TEMA 9 MAPAS GEOLÓGICOS
25
TEMA 9 MAPAS GEOLÓGICOS • Un mapa geológico es un mapa topográfico sobre el que se han dibujado diversos símbolos que indican: • Tipos de rocas de la superficie terrestre • Tipo de contacto entre ellas • Estructuras geológicas • Elementos geomorfológicos Los mapas geológicos son mapas de afloramientos rocosos Encabezamiento Los mapas geológicos tienen como encabezado el título del mapa, la escala de representación, el escudo y nombre del organismo que los edita (IGME) y, finalmente, la designación toponímica y numérica (matricial y tradicional). En la figura nº1 aparece un ejemplo correspondiente a la Serie Cartográfica E:1/50.000. • Los símbolos empleados en el mapa se reflejan en la LEYENDA • Colores o tramas • Líneas de contactos • Símbolos estructurales • Símbolos geomorfológicos • Cronología En la leyenda se explica el significado de cada símbolo Para la Leyenda • Para ser representados en el mapa geológico los materiales se agrupan en unidades características • 1.- Agrupaciones Litológicas. • 2.- Agrupaciones Cronológicas. • 3.- Agrupaciones Estructurales.
Transcript of TEMA 9 MAPAS GEOLÓGICOS
TEMA 9 MAPAS GEOLOacuteGICOS
bull Un mapa geoloacutegico es un
mapa topograacutefico sobre el
que se han dibujado diversos
siacutembolos que indican
bull Tipos de rocas de la
superficie terrestre
bull 1048713Tipo de contacto entre ellas
bull 1048713Estructuras geoloacutegicas
bull 1048713Elementos geomorfoloacutegicos
Los mapas geoloacutegicos son mapas
de afloramientos rocosos
Encabezamiento
Los mapas geoloacutegicos tienen como
encabezado el tiacutetulo del mapa la
escala de representacioacuten el escudo y
nombre del organismo que los edita
(IGME) y finalmente la designacioacuten
toponiacutemica y numeacuterica (matricial y
tradicional) En la figura nordm1 aparece
un ejemplo correspondiente a la Serie
Cartograacutefica E150000
bull Los siacutembolos empleados en
el mapa se reflejan en la
LEYENDA
bull 1048713Colores o tramas
bull 1048713Liacuteneas de contactos
bull 1048713Siacutembolos estructurales
bull 1048713Siacutembolos geomorfoloacutegicos
bull 1048713Cronologiacutea
En la leyenda se explica el significado
de cada siacutembolo
Para la Leyenda
bull Para ser representados en el
mapa geoloacutegico los
materiales se agrupan en
unidades caracteriacutesticas
bull 1- Agrupaciones Litoloacutegicas
bull 2- Agrupaciones
Cronoloacutegicas
bull 3- Agrupaciones
Estructurales
Cortes Geoloacutegicos
bull En la parte inferior de la hoja
aparecen dibujados un perfil
o dos (longitudinal y
transversal) perpendiculares
al rumbo general de los
estratos (ver figura)
bull Para la identificacioacuten de
materiales geoloacutegicos se
utilizan los mismos colores y
coacutedigos que en la leyenda del
mapa ofrecieacutendose una
visioacuten de los estratos de una
potencia de 1000 a 1500
metros
bull La informacioacuten maacutes relevante
que aportan los perfiles
geoloacutegicos es
bull bull Tipo de roca
bull bull Buzamiento y direccioacuten de
capas
bull bull Grosor de las capas
bull bull Tipos de contactos entre las
rocas
bull Estructura tectoacutenica
PRINCIPIOS BAacuteSICOS DE
CARTOGRAFIacuteA GEOLOacuteGICA
bull base del mapa geoloacutegico
mapa topograacutefico
bull interseccioacuten de capas
geoloacutegicas planas con la
topografiacutea
bull capas plegadas
interseccioacuten de los
pliegues con la topografiacutea
bull capas fracturadas
interseccioacuten de las fallas
con la topografiacutea
bull concordancia y
discordancia entre capas
BASE DEL MAPA GEOLOacuteGICO
MAPA TOPOGRAacuteFICO
Es la representacioacuten de una serie de
planos horizontales a cotas diversas y
con un intervalo constante entre
dichos planos los cuales cortaraacuten a la
superficie topograacutefica seguacuten una serie
de curvas cerradas maacutes o menos
irregulares estas curvas que son el
lugar geomeacutetrico de todos los puntos
de la topografiacutea que estaacuten a igual cota
reciben el nombre de curvas de nivel
siendo la equidistancia la diferencia
de cota entre dos curvas de nivel
consecutivas Las curvas de nivel se
proyectan punto a punto sobre el plano
de proyeccioacuten que se situacutea en cota 0 y
se obtiene asiacute la representacioacuten de la
superficie topograacutefica en planos
acotados
INTERSECCIOacuteN DE CAPAS
GEOLOacuteGICAS PLANAS CON LA
TOPOGRAFIacuteA
Capas horizontales (szlig=0deg)
Una capa o estrato horizontal seraacute
paralelo a los planos que determinan
las curvas de nivel y por tanto la
interseccioacuten del estrato con la
topografiacutea la traza seraacute paralela a las
curvas de nivel
Capas verticales (szlig=90deg)
Independientemente de la superficie
topograacutefica la interseccioacuten del estrato
con la topografiacutea quedaraacute siempre
representada por dos liacuteneas rectas
(techo y muro de la capa) separadas
por el espesor del mismo medido
perpendicularmente a la capa
Regla de la V
La Regla de la V determina que si el
plano inclinado corta con una
superficie topograacutefica de valle el
contacto del plano con el relieve dibuja
una V cuyo veacutertice apunta hacia
donde buza el estrato Asimismo si el
plano inclinado corta con una
superficie topograacutefica de loma el
contacto del plano con el relieve dibuja
un arco amplio con la parte coacutencava
situada hacia donde buza el plano
CONCORDANCIA Y DISCORDANCIA
ENTRE CAPAS
PERFIL GEOLOGICO
bull Un perfil geoloacutegico es la
reconstruccioacuten en
profundidad de la estructura
geoloacutegica de una zona que
se muestra en una seccioacuten
del mapa geoloacutegico
bull Puede definirse como una
seccioacuten vertical o perfil
interpretativo de la geologiacutea
superficial para cuya
realizacioacuten se utilizan los
datos obtenidos en el terreno
o los datos obtenidos de un
mapa geoloacutegico
bull Geomeacutetricamente un corte
geoloacutegico puede definirse
como la interseccioacuten de los
elementos y estructuras
geoloacutegicas en una plano
vertical que contiene a la
liacutenea de corte considerada
bull Tiene como base el perfil
topograacutefico
bull Debe presentar
obligatoriamente una escala
horizontal y vertical la
orientacioacuten de sus dos
extremos y una leyenda
donde indique la edad y
litologiacutea de los materiales
presentes en el perfil
COMO REALIZAR UN PERFIL
GEOLOacuteGICO
bull EN UN MAPA GEOLOGICO
bull EN MAPAS CON
ESTRATOS
HORIZONTALES
bull EN MAPAS CON PLIEGUES
bull EN MAPAS CON FALLAS
bull EN MAPAS CON
DISCORDANCIAS
bull CONCLUSIONES
Con estos detalles que muestra un
mapa geoloacutegico el Ingeniero
proyectista puede determinar
bull Ubicacioacuten y extensioacuten de los
acuiacuteferos (Por el tipo y
localizacioacuten del afloramiento
de rocas y localizacioacuten de las
fallas)
bull El espesor aproximado de un
acuiacutefero y la profundidad a la
que puede encontrarse
aproximadamente ( Por el
ancho del afloramiento y su
aacutengulo de inclinacioacuten)
bull La direccioacuten para localizar un
pozo para obtener el espesor
maacuteximo del acuiacutefero (Por la
combinacioacuten de la veta y la
inclinacioacuten de la misma)
bull Aacutereas posibles de recarga de
los acuiacuteferos y por deduccioacuten
la posible direccioacuten del flujo
del mismo (Por las
afloraciones de la superficie)
bull Profundidad estimada
maacutexima de perforacioacuten del
pozo para encontrar agua
(Por el contorno del lecho
rocoso) Las secciones
transversales o perfiles
geoloacutegicos muestran
informacioacuten adicional pero en
la parte subterraacutenea que
detallaremos posteriormente
bull Mapas geoloacutegicos permiten
una interpretacioacuten raacutepida de
un sector de intereacutes
TEMA 10
INVESTIGACION DEL TERRENO
RECONOCIMIENTO DEL SUB-
SUELO
Antes de acometer cualquier proyecto
u obra de ingenieriacutea civil o
edificacioacuten es necesario conocer las
caracteriacutesticas del terreno involucrado
Con este fin se debe realizar un
reconocimiento geoteacutecnico del
terreno
El reconocimiento geoteacutecnico en
obras toma en cuenta las cargas
generadas por cimentaciones
excavaciones y rellenos o las cargas
soportadas por estructuras de
contencioacuten no produzcan situaciones
De inestabilidad o movimientos
excesivos de las propias estructuras
o del terreno que haga peligrar la obra
estructural o funcionalmente
Esta idea de reconocimiento del suelo
implica ante todo una idea de
descripcioacuten fiacutesica de la materia
propiamente dicha con todas sus
sutilezas que ello comporta aspecto
visual color consistencia estructura
espesor de las capas inclinacioacuten
estratificacioacuten nivel freaacutetico etc Toda
informacioacuten debe ir completada con
ensayos de laboratorio identificacioacuten
yo resistentes a efectos del posterior
calculo
OBJETIVOS
Los objetivos de un reconocimiento
geoteacutecnico asiacute como su extensioacuten y
nivel de informacioacuten resultante
dependen directamente del proyecto u
obra a realizar y de las caracteriacutesticas
del terreno donde se situacutea
El desarrollo de un reconocimiento
geoteacutecnico deberiacutea ser un proceso
dinaacutemico no dimensionado
riacutegidamente sino maacutes bien mediante
una serie de aproximaciones
sucesivas donde la necesidad y
extensioacuten de cada etapa fuera
consecuencia de la extensioacuten y
resultados de las realizadas
previamente
Es praacutecticamente imposible dar reglas
universales para el disentildeo y desarrollo
de reconocimiento puesto que la
casuiacutestica es variable y extensa La
amplitud y detalle del reconocimiento
depende del nivel de conocimiento
requerido Antes de proceder al
disentildeo se ha de tener una idea lo maacutes
aproximada posible de lo que se ha
de encontrar en el reconocimiento
para saber buscarlo y de los
problemas que se pueden plantear en
proyectos o en obra Por eso la
primera fase ha de consistir en un
estudio preliminar y una
recopilacioacuten de la informacioacuten
disponible
Una vez obtenida y procesada esta
informacioacuten se define la cantidad
extensioacuten y tipologiacutea de los
reconocimientos para lograr el fin
buscado Durante su ejecucioacuten esta
definicioacuten es susceptible de
experimentar modificaciones
Investigacioacuten preliminar (estudios
previos)
a) Consulta de mapas topograacuteficos y
geoloacutegicos
b) Consulta de estudios y informes
c) Reconocimiento sencillo de
campo
d) Fotointerpretacioacuten preliminar
MEacuteTODOS DE RECONOCIMIENTO
DEL SUB - SUELO
Meacutetodos de reconocimiento
directo o mecaacutenicos
Eacutestos permiten un reconocimiento de
la naturaleza del terreno con la
posibilidad
de obtener muestras o testigos
Dentro de esta tipologiacutea se
encuentran
- EXCAVACIONES
- ENSAYOS IN SITU
- SONDEOS GEOTEacuteCNICOS
EXCAVACIONES
La observacioacuten directa del terreno se
puede realizar mediante labores
sencillas de excavacioacuten con la ayuda
de maquinaria adecuada Las miacutenimas
dimensiones estaacuten definidas por el
espacio requerido para la accesibilidad
y las necesidades de inspeccioacuten
Las ventajas que presentan las
excavaciones son el acceso directo
observacioacuten continua muestreo
continuo tamantildeo de muestra y
posibilidad de realizar ensayos in situ
Por el contrario este meacutetodo estaacute
condicionado por una profundidad
limitada presencia de agua y
problemas de estabilidad de las
paredes La tipologiacutea principal maacutes
comuacutenmente utilizada corresponde a
las calicatas y zanjas
Estas teacutecnicas de reconocimiento son
excavaciones ldquoa cielo abiertordquo en
general raacutepidas y poco costosas
permitiendo alcanzar profundidades
moderadas (3-4 m) por meacutetodos
mecaacutenicos en terrenos excavados
preferentemente cohesivos y con
ausencia de nivel freaacutetico
Otros tipos de excavaciones como
son los pozos y las galeriacuteas son
comparativamente menos utilizadas
ENSAYOS IN SITU
Los ensayos in situ son
literalmente los que se realizan en el
mismo lugar donde se encuentra el
objeto de anaacutelisis
En geoteacutecnica se aplica el teacutermino a
los ensayos que se realizan sobre un
terreno para determinar sus
caracteriacutesticas En construccioacuten suele
emplearse para definir los ensayos de
materiales a pie de obra sobre todo
en los elementos de cimentacioacuten
Tambieacuten se realizan ensayos in situ en
otros campos tales como medio
ambiente (mediciones de ruido y
contaminacioacuten principalmente)
agricultura etc
Ensayos geoteacutecnicos in situ
Pretenden eliminar o reducir algunas
de las limitaciones de los ensayos de
laboratorio
bull El proceso de toma de la
muestra bien sea por golpe
hinca o rotacioacuten produce una
alteracioacuten de la estructura del
terreno
bull La extraccioacuten de la muestra
del terreno implica la
anulacioacuten de las tensiones
totales a las que estaba
sometida in situ En cuanto
a las presiones el uacutenico
control que se tiene sobre
ellas es la proteccioacuten de la
muestra contra la desecacioacuten
o humectacioacuten a traveacutes de
sus paredes
TIPOS DE ENSAYOS IN SITU
bull Ensayo presiomeacutetrico
El ensayo presiomeacutetrico es uno de
los ensayos in situ llevados a cabo
para realizar un reconocimiento
geoteacutecnico
El primer aparato de este tipo fue
patentado por Meacutenard en los antildeos 50
y sigue utilizaacutendose actualmente con
algunas variantes
El ensayo permite obtener una curva
de variacioacuten de las deformaciones
volumeacutetricas del suelo en funcioacuten del
esfuerzo aplicado y definir una
relacioacuten carga - deformacioacuten del
terreno en la hipoacutetesis de una
deformacioacuten plana
Se determinan 3 paraacutemetros un
moacutedulo de deformacioacuten del suelo una
presioacuten de fluencia (es decir de
deformacioacuten) y una presioacuten liacutemite
presioacuten maacutexima de trabajo de 100
kpcm2
La utilidad de este ensayo radica en
gran parte en el hecho de que existen
soluciones analiacuteticas sencillas tanto
en rango elaacutestico como en rotura que
permiten interpretar adecuadamente el
ensayo sobre todo en suelos
arcillosos (carga sin drenaje)
bull Ensayo de placa de carga
El ensayo de placa de carga es uno
de los ensayos in situ llevados a
cabo para realizar un reconocimiento
geoteacutecnico
Consiste en aplicar una carga sobre
una placa (generalmente riacutegida)
colocada sobre la superficie del
terreno y medir los asientos
producidos Puede llegarse a la
condicioacuten liacutemite de rotura de la
muestra es decir donde termina el
ensayo de no fallar se toma los
valores maacuteximos a los cuales se
asignan a los suelos no friccionantes
El problema se simplifica si el ensayo
se realiza en el interior de una galeriacutea
se hacen entonces dos ensayos sobre
las dos paredes opuestas Esta
situacioacuten es relativamente frecuente
dado que en general se desea conocer
la deformabilidad del macizo a una
cierta profundidad eliminado la zona
maacutes meteorizada
bull Ensayo de corte directo in
situ
Los ensayos de corte in situ
obedecen a los mismos principios y
metodologiacuteas que los de laboratorio
Su empleo maacutes tiacutepico es la
determinacioacuten de la resistencia al corte
de diaclasas o planos de debilidad de
macizos rocosos
- Se obtienen resultados sobre
la deformabilidad de la
diaclasa ensayada (moacutedulos
normal transversal y de
dilatancia) asiacute como su
resistencia al corte La razoacuten
de ensayar bloques de gran
tamantildeo suele ser el anaacutelisis
de la influencia de
rugosidades de gran escala
en la resistencia
En el caso de suelos o rocas blandas
puede ocurrir que la carga vertical esteacute
relativamente proacutexima al valor liacutemite
de hundimiento En estas
circunstancias la rotura no se produce
por deslizamiento a lo largo del plano
de la base sino por fallo en la zona
inferior como una zapata con carga
inclinada y como tal debe
interpretarse
Ensayos de Penetracioacuten
Son ensayos que permiten medir la
resistencia a la penetracioacuten de un
elemento (puntaza) que se introduce
en el terreno por diferentes sistemas
En base al sistema de penetracioacuten se
pueden diferenciar dos categoriacuteas de
ensayos que son
- Ensayos de penetracioacuten dinaacutemica
- Ensayos de penetracioacuten estaacutetica
En los ensayos de penetracioacuten
estaacutetica el avance se realiza por medio
de Dispositivos mecaacutenicos o
