................................3-23

3.3.5 Roca Misa Classification.....................................................................................................3-26

3.3.6 Propiedades de Ingeniería de la roca Misa .......................................... ........................................ 3-28

3.4 geomateriales REQUIEREN EXAMEN ESPECIAL ......................................... 3-30

3.5 PROPIEDADES GEOMATERAL Y LRFD ............................................. ............................ 3-31

CAPÍTULO 4 - GENERALES DE CONSTRUCCIÓN MÉTODOS ............................................ ........................ 4-1

4.1 INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................4-1

4.2 MÉTODO SECO DE CONSTRUCCIÓN ............................................. ........................................ 4-2

MÉTODO 4.3 CAJA DE CONSTRUCCIÓN ............................................. .................................. 4-6

4.4 MÉTODO DE MOJADO DE CONSTRUCCIÓN ............................................. ...................................... 4-12

GROUTING 4.5 BASE ...................................................................................................................4-17

4.6 UNDERREAMS (campanas) ........................................................................................................4-20

4.7 maltratadas SHAFTS...............................................................................................................4-22

4.8 SUMMARY...............................................................................................................................4-23

CAPÍTULO 1

PANORAMA - SELECCIÓN Y USO DE FUNDACIONES EJE perforados para

ESTRUCTURAS DE TRANSPORTE

1.1 INTRODUCCIÓN - PROPÓSITO Y ORGANIZACIÓN DEL MANUAL

Esta publicación tiene por objeto proporcionar un recurso para los ingenieros responsables de la selección y diseño de fundaciones ejes perforados para estructuras de transporte y como un texto para su uso con el curso corto tres días sobre el tema presentado por el Instituto Nacional de Vialidad (Curso No. 132014). Este documento representa una edición actualizada de la muy exitosa publicación de la Administración Federal de Carreteras en fundaciones ejes perforados co-escrito por el fallecido Michael O'Neal y finales Lymon Reese, publicado en 1988 y revisado y reeditado en 1999. Los principales cambios en el manual incluyen:

• El enfoque de diseño sigue el formato de Factores de Carga y Resistencia Diseño métodos (LRFD), en consonancia con los últimos estándares (2009) AASHTO.

• Nueva información sobre investigación del sitio y caracterización para la construcción y el diseño de perforado ejes, especialmente con respecto a la roca.

• La nueva información sobre la evolución de las técnicas y los materiales de construcción, lo que refleja la aumentando el tamaño y demandas sobre cimientos eje perforados. Directrices para el diseño y uso de lechada de base y nueva información sobre (SCC) materiales de auto consolidar concretas perforado ejes está incluido.

• Diseño para la carga lateral y axial se expandió, y algunos métodos de diseño se revisan. Los capítulos de diseño incluyen más información relativa al diseño para cargas de eventos extremos y otros aplicaciones para ejes perforados como muros de contención o fundaciones con movimiento lateral de masa de suelo.

• Secciones sobre carga y pruebas de integridad se expanden, y reflejan la creciente madurez de la utilización de métodos de prueba de campo desde la edición anterior del manual.

• Las especificaciones de guía se basan en una versión sometido a votación de 2009 por AASHTO Técnica Comité de T-15, y reflejan el desarrollo de un documento de consenso elaborado con la la participación y el acuerdo de la FHWA y ADSC: La Asociación Internacional de la Fundación Perforación.

• La sección sobre medidas de remediación se amplía e incluye referencias al establecido procedimientos que se han utilizado para la reparación de ejes perforados. Este manual está destinado a proporcionar orientación con respecto a la práctica recomendada para el diseño general y construcción en los EE.UU. en lugar de una cobertura completa de todos los métodos de diseño y construcción que podrían ser empleados. La práctica local adaptado a las circunstancias inusuales o geológico local específico condiciones pueden evolucionar de manera diferente de algunas recomendaciones específicas descritas en este manual.

Aunque las recomendaciones que figuran en esta publicación representan generalmente recomiendan la práctica a partir del el momento de escribir este artículo, no se pretende excluir desviaciones de estas prácticas recomendadas que se basan en el rendimiento demostrado y la ingeniería de sonido.

El manual está organizado en varias secciones grandes de manera similar a la presentación del curso corto materiales.

FHWA-SNS-10-016 1 - Información general

Perforado Manual Ejes 1 a 2 mayo 2010

• Descripción y Aplicaciones. En este capítulo (1) proporciona una visión general de las fundaciones del eje perforados, junto con una discusión de las aplicaciones generales de la tecnología para las estructuras de transporte.

Esta información está destinada a proporcionar una base general para la comprensión de los capítulos posteriores y para ayudar a los diseñadores a identificar aquellas aplicaciones para las que las fundaciones de ejes perforados podrían ser apropiado.

• Se necesita información geotécnica. Capítulos 2 y 3 describen los aspectos del sitio geotécnica caracterización y determinación de propiedades de los materiales necesarios específicamente para la construcción y el diseño de pozos perforados

• Construcción. Capítulos 4 al 9 explican los métodos y materiales de construcción. Es muy importante que los profesionales del diseño comprenden la construcción de pozos perforados para producir diseños de ejes perforados construibles y rentables.

• Diseño. Capítulos 10 a través de 16 directrices actuales para el diseño de pilas perforadas para axial y cargas laterales utilizando los principios de diseño basado LRFD.

• Aseguramiento de la Calidad. Capítulos 17 a través de 22 temas de cobertura relativos a la especificación, la inspección, pruebas y aseguramiento de la calidad, así como la estimación de costos.

El manual también incluye un ejemplo completo e integral de una fundación puente diseñado con ejes perforados. El ejemplo, se ilustra a continuación en la Figura 1-1, es un muelle intermedio de un puente a través de una río, con la inclinación apoyado por tres columnas. El nuevo puente sustituye a una estructura existente adyacente fundada sobre pilotes hincados. El diseño del eje perforado debe consistir en un eje de apoyo individuales de cada uno de las tres columnas. Detalles de los requisitos del proyecto, información del subsuelo, y diseño de la cimentación son presentado en total en el Apéndice A de este manual y se hace referencia a lo largo del manual, en su caso

Se discuten los aspectos de los problemas de diseño

1.2 TIPOS DE FUNDACIONES PROFUNDAS

Fundaciones ejes perforados están ampliamente descritos como molde en el lugar elementos de los cimientos profundos construidos en un agujero perforado que se estabiliza para permitir la colocación controlada de refuerzo y concreto. Varios otros

tipos de cimentaciones profundas son empleados en trabajos de transporte, tal como se describe a continuación con distinciones

de pozos perforados.

• pilotes hincados son elementos estructurales prefabricados que se instalan en el suelo con una pila

conducción martillo. Pilotes hincados se han utilizado para apoyar las estructuras de miles de años y en

tiempos actuales de acero H, tubos y pilotes de hormigón pretensado son comúnmente utilizados para el transporte

estructuras. Directrices para el diseño y construcción de pilotes impulsados son proporcionados por

Hannigan et al en FHWA SNS-05-042 (2006). Pilotes hincados son típicamente de 12 a 36 pulgadas de

diámetro o anchura y por lo tanto de menor tamaño que los ejes perforados. Pilotes hincados desplazan la tierra en

que son accionados y no pueden penetrar materiales duros o roca. En suelos blandos o espeleología existe

hay preocupación por la estabilidad de un agujero.

• Micropilotes son perforados pilas que son típicamente menos de 12 pulgadas de diámetro y construyen utilizando

una alta resistencia varilla de acero o tubería que está cementado en la formación del rodamiento. Directrices para

diseño y construcción de micropilotes son proporcionados por Armour et al en FHWA-SA-97-070 (2000).

Estas pilas se pueden perforar en incluso el rock duro y lograr resistencia muy alta axial para un

pequeño elemento estructural. Los micropilotes se ven favorecidas en condiciones en las que el pequeño tamaño es una

Advantage y donde el equipo de perforación ligero, móvil debe ser empleado.

• pilotes de barrena de vuelo continuo y perforados pilotes de desplazamiento se perforan pilotes que son

típicamente de 12 a 30 pulgadas de diámetro. Estas pilas se distinguen de los ejes perforados en que la

pila está formada por atornillar el tornillo sinfín continuo o herramienta de desplazamiento en el suelo y luego

rejuntado o de hormigonado a través del centro hueco de la barrena; por lo tanto no hay un agujero abierto en

cualquier momento durante el proceso de construcción. Directrices para el diseño y construcción de éstos

tipos de pilas son proporcionados por Brown et al (2007).

Todos los tipos de pilotes descritos anteriormente se utilizan más a menudo en grupos conectados en la parte superior con una pila

reforzado pilecap hormigón. Ejes perforados se distinguen de otros tipos de pilas en que los ejes perforados

a menudo son sustancialmente más grande en tamaño, que se utiliza con frecuencia como un único soporte de eje para una sola columna sin

una gorra, y con frecuencia instalado en estratos rodamiento duro para lograr resistencia muy alta carga en un solo eje. LA

Descripción de los ejes y aplicaciones perforados que puede favorecer el uso de bases de eje perforados sigue.

1.3 FUNDAMENTOS EJE PERFORADOS - DESCRIPCIÓN E HISTORIA

Fundaciones ejes perforados están formados por excavar un agujero, por lo general de 3 a 12 pies de diámetro, la inspección

el suelo o la roca en la que se forma la base, y la construcción de un hormigón armado colado en el lugar

fundación dentro del agujero. La fundación como construido soporta fuerzas axiales a través de una combinación de

esquila lado y la resistencia teniendo final. El gran diámetro miembro de hormigón reforzado también es capaz

de proporcionar resistencia sustancial a las fuerzas laterales y vuelco como se ilustra en la Figura 1-2. Perforado

ejes para las estructuras de transporte se utilizan con bastante frecuencia a profundidades de hasta 200 pies en los EE.UU., pero puede

extender a profundidades de hasta 300 pies o más.

Figura 1-2 Esquema de axial y lateral Resistencia de un eje perforado pozos perforados también se conocen por otros nombres, incluyendo muelles perforados, cajones, emitidos-in-hoyos perforados pilas (CIDH - terminología Caltrans) y pilotes (Europa ). La referencia común a estas fundaciones como "cajones" refleja la historia del desarrollo de las fundaciones de ejes perforados. El término "cajón" se utiliza para

hacer referencia con más precisión muy grandes zapatas que están hundidos en su posición por la excavación a través o por debajo de la estructura de cajón, y el uso de ejes perforados evolucionó en muchos aspectos de la construcción de cajón. Construcción de compuerta flotante se ha utilizado durante cientos de años, y fue pionero en la construcción del puente de Estados Unidos en 1869 por James Eads en San Luis y posteriormente en la década de 1870 por Roebling en el puente de Brooklyn (McCullough, 1972). Un diagrama de la construcción de cajones se muestra en la Figura 1-3 de uno de los puentes más famosos del mundo, el Firth of Forth en Escocia cruzar. Estos cajones se construyeron como "cajones neumáticos" en el que se mantuvo la presión de aire por debajo del cajón ya que hundido para evitar la entrada de agua en la cámara por debajo de donde los trabajadores excavaron bajo el borde de corte para hundir el cajón al estrato cojinete requerido cajón. Cajones neumáticos son raros hoy debido a cuestiones de seguridad, pero así cajones abiertos están todavía en ocasiones utilizan para puentes en ambientes de aguas profundas. Así cajones abiertos suelen consistir en una caja abierta en la parte superior e inferior, con pozos de dragado para excavar el suelo a través del cajón de hundirse en su lugar. Varios grandes puentes se han construido recientemente en grandes cajones rectangulares "abrir-bien", incluyendo el nuevo puente de Tacoma Narrows y el río

Mississippi se cruzan en Greenville, MS (Figura 1-4).