hidraacuteulicos midiendo la presioacuten que se
aplica Ensayo de permeabilidad
El ensayo de permeabilidad
Es uno de los ensayos in situ
llevados a cabo para realizar un
reconocimiento geot eacute cnico
Existen diferentes formas de ensayo
que pueden agruparse en tres
ensayos de permeabilidad en
sondeos en calicatas y en pozos
Ensayos en sondeos
bull ensayos Lefranc
- - En el caso de ensayos de
carga constante se
mantiene el nivel de agua en
el sondeo mediante la adicioacuten
de un determinado caudal El
caudal que se filtra depende
de la permeabilidad
- - En el caso de ensayos de
carga variable se mide lo
que desciende el nivel de
agua en un tiempo
determinado
- Los resultados de los
ensayos son muy sensibles a
algunos factores de la
ejecucioacuten como la limpieza
del fondo del sondeo la
posibilidad de filtraciones por
el contacto de la tuberiacutea y el
terreno etc
- ensayos Lugeon
- consistentes en inyectar agua a
presiones crecientes en un tramo
limitado por dos obturadores Se
define la unidad Lugeon como la
permeabilidad que permite la admisioacuten
de 1 litro de agua por minuto y por
metro lineal de sondeo a una presioacuten
de 1 Kpa (10 kpcmsup2) Este ensayo se
emplea en macizos rocosos para
definir la inyectabilidad de cimientos
de presas de faacutebrica
Se trata de ensayos costosos pues
implican la excavacioacuten del pozo de
bombeo y de los sondeos para
alojamiento de los piezoacutemetros que
permitan medir la evolucioacuten de la
superficie libre del agua a distintas
distancias del pozo
- La interpretacioacuten de los resultados
del ensayo depende de las
condiciones de contorno en cada caso
particular Tanto el disentildeo del ensayo
como la supervisioacuten de su ejecucioacuten y
su interpretacioacuten requieren la
intervencioacuten de teacutecnicos especialistas
en el tema
SONDEOS GEOTEacuteCNICOS
Se entiende por sondeo una
perforacioacuten de pequentildeo diaacutemetro que
permite reconocer la naturaleza y
localizacioacuten de las diferentes capas del
terreno asiacute como extraer muestras del
mismo y realizar ensayos ldquoin siturdquo
El tipo de sondeo depende del fin que
se persiga (investigacioacuten minera de
petroacuteleo investigacioacuten o explotacioacuten
de agua geotecnia voladuras etc )
por lo que asiacute mismo seraacuten muy
diferentes las herramientas y
maquinaria utilizadas en cada caso
Una primera clasificacioacuten de los
sondeos puede basarse en el modo en
que trabaja la herramienta baacutesica de
prospeccioacuten asiacute tenemos tres grandes
grupos
bull Si la herramienta va haciendo el
agujero golpeando contra el fondo se
trata
de un (sondeo a percusioacuten )
bull Si la herramienta hace el agujero
girando sobre el fondo se trata de un
(sondeo a rotacioacuten)
bull ( Sondeo a presioacuten)
La eleccioacuten del tipo de sondeo
dependeraacute en primer lugar de su
aptitud para conseguir la Finalidad
perseguida y en segundo lugar de la
rapidez y economiacutea
- En geotecnia el objetivo fundamental
de un sondeo es establecer una
columna litoloacutegica del punto de
prospeccioacuten para lo cual se recupera
la muestra de terreno (que si es
ciliacutendrica se denomina testigo)
adicionalmente ser realizan ensayos
ldquoin sitursquo para determinar ciertas
caracteriacutesticas mecaacutenicas asociadas a
cada litologiacutea
bull Sondeos a percusioacuten
- El principio general del meacutetodo
consiste en el empleo de un uacutetil que
avanza por golpes sucesivos
aplicados por la caiacuteda de una maza
cuya energiacutea se transmite mediante un
varillaje a un uacutetil macizo (puntaza) o a
un tubo hueco (toma muestras)
situado en el fondo de la perforacioacuten
- El campo de empleo maacutes ventajoso
es el de los suelos no coherentes
(limos arenas g ravas bolos y
mezclas de los mismos) si se utiliza un
toma muestras pues permite un
reconocimiento de calidad al
obtenerse un testigo continuo
provocando una alteracioacuten en el medio
inferior a la que realizan los sistemas
de sondeo mediante rotacioacuten
Desde el punto de vista econoacutemico es
un sondeo cuya perforacioacuten es lenta y
y poco competitivo
La perforacioacuten que se suele utilizar
consiste en la hinca en el terreno de
los tubos de acero que haraacuten de
entibacioacuten y en la extraccioacuten del suelo
contenido dentro del taladro mediante
cucharas treacutepanos etc
El exacto conocimiento de la energiacutea
empleada en la hinca da una primera
informacioacuten de las caracteriacutesticas
mecaacutenicas del terreno de ahiacute la
importancia de realizar esta operacioacuten
en condiciones normalizadas (un uacutetil
de uso habitual es una maza 120 Kg
con altura de Caiacuteda de 1 m midiendo
el nuacutemero de golpes necesarios para
hincar 20 cm de tuberiacutea)
bull Maacutestiles o cabrias
1048766 Altura aproximada 6 m
1048766 Capacidad 400 Kp
bull Motores 10-25 HP a 2000 rpm
bull Cabrestantes Tiro 1000 Kp
bull Bombas 80 lmin a aprox
20 Kgcm2 a 600 rpm el motor
bull Capacidad Tuberiacutea 230 mm
1048766 6 frac12rdquo maacutex 15 m
1048766 4 frac12rdquo maacutex 40 m
1048766 3rdquo maacutex 50 m
Los rendimientos que se pueden
esperar con estos equipos variacutean
naturalmente seguacuten los tipos de
terrenos sin embargo a tiacutetulo
orientativo eacutestos estaacuten comprendidos
entre 5-15 mdiacuteaturno
- Sondeos a rotacioacuten
El sondeo a rotacioacuten es el
procedimiento maacutes extendido para
obtener muestra o testigo en Cualquier
investigacioacuten geoteacutecnica
Respecto al uacutetil de corte que se
emplea para la obtencioacuten de muestra
de forma continua
Se utiliza una bateriacutea en cuya boca se
implementa una corona cuyos
elementos de corte Habituales son de
widia o diamante
Un sistema alternativo que permite el
avance de la perforacioacuten pero no la
recuperacioacuten de Muestra es el sondeo
que utiliza una barrena helicoide (a
forma de sacacorchos) el cual Precisa
para la determinacioacuten discontinua de
la columna de terreno de la toma de
muestras Con meacutetodos alternativos
- Perforacioacuten con heacutelice
Las barrenas helicoidales pueden
utilizarse en terrenos de consistencia
blanda a media y no cementados
Las barrenas helicoidales (figura 3b)
pueden ser de varios tipos
bull Con cabeza helicoidal
exclusivamente Con ellos se realizan
agujeros de gran diaacutemetro Este
procedimiento es usual en pilotajes
fijacioacuten de postes y plantaciones
bull Con barrena continua normal o
hueca La barrena continua consta de
una serie de barrenas que se
empalman sucesivamente Se emplea
para realizar
sondeos maacutes pequentildeos
Perforacioacuten a rotacioacuten con corona y
obtencioacuten de testigo
Con este sistema puede obtenerse
testigo en cualquier tipo de terreno
aunque en suelos cohesivos blandos
grandes bolos y limos deben tomarse
grandes precauciones En este
procedimiento de perforacioacuten con
obtencioacuten de testigo el uacutetil de corte es
la corona
La corona tiene seccioacuten circular y
puede ser de dos naturalezas
bull Widia El cuerpo de la corona es de
acero y en el borde cortante se
incrustan prismas de widia (carburo de
wolframio con un 10 de cobalto para
darle resistencia al choque)
Diamante Las coronas diamantadas
tienen un cuerpo de acero que estaacute
unido a la matriz Esta matriz es una
aleacioacuten metaacutelica que contiene los
diamantes estaacute compuesta por polvo
de carburo de wolframio y bronce con
pequentildeas cantidades de otros
metales Seguacuten el tamantildeo de los
diamantes existen dos tipos
fundamentales de corona diamantada
1048766 Concrecioacuten El tamantildeo oscila entre
80 y 1000 ppq
1048766 Insercioacuten El tamantildeo de los
diamantes oscila entre 10 y 80 ppq
Sondaje por Presioacuten
Se usa para perforaciones en suelos
blandos Profundidad maacutex 5 - 6 m
bull Para la extraccioacuten de la muestra el
barreno se reemplaza por un tubo de
muestreo
CALICATAS
Definicion
consisten en excavaciones realizadas
mediante medios mecaacutenicos
convencionales que permiten la
observacioacuten directa del terreno a cierta
profundidad
TIPOS DE CALICATAS
Mediante retro excavadora
Manuales
Ventajas
Observacioacuten directa y amplia del
terreno Realizacioacuten ensayos in situ
Inconvenientes
Profundidad de reconocimiento
limitada terreno afectado por la
excavacioacuten Presencia de nivel freaacutetico
TIPOS DE MUESTRAS
Muestra perturbada Se obtienen en
general de las paredes de los pozos y
comprometen estratos determinados o
bien la suma de algunos de ellos
Muestra sin perturbar
Este tipo de muestra se recorta de las
paredes de los pozos y compromete
estratos bien definidos
Excavacioacuten de calicatas y examen
de los perfiles del suelo
Examine el perfil del suelo tan pronto
quede expuesto cuando todaviacutea esteacute
fresco para poder definir los
horizontes con maacutes facilidad
Haga un boceto del perfil tan pronto
como lo haya examinado Anote los
resultados obtenidos y cualesquiera
otras observaciones sobre el terreno
que puedan ser de valor
posteriormente
--PENETRACIONES DINAMICAS
Procedimiento
Consiste en hincar un utensilio
metaacutelico de dimensiones normalizadas
(puntaza) en el suelo por golpeo o
empuje Es el ensayo in situ maacutes usual
Objetivo
Dar idea de la resistencia del terreno
correlacionado con la fuerza o golpeo
necesaria para hincar la puntaza
Ventajas
Es raacutepido y econoacutemico Existe una
amplia experiencia y correlaciones con
muchos otros ensayos
Inconvenientes
La energiacutea suministrada en el
penetroacutemetro estaacute normalizada
Problemas en materiales muy
compactos o muy blandos
Un reconocimiento basado uacutenicamente
en penetraciones puede originar un
estudio geoteacutecnico nefasto
El ensayo de penetracioacuten ligero o
DPL
Consiste en la penetracioacuten de una
puntaza de acero coacutenica perdida de
60ordm de aacutengulo en la punta que penetra
en el terreno por el golpeo de una
maza de 30 kg con una altura de caiacuteda
constante de 25 cm con un ritmo de
15 a 30 golpes por minuto siendo en
este caso el nuacutemero N10 el necesario
para que la puntaza penetre 10 cm El
ensayo se da por finalizado cuando se
alcance el rechazo (80- 100 golpes
para un tramo de 10 cm)
El ensayo de penetracioacuten pesado o
DPH
Consiste en la penetracioacuten de una
puntaza perdida de acero de seccioacuten
cuadrada de 4 x 4 cm que tiene una
longitud de 20 cm y termina en una
piraacutemide de 90ordm que penetra en el
terreno por el golpeo de una maza de
635 kg con una altura de caiacuteda
constante de 50 cm con un ritmo de
15 a 30 golpes por minuto siendo en
este caso el nuacutemero N20 el necesario
para que penetre 20 cm la puntaza
SPT
El ensayo de penetracioacuten estaacutendar
(SPT) desarrollado por Terzagui a
finales de los antildeos 20 es el ensayo in
situ maacutes popular y econoacutemico para
obtener informacioacuten geoteacutecnica del
subsuelo
Se estima que el 85 a 90 de los
disentildeos de las cimentaciones
convencionales de Norte y Sur
Ameacuterica se basan en los valores de N
medidos en el SPT
OBJETIVOS DE PRUEBA
SPT
Obtener la medida de la resistencia a
la penetracioacuten con un muestreador en
un suelo no cohesivo
--Tomar muestras representativas del
suelo
--Hallar correlacioacuten entre
El de golpes N medido y la
compacidad
j y la resistencia a la comprensioacuten
simple por medio de tablas o aacutebacos
ya existentes
--Debe tenerse en cuenta lo siguiente
El ensayo es aplicable solo a suelos
arenosos
Si en un manto de arena existen bajos
contenido grava tan solo una de ellas
puede invalidar el ensayo
En arenas muy finas situadas bajo el
nivel freaacutetico el valor de rdquoNrdquo debe
corregirse pues resultariacutea mayor que
el dado por una arena seca debido a
la baja permeabilidad de eacutesta que
impide que el agua emigre a traveacutes de
los huecos al producirse el impacto
Empiacutericamente se ha encontrado que
en estos casos el valor de N puede
corregirse mediante la siguiente
expresioacuten aplicable cuando la
penetracioacuten sea mayor de 15 golpes
en arenas finas y saturadas
Nrsquo = 15 + 12 ( N - 15 )
Nrsquo valor corregido del iacutendice de
penetracioacuten y
N valor obtenido en el ensayo
ENSAYO VANE TEST
El ensayo consiste en la introduccioacuten
estaacutetica de una paleta de acero con
seccioacuten transversal en formato de cruz
(aspas) de dimensiones estaacutendar
Aplicaciones
Resistencia al corte sin drenar de
arcillas saturadas
Sensitividad de arcillas
Columna de resistencia del suelo
RESULTADOS DEL ENSAYO
Graacutefico de torque en funcioacuten de la
rotacioacuten
Resistencia no drenada en
condiciones naturales (Su)
Resistencia no drenada en
condiciones amalgamadas
Sensibilidad de la estructura de la
arcilla
DPSH (penetracioacuten
dinaacutemica suacuteper pesada)
Es un tipo de prueba de penetracioacuten
dinaacutemica con registro continuo que se
emplea en la caracterizacioacuten de un
terreno dentro de un reconocimiento
geoteacutecnico
ENSAYOS DE
LABORATORIO
En lo referente a suelos granulares
(Arenas y Gravas) podemos
mencionar
Humedad
Anaacutelisis Granulomeacutetrico por
Tamizado
Ensayos Proctor
Ensayo CBR - Descripcioacuten de la Granulometriacutea
Bien graduado
Mal graduados
--Uniforme
--Graduacioacuten discontinua
La indicacioacuten de la graduacioacuten se
realiza con los siguientes paraacutemetros
Coeficiente de Uniformidad CU
Coeficiente de Curvatura CZ
Anaacutelisis por Sedimentacioacuten
El meacutetodo de sedimentacioacuten tiene por
objeto contar con datos muy
aproximados de la composicioacuten
granulomeacutetrica de los limos
Se realiza utilizando la ley de Stokes
CONTENIDO EN CARBONATOS Y
SUELOS ORGANICOS
Son compuestos que reaccionan a los
aacutecidos produciendo un burbujeo al
desprenderse el dioacutexido de carbono
Estos permiten identificar algunas
rocas sedimentarias que pueden ser
el material parental de los suelos bien
alguacuten proceso de acumulacioacuten de
sales o quizaacute por el uso de agua de
riego salina Los carbonatos maacutes
comunes son de calcio y le siguen los
de sodio o magnesio
La Materia Orgaacutenica en los suelos se
concentra mayormente en los primeros
centiacutemetros del suelo y disminuye
draacutesticamente con la profundidad
INFLUENCIA DE LA MATERIA
ORGAacuteNICA SOBRE ALGUNAS
PROPIEDADES DE LOS SUELOS
--Mejora a agregacioacuten y estabilidad de
los agregados del suelo reduciendo la
susceptibilidad a la erosioacuten
--Aumenta la capacidad de retencioacuten
de humedad de los suelos
--Tiene influencia sobre el color los
suelos
--Es responsanble en un alto
porcentaje de la capacidad de
intercambio Cationico
ENSAYOS PROCTOR
El ensayo consiste en compactar una
porcioacuten de suelo en un cilindro con
volumen conocido hacieacutendose variar
la humedad para obtener el punto de
compactacioacuten maacutexima en el cual se
obtiene la humedad oacuteptima de
compactacioacuten El ensayo puede ser
realizado en tres niveles de energiacutea de
compactacioacuten conforme las
especificaciones de la obra normal
intermedia y modificada
Existen dos tipos de ensayo Proctor
normalizados el Ensayo Proctor
Normal y el Ensayo Proctor
Modificado La diferencia entre
ambos estriba en la distinta energiacutea
utilizada debido al mayor peso del
pisoacuten y mayor altura de caiacuteda en el
Proctor modificado
MATERIALES COHESIVOS
(Limos y arcillas)
ENSAYO
--Anaacutelisis granulomeacutetrico por
tamizado Con este ensayo se puede
conocer la permeabilidad y la cohesioacuten
del suelo Se clasifica la muestra
Expresando en porcentaje la
proporcioacuten de gravas arena y arcilla o
limo
--Limites de Atterberg Los
contenidos de agua o humedad con
los cuales se producen los cambios de
estados se denominan liacutemites de
Atterberg
--Compresioacuten simple o inconfinada
Tiene por finalidad determinar la
resistencia a la compresioacuten no
confinada (qu) de un cilindro de suelo
cohesivo o semi-cohesivo e
indirectamente la resistencia al corte
(c) por la expresioacuten c = qu 2
( kgscm2 )
Consiste en un ensayo uniaxial en
donde la probeta no tiene soporte
lateral
--Edometriacutea o de consolidacioacuten Se
entiende como consolidacioacuten de un
material la deformacioacuten o reduccioacuten de
tamantildeo que sufre cuando es sometido
a una carga
--La finalidad de este ensayo es
determinar la velocidad y grado de
asentamiento que experimentaraacute una
muestra de suelo arcilloso saturado al
someterla a una serie de incrementos
de presioacuten o carga
--Hinchamiento Colapso
El este ensayo es determinar la
expansividad o aumento de volumen
de una muestra de suelo cohesivo
En los suelos que son expansivos el
hinchamiento que experimenta al
humedecerse depende de las
condiciones de compactacion
Cuanto mas seco este el suelo mayor
es la posibilidad de que se hinche o
colapse ocurrira uno u outro segun la
presion externa que se le aplique sea
este mayor o inferior a la presion de
hinchamiento
El cambio de volumen del suelo es
resultado directo de la variacion de
cantidad de agua que el posea
Para medir la expansibilidad de un
suelo se recurre a ensayos realizados
com el Edometro Los mas comunes
son el ensayo de Hinchamiento Libre
el ensayo de Presion de Hinchamiento
y el ensayo Lambe
---Corte directo La finalidad de los
ensayos de corte es determinar la
resistencia de una muestra de suelo
sometida a fatigas yo deformaciones
que simulen las que existen o existiraacuten
en terreno producto de la aplicacioacuten de
una carga
La resistencia al corte depende de la
cohesioacuten y la friccioacuten interna del suelo
Del ensayo se puede obtener una
estimacioacuten aproximada de la
resistencia al corte Las condiciones
de deformacioacuten son tan poco
homogeacuteneas en la caja de corte que
no se debe esperar precisioacuten en los
paraacutemetros resistentes Por ese
motivo su utilizacioacuten soacutelo es
aconsejable cuando no existe la
posibilidad de hacer ensayos
triaxiales
Generalmente se ensayan tres o maacutes
especiacutemenes cada uno bajo una
carga normal diferente para determinar
su efecto sobre la resistencia al corte y
al desplazamiento y las propiedades
de resistencia a partir de las
envolventes de resistencia de Mohr
A partir de este ensayo no pueden
determinarse las relaciones esfuerzo-
deformacioacuten o cualquier otro valor
asociado como el modulo de
cizalladura
La colapsabilidad es la tendencia que
puede tener un terreno a reducir su
volumen de forma raacutepida (colapso)
Los suelos colapsables suelen
presentar gran variedad de formas y
tamantildeos de partiacuteculas aunque la
mayoria de ellos presenta forma
redondeada
La finalidad de este ensayo es de
determinar o evaluar la susceptibilidad
al colapso de una muestra de suelo la
que podra sufrir un asentamiento
adicional originado por la inundacion
de la muestra
Existen dos metodos de ensayos
ensayos para muestras inalteradas y
para muestras alteradas
--Triaxial El ensayo consiste en
aplicar esfuerzos laterales y verticales
diferentes a probetas ciliacutendricas de
suelo y para determinar la resistencia
al cortante la rigidez y caracteriacutesticas
de deformacioacuten de las muestras
Generalmente existen 3 formas de
realizar el ensayo Triaxial
Ensayo Consolidado drenado
Ensayo Consolidado no drenado
Ensayo No consolidado
Es el ensayo que mayor informacioacuten
nos da ya que nos permite conocer
los dos paraacutemetros intriacutensecos mas
importantes de un suelo COHESION y
ANGULO DE FRICCION con ellos se
define la capacidad portante y las
caracteriacutesticas del corte de un suelo
bajo diferentes condiciones de drenaje
de un suelo
TENA 11 INVESTIGACIONES
PROFUNDA
METODOS GEOFISICOS
Objetivo Con los meacutetodos geofiacutesicos
se puede investigar zonas sin acceso
para el ser humano como el interior
de la tierra En la buacutesqueda de
yacimientos metaliacuteferos (prospeccioacuten
exploracioacuten) este meacutetodos geofiacutesicos
pueden dar informaciones sin hacer
una perforacioacuten de altos costos
Existen varios meacutetodos geofiacutesicos los
cuales aprovechan propiedades fiacutesicas
de las rocas
-Pero todos los meacutetodos geofiacutesicos
dan solamente informaciones
indirectas es decir nunca sale una
muestra de una roca Los resultados
de investigaciones geofiacutesicas son
hojas de datos (nuacutemeros) que esperan
a una interpretacioacuten
Los meacutetodos maacutes usados
METODO DE SONDEO
---Sondeos mineros
Se utiliza etas sondas para llegar a
profundidades grandes alrededor de
1200m Se los utiliza en
minas subterraacuteneas se utiliza para
comprobar a que profundidad esta la
veta de mayor intereacutes y evaluar el
costo de la explotacioacuten
Canteras a cielo abierto ayuda a la
localizacioacuten de las areas con mayor
volumen de materas primas
---Sondeo geotecnicos
Obras de ingenieriacutea estas precisan
estudiar con gran detalle la geologiacutea
de las zonas en algunos casos hasta
alcanzar profundidades considerables
como ser tuacuteneles presas etc
En el campo de la cimentacioacuten
generalmente se basan en sondeos
mecaacutenicos y ensayos ldquoin-siturdquo
Maquinaria
Sonda hidraacuteulica MC-300
Sonda longyear-38 y
Sonda craelius 1500
Adecuada para sondeos profundos
Profundidad de los sondeos
Para obtener informacioacuten necesaria
para poder predecir el asentamiento
de un estructura los sondeos deben
penetrar todos los estratos que
puedan consolidarse por efecto a las
cargas
Para estructuras pesadas muy
importantes como grandes puentes y
edificios altos esto significa que los
sondeos deben llegar hasta la roca
Pero para estructuras pequentildeas la
profundidad se puede estimar por
caracteriacutesticas geologiacuteas Una
antigua regla establece que la
profundidad de los sondeos deben ser
igual a dos veces el ancho del edificio
METODO DE GEORRADAR
El georraacutedar o raacutedar de subsuelo es
una teacutecnica de prospeccioacuten basada en
la emisioacuten de pulsos
electromagneacuteticos y en la recogida de
las reflexiones que se producen por
los cambios del valor de la constante
dieleacutectrica del terreno asociada a los
distintos materiales
Se consiguen profundidades de
penetracioacuten de hasta 40 m (seguacuten
los materiales atravesados)
obtenieacutendose imaacutegenes del subsuelo
de alta resolucioacuten Lo que la hace
especialmente apta para la
delimitacioacuten de estructuras naturales o
artificiales poco profundas
(arqueologiacutea tuberiacuteas y otras
infraestructuras soterradas) deteccioacuten
de fluidos (agua o contaminantes) etc
METODO SISMICO DE
REFRACCION
El meacutetodo siacutesmico de refraccioacuten
constituye la teacutecnica geofiacutesica maacutes
ampliamente utilizada para determinar
la velocidad Vp caracteriacutestica de las
diferentes capas del subsuelo y
tambieacuten el espesor de cada una de
ellas hasta el rango de profundidad
investigado en cada caso
La ejecucioacuten de un estudio mediante
siacutesmica de refraccioacuten consiste en su
primera fase en medir los tiempos
invertidos por una onda de compresioacuten
en llegar a traveacutes del subsuelo a una
serie de sensores (geoacutefonos) situados
alineados en la superficie del terreno
El paraacutemetro fiacutesico que se analiza es
la velocidad de propagacioacuten de la
onda Vp a traveacutes de los materiales del
subsuelo en funcioacuten de la compacidad
de los mismos
Tal paraacutemetro nos aportaraacute
informacioacuten de las caracteriacutesticas
geomecaacutenicas de la zona en que se
apliquen
La representacioacuten graacutefica de los
tiempos que tardan las ondas en
alcanzar los geoacutefonos en funcioacuten de
las distancias al origen de la fuente se
denomina ldquoDromocronardquo
FACTORES QUE DEFINEN LA
PROFUNDIDAD DE PENETRACIOacuteN
Y RESOLUCIOacuteN
Nuacutemero de geoacutefonos
determina la profundidad de
investigacioacuten que se puede alcanzar
A mayor nuacutemero de geoacutefonos se
alcanza mayor profundidad de
penetracioacuten
-Espaciado entre geoacutefonos
determina la resolucioacuten del registro de
modo que cuanto menor sea el
espaciado mayor seraacute la resolucioacuten
-Nuacutemero de puntos de tiro
condiciona el detalle con el que se
determina el espesor y la velocidad de
las capas A mayor nuacutemero de puntos
de tiro mayor detalle
-Fuente de energiacutea
Con fuentes de energiacutea maacutes intensas
(explosivo aire comprimido etc)
pueden alcanzarse mayores
penetraciones y mayor alcance
METODO TOMOGRAFICO
En su sentido maacutes amplio un estudio
tomograacutefico cross-hole consiste en
determinar de forma detallada la
distribucioacuten de un determinado
paraacutemetro del terreno en el espacio
comprendido entre dos sondeos
situados relativamente proacuteximos entre
siacute
Procesado de los datos
La primera parte del proceso consiste
en la identificacioacuten en los registros
siacutesmicos de las primeras llegadas de
las ondas de compresioacuten a cada
sensor y para cada punto de sentildeal
determinando el tiempo invertido en
cada caso
Para el caacutelculo de las velocidades de
transmisioacuten de la sentildeal siacutesmica a partir
de estos tiempos hay que determinar
tambieacuten de forma precisa la posicioacuten y
la distancia entre cada punto de sentildeal
y cada sensor
Una vez cubierta la etapa de
identificacioacuten de las primeras llegadas
delas ondas P determinando los
tiempos y las distancias entre cada
punto de tiro y cada sensor la fase
fundamental del proceso es la
inversioacuten de estos datos para
determinar el valor de Vp en cada
celdilla de la seccioacuten del terreno
comprendida entre los dos sondeos
Se trata de un proceso complejo en
teacuterminos matemaacuteticos que
consideramos innecesario describir
aquiacute
METODO GEOELECTRICO
Es la exploracioacuten del subsuelo a partir
de las mediciones de resistividad
eleacutectrica Es una teacutecnica conocida
durante los uacuteltimos 50 antildeos
A grandes rasgos consiste en
introducir corriente en el terreno y
medir el voltaje producido por la
misma
Tomando en cuenta una roca densa
con pocos huecos poca humedad y
baja ionizacioacuten tendraacute alta resistencia
mientras que las arcillas saturadas
tendraacute baja resistencia
Teniendo el voltaje se obtiene la
resistividad del subsuelo Cada
estructura enterrada presenta un
rango de resistividad caracteriacutestico
cuyo valor nos sirve para
interpretacioacuten
En los estudios geoelectricos cuando
se menciona la resistividad aparente y
la resistividad verdadera solo
coinciden cuando el subsuelo es
absolutamente homogeacuteneo
A MAYOR LONGITUD DE
DISPOSITIVOS MAYOR
PENETRACIONEN EL SUBSUELO
a) Pequentildeas separaciones de
electrodos la corriente esta
confinada en un zona
b) Separacioacuten de los
dispositivos mayor
penetracioacuten
Se conoce como dispositivos
geoelectricos al conjunto de electrodos
que inyectan corriente en l subsuelo y
registra el potencias en el mismo
Modelizacioacuten geoelectrica del
subsuelo
Se clasifican en 3
--Modelos unidimensionales1-D
Varia solo la profundidad
Este modelo estudia los terrenos
estratificados horizontalmente
aplicando sondeos eleacutectricos verticales
Dispositivo schlumberger
Lecturas entre 10 a 20
Reconocimiento 1-D en la practica
reciben el nombre de sondeos
eleacutectricos verticales (SEV) con esto
obtenemos los horizontes geoloacutegicos
Procedimiento consiste en fijar los
electrodos e ir incrementando
progresivamente la distancia q los
separa consiguiendo mayor
profundidad
--Modelos bidimensionales 2-D
Este modelo varia en coordenadas (x)
y en profundidad (z)
Aplicado en la practica geolectrica
para el estudio de tuacuteneles
cimentaciones deteccioacuten de cuevas
etc
Emplea un dispositivo Dipolo-Dipolo o
wenner
Lecturas entre 100 y 1000
Los reconocimientos 2d son el dipolo-
dipolo y el wenner Su procedimiento
es clavar un gran numero de
electrodos en un espaciamiento
constante
Las lecturas se haraacuten mediantes
software como ser res2dinv u otros
--Modelos tridimensionales 3-D
Modelos complejos
Las lecturas variacutean en millares
Para realizar el reconocimiento es
similar las de 2D pero colocando los
electrodos en dispositivos de malla
bidimensional
Los meacutetodos geoelectrico tienen
dos ventajas
Permiten cubrir raacutepidamente grandes
aacutereas a un costo relativamente bajo
no son estorbados por los cantos
rodados o gravas gruesas que
dificultan los sondeos
Sistema sencillo y raacutepido de utilizar
Desventaja no se puede obtener una
interpretacioacuten uacutenica esto es
particularmente cuando los estratos no
son de espesor uniforme ni
horizontales
Utilidades reconocimiento de niveles
estratigraacuteficos
Localizacioacuten de depoacutesitos enterrados
Localizacioacuten de tuberiacuteas
metaacutelicas y otros
METODO ACUSTICO
El meacutetodo mas utilizado para
investigar la morfologiacutea y la estructura
del fondo marino es la observacioacuten
indirecta mediante sonar
Sonar de barrido lateral
Consiste en un emisorreceptor de
sentildeales ultrasoacutenicas que emite pulsos
en direccioacuten perpendicular al sentido
de avance y recibe los
correspondientes ecos
El resultado es la obtencioacuten de
registros graacuteficos bidimensionales de
la morfologiacutea del fondo del mar Es
fundamental para trabajos y obras
lineales detectando obstaacuteculos
Se clasifican seguacuten su irregularidad en
mas o menos accidentados
usando mono haz
La energiacutea acuacutestica transmitida estaba
confinada a un solo haz
Este era ancho por lo tanto perdiacutea
resolucioacuten y por consiguiente
exactitud
USANDO MULTIHAZ
La energiacutea acuacutestica transmitida por
varios haz
Profundidad de trabajo va de 50m a
11000m
Sus emisores en proa a popa y
receptores de estribor a babor
Su cobertura es mayor y es en forma
de abanico
METODO MAGNETICO
La magnetometriacutea es como la
gravimetriacutea un meacutetodo geofiacutesico
relativamente simple en su aplicacioacuten
El campo magneacutetico de la tierra afecta
tambieacuten yacimientos que contienen
magnetita (Fe) Estos yacimientos
producen un campo magneacutetico
inducido es decir su propio campo
magneacutetico Un magnetoacutemetro mide
simplemente los anomaliacuteas
magneacuteticas en la superficie terrestre
cuales podriacutean ser producto de un
yacimiento
El meacutetodo magneacutetico es el meacutetodo
geofiacutesico de prospeccioacuten maacutes antiguo
aplicable en la prospeccioacuten petroliacutefera
en las exploraciones mineras y de
artefactos arqueoloacutegicos
En la prospeccioacuten petroliacutefera el
meacutetodo magneacutetico entrega
informaciones acerca de la
profundidad de las rocas
pertenecientes al basamento A partir
de estos conocimientos se puede
localizar y definir la extensioacuten de las
cuencas sedimentarias ubicadas
encima del basamento que
posiblemente contienen reservas de
petroacuteleo
En las exploraciones mineras se aplica
el meacutetodo magneacutetico en la buacutesqueda
directa de minerales magneacuteticos y en
la buacutesqueda de minerales no
magneacuteticos asociados con los
minerales que ejercen un efecto
magneacutetico mensurable en la superficie
terrestre
Ademaacutes el meacutetodo magneacutetico se
puede emplear en la buacutesqueda de
agua subterraacutenea
Las anomaliacuteas magneacuteticas detectadas
a traveacutes de estudios magneacuteticos en
terreno se explican con variaciones en
las propiedades fiacutesicas de las rocas
como la susceptibilidad magneacutetica yo
la imantacioacuten remanente de las rocas
Estas propiedades fiacutesicas solo existen
a temperaturas debajo de la
temperatura de Curie En
consecuencia los generadores de las
anomaliacuteas magneacuteticas podemos hallar
hasta una profundidad maacutexima de 30 a
40 km
METODO GAVIMETRICO
El meacutetodo esta basado en el estudio la
variacioacuten del componente vertical del
campo gravitatorio terrestre
Se realiza mediciones relativas o es
decir se mide las variaciones
laterales de la atraccioacuten gravitatoria de
un lugar al otro puesto que en estas
mediciones se pueden lograr una
precisioacuten satisfactoria maacutes faacutecilmente
en comparacioacuten con las mediciones
del campo gravitatorio absoluto
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza
y estructura de las formaciones del
subsuelo)
El objetivo principal de los estudios de
gravimetriacutea es medir la atraccioacuten
gravitacional que ejerce la Tierra sobre
un cuerpo de masa determinada Pero
como la Tierra no es una esfera
perfecta y no esta en reposo ni es
homogeacutenea y tiene movimientos de
rotacioacuten y de traslacioacuten la fuerza de
gravedad que ejerce no es constante