Figura 1-3 neumática Caisson de Firth of Forth Bridge (Mackay, 1990)

Más pequeño, se utilizaron cajones o ejes circulares para apoyar la construcción de estructuras y algunos transporte

estructuras en la década de 1900 en varias ciudades grandes incluyendo Kansas City, Chicago, Boston y Nueva

York. Estas formas tempranas de pozos perforados fueron generalmente excavados a mano. El edificio conocido primero

soportado en cajones de este tipo está el Ayuntamiento en Kansas City, que fue construido en 1890

(Hoffmann, 1966). Debido a la preocupación de que las pilas de madera podrían pudrirse, el edificio superintendente de la ciudad, SE

Chamberlain diseñado las bases para consistir en 92 cajones, 4½ pies de diámetro, colocada para influir en

piedra caliza a una profundidad de alrededor de 50 ft. La excavación fue apoyada por secciones cilíndricas de 3/16 "caldera

plato "para evitar el colapso de la tierra que rodea la excavación" (Chamberlain, 1891), y rellenado

no con hormigón pero con ladrillo vitrificado establecido en el cemento hidráulico. Un dibujo de la estrella de Kansas City

periódico se reproduce en la Figura 1-5 a continuación. Descripción de Chamberlain de este enfoque en el Anual

Convención del Instituto Americano de Arquitectos en Chicago en el otoño de 1890 puede haber contribuido a

la adopción de esta técnica para varias estructuras en esa ciudad poco después.

Figura 1-4 Caisson Construcción en Puente Greenville (Jacobson, 2007)

Varios edificios notables en Chicago que había sido fundada en zapatas corridas habían sufrido daño

asentamiento. El uso de pilotes de madera causó tal palpitante de la zona circundante que los propietarios de la

Chicago Herald consiguió una orden judicial para detener la construcción de los pilotes en Chicago la Bolsa

Edificio de Exchange debido a daños estructurales en el edificio (Rogers, 2006). El diagrama a la izquierda de

La figura 1-6 ilustra una base del tipo diseñado por William Smith Sooy para una pared de la

Edificio de la Bolsa de Chicago en 1893. Los ejes se construye como excavaciones circulares con

lengua y acanalado retraso de madera que fue impulsado por delante de la excavación y se preparó con aros de hierro.

Este método de excavación con retraso de la madera en forma circular se hizo conocido como el "Chicago

Método ". Estos tipos de fundaciones no son en realidad cajones en el verdadero sentido de la palabra, pero el término

pegado y todavía se utiliza hoy en día, incluso para la construcción del eje perforado moderna.

El diagrama de la derecha de la figura 1-6 ilustra un "cajón Gow" del tipo por primera vez por el coronel Charles

Gow de Boston que fundó el Gow Construction Co. en 1899. El telescópico formas carcasa podría ser

recuperada durante la colocación del concreto. En la década de 1920, la Compañía Gow construyó y utilizó un cucharón

máquina que barrena era accionado eléctricamente y montado en el bastidor de la plataforma giratoria tractor de orugas

de una grúa (Greer y Gardner, 1986), promoviendo así el desarrollo de ejes de la máquina-perforado

Figura 1-6 Los primeros Fundaciones "Caisson" (Rogers, 2006); (a) "Método de Chicago" y (b) "Gow

Caisson "

FHWA-SNS-10-016 1 - Información general

Perforado Manual Ejes 1 a 8 may, 2010

Aunque ha habido una importante evolución de la industria del eje perforado en los últimos 40 años a la

tipo de construcción y diseño que prevalece hoy (2009), la máquina perforado pozos se hicieron más

generalizada durante la década de 1930 y se convirtió cada vez más utilizado durante el auge de la construcción después de la Segunda Guerra Mundial.

El AH Beck Company comenzó a utilizar pozos perforados en 1932 (foto en la Figura 1-7) y, junto con

McKinney Drilling (fundada 1937), fueron algunos de los pioneros de la industria del eje perforado en Texas.

Agujeros uncased augered más pequeños de 30 pulgadas de diámetro eran comunes, y en ocasiones se emplean herramientas

para cortar rápidamente un underream o campana. En California, las máquinas de "cubo-taladro" fueron más comunes, utilizando un

inferior vertido balde cavar cavar y levantar los suelos en lugar de un tornillo sin fin.

Figura 1-7 Un temprano perforado Eje Rig y equipo (cortesía AH Beck & Co.) Moderno perforó técnicas de construcción del eje se describen en los capítulos 4 a 9 de este manual e incluyen equipos que van desde la simple equipo montado camión utilizado para barrena agujeros no muy diferentes del que se utiliza en la década de 1940 a las máquinas modernas, capaces de perforar grandes ejes, profundos en materiales muy duros (Figura 1-8). Los trabajadores generalmente no entran en la excavación y la

colocación del hormigón bajo el agua se emplea comúnmente para que no se requiere una excavación seca. Las técnicas para las pruebas para verificar geotécnica fuerza y la integridad estructural son comunes a fin de que los ejes perforados se pueden utilizar con un alto grado de confianza en la fiabilidad de la fundación.

Figura 1-8 típica Perforados Moderno eje Rigs

La foto en la Figura 1-9 muestra la construcción de los cimientos principales pilón para un nuevo Missouri atirantado

Puente sobre el río en Kansas City, 108 años después del primer uso pionero de pozos perforados para el Ayuntamiento.

Los equipos y métodos de construcción han avanzado mucho más allá de los conceptos originales propuestas en

1890, pero la idea básica es la misma: para apoyar la estructura de la roca madre debajo de suelos débiles utilizando pequeñas,

económicamente construida fundaciones "de cajón". La historia de pozos perforados este modo se ve que ha llegado

círculo completo: las grandes técnicas de construcción de cajones utilizados para puentes fueron adaptados para construir pequeñas

diámetro "cajones" para apoyar a los edificios que conducen de nuevo al uso de grandes ejes perforados para puentes y

otras estructuras de transporte.

Figura 1-9 Construcción de 12 pies de diámetro perforado Ejes para la Fundación Principal Pilón,

Christopher S. Bond Bridge, Kansas City (foto de Gary Naugle, MoDOT)

El desarrollo de la mejora de los equipos, materiales y métodos para el diseño y las pruebas han permitido la

el uso rentable de los ejes perforados en una mayor variedad de aplicaciones y con mayor fiabilidad que era

nunca antes posible. Las siguientes secciones proporcionan una visión general de algunas aplicaciones de pozos perforados

para estructuras de transporte, junto con los factores que afectan a la selección de ejes perforados como un profundo

alternativa fundación.

1.4 SELECCIÓN DE pilas perforadas

Ejes perforados se pueden instalar en una variedad de perfiles de suelos y rocas, y se utilizan de manera más eficiente, donde

una capa de soporte fuerte está presente. Cuando se coloca a dar dentro o sobre la roca, muy grande la resistencia axial

se puede lograr en una fundación con una pequeña huella. El uso de un único soporte de eje evita la necesidad

para un encepado con la excavación asistente y apoyo de excavación, una característica que puede ser importante

donde las nuevas fundaciones se construyen cerca de las estructuras existentes. Fundamentos sobre el agua a menudo puede ser

construida a través de la carcasa permanente, evitando la necesidad de una ataguía. Ejes perforados también pueden ser

instalado en suelos y formaciones rocosas duras, resistentes a recorrer encontrado debajo del suelo fácilmente transitable en condiciones

donde la instalación de pilotes hincados podría ser poco práctico o imposible. Ejes perforados han disfrutado

incremento en el uso de puentes de carretera en zonas sísmicamente activas, debido a la resistencia a la flexión de un gran

diámetro de la columna de hormigón armado. Ejes perforados pueden ser utilizados como bases para otras aplicaciones

tales como muros de contención, muros de sonido, signos o iluminación de alta del mástil, donde un soporte sencillo para el vuelco

cargas es la función primaria de la fundación.

Las siguientes secciones describen algunas aplicaciones para el uso de bases de ejes perforados en el transporte

estructuras, seguidos por una discusión de las ventajas y limitaciones de los ejes de taladrado con relación a

tipos de fundaciones alternativas.

1.4.1 Aplicaciones

Fundaciones ejes perforados son opciones fundamento lógico para una variedad de estructuras de transporte si el

las condiciones de carga y las condiciones del terreno son favorables. Las siguientes secciones describen algunos de los

circunstancias en las que perforan pozos son a menudo la base de la elección para bases estructurales.

1.4.1.1 Fundamentos Bridge

Para bases de apoyo estructuras de puentes, las condiciones favorables para el uso de ejes perforados incluyen la

siguiente:

• Los suelos cohesivos, especialmente con aguas subterráneas profundas. Para estas condiciones de tipo de suelo, perforado pozos

son fácilmente construido y puede ser muy rentable (Figura 1-10).

• Estratigrafía donde un estrato rodamiento firma está presente dentro de 100 pies de la superficie. Ejes perforados

puede proporcionar gran axial y resistencia lateral cuando se basa en o socketed en roca u otro

fuerte estratos rodamiento.

• Construcción de nuevas fundaciones, donde una pequeña huella es deseable. Para un proyecto de ampliación o

un intercambio con rampas de "sobrevuelo" u otros espacios congestionados, un solo eje perforado bajo un

de una sola columna puede evitar la gran huella que sería necesaria con un grupo de pilas. LA

solo eje también puede evitar el costo de apuntalamiento y posiblemente deshidratación que podría ser necesaria para

excavaciones temporales. Construcción de ejes perforados a menudo se puede realizar con un mínimo

impacto en las estructuras cercanas. La figura 1-11 ilustra algunos ejemplos de estos tipos de aplicaciones.

Figura 1.10 Construcción del eje perforado en seco, suelos cohesivos

Figura 1-11 Ejes perforados para Fundaciones Bridge donde Small Footprint es deseable

Construcción de cimientos más de agua donde perforados ejes se puede utilizar para evitar la construcción de

una ataguía. La foto en la figura 1-12 ilustra un muelle de dos columnas en construcción en un río

con un único eje de soporte cada columna.

• Fundaciones con muy alta axial o cargas laterales. La foto en la figura 1-13 muestra la construcción de

un grupo 5-eje con un pie de la línea de flotación de un puente con grandes cargas de cimentación en relativamente profunda

agua.

Figura 1-12 Ejes perforados para Columna de Apoyo Individual sobre el agua

Figura 1-13 Grupo de los pozos perforados para Grandes Cargas

• Fundaciones con condiciones socavación profundas donde pilotes hincados pueden ser difíciles de instalar. las fotos

en la figura 1-14 son de un puente en Arizona. Las pilas originales habían sido expulsados a la negativa, pero

Posteriormente, uno de los fundamentos se habían perdido debido a la socavación.

• Construcción de nuevas fundaciones con acceso restringido o condiciones generales bajos. A menudo, alto

capacidad perforado bases de eje pueden construirse en estas circunstancias con especialidad

equipo. La construcción de nuevas bases para una estructura de reemplazo antes de

demolición de estructuras existentes se puede utilizar para reducir el impacto de la construcción en el viaje

público. La foto en la Figura 1-15 muestra pozos perforados con baja altura.