Por tanto las medidas gravimeacutetrica en
exploracioacuten son representacioacuten de
anomaliacuteas en las que entran la
densidad de los diferentes tipos de
rocas sedimentos no consolidados
areniscas sal gema calizas granito
etc
En representacioacuten esquemaacutetica el
instrumento consta de una masa
metaacutelica que suspendida de un
resorte supersensible registra la
elongacioacuten del resorte debido a la
atraccioacuten producida por lo denso de la
masa de las rocas subterraacuteneas Las
medidas son anotadas y
posteriormente se confeccionan
mapas que representan la
configuracioacuten lograda
Aparatos como el graviacutemetro permiten
estudiar las rocas que hay en el
subsuelo Este aparato mide las
diferencias de la fuerza de la gravedad
en las diferentes zonas de suelo lo
que permite determinar queacute tipo de
roca existe en el subsuelo
Es un meacutetodo que cuantifica las
diferencias en la atraccioacuten de la
gravedad de los materiales del
subsuelo
Consiste en la medicioacuten muy precisa
de la aceleracioacuten de la gravedad en
distintos puntos registrando
variaciones extrantildeas de dicha
aceleracioacuten que pueden suponer
cambios bruscos en la densidad de un
terreno
De esta forma se pueden detectar
huecos o cavernas como las
existentes en los terrenos caacutersticos o
en zonas de explotacioacuten minera actual
o histoacuterica fallas domos salinos
profundidad de capas competentes
compactas etc
Los resultados obtenidos son en
general poco concluyentes para que
su empleo esteacute generalizado en la
ingenieriacutea civil
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza y
estructura de las formaciones del
subsuelo)
TEMA 12 ESTABILIDAD DE
TALUDES
INTRODUCCION-El objetivo principal
de un estudio de estabilidad de taludes
o laderas es el de establecer medidas
de prevencioacuten y control para reducir
los niveles de amenaza y riesgo
Generalmente los beneficios maacutes
importantes desde el punto de vista de
reduccioacuten de amenazas y riesgos es la
prevencioacuten
TALUD
--Es una composicioacuten o masa de tierra
que no es uniformemente plana sino
que tiene pendiente o ciertos cambios
de altura significativos
ESTABILIDAD- Seguridad de una
masa de tierra contra la falla o
movimiento
Para determinar la estabilidad de una
masa de suelo debemos determinar su
coeficiente de seguridad al
deslizamiento Al existir un coeficiente
de seguridad igual a 1 se produce el
deslizamiento del talud
Tipos DE talud
Se define como ladera cuando su
conformacioacuten actual tuvo como origen
un proceso natural
Y se define como talud cuando es
conformada artificialmente o sea por
accioacuten del hombre
Tipos DE FALLA EN taludes
1DESPRENDIMIENTOS-
11 CAIDA LIBRE
Desprendimiento repentino de uno o
maacutes bloques de suelo o roca que
descienden en caiacuteda libre
12 VOLCADURA
Caiacuteda de un bloque de roca con
respecto a un pivote ubicado debajo
de su centro de gravedad
2DERRUMBES- 21 PLANAR
Movimiento lento o raacutepido de un
bloque de suelo o roca a lo largo de
una superficie de falla plana
22ROTACIONAL
Movimiento relativamente lento de una
masa de suelo roca o una
combinacioacuten de los dos a lo largo de
una superficie curva de falla bien
definida
23DESPARRAMIENTO LATERAL
Movimiento de diferentes bloques de
suelo con desplazamientos distintos
3 AVALANCHAS
Movimiento raacutepido de una masa
incoherente de escombros de roca o
suelo-roca donde no se distingue la
estructura original del material
4 FLUJO
Suelo o suelo-roca movieacutendose como
un fluido viscoso desplazaacutendose
usualmente hasta distancias mucho
mayores de la falla Usualmente
originado por exceso de presiones
de poros
bull METODOS PARA
DISMINUIR EL RIESGO
1 PREVENCION-
La prevencioacuten incluye el manejo de la
vulnerabilidad evitando la posibilidad
de que se presenten riesgos o
amenazas La prevencioacuten debe ser un
programa del estado en todos sus
niveles mediante una legislacioacuten y un
sistema de manejo de amenazas que
permita disminuir los riesgos a
deslizamiento en un aacuterea determinada
bull 2 ELUCION DE LA
AMENAZA
Eludir la amenaza consiste en evitar
que los elementos en riesgo sean
expuestos a la amenaza de
deslizamiento
3 CONTROL
Meacutetodos tendientes a controlar la
amenaza activa antes de que se
produzca el riesgo a personas o
propiedades Generalmente consisten
en estructuras que retienen la masa en
movimiento Este tipo de obras se
construyen abajo del deslizamiento
para detenerlo despueacutes de que se ha
iniciado
bull 4 ESTABILIZACION
La estabilizacioacuten de un talud
comprende los siguientes factores
1 Determinar el sistema o
combinacioacuten de sistemas de
estabilizacioacuten maacutes apropiados
teniendo en cuenta todas las
circunstancias del talud estudiado
2 Disentildear en detalle el sistema a
emplear incluyendo planos y
especificaciones de disentildeo
3 Instrumentacioacuten y control durante
y despueacutes de la estabilizacioacuten Debe
tenerse en cuenta que en taludes
nunca existen disentildeos detallado sin
modificables y que las observaciones
que se hacen durante el proceso
deconstruccioacuten tienden generalmente
a introducir modificaciones al disentildeo
inicial y esto debe preverse en las
claacuteusulas contractuales de
construccioacuten Los sistemas de
estabilizacioacuten se pueden clasificar en
cinco categoriacuteas principales
bull 5 RECUBRIMIENTO DE LA
SUPERFICIE
Meacutetodos que tratan de impedir la
infiltracioacuten o la ocurrencia de
fenoacutemenos superficiales de erosioacuten o
refuerzan el suelo maacutes subsuperficial
El recubrimiento puede consistir en
elementos impermeabilizantes como el
concreto o elementos que refuercen la
estructura superficial del suelo como la
cobertura vegetal
bull 6 CONTROL DE AGUA
SUPERFICIAL Y
SUBTERRANEA
Sistemas tendientes a controlar el
agua y sus efectos disminuyendo
fuerzas que producen movimiento y o
aumentando las fuerzas resistentes
1 canales superficiales para control
de escorrentiacutea
Se recomienda construirlos como
obras complementaria en la mayoriacutea
de los casos Generalmente las zanjas
se construye arriba de la corona del
talud
2 subdrenes de zanjas
Muy efectivos para estabilizar
deslizamientos poco profundos en
suelos saturados subsuperficialmente
3 Sudrenes horizontales de
penetracioacuten
Muy efectivos para interceptar y
controlar aguas subterraneas
relativamente profundas
4 galeriacuteas o tuacuteneles de subdrenaje
Efectivos para estabilizar
deslizamientos profundos en
formaciones con permeabilidad
significativa y aguas subterraneas
5pozos profundos de subdrenaje
Uacutetiles en deslizamientos profundos
con aguas subterraneas Efectivos
para excavaciones no permanentes
SE recomienda los siguientes factores
de seguridad miacutenimos para la
estabilidad de los TALUDES
Al final de la construccioacuten FS = 13
A largo plazo FS = 15
ELEMENTOS DEL TALUD
TIPOS DE FALLAS
PRESIONES LATERALES DE
TIERRA
La presioacuten del terreno sobre un muro
esta fuertemente condicionada por la
deformabilidad del muro
Si el muro y el terreno sobre el que se
fundan son tales que las
deformaciones son praacutecticamente
nulas se estaacute en el caso de empuje
en reposo
Si el muro se desplaza permitiendo la
expansioacuten lateral del suelo se produce
una falla por corte del suelo retenido y
se crea una cuntildea El empuje
disminuye desde el valor del empuje al
reposo hasta el denominado valor del
empuje activo que es el miacutenimo
valor posible del empuje
Por el contrario si se aplican fuerzas
al muro de forma que eacuteste empuje al
relleno la falla se produce mediante
una cuntildea mucho maacutes amplia Este
valor recibe el nombre de empuje
pasivo y es el mayor valor que puede
alcanzar el empuje
EMPUJE EN REPOSO
Teoriacutea del ldquoEquilibrio plaacutesticordquoo
ldquoEquilibrio liacutemiterdquo
Coeficiente de empuje de tierra en
reposo K0 cuando no hay
deformaciones horizontales
Determinacioacuten de K0
--ensayo de laboratorio triaxiales
especiales
-- ensayo de campo
--formulas empiacutericas
EMPUJE PASIVO
Si el muro se mueve hacia el suelo los
esfuerzos horizontales aumentan
Finalmente se puede alcanzar la falla
por corte desarrollaacutendose una cuntildea
activa
MEJORAMIENTO DE LA
RESISTENCIA DEL SUELO
Inyecciones
Las inyecciones de diversos productos
quiacutemicos son utilizadas para mejorar la
resistencia o reducir la permeabilidad
de macizos rocosos y en ocasiones de
suelos permeables Las inyecciones
pueden consistir de materiales
cementantes tales como el cemento y
la cal o de productos quiacutemicos tales
como silicatos ligninos resinas
acrylamidas y uretanos
Generalmente las inyecciones de
cemento o de cal se utilizan en suelos
gruesos o en fisuras abiertas y los
productos quiacutemicos en materiales
menos permeables
Antes de decidir sobre la utilizacioacuten de
una inyeccioacuten debe investigarse que
el material realmente pueda penetrar
dentro de los vaciacuteos o fisuras
La penetrabilidad de las inyecciones
quiacutemicas depende de su viscosidad
presioacuten de inyeccioacuten y periodo de
inyeccioacuten asiacute como la permeabilidad
del suelo inyectado
Estabilizacioacuten con cemento
Estabilizacioacuten con cal
Calcinacioacuten o tratamiento teacutermico
Magmaficacioacuten
Compactacioacuten Profunda
La compactacioacuten o incremento de
la densidad del suelo se puede lograr
a grandes profundidades utilizando
alguno de los siguientes
procedimientos
1 Pilotes de compactacioacuten
2 Vibro compactacioacuten profunda
3 Columnas de piedra o grava
a Aumentar la resistencia del
suelo
b Mejorar el drenaje de aguas
subterraacuteneas
4 Compactacioacuten dinaacutemica
SISTEMAS DE ESTABILIZACIOacuteN DE
TALUDES Y LADERAS
Desmonte de tierras de la ladera
Sistemas de drenaje
Elementos resistentes de
contencioacuten
Pantallas o cortinas de pilotes
Pantalla de micro pilotes
Cortina de pilotes
Anclajes permanentes y drenes
Pantalla anclada de micropilotes
--- Estabilidad de taludes
Garantizar la estabilidad de los
taludes y evitar volcamiento o
deslizamiento del suelo de
cimentacioacuten es necesario estudiar los
muros de contencioacuten Incluyendo la
posibilidad de fallas por debajo de la
cimentacioacuten del muro
Disentildear las secciones y refuerzos
internos para resistir momentos
cortantes utilizando procedimientos de
ingenieriacutea estructural
MUROS RIacuteGIDOS
Generalmente son de concreto y no
permiten deformaciones importantes
sin romperse
En esta categoriacutea se encuentran los
muros de
- Concreto reforzado (HordmAordm)
- Concreto simple
-Concreto cicloacutepeo
MUROS DE CONCRETO
REFORZADO
Relativamente esbeltos y
generalmente tienen la forma de L
MUROS DE CONCRETO SIMPLE
Los muros de concreto
sin refuerzo son
masas relativamente
grandes de concreto
las cuales trabajan
como estructuras
Riacutegidas
MUROS DE CONCRETO CICLOacutePEO
El concreto cicloacutepeo es una mezcla de
concreto con cantos o bloques de roca
dura Generalmente se utilizan
mezclas de 60 de concreto y 40 de
volumen de bloques de roca
MUROS DE GRAVEDAD FLEXIBLES
MUROS DE GAVIONES
Son cajones de malla de alambre
galvanizado que se rellenan de cantos
de roca
Debe tenerse en cuenta el amarre
entre unidades de gaviones para evitar
el movimiento de unidades aisladas y
poder garantizar la estabilidad del
muro
MUROS DE LLANTAS USADA
Conocidos como Pneusol o Tiresoil
consisten en rellenos de suelo con
llantas de caucho usadas embebidas
- Muros hasta 20 m de altura
ENROCADOS
Los muros en roca son estructuras
construidas con bloques de roca los
cuales se colocan unos sobre otros en
forma manual o al volteo
El tamantildeo de los bloques supera las 3
pulgadas
SELECCIOacuteN DEL TIPO DE
ESTRUCTURA DE CONTENCIOacuteN
Se debe realizar una
comparacioacuten econoacutemica
Localizacioacuten del muro y la
cantidad de espacio
disponible
Altura de la estructura
propuesta y topografiacutea
resultante
Agua freaacutetica
Disponibilidad de materiales
Tiempo disponible para la
construccioacuten
GRUPO Nordm 13
EXCAVACIONES PROFUNDAS
---Es la facilidad con la que puede
excavarse la roca como los suelos
---Estan influidas en factores como la
resistencia del terreno y la magnitud
de los esfuersos que obran dentro de
el
---En excavaciones extremadamente
profundas la temperatura de la roca y
el flujo de calor a traves de la corteza
tambien sera de importancia
Excavacion De Roca y Suelo
Los metodos comunes utilizados en el
proceso de hacer un agujero en el
terreno son
1- la perforacion
2- Los sondeos
3- Maquina perforadora
4- Voladuras
El eacutexito de cada meacutetodo depende de
su capacidad para romper y disgregar
la roca y el suelo
bull Perforacion
La mayoria de los taladros son de dos
tipos
1- el percusivo
2- el rotatorio
bull Tenacidad
Es la resistencia a la fractura que
proviene esencialmente de la
resistencia de la roca a la tension
muchas barrenas de perforacion se
disentildean para inducir rupturas a la
tencion locales dentro de la roca a
medida que esta se hace mas deil a la
tencion que a la comprecion
La abrasividad
Es la capacidad de los fragmentos de
una roca para desgastar la barrera de
perforacion y pulir sus bordes
cortantes
Estructura
CONTROL DEL AGUA
SUBTERRAacuteNEA
Una excavacioacuten debajo de la
superficie del agua subterraacutenea debe
protegerse ya sea contra una afluencia
de agua o bien debe ser trabajada por
teacutecnicas subacuosas tales como la
perforacioacuten con draga de cable de
arrastre y dragado
Reduccioacuten del flujo durante la
excavacioacuten y para disminuir la presioacuten
del agua alrededor de esta
El mayor peligro del agua subterraacutenea
es un encuentro con horizontes
acuiacuteferos inesperados y presiones de
agua
Para controlar el agua subterraacutenea
que fluye a una excavacioacuten es
necesario conocer
Volumen de Agua
Gobernado por el almacenaje
del terreno y por sus limites
geo hidroloacutegicos
Ritmo de Flujo La descarga
del agua subterraacutenea es una
funcioacuten de la permeabilidad
del terreno y del gradiente
hidraacuteulico que la afecte
Es importante hacer una valoracioacuten de
la permeabilidad para los caacutelculos de
la afluencia y deben obtenerse
pruebas verificadas in situ
Las rocas y los suelos son
anosotropicos generalmente y su
permeabilidad varia con la direccioacuten
Presioacuten del Agua Esta se
pude calcular de una medida
precisa de la carga de
presioacuten variara de lugar a
lugar dentro del
terreno(FIG13-27) y en
cualquier localidad se espera
que variacutee con el tiempo
La presioacuten del agua subterraacutenea fuera
de control alrededor de una
excavacioacuten superficial puede ser la
causa de que el piso de la excavacioacuten
se rompa(Fig16-6bi)
Se inunde (FIG16-6bii)
Derrame(FIGiii)
Ruptura de las excavaciones
subterraacuteneas (FIGiv)
Meacutetodos de Rebajamiento del Nivel
Freaacutetico
bullWellpoint
bullWellpoint por Inyeccioacuten
Tipos de excavacioacuten
Entre los tipos de excavacioacuten
dependeraacute principalmente del tipo de
material a ser excavado por su
fragilidad a los derrumbes
Excavacioacuten sin Apuntalar
Excavaciones Apuntaladas
Excavaciones Apuntaladas Cerca
de estructuras
Excavaciones en rocas
Excavaciones con explosivos
PERFORACION EN ROCA CON
MAQUINARIA
EL PROBLEMA DE LA EXCAVACIOacuteN
EN ROCA
1 Suelos sueltos a
semicompactos
Suelos compactos a roca
blanda
3 Roca de dureza media
4 4 Roca dura
5 5 Roca muy dura
EXCAVACIOacuteN EN SEDIMENTOS
Las excavaciones en grava
limo arena arcilla y rocas
sedimentarias se debe utilizar
revestimientos que proporciones
soporte todo el tiempo
EXCAVACIONES SUBTERRANEAS
Las excavaciones subterraacuteneas son
pozos verticales y galeriacuteas
horizontales para tener acceso a los
trabajos subterraacuteneos a las minas
para la extraccioacuten del mineral tuacuteneles
y caacutemaras extensas
PRECAUCIONES PARA LA
EXCAVACION
Las zonas y fracturas acuiacuteferas
siempre son potencialmente
peligrosas
Las calizas son materiales
particularmente difiacuteciles de investigar
si contienen cavidades de solucioacuten
Las localizaciones de pozos pueden
explorarse con eacutexito razonable
perforando los pozos desde la
superficie del terreno hasta la
profundidad total
Las fisuras y cavidades llenadas
con agua no tienen que ser
interceptadas por una excavacioacuten que