Figura 1-14 Ejes perforados instalados para Deep Scour Problema

Figura 1-15 Ejes perforados con bajo Espacio libre

1.4.1.2 Otras aplicaciones

Fundaciones ejes perforados pueden ser particularmente bien adaptados a usar para otros tipos de transporte

estructuras. Debido a la buena resistencia en flexión proporcionar anfiteatro diámetro columnas de concreto reforzado,

pilas perforadas se adaptan bien a las estructuras donde las cargas están dominadas por el vuelco tales como paredes de sonido,

signos y estructuras de iluminación. En la mayoría de los casos, perforado pozos para estas aplicaciones no requieren gran

longitud y el equipo de perforación utilizado para instalarlos pueden ser relativamente ligero y móvil. Algunos

Ejemplos de estos tipos de aplicaciones se proporcionan en la figura 1-16. El diseño de pozos perforados para

fuerzas laterales y el vuelco se describe en el capítulo 12 de este manual.

Estructuras de retención pueden basarse en ejes perforados o incluso pueden incorporar ejes perforados en la pared

sí mismo. Muros convencionales de hormigón armado pueden incluir pozos perforados de apoyo a la igualdad de la pared, pero

a menudo los ejes pueden ser utilizados en una sola fila sin una tapa de pie y con el elenco de la pared encima de la fila de

ejes, como se ilustra a la izquierda de la figura 1-17. Ejes perforados también se pueden utilizar como soldado con vigas

paneles prefabricados colocados entre para formar una pared como se muestra a la derecha.

Figura 1-16 Ejes perforados para pared sonora (izquierda) y Sign (derecha)

Figura 1-17 Ejes perforados utilizados para apoyar la Tierra estructuras de contención

Ejes perforados incluso pueden utilizarse para formar una pared de arriba hacia abajo antes de la excavación como una pila secante o tangente

sistema. Pilotes secantes se forman mediante la perforación de pozos alternos, a continuación, posteriormente la perforación de la pila primaria por

cortar en el eje existente como se muestra a la izquierda de la figura 1-18. Pilotes secantes son útiles cuando es un sello

requerido. Pilotes tangentes se forman típicamente adyacentes entre sí o con un pequeño espacio entre sin

corte en pilas existentes. Un recubrimiento estético (paneles prefabricados de hormigón o de hormigón colado in situ) o

revestimiento de hormigón proyectado se puede usar después de la excavación para exponer la pared.

Figura 1-18 perforado eje secante pared (izquierda) y Tangente pared (a la derecha)

Ejes perforados se han utilizado en los sistemas de estabilización de deslizamientos. Una pared del pozo perforado o hileras de

ejes con espacio entre puede ser construido sobre una superficie de deslizamiento para proporcionar contención fuerza a un deslizamiento

masa de suelo. Aunque este enfoque puede ser una solución cara a los problemas de estabilidad de taludes, puede haber

aplicaciones donde-derecho de vía u otras limitaciones impidan la clasificación o cambios en la geometría de la pendiente.

1.4.2 Ventajas y Limitaciones

Muchas de las ventajas de los ejes perforados son evidentes a partir de una revisión de las aplicaciones citadas anteriormente. En

Además, los ejes perforados ofrecen la oportunidad de inspeccionar directamente el material de cojinete de modo que la naturaleza de

el estrato de apoyo puede ser confirmada. Sin embargo, no hay ninguna medición directa que puede estar relacionado con

resistencia axial como en el caso de la resistencia trilla. El más significativo de las limitaciones están relacionadas

a la sensibilidad de la construcción a las condiciones del suelo y la influencia de las condiciones del terreno en

rendimiento del eje perforado. Un resumen de las ventajas y limitaciones de los ejes perforados en comparación con otro

tipos de cimentaciones profundas se proporciona en la Tabla 1-1.

1.5 CLAVES PARA USO CON ÉXITO DE pilas perforadas

Debido pilas perforadas son sensibles a las condiciones del terreno y las técnicas de construcción utilizadas, es

críticamente importante que los diseñadores se familiaricen con estos factores de manera que se seleccionan los ejes perforados para su uso

en las circunstancias adecuadas, el diseño es construible, y las especificaciones y la garantía de calidad

medidas son adecuados para asegurar que una base fiable se construye. Las claves del éxito

construcción y diseño de pilas perforadas se describen a continuación.

• Investigación del Subsuelo. Es necesaria una investigación del subsuelo profundo no sólo para el

diseño de cimentaciones de ejes perforados, sino también para la construcción. Cuestiones relacionadas con la construcción de

ejes perforados deberán dirigirse en el momento de la investigación del sitio y en el posterior

informe. Los artículos tales como el nivel de las aguas subterráneas, relativa permeabilidad del suelo, la dureza de la roca y geológica

características que pueden afectar a la perforación son importantes para la planificación y ejecución de la obra. Porque

pilas perforadas son a menudo diseñados para tener en suelos duros o el rock, la caracterización de estos materiales

para el diseño de los propósitos pueden ser un reto. Directrices para la investigación del sitio y la determinación de

propiedades geomaterial se describen en los capítulos 2 y 3.

• Conocimiento de las técnicas de construcción. Con el fin de diseñar ejes perforados que son

construible, rentable y fiable, es esencial que los ingenieros y gerentes de proyectos tienen

un conocimiento profundo de los métodos de construcción para ejes perforados. La construcción del eje perforado

métodos y materiales se describen en los capítulos 4 a 9.

• Diseño para Constructabilidad y fiabilidad. El rendimiento de los ejes perforados puede ser fuerte

influenciado por la construcción, y un tema recurrente en todo el proceso de diseño es que

constructibilidad considerarse en cada paso. El diseño robusto es uno que es sencillo de ejecutar

y construir y puede adaptarse a las variaciones en las condiciones del subsuelo y reducir al mínimo el riesgo de

retrasos o cambios costosos. Aspectos de diseño se describen en los capítulos 10 a 16. La reciente

desarrollo de técnicas avanzadas para pruebas de carga pilas perforadas ha permitido a los diseñadores

incorporar pruebas de sitio específico para medir el rendimiento, reducir el riesgo de mala fundación

rendimiento, y evitar diseños que son excesivamente conservador, caro, y más difícil

construir. Las pruebas de carga se describe en el capítulo 17. Los diseños construibles son más rentable;

factores que afectan el costo se resumen en el capítulo 22.

• Las especificaciones apropiadas. Especificaciones establecen las normas contractuales para la ejecución de la

trabajar y debe incluir disposiciones que sean a la vez construible y que proporcionan la necesaria

los medios de aseguramiento de la calidad en el proyecto terminado. La comprensión de la construcción

técnicas y la posible influencia de la construcción deben ser incorporados en las especificaciones

que son apropiadas para el proyecto específico. Especificaciones Guía con comentarios son

prevista en el capítulo 18.

• Aseguramiento de la Calidad. Fundaciones ejes perforados se echan-in-place estructuras de hormigón armado

que a veces se construyen en circunstancias difíciles. Con el fin de asegurar que fiable

cimientos se construyen, un riguroso programa de inspección y pruebas es esencial. LA

discusión de inspección y pruebas para pozos completados se proporciona en los capítulos 19 y 20.

Las técnicas para la reparación de defectos se describen en el Capítulo 21.

1.6 Resumen

En este capítulo se ha proporcionado una introducción a las fundaciones del eje perforados, junto con una breve historia de la

desarrollo de ejes perforados en los EE.UU. Algunas aplicaciones potenciales de pilas perforadas para el transporte

estructuras son presentados con ventajas y limitaciones en comparación con otros tipos de cimentaciones profundas.

Por último, un resumen de las claves para el uso exitoso de las fundaciones de ejes perforados hace hincapié en el tema de la

diseño para constructibilidad. Los detalles sobre la selección, diseño, construcción e inspección de pozos perforados

se presentan en los siguientes capítulos. El diseño de pozos perforados en este manual se presenta en el

Formato de la carga y factor de resistencia (LRFD) el diseño, en consonancia con la actual (2009) AASHTO

normas.

CAPITULO 2

CARACTERIZACIÓN DE SITIO

2.1 INTRODUCCIÓN

La caracterización del sitio es el proceso de definición de las unidades de suelos y rocas del subsuelo y su bienestar físico y

propiedades de ingeniería. Para ejes perforados, la información obtenida se utiliza para dos propósitos generales: (1)

análisis de resistencias y respuesta de carga-deformación, que determina el diseño general, y (2)

viabilidad de la construcción, los costos y la planificación. La caracterización del sitio a fondo hace que sea posible diseñar

bases fiables, económicos y construibles ejes perforados que satisfagan las expectativas de desempeño.

La caracterización del sitio inadecuada puede conducir a diseños no económicas, disputas de construcción y reclamaciones, y

fundaciones que no cumplen con las expectativas de rendimiento. En el enfoque de diseño LRFD, la incertidumbre

asociado con propiedades de ingeniería geomaterial se tiene en cuenta a través de factores de resistencia.

Por lo tanto, el proceso de caracterización del sitio debe ser suficiente para definir la variabilidad de suelo y roca

propiedades de ingeniería utilizados en los métodos de diseño LRFD presentados en los capítulos siguientes de este manual.

Tabla 2-1 resume la información necesaria para el diseño de pilas perforadas. Para cada característica o

propiedad y para cada tipo de geomaterial, el medio o método (s) utilizado para obtener la información son

identificado. La información necesaria para el diseño de ejes perforados se puede dividir en tres generales

categorías: las condiciones (1) estratigrafía del subsuelo y de las aguas subterráneas, (2) las propiedades índice y

clasificación de geomateriales, y (3) la fuerza de ingeniería específica y deformación propiedades.

Información adicional requerida específicamente para constructibilidad se considera en la Sección 2.3.4. Este

capítulo describe el enfoque general de la investigación del sitio con un enfoque en las responsabilidades de la

ingeniero geotécnico, cómo poner en práctica un programa de investigación en fases, métodos de exploración de campo

y toma de muestras y preparación de informes geotécnicos. El capítulo 3 presenta una descripción más detallada de los

métodos utilizados para determinar las propiedades específicas de ingeniería utilizados en las ecuaciones de diseño y enumeradas en

Tabla 2-1. Además, algunas ecuaciones de diseño se basan en correlaciones empíricas entre fundación

resistencias y las mediciones de las pruebas in situ. Estos son discutidos en los capítulos de diseño adecuados

de carga lateral (capítulo 12) y la carga axial (Capítulo 13), y en el Apéndice B (Especial

Geomateriales).

Artículo 10.4 del Pliego de AASHTO LRFD Puente Diseño (AASHTO, 2007) tiene provisiones para

investigaciones del sitio y el establecimiento de suelos y rocas propiedades para el diseño de bases. Adicional detallada

tratamiento de métodos específicos está disponible de varias fuentes. La carretera federal EE.UU.

Administración ha desarrollado documentos de referencia que se ocupan de mecánica básica del suelo, sitio

caracterización y evaluación de las propiedades del suelo y roca para aplicaciones geotécnicas al transporte

instalaciones. Estos incluyen Mayne et al. (2001), Sabatini et al. (2002), y Samtani y Nowatzki (2006).

2.2 PAPEL DEL INGENIERO DEL TERRENO

Implementación de un programa de caracterización del sitio efectiva requiere de la participación directa de un

experimentado ingeniero geotécnico (o ingeniería geólogo), con un conocimiento profundo de

técnicas de investigación del subsuelo, los procedimientos de diseño fundación, y la construcción del eje perforado

la tecnología. Como miembro del equipo de diseño para un puente u otra estructura, es la responsabilidad de la

proyectar ingeniero geotécnico para dirigir la recopilación de los datos existentes, la conducta reconocimiento de campo,

iniciar la investigación del subsuelo, y para revisar su progreso. También es importante que el geotécnica

ingeniero de participar en las primeras etapas de desarrollo del proyecto para definir cuestiones geotécnicas que pueden

Selección de la Fundación del impacto y la ubicación, y porque es necesario en toda la entrada geotécnica

proceso, desde la selección del sitio de terminación de la construcción fundación.

Tabla de clave:

• CD - drenado prueba de compresión triaxial consolidado

• CPT - Cone Penetration Test (Sección 3.1.2)

• CPTu - Cone Penetration Test con mediciones de la presión del agua intersticial (Sección 3.1.2)

• CU - prueba de compresión triaxial no drenada consolidado

• CU-bar - prueba de CU con mediciones de la presión de agua de poro

• DMT - Prueba Dilatómetro

• GSI - Resistencia Geológica Índice

• PMT - Prueba presiométricos; Designación de calidad de la roca - RQD

• SPT - Prueba de Penetración Estándar (Sección 3.1.1)

• USS - muestra de suelo inalterado

• USCS - Sistema de Clasificación Unificada de Suelos

• VST - Vane Prueba Shear (Sección 3.2.2)

Una vez obtenidos los datos de la investigación de campo y el programa de pruebas de laboratorio, el

ingeniero geotécnico es responsable de la reducción y la interpretación de estos datos, la definición de

estratificación del subsuelo y de las aguas subterráneas condiciones, la selección del suelo adecuada y diseño de rock

parámetros y presentación de los resultados de la investigación en un informe geotécnico. Los usos del equipo de diseño

esta información adquirida subsuelo en el análisis y diseño de bases de ejes perforados, por

estimaciones de construcción y planificación, y si es necesario, para evaluar las reclamaciones de construcción.

PROGRAMA DE CARACTERIZACIÓN 2.3 SITIO

El alcance de un programa de caracterización del sitio se determina por el nivel de complejidad de la geología del sitio,

características de la fundación de carga, tamaño y criterios de desempeño estructural del puente u otra estructura,

niveles aceptables de riesgo, la experiencia de la agencia, las consideraciones de constructibilidad, y otros factores.

Parte de la información necesaria para establecer el alcance de la caracterización del sitio sólo puede ser conocida

después de un estudio preliminar del sitio. Por esta razón, las investigaciones de sitios para proyectos de ejes perforados puede

se llevará a cabo a través de un programa de exploración en fase. Esto normalmente podría incluir las siguientes etapas:

(1) colección de datos del sitio existente, (2) una etapa de reconocimiento de campo, y (3) una exploración detallada del sitio

escenario. Etapas de investigación adicionales pueden ser considerados si hay cambios de diseño significativos o si locales

complejidades del subsuelo justifican más estudios. Cuando está debidamente planificado, este tipo de multi-fase

investigación proporciona información subsuelo suficiente y oportuna para cada etapa de diseño al tiempo que limita

el riesgo y el costo de exploraciones innecesarias. En el proceso de diseño global de pilas perforadas como se presenta

en el Capítulo 11 (ver Figura 11-1), la recogida de los datos existentes y reconocimiento de campo comprenden Paso 2:

Definir proyecto geotécnicos condiciones del sitio. La exploración detallada web constituye Paso 4: Desarrollar

y ejecutar Programa de Pruebas de Laboratorio subsuperficial Exploración y de Sistemas de la Fundación factibles.

Exploración web adicional podría ser necesario durante la fase de construcción en algunos casos.

2.3.1 Recolección de Datos

Esta etapa consiste en la recogida de toda la información disponible relacionada con el sitio y la estructura propuesta,

como se resume en la Tabla 2-2. La principal fuente de información sobre la estructura será la

Puente y Estructuras Oficina de la agencia de transporte estatal o local. ¿Hay planes preliminares desarrollados

por el ingeniero estructural debe ser estudiado y el ingeniero geotécnico debe coordinar directamente con

el ingeniero estructural y otro personal del proyecto, preferiblemente a través de reuniones periódicas con el equipo de diseño.

Información subsuperficial apuntado para la recopilación de datos incluye la geología del sitio y ninguna específica existente

información geotécnica. La geología del sitio se refiere a la fisiografía, geología superficial, y la roca madre

geología del sitio. Las fuentes de datos existentes incluyen: mapas geológicos y topográficos, informes geológicos

y otras publicaciones, bases de datos informáticas, fotos aéreas, perforaciones en los sitios cercanos, construcción anterior

registros, y la consulta con otros geo-profesionales. Muchas referencias están disponibles que proporcionan

información detallada sobre las fuentes y aplicaciones de los datos existentes para la caracterización del sitio geotécnica

(NAVFAC, 1982;. Mayne et al, 2001). Tabla 2-2 identifica las fuentes de información existentes y cómo

cada fuente se puede utilizar como parte de un estudio sitio.

Los datos geológicos y geotécnicos obtenidos del estudio de recopilación de datos se utilizan para establecer

alteraciones en el lugar previstos y viabilidad de los diversos tipos de cimentación, hacen estimaciones preliminares de costos,

identificar problemas potenciales, y para planificar las fases más detalladas de la exploración del sitio. Siguiendo los datos

estudio de la colección, el ingeniero geotécnico está mejor preparado para la etapa de reconocimiento de campo de la

investigación.

Reconocimiento 2.3.2 Campo

Uno o más visitas al sitio por el ingeniero geotécnico, con "plan en la mano" y acompañado por el proyecto

ingeniero de diseño, si es posible, es un paso necesario en el proceso de caracterización del sitio. Las visitas al sitio proporcionan la

mejor oportunidad de observar y grabar muchas de las características de la superficie perteneciente a acceder y trabajar

condiciones y desarrollar una apreciación de la geológica, topográfica y las características geotécnicas del

el sitio. Las visitas al sitio pueden proporcionar evidencia de rasgos superficiales que afectan a la construcción. Un parcial

lista de factores que se identificaron incluye lo siguiente:

• Restricciones en los puntos de entrada y colocación de equipos de construcción y perforación exploratoria

equipos, tales como líneas eléctricas, puentes existentes y áreas de trabajo restringidas.

• Existencia de servicios públicos de superficie y del subsuelo y las limitaciones en cuanto a su remoción, reubicación,

o protección.

• La ubicación de las estructuras existentes en el sitio y en los sitios adyacentes. Descripciones de construida como la-

fundamentos de esas estructuras deben ser obtenidos si se puede esperar razonablemente que el subsuelo

movimientos de tierra podrían ocurrir en las ubicaciones de esas fundaciones debido a eje perforado

construcción.

• Ubicación de los árboles y otra vegetación, y las limitaciones en cuanto a su eliminación o daños.

• Los tanques de petróleo subterráneo posibilidad de contaminación del subsuelo, por ejemplo, debido al abandono o

antiguos vertederos.

• Presencia de las aguas superficiales.

• escarpes de falla, rocas, tierra hummocky, y otras características de la superficie que pueden sugerir

condiciones del subsuelo.

• Las comparaciones de las curvas de nivel inicial y final de la página de superficie.

• Estado de la superficie del terreno que podría esperarse razonablemente en el momento de la construcción como

relacionada con la transitabilidad de equipo de construcción.

• Restricciones de ruido y / u otras condiciones ambientales.

Encuestas geológicas del suelo también pueden llevarse a cabo como parte de un estudio de reconocimiento en los sitios donde geológica

existen riesgos (por ejemplo, los deslizamientos de tierra), o cuando afloramientos superficiales pueden proporcionar información útil. En estos

encuestas, los geólogos de ingeniería registran observaciones sobre las condiciones de topografía, formas de relieve, suelos y rocas,

y las condiciones de las aguas subterráneas. Cuando la roca madre está expuesta en afloramientos superficiales o excavaciones, la asignación de campos

puede ser un paso esencial para la obtención de información sobre las características del macizo rocoso pertinentes para diseñar y

construcción de pozos de rock-socketed. Un ingeniero geólogo calificado o ingeniero geotécnico puede

realizar y registrar las observaciones y mediciones en los afloramientos rocosos que pueden complementar la información

obtenido a partir de sondeos y muestreos núcleo. Tipo de Roca, dureza, composición, grado de meteorización,

orientación y características de las discontinuidades, y otras características de una masa de roca pueden ser fácilmente

evaluada en afloramientos o cortes de carretera. Orientación sobre la cartografía geológica detallada de roca para la ingeniería

propósitos se da en la FHWA (1989), Murphy (1985), y ASTM D 4879 (ASTM, 2000). Fotografía de

la masa de roca puede ayudar a ingenieros y contratistas en la evaluación de las características del macizo rocoso o potencial

problemas asociados con una unidad de roca en particular.

Después de completar el estudio de recopilación de datos y reconocimiento del sitio, el ingeniero geotécnico debe ser

capaz de identificar los requisitos generales de diseño de cimentación y construcción del proyecto. Factible

tipos de cimentación deben determinarse en esta etapa y se supone en el resto de este capítulo que

ejes perforados se han seleccionado para una mayor investigación. Los tipos de datos geotécnicos necesarios y

métodos potenciales disponibles para obtener los datos necesarios se identifican y se utilizan para planificar la subsiguiente

las fases de la investigación.

2.3.3 Las investigaciones de campo detalladas

Esta etapa proporciona la información específica del sitio sea necesario para el diseño y construcción de pozos perforados.

Los métodos incluyen estudios geofísicos, de perforación y muestreo, pruebas de campo y ensayos de laboratorio. En el lugar

y pruebas de laboratorio para la determinación de las propiedades del suelo y de la ingeniería de rock se tratan en mayor

detalle en el capítulo 3. Para grandes estructuras es una práctica común para dividir la exploración de campo en dos

fases. Inicialmente, las perforaciones realizadas en unos pocos lugares selectos y pruebas geofísicas se utilizan para establecer una

perfil del subsuelo preliminar y así identificar los suelos llave y estratos de roca. Tras el análisis de la

datos preliminares aburridos, perforaciones adicionales se realizaron luego de llenar los huecos necesarios para el diseño y construcción. Un programa de investigación por etapas proporciona información suficiente para el diseño preliminar, pero

aplaza gran parte del costo de la investigación del sitio hasta que se termine el diseño de la estructura.

Se supone que el ingeniero estructural del proyecto ha desarrollado un plan preliminar antes de esta etapa en el

investigación. El ingeniero geotécnico utiliza el plan preliminar para el puente u otra estructura a

establecer la ubicación de los estudios geofísicos y lugares, profundidades, tipo y número de perforaciones para ser

realizado. En los casos en que se está haciendo la investigación para un edificio, los diseñadores deben proporcionar la

el diseño y la huella del edificio, los planes y las cargas de la columna y de pared. Muro de contención o pendiente

proyectos de estabilización requieren planes preliminares que muestran la ubicación de paredes del pozo perforado en planta

y la sección transversal incluyendo elevaciones.