las pongan en peligro
Los tuacuteneles presentan la dificultad
de que los pozos verticales los
intersectan solo en una fraccioacuten de su
longitud total
La cartografiacutea superficial puede
indicar los mejores sitios para
perforar pozos y proporcionar
informacioacuten del aacuterea
bull La informacioacuten maacutes relevante
que aportan los perfiles
geoloacutegicos es
bull bull Tipo de roca
bull bull Buzamiento y direccioacuten de
capas
bull bull Grosor de las capas
bull bull Tipos de contactos entre las
rocas
bull Estructura tectoacutenica
PRINCIPIOS BAacuteSICOS DE
CARTOGRAFIacuteA GEOLOacuteGICA
bull base del mapa geoloacutegico
mapa topograacutefico
bull interseccioacuten de capas
geoloacutegicas planas con la
topografiacutea
bull capas plegadas
interseccioacuten de los
pliegues con la topografiacutea
bull capas fracturadas
interseccioacuten de las fallas
con la topografiacutea
bull concordancia y
discordancia entre capas
BASE DEL MAPA GEOLOacuteGICO
MAPA TOPOGRAacuteFICO
Es la representacioacuten de una serie de
planos horizontales a cotas diversas y
con un intervalo constante entre
dichos planos los cuales cortaraacuten a la
superficie topograacutefica seguacuten una serie
de curvas cerradas maacutes o menos
irregulares estas curvas que son el
lugar geomeacutetrico de todos los puntos
de la topografiacutea que estaacuten a igual cota
reciben el nombre de curvas de nivel
siendo la equidistancia la diferencia
de cota entre dos curvas de nivel
consecutivas Las curvas de nivel se
proyectan punto a punto sobre el plano
de proyeccioacuten que se situacutea en cota 0 y
se obtiene asiacute la representacioacuten de la
superficie topograacutefica en planos
acotados
INTERSECCIOacuteN DE CAPAS
GEOLOacuteGICAS PLANAS CON LA
TOPOGRAFIacuteA
Capas horizontales (szlig=0deg)
Una capa o estrato horizontal seraacute
paralelo a los planos que determinan
las curvas de nivel y por tanto la
interseccioacuten del estrato con la
topografiacutea la traza seraacute paralela a las
curvas de nivel
Capas verticales (szlig=90deg)
Independientemente de la superficie
topograacutefica la interseccioacuten del estrato
con la topografiacutea quedaraacute siempre
representada por dos liacuteneas rectas
(techo y muro de la capa) separadas
por el espesor del mismo medido
perpendicularmente a la capa
Regla de la V
La Regla de la V determina que si el
plano inclinado corta con una
superficie topograacutefica de valle el
contacto del plano con el relieve dibuja
una V cuyo veacutertice apunta hacia
donde buza el estrato Asimismo si el
plano inclinado corta con una
superficie topograacutefica de loma el
contacto del plano con el relieve dibuja
un arco amplio con la parte coacutencava
situada hacia donde buza el plano
CONCORDANCIA Y DISCORDANCIA
ENTRE CAPAS
PERFIL GEOLOGICO
bull Un perfil geoloacutegico es la
reconstruccioacuten en
profundidad de la estructura
geoloacutegica de una zona que
se muestra en una seccioacuten
del mapa geoloacutegico
bull Puede definirse como una
seccioacuten vertical o perfil
interpretativo de la geologiacutea
superficial para cuya
realizacioacuten se utilizan los
datos obtenidos en el terreno
o los datos obtenidos de un
mapa geoloacutegico
bull Geomeacutetricamente un corte
geoloacutegico puede definirse
como la interseccioacuten de los
elementos y estructuras
geoloacutegicas en una plano
vertical que contiene a la
liacutenea de corte considerada
bull Tiene como base el perfil
topograacutefico
bull Debe presentar
obligatoriamente una escala
horizontal y vertical la
orientacioacuten de sus dos
extremos y una leyenda
donde indique la edad y
litologiacutea de los materiales
presentes en el perfil
COMO REALIZAR UN PERFIL
GEOLOacuteGICO
bull EN UN MAPA GEOLOGICO
bull EN MAPAS CON
ESTRATOS
HORIZONTALES
bull EN MAPAS CON PLIEGUES
bull EN MAPAS CON FALLAS
bull EN MAPAS CON
DISCORDANCIAS
bull CONCLUSIONES
Con estos detalles que muestra un
mapa geoloacutegico el Ingeniero
proyectista puede determinar
bull Ubicacioacuten y extensioacuten de los
acuiacuteferos (Por el tipo y
localizacioacuten del afloramiento
de rocas y localizacioacuten de las
fallas)
bull El espesor aproximado de un
acuiacutefero y la profundidad a la
que puede encontrarse
aproximadamente ( Por el
ancho del afloramiento y su
aacutengulo de inclinacioacuten)
bull La direccioacuten para localizar un
pozo para obtener el espesor
maacuteximo del acuiacutefero (Por la
combinacioacuten de la veta y la
inclinacioacuten de la misma)
bull Aacutereas posibles de recarga de
los acuiacuteferos y por deduccioacuten
la posible direccioacuten del flujo
del mismo (Por las
afloraciones de la superficie)
bull Profundidad estimada
maacutexima de perforacioacuten del
pozo para encontrar agua
(Por el contorno del lecho
rocoso) Las secciones
transversales o perfiles
geoloacutegicos muestran
informacioacuten adicional pero en
la parte subterraacutenea que
detallaremos posteriormente
bull Mapas geoloacutegicos permiten
una interpretacioacuten raacutepida de
un sector de intereacutes
TEMA 10
INVESTIGACION DEL TERRENO
RECONOCIMIENTO DEL SUB-
SUELO
Antes de acometer cualquier proyecto
u obra de ingenieriacutea civil o
edificacioacuten es necesario conocer las
caracteriacutesticas del terreno involucrado
Con este fin se debe realizar un
reconocimiento geoteacutecnico del
terreno
El reconocimiento geoteacutecnico en
obras toma en cuenta las cargas
generadas por cimentaciones
excavaciones y rellenos o las cargas
soportadas por estructuras de
contencioacuten no produzcan situaciones
De inestabilidad o movimientos
excesivos de las propias estructuras
o del terreno que haga peligrar la obra
estructural o funcionalmente
Esta idea de reconocimiento del suelo
implica ante todo una idea de
descripcioacuten fiacutesica de la materia
propiamente dicha con todas sus
sutilezas que ello comporta aspecto
visual color consistencia estructura
espesor de las capas inclinacioacuten
estratificacioacuten nivel freaacutetico etc Toda
informacioacuten debe ir completada con
ensayos de laboratorio identificacioacuten
yo resistentes a efectos del posterior
calculo
OBJETIVOS
Los objetivos de un reconocimiento
geoteacutecnico asiacute como su extensioacuten y
nivel de informacioacuten resultante
dependen directamente del proyecto u
obra a realizar y de las caracteriacutesticas
del terreno donde se situacutea
El desarrollo de un reconocimiento
geoteacutecnico deberiacutea ser un proceso
dinaacutemico no dimensionado
riacutegidamente sino maacutes bien mediante
una serie de aproximaciones
sucesivas donde la necesidad y
extensioacuten de cada etapa fuera
consecuencia de la extensioacuten y
resultados de las realizadas
previamente
Es praacutecticamente imposible dar reglas
universales para el disentildeo y desarrollo
de reconocimiento puesto que la
casuiacutestica es variable y extensa La
amplitud y detalle del reconocimiento
depende del nivel de conocimiento
requerido Antes de proceder al
disentildeo se ha de tener una idea lo maacutes
aproximada posible de lo que se ha
de encontrar en el reconocimiento
para saber buscarlo y de los
problemas que se pueden plantear en
proyectos o en obra Por eso la
primera fase ha de consistir en un
estudio preliminar y una
recopilacioacuten de la informacioacuten
disponible
Una vez obtenida y procesada esta
informacioacuten se define la cantidad
extensioacuten y tipologiacutea de los
reconocimientos para lograr el fin
buscado Durante su ejecucioacuten esta
definicioacuten es susceptible de
experimentar modificaciones
Investigacioacuten preliminar (estudios
previos)
a) Consulta de mapas topograacuteficos y
geoloacutegicos
b) Consulta de estudios y informes
c) Reconocimiento sencillo de
campo
d) Fotointerpretacioacuten preliminar
MEacuteTODOS DE RECONOCIMIENTO
DEL SUB - SUELO
Meacutetodos de reconocimiento
directo o mecaacutenicos
Eacutestos permiten un reconocimiento de
la naturaleza del terreno con la
posibilidad
de obtener muestras o testigos
Dentro de esta tipologiacutea se
encuentran
- EXCAVACIONES
- ENSAYOS IN SITU
- SONDEOS GEOTEacuteCNICOS
EXCAVACIONES
La observacioacuten directa del terreno se
puede realizar mediante labores
sencillas de excavacioacuten con la ayuda
de maquinaria adecuada Las miacutenimas
dimensiones estaacuten definidas por el
espacio requerido para la accesibilidad
y las necesidades de inspeccioacuten
Las ventajas que presentan las
excavaciones son el acceso directo
observacioacuten continua muestreo
continuo tamantildeo de muestra y
posibilidad de realizar ensayos in situ
Por el contrario este meacutetodo estaacute
condicionado por una profundidad
limitada presencia de agua y
problemas de estabilidad de las
paredes La tipologiacutea principal maacutes
comuacutenmente utilizada corresponde a
las calicatas y zanjas
Estas teacutecnicas de reconocimiento son
excavaciones ldquoa cielo abiertordquo en
general raacutepidas y poco costosas
permitiendo alcanzar profundidades
moderadas (3-4 m) por meacutetodos
mecaacutenicos en terrenos excavados
preferentemente cohesivos y con
ausencia de nivel freaacutetico
Otros tipos de excavaciones como
son los pozos y las galeriacuteas son
comparativamente menos utilizadas
ENSAYOS IN SITU
Los ensayos in situ son
literalmente los que se realizan en el
mismo lugar donde se encuentra el
objeto de anaacutelisis
En geoteacutecnica se aplica el teacutermino a
los ensayos que se realizan sobre un
terreno para determinar sus
caracteriacutesticas En construccioacuten suele
emplearse para definir los ensayos de
materiales a pie de obra sobre todo
en los elementos de cimentacioacuten
Tambieacuten se realizan ensayos in situ en
otros campos tales como medio
ambiente (mediciones de ruido y
contaminacioacuten principalmente)
agricultura etc
Ensayos geoteacutecnicos in situ
Pretenden eliminar o reducir algunas
de las limitaciones de los ensayos de
laboratorio
bull El proceso de toma de la
muestra bien sea por golpe
hinca o rotacioacuten produce una
alteracioacuten de la estructura del
terreno
bull La extraccioacuten de la muestra
del terreno implica la
anulacioacuten de las tensiones
totales a las que estaba
sometida in situ En cuanto
a las presiones el uacutenico
control que se tiene sobre
ellas es la proteccioacuten de la
muestra contra la desecacioacuten
o humectacioacuten a traveacutes de
sus paredes
TIPOS DE ENSAYOS IN SITU
bull Ensayo presiomeacutetrico
El ensayo presiomeacutetrico es uno de
los ensayos in situ llevados a cabo
para realizar un reconocimiento
geoteacutecnico
El primer aparato de este tipo fue
patentado por Meacutenard en los antildeos 50
y sigue utilizaacutendose actualmente con
algunas variantes
El ensayo permite obtener una curva
de variacioacuten de las deformaciones
volumeacutetricas del suelo en funcioacuten del
esfuerzo aplicado y definir una
relacioacuten carga - deformacioacuten del
terreno en la hipoacutetesis de una
deformacioacuten plana
Se determinan 3 paraacutemetros un
moacutedulo de deformacioacuten del suelo una
presioacuten de fluencia (es decir de
deformacioacuten) y una presioacuten liacutemite
presioacuten maacutexima de trabajo de 100
kpcm2
La utilidad de este ensayo radica en
gran parte en el hecho de que existen
soluciones analiacuteticas sencillas tanto
en rango elaacutestico como en rotura que
permiten interpretar adecuadamente el
ensayo sobre todo en suelos
arcillosos (carga sin drenaje)
bull Ensayo de placa de carga
El ensayo de placa de carga es uno
de los ensayos in situ llevados a
cabo para realizar un reconocimiento
geoteacutecnico
Consiste en aplicar una carga sobre
una placa (generalmente riacutegida)
colocada sobre la superficie del
terreno y medir los asientos
producidos Puede llegarse a la
condicioacuten liacutemite de rotura de la
muestra es decir donde termina el
ensayo de no fallar se toma los
valores maacuteximos a los cuales se
asignan a los suelos no friccionantes
El problema se simplifica si el ensayo
se realiza en el interior de una galeriacutea
se hacen entonces dos ensayos sobre
las dos paredes opuestas Esta
situacioacuten es relativamente frecuente
dado que en general se desea conocer
la deformabilidad del macizo a una
cierta profundidad eliminado la zona
maacutes meteorizada
bull Ensayo de corte directo in
situ
Los ensayos de corte in situ
obedecen a los mismos principios y
metodologiacuteas que los de laboratorio
Su empleo maacutes tiacutepico es la
determinacioacuten de la resistencia al corte
de diaclasas o planos de debilidad de
macizos rocosos
- Se obtienen resultados sobre
la deformabilidad de la
diaclasa ensayada (moacutedulos
normal transversal y de
dilatancia) asiacute como su
resistencia al corte La razoacuten
de ensayar bloques de gran
tamantildeo suele ser el anaacutelisis
de la influencia de
rugosidades de gran escala
en la resistencia
En el caso de suelos o rocas blandas
puede ocurrir que la carga vertical esteacute
relativamente proacutexima al valor liacutemite
de hundimiento En estas
circunstancias la rotura no se produce
por deslizamiento a lo largo del plano
de la base sino por fallo en la zona
inferior como una zapata con carga
inclinada y como tal debe
interpretarse
Ensayos de Penetracioacuten
Son ensayos que permiten medir la
resistencia a la penetracioacuten de un
elemento (puntaza) que se introduce
en el terreno por diferentes sistemas
En base al sistema de penetracioacuten se
pueden diferenciar dos categoriacuteas de
ensayos que son
- Ensayos de penetracioacuten dinaacutemica
- Ensayos de penetracioacuten estaacutetica
En los ensayos de penetracioacuten
estaacutetica el avance se realiza por medio
de Dispositivos mecaacutenicos o
hidraacuteulicos midiendo la presioacuten que se
aplica Ensayo de permeabilidad
El ensayo de permeabilidad
Es uno de los ensayos in situ
llevados a cabo para realizar un
reconocimiento geot eacute cnico
Existen diferentes formas de ensayo
que pueden agruparse en tres
ensayos de permeabilidad en
sondeos en calicatas y en pozos
Ensayos en sondeos
bull ensayos Lefranc
- - En el caso de ensayos de
carga constante se
mantiene el nivel de agua en
el sondeo mediante la adicioacuten
de un determinado caudal El
caudal que se filtra depende
de la permeabilidad
- - En el caso de ensayos de
carga variable se mide lo
que desciende el nivel de
agua en un tiempo
determinado
- Los resultados de los
ensayos son muy sensibles a
algunos factores de la
ejecucioacuten como la limpieza
del fondo del sondeo la
posibilidad de filtraciones por
el contacto de la tuberiacutea y el
terreno etc
- ensayos Lugeon
- consistentes en inyectar agua a
presiones crecientes en un tramo
limitado por dos obturadores Se
define la unidad Lugeon como la
permeabilidad que permite la admisioacuten
de 1 litro de agua por minuto y por
metro lineal de sondeo a una presioacuten
de 1 Kpa (10 kpcmsup2) Este ensayo se
emplea en macizos rocosos para
definir la inyectabilidad de cimientos
de presas de faacutebrica
Se trata de ensayos costosos pues
implican la excavacioacuten del pozo de
bombeo y de los sondeos para
alojamiento de los piezoacutemetros que
permitan medir la evolucioacuten de la
superficie libre del agua a distintas
distancias del pozo
- La interpretacioacuten de los resultados
del ensayo depende de las
condiciones de contorno en cada caso
particular Tanto el disentildeo del ensayo
como la supervisioacuten de su ejecucioacuten y
su interpretacioacuten requieren la
intervencioacuten de teacutecnicos especialistas
en el tema
SONDEOS GEOTEacuteCNICOS
Se entiende por sondeo una
perforacioacuten de pequentildeo diaacutemetro que
permite reconocer la naturaleza y
localizacioacuten de las diferentes capas del
terreno asiacute como extraer muestras del
mismo y realizar ensayos ldquoin siturdquo
El tipo de sondeo depende del fin que
se persiga (investigacioacuten minera de
petroacuteleo investigacioacuten o explotacioacuten
de agua geotecnia voladuras etc )
por lo que asiacute mismo seraacuten muy
diferentes las herramientas y
maquinaria utilizadas en cada caso
Una primera clasificacioacuten de los
sondeos puede basarse en el modo en
que trabaja la herramienta baacutesica de
prospeccioacuten asiacute tenemos tres grandes
grupos
bull Si la herramienta va haciendo el