2.3.3.1 Encuestas Geophysical

Métodos geofísicos, en conjunto con perforaciones, pueden proporcionar información útil sobre la estratigrafía

y propiedades de los materiales del subsuelo. Descripciones básicas de los métodos geofísicos y su aplicación a

ingeniería geotécnica se dan por Sirles (2006) y la FHWA (2008a).

Los métodos geofísicos aplicados con mayor frecuencia para las obras de cimentación del eje perforado son refracción sísmica

y la resistividad eléctrica. Refracción sísmica se basa en la medición del tiempo de viaje de compresión

ondas a través del subsuelo. Al llegar a un límite entre dos medios de diferentes propiedades del

velocidad de propagación se cambia (refracción). Este cambio en la velocidad se utiliza para deducir el subsuelo

perfil. Figura 2-1 (a) ilustra la idea básica para un simple perfil de dos capas en la que el suelo de menor

velocidad sísmica (Vp1) se superpone a la roca de más alta velocidad sísmica (Vp2). Una parcela de distancia de la fuente

en función del tiempo de viaje (Figura 2-1b) muestra un cambio claro en la pendiente correspondiente a la profundidad de la

interfaz (zc). Las soluciones también están disponibles para los casos de las interfaces inclinadas y múltiples subsuelo

capas. El equipo consta de una fuente de ondas de choque (normalmente un martillo golpeando una placa de acero), una

serie de geófonos para medir la llegada de las ondas sísmicas, y un sismógrafo con osciloscopio. Los

sismógrafo registra las señales de impacto y geófonos en una secuencia temporizada y almacena los datos en formato digital.

La técnica es rápida, precisa y relativamente económica cuando se aplica correctamente. La interpretación

la teoría es relativamente sencillo y el equipo es fácilmente disponible. Las limitaciones más importantes

son que es incapaz de detectar el material de menor velocidad (menor densidad) que subyace a mayor velocidad

(Densidad más alta) y que las capas delgadas a veces no son detectables (Mayne et al., 2001). Por estas razones,

es importante no confiar exclusivamente en la refracción sísmica, pero para verificar la estratigrafía del subsuelo en varios

perforaciones y se correlacionan las señales de refracción sísmica a los resultados aburridas. Uno de los más eficaces

aplicaciones de refracción sísmica es proporcionar profundidad hasta la roca madre sobre un área grande, eliminando algunas de las

la incertidumbre asociada con interpolaciones de profundidades del lecho rocoso de lugares entre perforaciones.

Un método recientemente desarrollado sobre la base de una mayor refracción sísmica se muestra prometedor para caracterizadora

sitios que requieren la profundidad hasta la roca madre de la información y de la diferenciación de los límites del subsuelo entre suave o

suelos granulares y suelos rígidos o densos. El método se basa en mediciones de refracción sísmica

datos microtemblores (comúnmente conocida como el método ReMi). El método utiliza la misma ReMi

la instrumentación y el diseño de campo como una encuesta refracción estándar. Sin embargo, hay ninguna fuente predefinida

puntos o ninguna necesidad de disparos sísmicos cronometrados o 'provocados'. En cambio, el método ReMi utiliza el ruido ambiental,

o la energía vibratoria que existe en un sitio sin el uso de la energía de entrada de martillos o explosivos.

Energía ambiente puede ser cualquier cosa, desde el tráfico a pie a los vehículos, las actividades de construcción, energía de las mareas, y

terremotos microtemblores. Además, un fuera de línea, fuente de energía de alta amplitud se puede utilizar para aumentar

energía ambiental

Figura 2-1 sísmica de refracción Método (Mayne et al., 2001); (A) el programa de instalación y los procedimientos de campo; (B)

Reducción de datos de Profundidad en Hard Capa (1 m = 3,28 pies)

El método de análisis es una técnica de ondas superficiales que relaciona la velocidad de la onda Rayleigh a la cizalla de onda

velocidad a través de una relación empírica (Louis, 2001). Se basa en dos conceptos fundamentales. En Primer Lugar,

que el equipo de grabación sísmica puede grabar con eficacia las ondas de superficie en frecuencias tan bajas como 2 Hz,

lo que requiere el uso de geófonos de baja frecuencia. En segundo lugar, un slownessfrequency simple, de dos dimensiones

(Pf) transformar de un registro microtemblores puede separar ondas superficiales Rayleigh de otros

llegadas sísmicos. Esta separación permite el reconocimiento de las velocidades de las ondas de cizalla de los materiales del subsuelo.

Ventajas de ReMi son que: requiere la instrumentación de refracción único estándar; no requiere desencadenado

fuente de energía de las olas; y, es eficaz en los entornos urbanos sísmicamente ruidosos.

El método ReMi de dos dimensiones se ha utilizado para la imagen de la interfaz suelo / roca de fondo debajo de los ríos (es decir,

condiciones de suelo saturado donde los métodos de la onda P estándar no trabajan) y en entornos urbanos donde ruidoso

condiciones del sitio prohíben el uso de métodos de refracción o reflexión convencionales (Sirles et al., 2009). Un reciente

aplicación de ReMi a un proyecto de transporte que implica ejes perforados en Honolulu, Hawai, ilustra su

utilidad. Según lo descrito por Sirles et al. (2009) se obtuvieron aproximadamente 2,7 millas de perfiles remi

con el fin de determinar la profundidad hasta la roca madre y para caracterizar la variabilidad lateral de depósitos de suelo como parte de la

Proyecto del Corredor de Tránsito (HHCTCP) Honolulu alta capacidad. Bedrock (basalto) dentro del área del proyecto

exhibe variaciones topográficas extremas y puede variar desde profundidades de 5 pies debajo de la superficie a más de 230 pies

debajo de la superficie, con los cambios que ocurren en distancias cortas. ReMi fue seleccionado por su capacidad para

establecer la profundidad hasta la roca madre entre perforaciones, lo que resulta en un ahorro significativo de costes mediante la reducción del número

de perforaciones exija lo contrario. La Figura 2-2 muestra un perfil típico del subsuelo a partir de mediciones Remi.

El uso de las correlaciones de sondeos y muestreos, se estableció que el 600 pies / seg de velocidad de contorno

representa un límite entre suelos blandos indiferenciadas / sueltos y suelos rígidos / densas, mientras que el 2000 pies / seg

contorno representa la frontera aproximada entre suelos que cubran y rock de sonido (basalto).

La resistividad es una propiedad fundamental de geomateriales eléctrica que varía con el tipo de material y el agua

contenido. Para medir la resistividad de la superficie del suelo (Figura 2-3), la corriente eléctrica es inducida a través

dos electrodos de corriente (C1 y C2) mientras que el cambio en el voltaje se mide por dos electrodos de potencial (P1

y P2). Resistividad eléctrica aparente se calcula entonces como una función de la diferencia de tensión medido,

la corriente inducida, y el espaciamiento entre electrodos. Se utilizan dos técnicas. En una encuesta a emitir el

Figura 2-2 ReMi Sísmica Perfil de velocidad (Zonge Geociencias, Inc., 2009)

Configuración Campo Figura 2-3 para la prueba de resistividad

línea central de los electrodos se fija mientras que el espaciamiento de los electrodos se incrementa para sucesiva

mediciones. La profundidad del material sometido a corriente aumenta con el aumento de distancia entre electrodos.

Por lo tanto, los cambios en la resistividad aparente medido con el aumento de distancia entre electrodos son indicativos de una

cambio en el material en profundidad. De este modo las variaciones en las propiedades del material con la profundidad (capas) pueden ser

determinar. El segundo método es una encuesta de perfiles, en el que se fija la separación entre electrodos, pero el

grupo de electrodos se mueve horizontalmente a lo largo de una línea (perfil) entre mediciones. Cambios en

resistividad aparente medido se utilizan para deducir variaciones laterales en el tipo de material. Resistencia eléctrica

métodos son baratos y mejor utilizado para complementar las encuestas de refracción sísmica y perforaciones. Los

técnica tiene ventajas para la identificación de materiales blandos entre perforaciones. Las limitaciones son que lateral

cambios en la resistividad aparente pueden interpretarse incorrectamente como relacionado profundidad. Por esta y otras razones,

determinaciones de profundidad pueden estar en error, que es por eso que es importante la utilización de estudios de resistividad en conjunto

con otros métodos.

Arrays de resistividad Multi-electrodo pueden proporcionar perfiles detallados del subsuelo en terrenos kársticos, una de las

mayoría de los ambientes geológicos difíciles para fundaciones eje perforados. Perfiles bidimensional utilizando

arrays de múltiples electrodos producen solución razonable para las características de imagen como la piedra angular pináculos

superficies salientes rocosos que sobresalen, zonas de fractura y huecos dentro de la masa de roca y en el suelo

sobrecargar. La Figura 2-4 muestra una tomografía de resistividad en un sitio de puente en la I-99 en Pennsylvania. El sitio es

situado en karst sustentada por dolomita y piedra caliza. El perfil de resistividad proporciona un muy buen partido

a la estratigrafía observada en perforaciones, sobre todo para la parte superior del perfil de rock. En la tomografía el ofrock superior

el perfil está bien definido por la capa oscura. Las inclusiones de roca en el suelo que cubre también son claramente

definido. Esta tecnología debe ser considerado para cualquier sitio en el que una estimación del perfil de superficie de la roca

se requiere y proporcionaría información valiosa tanto para el diseño y construcción de roca socketed

fundaciones.

Radar de penetración terrestre (GPR) es una técnica de superficie no invasivo que es útil para obtener imágenes de la

generalizada condiciones del subsuelo y utilidades de detección, objetos ocultos, y otras anomalías a profundidades de

aproximadamente 20 a 30 pies. GPR se podría utilizar para mayor beneficio que es el caso actualmente para la localización

obstrucciones de perforación, tales como zapatas viejos, restos de hormigón enterrados y cantos rodados. La identificación de objetos enterrados

antes de la construcción puede ahorrar costes y reducir las reclamaciones, ya que pueden ser removidos usando una retroexcavadora o

otro equipo de excavación antes de la construcción del eje perforado o planes se pueden hacer para evitar el

objeto. Si se descubre durante la excavación del eje perforado estos objetos se consideran obstrucciones y su

eliminación es más costoso y consume mucho tiempo

Figura 2-4 resistividad Tomograma, Pennsylvania Puente del sitio en Karst (Hiltunen y Roth, 2004)

Otros métodos geofísicos tienen potenciales aplicaciones a la exploración geotécnica en los sitios donde perforado

Se utilizarán bases de eje, pero no son de uso común en este momento. Estos incluyen el fondo del pozo y

métodos sísmicos crosshole. Sísmica de fondo de pozo se basa en la medición de los tiempos de llegada de los pozos de

ondas sísmicas generadas en la superficie del suelo. Sísmica crosshole implica medir los tiempos de viaje de

ondas sísmicas entre perforaciones. Ambos métodos ofrecen la estratigrafía del subsuelo, la profundidad a la roca, de la onda p

y las velocidades de la onda-s, módulo de cizallamiento dinámico, de pequeña cepa módulo de Young, y el coeficiente de Poisson. Estas

parámetros normalmente son aplicables a los análisis de sitio y estructura de respuesta al movimiento del terremoto.