agujero golpeando contra el fondo se
trata
de un (sondeo a percusioacuten )
bull Si la herramienta hace el agujero
girando sobre el fondo se trata de un
(sondeo a rotacioacuten)
bull ( Sondeo a presioacuten)
La eleccioacuten del tipo de sondeo
dependeraacute en primer lugar de su
aptitud para conseguir la Finalidad
perseguida y en segundo lugar de la
rapidez y economiacutea
- En geotecnia el objetivo fundamental
de un sondeo es establecer una
columna litoloacutegica del punto de
prospeccioacuten para lo cual se recupera
la muestra de terreno (que si es
ciliacutendrica se denomina testigo)
adicionalmente ser realizan ensayos
ldquoin sitursquo para determinar ciertas
caracteriacutesticas mecaacutenicas asociadas a
cada litologiacutea
bull Sondeos a percusioacuten
- El principio general del meacutetodo
consiste en el empleo de un uacutetil que
avanza por golpes sucesivos
aplicados por la caiacuteda de una maza
cuya energiacutea se transmite mediante un
varillaje a un uacutetil macizo (puntaza) o a
un tubo hueco (toma muestras)
situado en el fondo de la perforacioacuten
- El campo de empleo maacutes ventajoso
es el de los suelos no coherentes
(limos arenas g ravas bolos y
mezclas de los mismos) si se utiliza un
toma muestras pues permite un
reconocimiento de calidad al
obtenerse un testigo continuo
provocando una alteracioacuten en el medio
inferior a la que realizan los sistemas
de sondeo mediante rotacioacuten
Desde el punto de vista econoacutemico es
un sondeo cuya perforacioacuten es lenta y
y poco competitivo
La perforacioacuten que se suele utilizar
consiste en la hinca en el terreno de
los tubos de acero que haraacuten de
entibacioacuten y en la extraccioacuten del suelo
contenido dentro del taladro mediante
cucharas treacutepanos etc
El exacto conocimiento de la energiacutea
empleada en la hinca da una primera
informacioacuten de las caracteriacutesticas
mecaacutenicas del terreno de ahiacute la
importancia de realizar esta operacioacuten
en condiciones normalizadas (un uacutetil
de uso habitual es una maza 120 Kg
con altura de Caiacuteda de 1 m midiendo
el nuacutemero de golpes necesarios para
hincar 20 cm de tuberiacutea)
bull Maacutestiles o cabrias
1048766 Altura aproximada 6 m
1048766 Capacidad 400 Kp
bull Motores 10-25 HP a 2000 rpm
bull Cabrestantes Tiro 1000 Kp
bull Bombas 80 lmin a aprox
20 Kgcm2 a 600 rpm el motor
bull Capacidad Tuberiacutea 230 mm
1048766 6 frac12rdquo maacutex 15 m
1048766 4 frac12rdquo maacutex 40 m
1048766 3rdquo maacutex 50 m
Los rendimientos que se pueden
esperar con estos equipos variacutean
naturalmente seguacuten los tipos de
terrenos sin embargo a tiacutetulo
orientativo eacutestos estaacuten comprendidos
entre 5-15 mdiacuteaturno
- Sondeos a rotacioacuten
El sondeo a rotacioacuten es el
procedimiento maacutes extendido para
obtener muestra o testigo en Cualquier
investigacioacuten geoteacutecnica
Respecto al uacutetil de corte que se
emplea para la obtencioacuten de muestra
de forma continua
Se utiliza una bateriacutea en cuya boca se
implementa una corona cuyos
elementos de corte Habituales son de
widia o diamante
Un sistema alternativo que permite el
avance de la perforacioacuten pero no la
recuperacioacuten de Muestra es el sondeo
que utiliza una barrena helicoide (a
forma de sacacorchos) el cual Precisa
para la determinacioacuten discontinua de
la columna de terreno de la toma de
muestras Con meacutetodos alternativos
- Perforacioacuten con heacutelice
Las barrenas helicoidales pueden
utilizarse en terrenos de consistencia
blanda a media y no cementados
Las barrenas helicoidales (figura 3b)
pueden ser de varios tipos
bull Con cabeza helicoidal
exclusivamente Con ellos se realizan
agujeros de gran diaacutemetro Este
procedimiento es usual en pilotajes
fijacioacuten de postes y plantaciones
bull Con barrena continua normal o
hueca La barrena continua consta de
una serie de barrenas que se
empalman sucesivamente Se emplea
para realizar
sondeos maacutes pequentildeos
Perforacioacuten a rotacioacuten con corona y
obtencioacuten de testigo
Con este sistema puede obtenerse
testigo en cualquier tipo de terreno
aunque en suelos cohesivos blandos
grandes bolos y limos deben tomarse
grandes precauciones En este
procedimiento de perforacioacuten con
obtencioacuten de testigo el uacutetil de corte es
la corona
La corona tiene seccioacuten circular y
puede ser de dos naturalezas
bull Widia El cuerpo de la corona es de
acero y en el borde cortante se
incrustan prismas de widia (carburo de
wolframio con un 10 de cobalto para
darle resistencia al choque)
Diamante Las coronas diamantadas
tienen un cuerpo de acero que estaacute
unido a la matriz Esta matriz es una
aleacioacuten metaacutelica que contiene los
diamantes estaacute compuesta por polvo
de carburo de wolframio y bronce con
pequentildeas cantidades de otros
metales Seguacuten el tamantildeo de los
diamantes existen dos tipos
fundamentales de corona diamantada
1048766 Concrecioacuten El tamantildeo oscila entre
80 y 1000 ppq
1048766 Insercioacuten El tamantildeo de los
diamantes oscila entre 10 y 80 ppq
Sondaje por Presioacuten
Se usa para perforaciones en suelos
blandos Profundidad maacutex 5 - 6 m
bull Para la extraccioacuten de la muestra el
barreno se reemplaza por un tubo de
muestreo
CALICATAS
Definicion
consisten en excavaciones realizadas
mediante medios mecaacutenicos
convencionales que permiten la
observacioacuten directa del terreno a cierta
profundidad
TIPOS DE CALICATAS
Mediante retro excavadora
Manuales
Ventajas
Observacioacuten directa y amplia del
terreno Realizacioacuten ensayos in situ
Inconvenientes
Profundidad de reconocimiento
limitada terreno afectado por la
excavacioacuten Presencia de nivel freaacutetico
TIPOS DE MUESTRAS
Muestra perturbada Se obtienen en
general de las paredes de los pozos y
comprometen estratos determinados o
bien la suma de algunos de ellos
Muestra sin perturbar
Este tipo de muestra se recorta de las
paredes de los pozos y compromete
estratos bien definidos
Excavacioacuten de calicatas y examen
de los perfiles del suelo
Examine el perfil del suelo tan pronto
quede expuesto cuando todaviacutea esteacute
fresco para poder definir los
horizontes con maacutes facilidad
Haga un boceto del perfil tan pronto
como lo haya examinado Anote los
resultados obtenidos y cualesquiera
otras observaciones sobre el terreno
que puedan ser de valor
posteriormente
--PENETRACIONES DINAMICAS
Procedimiento
Consiste en hincar un utensilio
metaacutelico de dimensiones normalizadas
(puntaza) en el suelo por golpeo o
empuje Es el ensayo in situ maacutes usual
Objetivo
Dar idea de la resistencia del terreno
correlacionado con la fuerza o golpeo
necesaria para hincar la puntaza
Ventajas
Es raacutepido y econoacutemico Existe una
amplia experiencia y correlaciones con
muchos otros ensayos
Inconvenientes
La energiacutea suministrada en el
penetroacutemetro estaacute normalizada
Problemas en materiales muy
compactos o muy blandos
Un reconocimiento basado uacutenicamente
en penetraciones puede originar un
estudio geoteacutecnico nefasto
El ensayo de penetracioacuten ligero o
DPL
Consiste en la penetracioacuten de una
puntaza de acero coacutenica perdida de
60ordm de aacutengulo en la punta que penetra
en el terreno por el golpeo de una
maza de 30 kg con una altura de caiacuteda
constante de 25 cm con un ritmo de
15 a 30 golpes por minuto siendo en
este caso el nuacutemero N10 el necesario
para que la puntaza penetre 10 cm El
ensayo se da por finalizado cuando se
alcance el rechazo (80- 100 golpes
para un tramo de 10 cm)
El ensayo de penetracioacuten pesado o
DPH
Consiste en la penetracioacuten de una
puntaza perdida de acero de seccioacuten
cuadrada de 4 x 4 cm que tiene una
longitud de 20 cm y termina en una
piraacutemide de 90ordm que penetra en el
terreno por el golpeo de una maza de
635 kg con una altura de caiacuteda
constante de 50 cm con un ritmo de
15 a 30 golpes por minuto siendo en
este caso el nuacutemero N20 el necesario
para que penetre 20 cm la puntaza
SPT
El ensayo de penetracioacuten estaacutendar
(SPT) desarrollado por Terzagui a
finales de los antildeos 20 es el ensayo in
situ maacutes popular y econoacutemico para
obtener informacioacuten geoteacutecnica del
subsuelo
Se estima que el 85 a 90 de los
disentildeos de las cimentaciones
convencionales de Norte y Sur
Ameacuterica se basan en los valores de N
medidos en el SPT
OBJETIVOS DE PRUEBA
SPT
Obtener la medida de la resistencia a
la penetracioacuten con un muestreador en
un suelo no cohesivo
--Tomar muestras representativas del
suelo
--Hallar correlacioacuten entre
El de golpes N medido y la
compacidad
j y la resistencia a la comprensioacuten
simple por medio de tablas o aacutebacos
ya existentes
--Debe tenerse en cuenta lo siguiente
El ensayo es aplicable solo a suelos
arenosos
Si en un manto de arena existen bajos
contenido grava tan solo una de ellas
puede invalidar el ensayo
En arenas muy finas situadas bajo el
nivel freaacutetico el valor de rdquoNrdquo debe
corregirse pues resultariacutea mayor que
el dado por una arena seca debido a
la baja permeabilidad de eacutesta que
impide que el agua emigre a traveacutes de
los huecos al producirse el impacto
Empiacutericamente se ha encontrado que
en estos casos el valor de N puede
corregirse mediante la siguiente
expresioacuten aplicable cuando la
penetracioacuten sea mayor de 15 golpes
en arenas finas y saturadas
Nrsquo = 15 + 12 ( N - 15 )
Nrsquo valor corregido del iacutendice de
penetracioacuten y
N valor obtenido en el ensayo
ENSAYO VANE TEST
El ensayo consiste en la introduccioacuten
estaacutetica de una paleta de acero con
seccioacuten transversal en formato de cruz
(aspas) de dimensiones estaacutendar
Aplicaciones
Resistencia al corte sin drenar de
arcillas saturadas
Sensitividad de arcillas
Columna de resistencia del suelo
RESULTADOS DEL ENSAYO
Graacutefico de torque en funcioacuten de la
rotacioacuten
Resistencia no drenada en
condiciones naturales (Su)
Resistencia no drenada en
condiciones amalgamadas
Sensibilidad de la estructura de la
arcilla
DPSH (penetracioacuten
dinaacutemica suacuteper pesada)
Es un tipo de prueba de penetracioacuten
dinaacutemica con registro continuo que se
emplea en la caracterizacioacuten de un
terreno dentro de un reconocimiento
geoteacutecnico
ENSAYOS DE
LABORATORIO
En lo referente a suelos granulares
(Arenas y Gravas) podemos
mencionar
Humedad
Anaacutelisis Granulomeacutetrico por
Tamizado
Ensayos Proctor
Ensayo CBR - Descripcioacuten de la Granulometriacutea
Bien graduado
Mal graduados
--Uniforme
--Graduacioacuten discontinua
La indicacioacuten de la graduacioacuten se
realiza con los siguientes paraacutemetros
Coeficiente de Uniformidad CU
Coeficiente de Curvatura CZ
Anaacutelisis por Sedimentacioacuten
El meacutetodo de sedimentacioacuten tiene por
objeto contar con datos muy
aproximados de la composicioacuten
granulomeacutetrica de los limos
Se realiza utilizando la ley de Stokes
CONTENIDO EN CARBONATOS Y
SUELOS ORGANICOS
Son compuestos que reaccionan a los
aacutecidos produciendo un burbujeo al
desprenderse el dioacutexido de carbono
Estos permiten identificar algunas
rocas sedimentarias que pueden ser
el material parental de los suelos bien
alguacuten proceso de acumulacioacuten de
sales o quizaacute por el uso de agua de
riego salina Los carbonatos maacutes
comunes son de calcio y le siguen los
de sodio o magnesio
La Materia Orgaacutenica en los suelos se
concentra mayormente en los primeros
centiacutemetros del suelo y disminuye
draacutesticamente con la profundidad
INFLUENCIA DE LA MATERIA
ORGAacuteNICA SOBRE ALGUNAS
PROPIEDADES DE LOS SUELOS
--Mejora a agregacioacuten y estabilidad de
los agregados del suelo reduciendo la
susceptibilidad a la erosioacuten
--Aumenta la capacidad de retencioacuten
de humedad de los suelos
--Tiene influencia sobre el color los
suelos
--Es responsanble en un alto
porcentaje de la capacidad de
intercambio Cationico
ENSAYOS PROCTOR
El ensayo consiste en compactar una
porcioacuten de suelo en un cilindro con
volumen conocido hacieacutendose variar
la humedad para obtener el punto de
compactacioacuten maacutexima en el cual se
obtiene la humedad oacuteptima de
compactacioacuten El ensayo puede ser
realizado en tres niveles de energiacutea de
compactacioacuten conforme las
especificaciones de la obra normal
intermedia y modificada
Existen dos tipos de ensayo Proctor
normalizados el Ensayo Proctor
Normal y el Ensayo Proctor
Modificado La diferencia entre
ambos estriba en la distinta energiacutea
utilizada debido al mayor peso del
pisoacuten y mayor altura de caiacuteda en el
Proctor modificado
MATERIALES COHESIVOS
(Limos y arcillas)
ENSAYO
--Anaacutelisis granulomeacutetrico por
tamizado Con este ensayo se puede
conocer la permeabilidad y la cohesioacuten
del suelo Se clasifica la muestra
Expresando en porcentaje la
proporcioacuten de gravas arena y arcilla o
limo
--Limites de Atterberg Los
contenidos de agua o humedad con
los cuales se producen los cambios de
estados se denominan liacutemites de
Atterberg
--Compresioacuten simple o inconfinada
Tiene por finalidad determinar la
resistencia a la compresioacuten no
confinada (qu) de un cilindro de suelo
cohesivo o semi-cohesivo e
indirectamente la resistencia al corte
(c) por la expresioacuten c = qu 2
( kgscm2 )
Consiste en un ensayo uniaxial en
donde la probeta no tiene soporte
lateral
--Edometriacutea o de consolidacioacuten Se
entiende como consolidacioacuten de un
material la deformacioacuten o reduccioacuten de
tamantildeo que sufre cuando es sometido
a una carga
--La finalidad de este ensayo es
determinar la velocidad y grado de
asentamiento que experimentaraacute una
muestra de suelo arcilloso saturado al
someterla a una serie de incrementos
de presioacuten o carga
--Hinchamiento Colapso
El este ensayo es determinar la
expansividad o aumento de volumen
de una muestra de suelo cohesivo
En los suelos que son expansivos el
hinchamiento que experimenta al
humedecerse depende de las
condiciones de compactacion
Cuanto mas seco este el suelo mayor
es la posibilidad de que se hinche o
colapse ocurrira uno u outro segun la
presion externa que se le aplique sea
este mayor o inferior a la presion de
hinchamiento
El cambio de volumen del suelo es
resultado directo de la variacion de
cantidad de agua que el posea
Para medir la expansibilidad de un
suelo se recurre a ensayos realizados
com el Edometro Los mas comunes
son el ensayo de Hinchamiento Libre
el ensayo de Presion de Hinchamiento
y el ensayo Lambe
---Corte directo La finalidad de los
ensayos de corte es determinar la
resistencia de una muestra de suelo
sometida a fatigas yo deformaciones
que simulen las que existen o existiraacuten
en terreno producto de la aplicacioacuten de
una carga
La resistencia al corte depende de la
cohesioacuten y la friccioacuten interna del suelo
Del ensayo se puede obtener una
estimacioacuten aproximada de la
resistencia al corte Las condiciones
de deformacioacuten son tan poco
homogeacuteneas en la caja de corte que
no se debe esperar precisioacuten en los
paraacutemetros resistentes Por ese
motivo su utilizacioacuten soacutelo es
aconsejable cuando no existe la
posibilidad de hacer ensayos
triaxiales
Generalmente se ensayan tres o maacutes
especiacutemenes cada uno bajo una
carga normal diferente para determinar
su efecto sobre la resistencia al corte y
al desplazamiento y las propiedades
de resistencia a partir de las
envolventes de resistencia de Mohr
A partir de este ensayo no pueden
determinarse las relaciones esfuerzo-
deformacioacuten o cualquier otro valor
asociado como el modulo de
cizalladura
La colapsabilidad es la tendencia que
puede tener un terreno a reducir su
volumen de forma raacutepida (colapso)
Los suelos colapsables suelen
presentar gran variedad de formas y
tamantildeos de partiacuteculas aunque la
mayoria de ellos presenta forma
redondeada
La finalidad de este ensayo es de
determinar o evaluar la susceptibilidad
al colapso de una muestra de suelo la
que podra sufrir un asentamiento
adicional originado por la inundacion
de la muestra
Existen dos metodos de ensayos