Tomografía crosshole se basa en el análisis informático de crosshole datos sísmicos o de resistividad para producir un

Representación en 3 dimensiones de las condiciones del subsuelo. Estas técnicas son más caros y requieren

conocimientos especializados para la interpretación de los datos, pero puede estar justificada para grandes estructuras donde el detalle

información permite un diseño más rentable o elimina la incertidumbre que de lo contrario puede conducir a

sobrecostos de construcción. El análisis espectral de ondas superficiales (SASW) es capaz de determinar

estratificación del subsuelo y de pequeña deformación propiedades del suelo y roca.

Cada método geofísico tiene limitaciones asociadas con la física subyacente, con el equipo, y

los individuos de ejecutar la prueba y proporcionar la interpretación de los datos. Se remite al lector a la

estudio de Sirles (2006) para la discusión de las limitaciones.

2.3.3.2 Profundidad, el espaciado y Frecuencia de Perforaciones

AASHTO (2007) recomienda un mínimo de un aburrido por subestructura (muelle o tope) en el puente

sitios donde la anchura de la subestructura es 100 ft o menos y al menos dos perforaciones en subestructuras más de

100 pies de ancho. Estas recomendaciones son el mínimo para fundaciones en general, y perforan pozos puede

requerir perforaciones adicionales. Tabla 2-3 presenta las pautas generales sobre el número de perforaciones que se harán por

ubicación fundación eje perforado. Estas recomendaciones también deben ser considerados mínimos. Si

posible, es deseable para localizar un aburrido en cada eje de taladrado. En la práctica esto no siempre es factible y

factores como la experiencia, el acceso al sitio, el grado de variabilidad del subsuelo, la geología, y la importancia de la

se considerará estructura. Cuando las condiciones del subsuelo exhiben variaciones extremas más corta

distancias, múltiples perforaciones pueden estar justificadas en una única ubicación eje para determinar adecuadamente el suelo o

condiciones de roca a lo largo de los lados y debajo de la punta. Por ejemplo, los ejes de gran diámetro en kárstico

piedra caliza, ya sea sola o en grupo, puede requerir múltiples perforaciones en cada ubicación de eje para verificar que

toda la base se fundamenta en la piedra caliza y no se ve afectada por los huecos o zonas de suelo por debajo de la

base. La recomendación en la Tabla 2-3 para invertir en una aburrida por eje para los ejes de rock-socketed se basa

en la filosofía de que el costo de las perforaciones, aunque significativo, reduce la incertidumbre y el riesgo inherente a

el diseño y la construcción de tomas de roca, proporcionando información específica del sitio de la profundidad a la roca,

condición de la roca debajo de la base, la entrada de agua, y el tipo de herramientas de perforación necesaria para penetrar en el

rock.

TABLA 2-3 RECOMENDADA FRECUENCIA MÍNIMA DE TALADRADO, perforado EJE

FUNDAMENTOS DE PUENTES

Para las paredes del eje de retención perforados, se requiere un mínimo de un aburrido para paredes de hasta 100 pies de largo. Por

paredes de más de 100 pies de longitud, el espaciamiento entre las perforaciones deben ser no mayor que 200 ft. adicional

dentro del casco perforaciones y exterior de la línea de la pared para definir las condiciones en el dedo del pie de la pared y en la zona

detrás de la pared para estimar las cargas laterales y las capacidades de anclaje deben ser considerados. Lo mismo

consideraciones señaladas anteriormente para las fundaciones del puente y que pertenecen a los sitios altamente variables y

clasificación de materiales para fines de pago también se aplican a los ejes perforados para muros de contención.

AASHTO (2007) recomienda lo siguiente para la profundidad de las perforaciones, tanto para las fundaciones del puente y

Muro de contención:

'En el suelo, la profundidad de la exploración debe extenderse por debajo de la pila o la punta de eje de elevación prevista una

mínimo de 20 pies, o un mínimo de dos veces la dimensión máxima grupo de pilotes, lo que sea

Más adentro. Todas las perforaciones deben extenderse a través de los estratos inadecuados tales como relleno no consolidada, turba, altamente

suelos materiales orgánicos, suave, de grano fino-y gruesa suelta granuloso suelos para alcanzar duro o denso

materiales "

'Para ejes soportados sobre o extender en el rock, un mínimo de 10 pies de núcleo de roca, o un trozo de roca

núcleo igual a por lo menos tres veces el diámetro del eje para ejes aislados o dos veces el eje máximo

dimensión del grupo, lo que sea mayor, se extenderá por debajo de la elevación de la punta de eje previsto para

determinar las características físicas de la roca dentro de la zona de influencia fundación. Nótese que para

condiciones del lecho rocoso muy variables, o en zonas donde es probable, más de 10 pies muy grandes rocas.

del rock núcleo puede ser necesario para verificar que la roca madre adecuada calidad está presente. "

Las recomendaciones anteriores para perforaciones en tierra y roca que deben hacerse a dos veces el grupo de máximo

dimensión puede no ser práctico o necesario en muchos casos. Por ejemplo, si un grupo de ejes está diseñado

de modo que las elevaciones de puntas corresponden a la parte superior de la roca y de la masa de roca es conocido por ser el material competente,

no hay necesidad de extender más allá de tres perforaciones de diámetros de eje en la roca. En roca, geológico

el conocimiento basado en la experiencia siempre debe tener prioridad sobre directrices generales como los

dado anteriormente. En masa de roca que se sabe que es uniforme y libre de cavidades, huecos, zonas, etc. resistido,

puede que no sea necesario perforar más de un diámetro por debajo de la elevación de la punta. Por otro lado, en

masa de roca muy variable que contiene cavidades de solución, zonas débiles, cantos rodados en una matriz del suelo, u otro

potencialmente características adversas, perforaciones pueden necesitar extender tan profundo como sea necesario para verificar rodamiento competente

capas. Todas las recomendaciones citadas anteriormente, por tanto la frecuencia y la profundidad de las perforaciones, son siempre

sujetos a modificación basada en el nivel de conocimiento geológico del sitio y del subsuelo variabilidad. En

, más uniforme las condiciones del subsuelo y la mayor experiencia del ingeniero geotécnico en general

tiene con esas condiciones, el menor número de perforaciones. Para los sitios con muy diferentes condiciones geológicas

y donde hay poca experiencia previa, más y más profundas perforaciones puede estar justificada.

También es una práctica común incluir en los requisitos de contratos de construcción de perforaciones que se realizan en

ubicaciones específicas de eje. En tales casos, se establece la profundidad final de eje durante la construcción sobre la base

de la información obtenida a partir de estas perforaciones, así como de las pruebas de carga del eje perforados.

2.3.3.3 Métodos Boring

Perforaciones del subsuelo proporcionan información detallada sobre la estratigrafía y se utilizan para obtener muestras de suelo

y roca de la que se determinan los índices e ingeniería propiedades dadas en la Tabla 2-1. Las perforaciones

también proporcionar los medios para la realización de ensayos in situ, observaciones de aguas subterráneas, y la instalación de

instrumentación. Equipo y procedimientos para la realización de sondeos y muestreos se describen en detalle

en Mayne et al. (2001). El tratamiento aquí omite detalles específicos y proporciona un esquema general de

métodos, equipos y procedimientos.

Tabla 2-4 es un resumen de los métodos más comunes para avanzar en perforaciones en el suelo y roca. El método

seleccionado debe ser compatible con las condiciones del suelo y del agua subterránea para asegurar que las muestras de adecuado

Se obtienen calidad. Sinfines madre Hollow se utilizan con frecuencia para perforaciones exploratorias en el suelo, ya que

servirá para avanzar en el agujero, esquejes llevar a la superficie, y proporcionar acceso a través del cual el muestreo y

dispositivos de prueba se puede bajar y operados. Sin embargo, sinfines madre huecos se deben evitar en forma granular

suelos por debajo del nivel freático debido al riesgo de molestar a los suelos objeto de muestreo por debajo de la barrena.

Perforación rotatoria se debe utilizar en estos casos.

Métodos de extracción de núcleos de Sonic se basan en la transmisión de las vibraciones verticales de una cabeza de perforación a través de la perforación

cadena, típicamente a una frecuencia de 50 a 180 Hertz (de ahí el término sónico). Una capa delgada de suelo alrededor de la

sarta de perforación es fluidizado, reduciendo la fricción entre el cilindro de muestreo y el suelo circundante y

lo que permite una rápida penetración. La fricción reducida también se produce a lo largo de la superficie interior de la herramienta de muestreo,

permitiendo muestras de núcleos largos para obtener (hasta 15 pies) y proporcionando la opción de muestreo continuo.

La mayoría de los equipos de perforación sónicas emplean un mecanismo giratorio que se puede utilizar en combinación con vibración sónica.

Esta característica hace que sea posible para perforar a través de roca, concreto y asfalto.

2.3.3.4 Muestreo de Suelos

Se recuperan las muestras de suelo y roca de profundidades específicas de un aburrido utilizando diversos dispositivos de muestreo.

Las muestras se utilizan para el examen visual y para la determinación del índice y la ingeniería

propiedades que figuran en la Tabla 2-1.

Dispositivos de muestreo se pueden distinguir sobre la base de si la muestra es perturbado o relativamente

sin ser molestados. Muestras alteradas son alteradas por el método de muestreo de tal manera que no son adecuados para

medición de las propiedades de ingeniería tales como la resistencia y la compresibilidad. Sin embargo, perturbado muestras

son adecuados para la descripción visual, pruebas de índice, y la clasificación del suelo. El término se refiere a inalterado

muestras recuperadas usando métodos que mantienen la integridad de la estructura del suelo y de la tela. Es entonces

supone que las pruebas de laboratorio utilizados para medir las propiedades de ingeniería del suelo son de representante del suelo in situ

propiedades. Tabla 2-5 es un resumen de los métodos de muestreo más comunes utilizados en la práctica de Estados Unidos.

El muestreador split-barril es el dispositivo de muestreo más utilizado. Este muestreador se utiliza en todos los tipos de

los suelos y la muestra se altera (Figura 2-5a). Uno de los muestreadores dividida barril más utilizados es el

cuchara de división estándar, que tiene un diámetro exterior de 2 pulgadas y un diámetro interior de 1-3 / 8 pulgadas. Los

cuchara de división estándar se utiliza en conjunción con la penetración de prueba estándar (SPT) en el que un 140-libras

martillo dejó caer desde una altura de 30 pulgadas se utiliza para conducir la toma de muestras en una profundidad de 18 pulgadas, como

especificada en AASHTO T206 y la norma ASTM D1586. Además de una muestra, el SPT también proporciona el campo de

N-valor, o el número de golpes necesarios para conducir el muestreador cuchara de división estándar sobre la segunda y tercera

Incrementos de 6 pulgadas. El SPT y su papel en la caracterización de las propiedades del suelo se describen adicionalmente en la Sección

3.1 (pruebas in-situ). Samplers Split-barril también están disponibles en diámetros mayores de la división estándar

cuchara, típicamente con diámetros interiores que van desde 1,5 pulgadas a 4,5 pulgadas y en longitudes estándar de 18

pulgadas y 24 pulgadas; Sin embargo, el recuento de golpe obtuvieron con samplers dividida barril distintas de la norma

cuchara división no son válidos para la determinación de SPT N-valores.