ensayos para muestras inalteradas y
para muestras alteradas
--Triaxial El ensayo consiste en
aplicar esfuerzos laterales y verticales
diferentes a probetas ciliacutendricas de
suelo y para determinar la resistencia
al cortante la rigidez y caracteriacutesticas
de deformacioacuten de las muestras
Generalmente existen 3 formas de
realizar el ensayo Triaxial
Ensayo Consolidado drenado
Ensayo Consolidado no drenado
Ensayo No consolidado
Es el ensayo que mayor informacioacuten
nos da ya que nos permite conocer
los dos paraacutemetros intriacutensecos mas
importantes de un suelo COHESION y
ANGULO DE FRICCION con ellos se
define la capacidad portante y las
caracteriacutesticas del corte de un suelo
bajo diferentes condiciones de drenaje
de un suelo
TENA 11 INVESTIGACIONES
PROFUNDA
METODOS GEOFISICOS
Objetivo Con los meacutetodos geofiacutesicos
se puede investigar zonas sin acceso
para el ser humano como el interior
de la tierra En la buacutesqueda de
yacimientos metaliacuteferos (prospeccioacuten
exploracioacuten) este meacutetodos geofiacutesicos
pueden dar informaciones sin hacer
una perforacioacuten de altos costos
Existen varios meacutetodos geofiacutesicos los
cuales aprovechan propiedades fiacutesicas
de las rocas
-Pero todos los meacutetodos geofiacutesicos
dan solamente informaciones
indirectas es decir nunca sale una
muestra de una roca Los resultados
de investigaciones geofiacutesicas son
hojas de datos (nuacutemeros) que esperan
a una interpretacioacuten
Los meacutetodos maacutes usados
METODO DE SONDEO
---Sondeos mineros
Se utiliza etas sondas para llegar a
profundidades grandes alrededor de
1200m Se los utiliza en
minas subterraacuteneas se utiliza para
comprobar a que profundidad esta la
veta de mayor intereacutes y evaluar el
costo de la explotacioacuten
Canteras a cielo abierto ayuda a la
localizacioacuten de las areas con mayor
volumen de materas primas
---Sondeo geotecnicos
Obras de ingenieriacutea estas precisan
estudiar con gran detalle la geologiacutea
de las zonas en algunos casos hasta
alcanzar profundidades considerables
como ser tuacuteneles presas etc
En el campo de la cimentacioacuten
generalmente se basan en sondeos
mecaacutenicos y ensayos ldquoin-siturdquo
Maquinaria
Sonda hidraacuteulica MC-300
Sonda longyear-38 y
Sonda craelius 1500
Adecuada para sondeos profundos
Profundidad de los sondeos
Para obtener informacioacuten necesaria
para poder predecir el asentamiento
de un estructura los sondeos deben
penetrar todos los estratos que
puedan consolidarse por efecto a las
cargas
Para estructuras pesadas muy
importantes como grandes puentes y
edificios altos esto significa que los
sondeos deben llegar hasta la roca
Pero para estructuras pequentildeas la
profundidad se puede estimar por
caracteriacutesticas geologiacuteas Una
antigua regla establece que la
profundidad de los sondeos deben ser
igual a dos veces el ancho del edificio
METODO DE GEORRADAR
El georraacutedar o raacutedar de subsuelo es
una teacutecnica de prospeccioacuten basada en
la emisioacuten de pulsos
electromagneacuteticos y en la recogida de
las reflexiones que se producen por
los cambios del valor de la constante
dieleacutectrica del terreno asociada a los
distintos materiales
Se consiguen profundidades de
penetracioacuten de hasta 40 m (seguacuten
los materiales atravesados)
obtenieacutendose imaacutegenes del subsuelo
de alta resolucioacuten Lo que la hace
especialmente apta para la
delimitacioacuten de estructuras naturales o
artificiales poco profundas
(arqueologiacutea tuberiacuteas y otras
infraestructuras soterradas) deteccioacuten
de fluidos (agua o contaminantes) etc
METODO SISMICO DE
REFRACCION
El meacutetodo siacutesmico de refraccioacuten
constituye la teacutecnica geofiacutesica maacutes
ampliamente utilizada para determinar
la velocidad Vp caracteriacutestica de las
diferentes capas del subsuelo y
tambieacuten el espesor de cada una de
ellas hasta el rango de profundidad
investigado en cada caso
La ejecucioacuten de un estudio mediante
siacutesmica de refraccioacuten consiste en su
primera fase en medir los tiempos
invertidos por una onda de compresioacuten
en llegar a traveacutes del subsuelo a una
serie de sensores (geoacutefonos) situados
alineados en la superficie del terreno
El paraacutemetro fiacutesico que se analiza es
la velocidad de propagacioacuten de la
onda Vp a traveacutes de los materiales del
subsuelo en funcioacuten de la compacidad
de los mismos
Tal paraacutemetro nos aportaraacute
informacioacuten de las caracteriacutesticas
geomecaacutenicas de la zona en que se
apliquen
La representacioacuten graacutefica de los
tiempos que tardan las ondas en
alcanzar los geoacutefonos en funcioacuten de
las distancias al origen de la fuente se
denomina ldquoDromocronardquo
FACTORES QUE DEFINEN LA
PROFUNDIDAD DE PENETRACIOacuteN
Y RESOLUCIOacuteN
Nuacutemero de geoacutefonos
determina la profundidad de
investigacioacuten que se puede alcanzar
A mayor nuacutemero de geoacutefonos se
alcanza mayor profundidad de
penetracioacuten
-Espaciado entre geoacutefonos
determina la resolucioacuten del registro de
modo que cuanto menor sea el
espaciado mayor seraacute la resolucioacuten
-Nuacutemero de puntos de tiro
condiciona el detalle con el que se
determina el espesor y la velocidad de
las capas A mayor nuacutemero de puntos
de tiro mayor detalle
-Fuente de energiacutea
Con fuentes de energiacutea maacutes intensas
(explosivo aire comprimido etc)
pueden alcanzarse mayores
penetraciones y mayor alcance
METODO TOMOGRAFICO
En su sentido maacutes amplio un estudio
tomograacutefico cross-hole consiste en
determinar de forma detallada la
distribucioacuten de un determinado
paraacutemetro del terreno en el espacio
comprendido entre dos sondeos
situados relativamente proacuteximos entre
siacute
Procesado de los datos
La primera parte del proceso consiste
en la identificacioacuten en los registros
siacutesmicos de las primeras llegadas de
las ondas de compresioacuten a cada
sensor y para cada punto de sentildeal
determinando el tiempo invertido en
cada caso
Para el caacutelculo de las velocidades de
transmisioacuten de la sentildeal siacutesmica a partir
de estos tiempos hay que determinar
tambieacuten de forma precisa la posicioacuten y
la distancia entre cada punto de sentildeal
y cada sensor
Una vez cubierta la etapa de
identificacioacuten de las primeras llegadas
delas ondas P determinando los
tiempos y las distancias entre cada
punto de tiro y cada sensor la fase
fundamental del proceso es la
inversioacuten de estos datos para
determinar el valor de Vp en cada
celdilla de la seccioacuten del terreno
comprendida entre los dos sondeos
Se trata de un proceso complejo en
teacuterminos matemaacuteticos que
consideramos innecesario describir
aquiacute
METODO GEOELECTRICO
Es la exploracioacuten del subsuelo a partir
de las mediciones de resistividad
eleacutectrica Es una teacutecnica conocida
durante los uacuteltimos 50 antildeos
A grandes rasgos consiste en
introducir corriente en el terreno y
medir el voltaje producido por la
misma
Tomando en cuenta una roca densa
con pocos huecos poca humedad y
baja ionizacioacuten tendraacute alta resistencia
mientras que las arcillas saturadas
tendraacute baja resistencia
Teniendo el voltaje se obtiene la
resistividad del subsuelo Cada
estructura enterrada presenta un
rango de resistividad caracteriacutestico
cuyo valor nos sirve para
interpretacioacuten
En los estudios geoelectricos cuando
se menciona la resistividad aparente y
la resistividad verdadera solo
coinciden cuando el subsuelo es
absolutamente homogeacuteneo
A MAYOR LONGITUD DE
DISPOSITIVOS MAYOR
PENETRACIONEN EL SUBSUELO
a) Pequentildeas separaciones de
electrodos la corriente esta
confinada en un zona
b) Separacioacuten de los
dispositivos mayor
penetracioacuten
Se conoce como dispositivos
geoelectricos al conjunto de electrodos
que inyectan corriente en l subsuelo y
registra el potencias en el mismo
Modelizacioacuten geoelectrica del
subsuelo
Se clasifican en 3
--Modelos unidimensionales1-D
Varia solo la profundidad
Este modelo estudia los terrenos
estratificados horizontalmente
aplicando sondeos eleacutectricos verticales
Dispositivo schlumberger
Lecturas entre 10 a 20
Reconocimiento 1-D en la practica
reciben el nombre de sondeos
eleacutectricos verticales (SEV) con esto
obtenemos los horizontes geoloacutegicos
Procedimiento consiste en fijar los
electrodos e ir incrementando
progresivamente la distancia q los
separa consiguiendo mayor
profundidad
--Modelos bidimensionales 2-D
Este modelo varia en coordenadas (x)
y en profundidad (z)
Aplicado en la practica geolectrica
para el estudio de tuacuteneles
cimentaciones deteccioacuten de cuevas
etc
Emplea un dispositivo Dipolo-Dipolo o
wenner
Lecturas entre 100 y 1000
Los reconocimientos 2d son el dipolo-
dipolo y el wenner Su procedimiento
es clavar un gran numero de
electrodos en un espaciamiento
constante
Las lecturas se haraacuten mediantes
software como ser res2dinv u otros
--Modelos tridimensionales 3-D
Modelos complejos
Las lecturas variacutean en millares
Para realizar el reconocimiento es
similar las de 2D pero colocando los
electrodos en dispositivos de malla
bidimensional
Los meacutetodos geoelectrico tienen
dos ventajas
Permiten cubrir raacutepidamente grandes
aacutereas a un costo relativamente bajo
no son estorbados por los cantos
rodados o gravas gruesas que
dificultan los sondeos
Sistema sencillo y raacutepido de utilizar
Desventaja no se puede obtener una
interpretacioacuten uacutenica esto es
particularmente cuando los estratos no
son de espesor uniforme ni
horizontales
Utilidades reconocimiento de niveles
estratigraacuteficos
Localizacioacuten de depoacutesitos enterrados
Localizacioacuten de tuberiacuteas
metaacutelicas y otros
METODO ACUSTICO
El meacutetodo mas utilizado para
investigar la morfologiacutea y la estructura
del fondo marino es la observacioacuten
indirecta mediante sonar
Sonar de barrido lateral
Consiste en un emisorreceptor de
sentildeales ultrasoacutenicas que emite pulsos
en direccioacuten perpendicular al sentido
de avance y recibe los
correspondientes ecos
El resultado es la obtencioacuten de
registros graacuteficos bidimensionales de
la morfologiacutea del fondo del mar Es
fundamental para trabajos y obras
lineales detectando obstaacuteculos
Se clasifican seguacuten su irregularidad en
mas o menos accidentados
usando mono haz
La energiacutea acuacutestica transmitida estaba
confinada a un solo haz
Este era ancho por lo tanto perdiacutea
resolucioacuten y por consiguiente
exactitud
USANDO MULTIHAZ
La energiacutea acuacutestica transmitida por
varios haz
Profundidad de trabajo va de 50m a
11000m
Sus emisores en proa a popa y
receptores de estribor a babor
Su cobertura es mayor y es en forma
de abanico
METODO MAGNETICO
La magnetometriacutea es como la
gravimetriacutea un meacutetodo geofiacutesico
relativamente simple en su aplicacioacuten
El campo magneacutetico de la tierra afecta
tambieacuten yacimientos que contienen
magnetita (Fe) Estos yacimientos
producen un campo magneacutetico
inducido es decir su propio campo
magneacutetico Un magnetoacutemetro mide
simplemente los anomaliacuteas
magneacuteticas en la superficie terrestre
cuales podriacutean ser producto de un
yacimiento
El meacutetodo magneacutetico es el meacutetodo
geofiacutesico de prospeccioacuten maacutes antiguo
aplicable en la prospeccioacuten petroliacutefera
en las exploraciones mineras y de
artefactos arqueoloacutegicos
En la prospeccioacuten petroliacutefera el
meacutetodo magneacutetico entrega
informaciones acerca de la
profundidad de las rocas
pertenecientes al basamento A partir
de estos conocimientos se puede
localizar y definir la extensioacuten de las
cuencas sedimentarias ubicadas
encima del basamento que
posiblemente contienen reservas de
petroacuteleo
En las exploraciones mineras se aplica
el meacutetodo magneacutetico en la buacutesqueda
directa de minerales magneacuteticos y en
la buacutesqueda de minerales no
magneacuteticos asociados con los
minerales que ejercen un efecto
magneacutetico mensurable en la superficie
terrestre
Ademaacutes el meacutetodo magneacutetico se
puede emplear en la buacutesqueda de
agua subterraacutenea
Las anomaliacuteas magneacuteticas detectadas
a traveacutes de estudios magneacuteticos en
terreno se explican con variaciones en
las propiedades fiacutesicas de las rocas
como la susceptibilidad magneacutetica yo
la imantacioacuten remanente de las rocas
Estas propiedades fiacutesicas solo existen
a temperaturas debajo de la
temperatura de Curie En
consecuencia los generadores de las
anomaliacuteas magneacuteticas podemos hallar
hasta una profundidad maacutexima de 30 a
40 km
METODO GAVIMETRICO
El meacutetodo esta basado en el estudio la
variacioacuten del componente vertical del
campo gravitatorio terrestre
Se realiza mediciones relativas o es
decir se mide las variaciones
laterales de la atraccioacuten gravitatoria de
un lugar al otro puesto que en estas
mediciones se pueden lograr una
precisioacuten satisfactoria maacutes faacutecilmente
en comparacioacuten con las mediciones
del campo gravitatorio absoluto
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza
y estructura de las formaciones del
subsuelo)
El objetivo principal de los estudios de
gravimetriacutea es medir la atraccioacuten
gravitacional que ejerce la Tierra sobre
un cuerpo de masa determinada Pero
como la Tierra no es una esfera
perfecta y no esta en reposo ni es
homogeacutenea y tiene movimientos de
rotacioacuten y de traslacioacuten la fuerza de
gravedad que ejerce no es constante
Por tanto las medidas gravimeacutetrica en
exploracioacuten son representacioacuten de
anomaliacuteas en las que entran la
densidad de los diferentes tipos de
rocas sedimentos no consolidados
areniscas sal gema calizas granito
etc
En representacioacuten esquemaacutetica el
instrumento consta de una masa
metaacutelica que suspendida de un
resorte supersensible registra la
elongacioacuten del resorte debido a la
atraccioacuten producida por lo denso de la
masa de las rocas subterraacuteneas Las
medidas son anotadas y
posteriormente se confeccionan
mapas que representan la
configuracioacuten lograda
Aparatos como el graviacutemetro permiten
estudiar las rocas que hay en el
subsuelo Este aparato mide las
diferencias de la fuerza de la gravedad
en las diferentes zonas de suelo lo
que permite determinar queacute tipo de
roca existe en el subsuelo
Es un meacutetodo que cuantifica las
diferencias en la atraccioacuten de la
gravedad de los materiales del
subsuelo
Consiste en la medicioacuten muy precisa
de la aceleracioacuten de la gravedad en
distintos puntos registrando
variaciones extrantildeas de dicha
aceleracioacuten que pueden suponer
cambios bruscos en la densidad de un
terreno
De esta forma se pueden detectar
huecos o cavernas como las
existentes en los terrenos caacutersticos o
en zonas de explotacioacuten minera actual
o histoacuterica fallas domos salinos
profundidad de capas competentes
compactas etc
Los resultados obtenidos son en
general poco concluyentes para que
su empleo esteacute generalizado en la
ingenieriacutea civil
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza y
estructura de las formaciones del
subsuelo)
TEMA 12 ESTABILIDAD DE
TALUDES
INTRODUCCION-El objetivo principal
de un estudio de estabilidad de taludes
o laderas es el de establecer medidas
de prevencioacuten y control para reducir
los niveles de amenaza y riesgo
Generalmente los beneficios maacutes
importantes desde el punto de vista de
reduccioacuten de amenazas y riesgos es la
prevencioacuten
TALUD
--Es una composicioacuten o masa de tierra
que no es uniformemente plana sino
que tiene pendiente o ciertos cambios
de altura significativos
ESTABILIDAD- Seguridad de una
masa de tierra contra la falla o
movimiento
Para determinar la estabilidad de una
masa de suelo debemos determinar su
coeficiente de seguridad al
deslizamiento Al existir un coeficiente
de seguridad igual a 1 se produce el
deslizamiento del talud
Tipos DE talud
Se define como ladera cuando su
conformacioacuten actual tuvo como origen
un proceso natural