Muestreadores Split-barril también se pueden proporcionar con un revestimiento que consiste en un metal delgado o tubo de plástico provisto

en el interior del barril. El revestimiento ayuda a mantener la muestra en conjunto durante la manipulación y puede ser un continuo

tubo o una serie de anillos de 1 a 4 pulgadas de largo y apilados en el interior del barril. Disturbed muestras obtenidas

con barriles de división son adecuados para la identificación de los suelos, la estratigrafía, y las pruebas de clasificación general. Splitbarrel

Las muestras deben ser tomadas a intervalos de 5-pies y en cambios significativos en los estratos del suelo. Tarro o bolsa

Las muestras deben ser enviadas a un laboratorio para las pruebas de clasificación y verificación de campo de la identificación visual del suelo. .

Figura 2-5 Dispositivos de muestreo comunes para Suelo (Mayne, et al, 2001..); (a) Split-Barril Sampler; y

  (b) Varios Diámetro Shelby Tubos

Muestras relativamente inalteradas de suelos de grano fino adecuados para las pruebas de laboratorio de la fuerza y la

propiedades de compresibilidad se pueden recuperar usando una variedad de muestreadores de pared fina que se introduce en el

del suelo. Detalles sobre muestreo se describen en T207 AASHTO o ASTM D-1587. El más simple y más

ampliamente versión utilizada es el tubo Shelby, como se muestra en la Figura 2-5b. De pared delgada samplers tubo abierto son los mejores

adecuado para el muestreo suave para suelos cohesivos rígidos medianas. La recuperación de la muestra y / o alteración de la muestra puede

ser inaceptable en suelos muy blandos. También es difícil de probar suelos muy duros o grava el uso de pared delgada

samplers tubo. Para superar estas deficiencias varias variaciones han sido desarrollados. Pistón fijo

muestreadores son particularmente útiles para el muestreo de suelos blandos en los que es difícil recuperación de la muestra, y también pueden ser

utilizado en arcillas rígidas y limos. Samplers pistón son dechados básicamente delgados tubos de pared con un pistón, varilla, y un

cabeza sampler modificado. El pistón permite la succión que se aplicará a la parte superior de la muestra, ayudando a

evitar la pérdida de muestra y minimizar la perturbación. Para suelos duros y rígidos y roca blanda, Pitcher y

Muestreadores Denison se pueden utilizar para obtener muestras relativamente inalteradas. Estos muestreadores se giran y

empujado en el subsuelo, al igual que en la extracción de muestras de roca. Muestras de tubos de pared delgada de suelos de grano fino debe

deben tomarse a intervalos de 5-pies y en cambios significativos en los estratos. Muestras de tubo se pueden alternar con splitspoon

muestras en el mismo aburrido o tomada en perforaciones separadas.

Cada método de muestreo tiene ventajas y limitaciones que dependen del tipo y condición del suelo

se han tomado muestras. Además, hay detalles de la operación, procedimiento de toma de muestras y manipulación de muestras

que son importantes y únicos para cada método. Un tratamiento completo de cada método de muestreo se indica en

Tabla 2-5 está más allá del alcance de este manual. Sin embargo, el ingeniero geotécnico involucrado en sitio

caracterización para un proyecto de eje perforado debe estar familiarizado con las tecnologías de muestreo a fin de hacer

juicios apropiados al seleccionar las propiedades del suelo en base a las pruebas de las muestras obtenidas por los distintos

métodos. Normas AASHTO y ASTM aplicables y Mayne et al. (2001) se recomiendan para

Otras lecturas.

Los suelos deben ser identificados y clasificados en el campo por un ingeniero geotécnico cualificado o geólogo y

Los resultados presentados en la forma de un registro aburrido campo. Un procedimiento estandarizado para la identificación en el campo de

suelos está dada por ASTM D 2488 en base a métodos desarrollados por Burmister (1970). Este enfoque

implica procedimientos visuales manual de simples y rápidos para categorizar los suelos sobre la base del tamaño de partícula y

gradación y el índice general de plasticidad. Los registros aburridos finales para su inclusión en el informe geotécnico puede

ser modificado para incorporar los resultados de las pruebas más definitivas clasificaciones de laboratorio (Capítulo 3), pero

los registros aburridos de campo original, son un registro importante y esencial de las condiciones del lugar en el momento de la perforación

y toma de muestras.

2.3.3.5 Roca Coring y registro Core

Perforación con extracción de roca se realiza utilizando equipos de perforación rotatoria. Un tubo descorazonador hueco equipado con una

pedacito de diamante o de carburo de tungsteno de corte se gira y obligó a la baja para formar un anillo anular, mientras que

la preservación de un núcleo de roca central. Longitudes de cañón núcleo estándar son de 5 pies y 10 pies. El fluido, agua o

lodo de perforación, se hace circular para enfriar en la interfase de corte y remoción de los recortes. Selección de la

herramientas y equipos adecuados para que coincida con las condiciones y la experiencia de un equipo de perforación con experiencia son

elementos esenciales de una operación de perforación con extracción de éxito. Una vez que se encontró roca, normalmente es de extracción de muestras

continua a la parte inferior del agujero. Cuando la roca que se muestrea es profunda, la perforación de telefonía fija en la que

el cañón central se recupera a través de la barra de perforación elimina la necesidad de quitar y volver a insertar todo el taladro

tallo y puede ahorrar un tiempo considerable. Si el muestreo no es continua, la perforación entre las muestras de núcleo se puede

logrado utilizando bits de sólidos.

Bits y barriles de extracción de núcleos de roca están disponibles en tamaños estandarizados y notaciones. Consideraciones importantes en

selección barril núcleo son: (1) la recuperación de núcleos, y (2) la capacidad para determinar la orientación del macizo rocoso

características estructurales relativos al núcleo. Recuperación Core (longitud del núcleo de roca en realidad se recuperó de un núcleo

plazo) es el más importante en capas altamente fracturadas y roca débil, debido a que estas zonas normalmente son críticos

para la evaluación de la transferencia de carga base. Para el muestreo de roca competente, los bits y los barriles de la base que

proporcionar un mínimo de 2 pulgadas de diámetro (nominal) de núcleo son adecuados para proporcionar muestras utilizadas para el índice

pruebas, denominación de calidad de roca (RQD), muestras de laboratorio para pruebas de fuerza, y para evaluar la

condiciones de discontinuidades. Por ejemplo, NWM (antes NX) Equipo de broca de diamante y el núcleo de roca

taladra un agujero de diámetro de 3 pulgadas y proporciona un núcleo de roca de diámetro 2,125 pulgadas. Cuando débil, suave, o altamente

roca fracturada está presente, puede ser necesario el uso de bits de mayor diámetro y barriles centrales con el fin de

mejorar la recuperación del núcleo y para obtener muestras de las que muestras de resistencia de laboratorio se pueden preparar.

Se utilizan herramientas de extracción de muestras de hasta 6 pulgadas de diámetro exterior. Una práctica recomendada para la mejor recuperación de núcleos es

utilizar barriles núcleo triple tubo, en la que el tubo de muestreo interno no gira durante la perforación y es

eliminado empujando en vez de martilleo, características que reducen al mínimo la perturbación. Descripciones de extracción de muestras

equipos y técnicas se dan en Acker (1974), AASHTO (1988), y USACE (2001).

Durante la perforación de base la tasa de avance hacia abajo debe ser monitoreado y grabado en la aburrida

ingrese en unidades de minuto por pie. Sólo el tiempo gastado avance de la perforación se debe utilizar para determinar la

tasa de perforación. Núcleos deben ser fotografiados inmediatamente después de la retirada del pozo (Figura 2-6a).

Una etiqueta debe ser incluido en la fotografía para identificar el pozo de sondeo, el intervalo de profundidad, y el número

de las pistas principales. Puede ser deseable para conseguir un "close-up" de las características básicas relevantes para el comportamiento del eje perforado

o la construcción, tales como zonas altamente erosionadas o altamente fracturadas. La humectación de la superficie del recuperado

núcleo utilizando una botella de spray y / o una esponja antes de fotografiar a menudo mejorar los contrastes de color de

el núcleo. Una cinta métrica o una regla deben ser colocados a través del borde superior o inferior de la caja para proporcionar una

escala en la fotografía. La cinta o gobernante debe ser por lo menos 3 pies de largo, y se deben tener relativamente grande,

marcas de alto contraste para ser visible en la fotografía.

Núcleos de roca deben guardarse en cajas estructuralmente sonido destinados específicamente para el núcleo de la recuperada

de diámetro (Figura 2-6b). Núcleos deben manipularse con cuidado durante la transferencia del barril a la caja para preservar

apareamiento a través de fracturas y materiales de fractura de llenado. Saltos que ocurren durante o después del núcleo es

transferido a la caja debe ser reinstalado y marcado con tres líneas paralelas cortas en toda la traza de la fractura

para indicar una rotura mecánica. Saltos hacen para caber el núcleo en la caja y se rompe hechos para examinar una

superficie del núcleo interno debe ser marcado como tal. Estas pausas deliberadas deberían evitarse menos que sea absolutamente

necesario. Además discusión de conservación de la muestra y el transporte se presenta en ASTM D 5079.

Un índice ampliamente utilizado de calidad de la roca es el RQD (designación calidad de la roca, ASTM D6032), ilustrado en

Figura 2-7. Una descripción general de la calidad del macizo rocoso basado en RQD se da en la Tabla 2-6. Su amplio uso

y la facilidad de medición lo convierten en una pieza importante de información que se recogió en todos los agujeros centrales.

Tomado solo, RQD debe considerarse sólo como una medida aproximada de la calidad de la roca en general. RQD es

más útil cuando se combina con otros parámetros que dan cuenta de resistencia de la roca, deformabilidad y

características discontinuidad. En este manual, RQD se utiliza para estimar un factor de reducción de resistencia lateral

para ejes en roca fracturada (Capítulo 13). RQD es también un índice útil para la selección de la punta preliminar

elevaciones de ejes perforados en la base de la calidad de la roca en general.

RQD es igual a la suma de las longitudes de piezas sonoras de núcleo recuperado, 4 pulgadas o más de longitud,

expresado como un porcentaje de la longitud de la carrera del núcleo (Deere y Deere 1989). Figura 2-7 ilustra la

procedimiento recomendado. Hay varios factores que deben ser evaluados adecuadamente para RQD para proporcionar resultados fiables.

RQD se recomendó originalmente para NX núcleo tamaño, pero la experiencia ha demostrado que el algo menor

NQ tamaños de línea fija, tamaños más grandes de telefonía fija, y otra central tamaños de hasta 6 pulgadas son apropiadas (Deere y

Deere 1989). RQD basado en los núcleos BQ y BX más pequeños o con los barriles de núcleo de un solo tubo se desanime

a consecuencia de rotura del núcleo. Longitudes de los segmentos centrales deben medirse a lo largo de la línea central o eje de la

núcleo, como se muestra en la Figura 2-7. Sólo fracturas naturales tales como juntas o planos de corte deben ser considerados

al calcular RQD. Descansos Core causados por la perforación o la manipulación deben instalarse juntos y el

piezas cuentan como longitudes intactas. Pausas de perforación a veces se pueden distinguir por superficies frescas.

Figura 2-6 Fotografía del campo de (a) Roca Core en el Sampler; y (b) de la roca Core almacenados en cajas

Figura 2-7 RQD Determinación de Rock Core (después Deere y Deere, 1989)

Problemas con la rotura del núcleo y la pérdida son más frecuentes en las rocas de capas delgadas y esquistosas, especialmente

débiles intercalaciones de rocas arcillosas con piedra arenisca dura o piedra caliza. El problema es el más abordado por

grandes núcleos de diámetro, más cortas carreras de extracción de testigos, y por el uso de los mejores equipos y técnicas de perforación.

Cuando no es posible distinguir las fracturas naturales de los causados por la perforación, es conservador

No contar la longitud cerca de roturas horizontales. RQD se debe determinar lo antes posible después de que el núcleo

se recupera para evitar los efectos de las perturbaciones debidas a la manipulación o deterioro debido a la exposición, que

puede incluir el apagado y la separación de núcleo a lo largo de los planos de estratificación ("discing"), especialmente en moisturesensitive

rocas como algunas pizarras. Rapidez también es deseable porque RQD es una medida cuantitativa de

la calidad del núcleo en el momento de la perforación cuando el núcleo de roca es "fresco" y más representativo de in-situ

condiciones.

Roca le asigna una clasificación de meteorización de "altamente degradado" no debe ser considerado como núcleo de sonido en

la determinación de RQD. Esto se conoce como el requisito de solidez y se ilustra por la

intervalos de segundo y tercero de la parte superior en la figura 2-7. Mediciones RQD asumen que la recuperación de núcleos está en

o cerca de 100 por ciento. Como la recuperación de núcleos varía de 100 por ciento, notas explicativas pueden ser obligados a

describir la razón de la variación y el efecto sobre RQD.

AASHTO (2007), los artículos 10.4.6.4 y 10.6.4.5, proporciona información sobre la resistencia de la roca y la deformación

propiedades necesarias para el diseño de la cimentación. Las propiedades de resistencia y deformación de masa de roca son

determinada por la correlación con la calificación del macizo rocoso (RMR), basado en un conjunto de parámetros obtenidos de

examen visual y físico del núcleo de roca. En los últimos años un nuevo índice de masa rocosa conocida como

Fuerza Geológico Index (GSI) ha reemplazado RMR como herramienta de correlación con la resistencia del macizo rocoso

y propiedades de deformación (Hoek y Marinos, 2007) y las correlaciones a GSI son recomendados para

diseño de la cimentación (Turner, 2006). Una descripción de GSI y su relación con el rock de ingeniería masiva

propiedades necesarias para el diseño del eje perforado se presenta en el capítulo 3. Sin embargo, los procedimientos para

describiendo la roca durante el mapeo de campo o registro núcleo de roca son parte de la investigación de campo y son

se describe en este capítulo. Esta información es necesaria básica para caracterizar la roca masiva, independientemente de la

sistema utilizado para la clasificación (RMR o GSI). Además, la información descriptiva presenta a continuación

será utilizado por los contratistas para evaluar constructibilidad y los costos de construcción del eje perforado.

La Sociedad Internacional de Mecánica de Rocas (ISRM, 1981) propuso un método estandarizado para

descripciones de los macizos rocosos de mapeo y registro central. Un resumen del método ISRM como dado

por Wyllie (1999) describe la masa de roca en términos de cinco categorías de propiedades, tal como se presenta en la Tabla

2-7. Cada uno de los 13 parámetros que se enumeran en la tabla (a través m) se le asigna una descripción utilizando

terminología estandarizada. Las Figuras 2-8 y 2-9 muestran un ejemplo de una clave utilizada para entrar en roca

descripciones en una extracción de muestras de registro e incluye detalles de varias de las características enumeradas en la Tabla 2-7.

La masa de la roca que es altamente degradado, débil, y / o altamente fracturado puede ser difícil de probar el uso de

el rock métodos de extracción de testigos y no puede proporcionar muestras que son suficientes para las pruebas de resistencia de laboratorio. Como

se señaló anteriormente, RQD no es significativo para el rock altamente degradado. Algunas agencias de transporte tienen

muestreo de campo desarrollado y métodos de prueba específicamente para estos tipos de materiales.

Por ejemplo, el Colorado DOT utiliza equipos suelo aburrido, SPT N-valores, y las pruebas presiométricos

(PMT) en altamente degradado de esquisto arcilloso débil y para obtener las propiedades que se correlacionan

empíricamente al lado del eje y base resistencias perforados. El lector interesado puede consultar Abu-Hejleh et al.

(2003) para más información.

2.3.3.6 Agua Subterránea

Se necesitan elevaciones de aguas subterráneas para el diseño del eje perforado con el fin de evaluar adecuadamente el estado de

tensión efectiva. Métodos eficaces de estrés se utilizan para evaluar laterales y punta de resistencias en suelos no cohesivos

para el diseño bajo carga axial (Capítulo 13), para el cálculo de las curvas py para el diseño bajo carga lateral

(Capítulo 12), y para la evaluación de la licuefacción de depósitos de suelo bajo carga terremoto (Capítulo 15).

Niveles de aguas subterráneas también se necesitarán por los contratistas e ingenieros para establecer la construcción apropiada

métodos.

Los niveles de agua encontrados durante la perforación, tras la finalización de la perforación, y a las 24 horas después de la finalización

aburrido debe ser registrado en el registro de aburrido. En suelos de baja permeabilidad como limos y arcillas, un falso

indicación del nivel de agua puede ser obtenido cuando se utiliza agua para el fluido de perforación desde el tiempo adecuado es

No se permite después aburrido finalización del nivel de agua para estabilizar (más de una semana puede ser

es necesario). En estos suelos un pozo de observación que consiste en tubos de plástico, o un piezómetro en muy bajo

suelos de permeabilidad, deben ser instalados para permitir la monitorización del nivel de agua durante un período de tiempo.

Las fluctuaciones estacionales de la tabla de agua deben determinarse cuando dichas fluctuaciones tendrán

impacto significativo en el diseño o construcción. Los máximos de varios pies del espacio anular entre el agua

observación tuberías bien y la pared del pozo deben ser rellenadas con mortero, bentonita, o de cemento y arena

mezcla para evitar la entrada de agua de superficie que puede causar lecturas del nivel de las aguas subterráneas erróneas. Los

práctica de utilizar tripas inclinómetro pendiente como observaciones de agua de pozos mediante el uso de acoplamientos "fugas" no es

recomendada. En su lugar, instalaciones independientes dedicadas a cualquiera de las mediciones inclinómetro o

observaciones de aguas subterráneas (no tanto) proporcionan un medio preferido para optimizar cada instalación por su

finalidad prevista. Si se encuentran las condiciones artesianos, esta es una pieza importante de información para

perforado constructibilidad eje y deberá indicarse claramente en el registro de aburrido. Zonas de infiltración, si

encontrado, también debe ser identificado.

Figura 2-8 Ejemplo de clave de rock Core Log (* Nota: 1 metro = 3.281 pies)

Figura 2-9 Ejemplo de Key To Rock Core Log, continúa de la Figura 2-8 (* nota: 1 kPa = 0,145 psi)

En formaciones rocosas, la entrada de agua a un agujero aburrido es controlada por la filtración a lo largo de discontinuidades. Este tipo

de flujo puede variar significativamente en distancias cortas y puede ser un factor crítico en la construcción de eje de taladrado.

Es, por lo tanto, es importante observar y las tasas de registro de entrada de agua a pozos exploratorios en la roca para

su valor en la estimación de la posibilidad de entrada de agua durante la construcción del eje perforado. No es poco común

para observar las altas tasas de infiltración en un pozo o excavación eje perforado y poca o ninguna infiltración en un

agujero adyacente a poca distancia.

2.3.4 Información necesaria para la Construcción

La información obtenida durante la investigación del subsuelo y descrito en los apartados anteriores se utiliza

con dos objetivos generales: (1) perforado diseño de eje; y (2) perforado construcción del eje. Adicional

información general se requiere por tanto de los contratistas e ingenieros con el fin de establecer

métodos de construcción adecuados, la selección de herramientas y equipos adecuados, por lo que las estimaciones de costos,

preparación de documentos de licitación, y la planificación para la construcción. Este aspecto de la investigación sitio no puede ser

insistirá lo suficiente, teniendo en cuenta las siguientes observaciones: (1) la causa más frecuentemente citada de perforado

insuficiencia eje es procedimientos constructivos inadecuados; y (2) la base más común para las reclamaciones de construcción

es "diferentes condiciones del lugar". De ello se deduce que una cuidadosa atención a la adquisición de todos pertinente

información sobre las condiciones del subsuelo relacionados con la construcción puede reducir el riesgo de fracaso y

minimizar las posibles sobrecostos y reclamaciones. Los ejemplos de datos e información necesarios

específicamente para la construcción se dan en la Tabla 2-8.

Ejes perforados llevan o socketed en roca plantean desafíos especiales para la construcción. Muchos diseñadores

asumir la base del eje llevará en roca relativamente sonido o intacto y que se tomarán medidas

durante la construcción para verificar esta hipótesis. Es de suma importancia tanto para el diseñador y contratista para tener un

entendimiento común de lo que constituye las condiciones de rodamiento adecuados en roca y qué medidas va a

tomar para localizar la base del eje en la elevación correcta. La perforación exploratoria realizada en el eje

ubicación antes de la construcción debe incluir extracción de muestras de roca a una profundidad por debajo de la base de que es suficiente para

determinar que la roca no es un adoquín o piedra ("floater") y para verificar la ausencia de cavidades de solución

o zonas de roca descompuesta. El registro aburrido debe incluir una indicación clara de la profundidad de aceptable

roca madre. Si extracción de muestras en la roca no se realiza antes de la construcción, puede ser necesario núcleo dentro de la roca

y por debajo de la toma de corriente de diseño de la roca de cada eje perforado para confirmar la calidad de la roca durante la construcción. Por

ambos casos, es aconsejable establecer algún acuerdo sobre dos cuestiones previas a la construcción. En primer lugar, hay

debe ser un criterio claramente definido de lo que constituye la calidad de roca adecuada. Esto podría basarse en factores

tales como la recuperación de núcleos, RQD, resistencia de la roca, grado de meteorización, u otros parámetros que pueden ser

determinados en el campo. En segundo lugar, debe haber una comprensión clara sobre cómo proceder cuando

extracción de muestras revela la presencia de roca que no cumple con los criterios establecidos para la calidad de la roca. Esto podría

involucrar a la excavación a una mayor profundidad. Entonces se hace necesario definir el método de pago de

excavación adicional de roca más allá de la profundidad prevista. Puede haber condiciones donde la profundidad a

cimiento y el grado de meteorización de la roca de exhibición tales variaciones extremas que se hace necesario

realizar múltiples perforaciones exploratorias en el sitio de un solo eje perforado o para establecer construcción

procedimientos que implican la determinación final de soportar profundidades durante la construcción. Por ejemplo, en algunos

ambientes kársticos la superficie de la roca se pináculos y muy variables tanto lateral como verticalmente. Eso

puede no ser posible establecer las elevaciones de base hasta que cada eje de taladrado es excavada y la roca en el

base puede palpar, sin corazón, o una inspección visual.

Es importante reconocer que el establecimiento de la idoneidad de la roca para el cojinete no es equivalente a

la definición de rock a los efectos de la excavación y el pago. Un contratista tiene derecho a ser pagado por el rock

excavación, independientemente de su calidad como material de apoyo, y pagar las cantidades no deben basarse en

idoneidad de la roca para una función de diseño de ingeniería.