Y se define como talud cuando es
conformada artificialmente o sea por
accioacuten del hombre
Tipos DE FALLA EN taludes
1DESPRENDIMIENTOS-
11 CAIDA LIBRE
Desprendimiento repentino de uno o
maacutes bloques de suelo o roca que
descienden en caiacuteda libre
12 VOLCADURA
Caiacuteda de un bloque de roca con
respecto a un pivote ubicado debajo
de su centro de gravedad
2DERRUMBES- 21 PLANAR
Movimiento lento o raacutepido de un
bloque de suelo o roca a lo largo de
una superficie de falla plana
22ROTACIONAL
Movimiento relativamente lento de una
masa de suelo roca o una
combinacioacuten de los dos a lo largo de
una superficie curva de falla bien
definida
23DESPARRAMIENTO LATERAL
Movimiento de diferentes bloques de
suelo con desplazamientos distintos
3 AVALANCHAS
Movimiento raacutepido de una masa
incoherente de escombros de roca o
suelo-roca donde no se distingue la
estructura original del material
4 FLUJO
Suelo o suelo-roca movieacutendose como
un fluido viscoso desplazaacutendose
usualmente hasta distancias mucho
mayores de la falla Usualmente
originado por exceso de presiones
de poros
bull METODOS PARA
DISMINUIR EL RIESGO
1 PREVENCION-
La prevencioacuten incluye el manejo de la
vulnerabilidad evitando la posibilidad
de que se presenten riesgos o
amenazas La prevencioacuten debe ser un
programa del estado en todos sus
niveles mediante una legislacioacuten y un
sistema de manejo de amenazas que
permita disminuir los riesgos a
deslizamiento en un aacuterea determinada
bull 2 ELUCION DE LA
AMENAZA
Eludir la amenaza consiste en evitar
que los elementos en riesgo sean
expuestos a la amenaza de
deslizamiento
3 CONTROL
Meacutetodos tendientes a controlar la
amenaza activa antes de que se
produzca el riesgo a personas o
propiedades Generalmente consisten
en estructuras que retienen la masa en
movimiento Este tipo de obras se
construyen abajo del deslizamiento
para detenerlo despueacutes de que se ha
iniciado
bull 4 ESTABILIZACION
La estabilizacioacuten de un talud
comprende los siguientes factores
1 Determinar el sistema o
combinacioacuten de sistemas de
estabilizacioacuten maacutes apropiados
teniendo en cuenta todas las
circunstancias del talud estudiado
2 Disentildear en detalle el sistema a
emplear incluyendo planos y
especificaciones de disentildeo
3 Instrumentacioacuten y control durante
y despueacutes de la estabilizacioacuten Debe
tenerse en cuenta que en taludes
nunca existen disentildeos detallado sin
modificables y que las observaciones
que se hacen durante el proceso
deconstruccioacuten tienden generalmente
a introducir modificaciones al disentildeo
inicial y esto debe preverse en las
claacuteusulas contractuales de
construccioacuten Los sistemas de
estabilizacioacuten se pueden clasificar en
cinco categoriacuteas principales
bull 5 RECUBRIMIENTO DE LA
SUPERFICIE
Meacutetodos que tratan de impedir la
infiltracioacuten o la ocurrencia de
fenoacutemenos superficiales de erosioacuten o
refuerzan el suelo maacutes subsuperficial
El recubrimiento puede consistir en
elementos impermeabilizantes como el
concreto o elementos que refuercen la
estructura superficial del suelo como la
cobertura vegetal
bull 6 CONTROL DE AGUA
SUPERFICIAL Y
SUBTERRANEA
Sistemas tendientes a controlar el
agua y sus efectos disminuyendo
fuerzas que producen movimiento y o
aumentando las fuerzas resistentes
1 canales superficiales para control
de escorrentiacutea
Se recomienda construirlos como
obras complementaria en la mayoriacutea
de los casos Generalmente las zanjas
se construye arriba de la corona del
talud
2 subdrenes de zanjas
Muy efectivos para estabilizar
deslizamientos poco profundos en
suelos saturados subsuperficialmente
3 Sudrenes horizontales de
penetracioacuten
Muy efectivos para interceptar y
controlar aguas subterraneas
relativamente profundas
4 galeriacuteas o tuacuteneles de subdrenaje
Efectivos para estabilizar
deslizamientos profundos en
formaciones con permeabilidad
significativa y aguas subterraneas
5pozos profundos de subdrenaje
Uacutetiles en deslizamientos profundos
con aguas subterraneas Efectivos
para excavaciones no permanentes
SE recomienda los siguientes factores
de seguridad miacutenimos para la
estabilidad de los TALUDES
Al final de la construccioacuten FS = 13
A largo plazo FS = 15
ELEMENTOS DEL TALUD
TIPOS DE FALLAS
PRESIONES LATERALES DE
TIERRA
La presioacuten del terreno sobre un muro
esta fuertemente condicionada por la
deformabilidad del muro
Si el muro y el terreno sobre el que se
fundan son tales que las
deformaciones son praacutecticamente
nulas se estaacute en el caso de empuje
en reposo
Si el muro se desplaza permitiendo la
expansioacuten lateral del suelo se produce
una falla por corte del suelo retenido y
se crea una cuntildea El empuje
disminuye desde el valor del empuje al
reposo hasta el denominado valor del
empuje activo que es el miacutenimo
valor posible del empuje
Por el contrario si se aplican fuerzas
al muro de forma que eacuteste empuje al
relleno la falla se produce mediante
una cuntildea mucho maacutes amplia Este
valor recibe el nombre de empuje
pasivo y es el mayor valor que puede
alcanzar el empuje
EMPUJE EN REPOSO
Teoriacutea del ldquoEquilibrio plaacutesticordquoo
ldquoEquilibrio liacutemiterdquo
Coeficiente de empuje de tierra en
reposo K0 cuando no hay
deformaciones horizontales
Determinacioacuten de K0
--ensayo de laboratorio triaxiales
especiales
-- ensayo de campo
--formulas empiacutericas
EMPUJE PASIVO
Si el muro se mueve hacia el suelo los
esfuerzos horizontales aumentan
Finalmente se puede alcanzar la falla
por corte desarrollaacutendose una cuntildea
activa
MEJORAMIENTO DE LA
RESISTENCIA DEL SUELO
Inyecciones
Las inyecciones de diversos productos
quiacutemicos son utilizadas para mejorar la
resistencia o reducir la permeabilidad
de macizos rocosos y en ocasiones de
suelos permeables Las inyecciones
pueden consistir de materiales
cementantes tales como el cemento y
la cal o de productos quiacutemicos tales
como silicatos ligninos resinas
acrylamidas y uretanos
Generalmente las inyecciones de
cemento o de cal se utilizan en suelos
gruesos o en fisuras abiertas y los
productos quiacutemicos en materiales
menos permeables
Antes de decidir sobre la utilizacioacuten de
una inyeccioacuten debe investigarse que
el material realmente pueda penetrar
dentro de los vaciacuteos o fisuras
La penetrabilidad de las inyecciones
quiacutemicas depende de su viscosidad
presioacuten de inyeccioacuten y periodo de
inyeccioacuten asiacute como la permeabilidad
del suelo inyectado
Estabilizacioacuten con cemento
Estabilizacioacuten con cal
Calcinacioacuten o tratamiento teacutermico
Magmaficacioacuten
Compactacioacuten Profunda
La compactacioacuten o incremento de
la densidad del suelo se puede lograr
a grandes profundidades utilizando
alguno de los siguientes
procedimientos
1 Pilotes de compactacioacuten
2 Vibro compactacioacuten profunda
3 Columnas de piedra o grava
a Aumentar la resistencia del
suelo
b Mejorar el drenaje de aguas
subterraacuteneas
4 Compactacioacuten dinaacutemica
SISTEMAS DE ESTABILIZACIOacuteN DE
TALUDES Y LADERAS
Desmonte de tierras de la ladera
Sistemas de drenaje
Elementos resistentes de
contencioacuten
Pantallas o cortinas de pilotes
Pantalla de micro pilotes
Cortina de pilotes
Anclajes permanentes y drenes
Pantalla anclada de micropilotes
--- Estabilidad de taludes
Garantizar la estabilidad de los
taludes y evitar volcamiento o
deslizamiento del suelo de
cimentacioacuten es necesario estudiar los
muros de contencioacuten Incluyendo la
posibilidad de fallas por debajo de la
cimentacioacuten del muro
Disentildear las secciones y refuerzos
internos para resistir momentos
cortantes utilizando procedimientos de
ingenieriacutea estructural
MUROS RIacuteGIDOS
Generalmente son de concreto y no
permiten deformaciones importantes
sin romperse
En esta categoriacutea se encuentran los
muros de
- Concreto reforzado (HordmAordm)
- Concreto simple
-Concreto cicloacutepeo
MUROS DE CONCRETO
REFORZADO
Relativamente esbeltos y
generalmente tienen la forma de L
MUROS DE CONCRETO SIMPLE
Los muros de concreto
sin refuerzo son
masas relativamente
grandes de concreto
las cuales trabajan
como estructuras
Riacutegidas
MUROS DE CONCRETO CICLOacutePEO
El concreto cicloacutepeo es una mezcla de
concreto con cantos o bloques de roca
dura Generalmente se utilizan
mezclas de 60 de concreto y 40 de
volumen de bloques de roca
MUROS DE GRAVEDAD FLEXIBLES
MUROS DE GAVIONES
Son cajones de malla de alambre
galvanizado que se rellenan de cantos
de roca
Debe tenerse en cuenta el amarre
entre unidades de gaviones para evitar
el movimiento de unidades aisladas y
poder garantizar la estabilidad del
muro
MUROS DE LLANTAS USADA
Conocidos como Pneusol o Tiresoil
consisten en rellenos de suelo con
llantas de caucho usadas embebidas
- Muros hasta 20 m de altura
ENROCADOS
Los muros en roca son estructuras
construidas con bloques de roca los
cuales se colocan unos sobre otros en
forma manual o al volteo
El tamantildeo de los bloques supera las 3
pulgadas
SELECCIOacuteN DEL TIPO DE
ESTRUCTURA DE CONTENCIOacuteN
Se debe realizar una
comparacioacuten econoacutemica
Localizacioacuten del muro y la
cantidad de espacio
disponible
Altura de la estructura
propuesta y topografiacutea
resultante
Agua freaacutetica
Disponibilidad de materiales
Tiempo disponible para la
construccioacuten
GRUPO Nordm 13
EXCAVACIONES PROFUNDAS
---Es la facilidad con la que puede
excavarse la roca como los suelos
---Estan influidas en factores como la
resistencia del terreno y la magnitud
de los esfuersos que obran dentro de
el
---En excavaciones extremadamente
profundas la temperatura de la roca y
el flujo de calor a traves de la corteza
tambien sera de importancia
Excavacion De Roca y Suelo
Los metodos comunes utilizados en el
proceso de hacer un agujero en el
terreno son
1- la perforacion
2- Los sondeos
3- Maquina perforadora
4- Voladuras
El eacutexito de cada meacutetodo depende de
su capacidad para romper y disgregar
la roca y el suelo
bull Perforacion
La mayoria de los taladros son de dos
tipos
1- el percusivo
2- el rotatorio
bull Tenacidad
Es la resistencia a la fractura que
proviene esencialmente de la
resistencia de la roca a la tension
muchas barrenas de perforacion se
disentildean para inducir rupturas a la
tencion locales dentro de la roca a
medida que esta se hace mas deil a la
tencion que a la comprecion
La abrasividad
Es la capacidad de los fragmentos de
una roca para desgastar la barrera de
perforacion y pulir sus bordes
cortantes
Estructura
CONTROL DEL AGUA
SUBTERRAacuteNEA
Una excavacioacuten debajo de la
superficie del agua subterraacutenea debe
protegerse ya sea contra una afluencia
de agua o bien debe ser trabajada por
teacutecnicas subacuosas tales como la
perforacioacuten con draga de cable de
arrastre y dragado
Reduccioacuten del flujo durante la
excavacioacuten y para disminuir la presioacuten
del agua alrededor de esta
El mayor peligro del agua subterraacutenea
es un encuentro con horizontes
acuiacuteferos inesperados y presiones de
agua
Para controlar el agua subterraacutenea
que fluye a una excavacioacuten es
necesario conocer
Volumen de Agua
Gobernado por el almacenaje
del terreno y por sus limites
geo hidroloacutegicos
Ritmo de Flujo La descarga
del agua subterraacutenea es una
funcioacuten de la permeabilidad
del terreno y del gradiente
hidraacuteulico que la afecte
Es importante hacer una valoracioacuten de
la permeabilidad para los caacutelculos de
la afluencia y deben obtenerse
pruebas verificadas in situ
Las rocas y los suelos son
anosotropicos generalmente y su
permeabilidad varia con la direccioacuten
Presioacuten del Agua Esta se
pude calcular de una medida
precisa de la carga de
presioacuten variara de lugar a
lugar dentro del
terreno(FIG13-27) y en
cualquier localidad se espera
que variacutee con el tiempo
La presioacuten del agua subterraacutenea fuera
de control alrededor de una
excavacioacuten superficial puede ser la
causa de que el piso de la excavacioacuten
se rompa(Fig16-6bi)
Se inunde (FIG16-6bii)
Derrame(FIGiii)
Ruptura de las excavaciones
subterraacuteneas (FIGiv)
Meacutetodos de Rebajamiento del Nivel
Freaacutetico
bullWellpoint
bullWellpoint por Inyeccioacuten
Tipos de excavacioacuten
Entre los tipos de excavacioacuten
dependeraacute principalmente del tipo de
material a ser excavado por su
fragilidad a los derrumbes
Excavacioacuten sin Apuntalar
Excavaciones Apuntaladas
Excavaciones Apuntaladas Cerca
de estructuras
Excavaciones en rocas
Excavaciones con explosivos
PERFORACION EN ROCA CON
MAQUINARIA
EL PROBLEMA DE LA EXCAVACIOacuteN
EN ROCA
1 Suelos sueltos a
semicompactos
Suelos compactos a roca
blanda
3 Roca de dureza media
4 4 Roca dura
5 5 Roca muy dura
EXCAVACIOacuteN EN SEDIMENTOS
Las excavaciones en grava
limo arena arcilla y rocas
sedimentarias se debe utilizar
revestimientos que proporciones
soporte todo el tiempo
EXCAVACIONES SUBTERRANEAS
Las excavaciones subterraacuteneas son
pozos verticales y galeriacuteas
horizontales para tener acceso a los
trabajos subterraacuteneos a las minas
para la extraccioacuten del mineral tuacuteneles
y caacutemaras extensas
PRECAUCIONES PARA LA
EXCAVACION
Las zonas y fracturas acuiacuteferas
siempre son potencialmente
peligrosas
Las calizas son materiales
particularmente difiacuteciles de investigar
si contienen cavidades de solucioacuten
Las localizaciones de pozos pueden
explorarse con eacutexito razonable
perforando los pozos desde la
superficie del terreno hasta la
profundidad total
Las fisuras y cavidades llenadas
con agua no tienen que ser
interceptadas por una excavacioacuten que
las pongan en peligro
Los tuacuteneles presentan la dificultad
de que los pozos verticales los
intersectan solo en una fraccioacuten de su
longitud total
La cartografiacutea superficial puede
indicar los mejores sitios para
perforar pozos y proporcionar
informacioacuten del aacuterea
PERFIL GEOLOGICO
bull Un perfil geoloacutegico es la
reconstruccioacuten en
profundidad de la estructura
geoloacutegica de una zona que
se muestra en una seccioacuten
del mapa geoloacutegico
bull Puede definirse como una
seccioacuten vertical o perfil
interpretativo de la geologiacutea
superficial para cuya
realizacioacuten se utilizan los
datos obtenidos en el terreno
o los datos obtenidos de un
mapa geoloacutegico
bull Geomeacutetricamente un corte
geoloacutegico puede definirse
como la interseccioacuten de los
elementos y estructuras
geoloacutegicas en una plano
vertical que contiene a la
liacutenea de corte considerada
bull Tiene como base el perfil
topograacutefico
bull Debe presentar
obligatoriamente una escala
horizontal y vertical la
orientacioacuten de sus dos
extremos y una leyenda
donde indique la edad y
litologiacutea de los materiales
presentes en el perfil
COMO REALIZAR UN PERFIL
GEOLOacuteGICO
bull EN UN MAPA GEOLOGICO
bull EN MAPAS CON
ESTRATOS
HORIZONTALES
bull EN MAPAS CON PLIEGUES
bull EN MAPAS CON FALLAS
bull EN MAPAS CON
DISCORDANCIAS
bull CONCLUSIONES
Con estos detalles que muestra un
mapa geoloacutegico el Ingeniero
proyectista puede determinar
bull Ubicacioacuten y extensioacuten de los
acuiacuteferos (Por el tipo y
localizacioacuten del afloramiento
de rocas y localizacioacuten de las
fallas)
bull El espesor aproximado de un
acuiacutefero y la profundidad a la
que puede encontrarse
aproximadamente ( Por el
ancho del afloramiento y su
aacutengulo de inclinacioacuten)
bull La direccioacuten para localizar un
pozo para obtener el espesor
maacuteximo del acuiacutefero (Por la
combinacioacuten de la veta y la
inclinacioacuten de la misma)
bull Aacutereas posibles de recarga de
los acuiacuteferos y por deduccioacuten
la posible direccioacuten del flujo
del mismo (Por las
afloraciones de la superficie)
bull Profundidad estimada
maacutexima de perforacioacuten del
pozo para encontrar agua
(Por el contorno del lecho
rocoso) Las secciones
transversales o perfiles
geoloacutegicos muestran
informacioacuten adicional pero en
la parte subterraacutenea que
detallaremos posteriormente
bull Mapas geoloacutegicos permiten
una interpretacioacuten raacutepida de
un sector de intereacutes
TEMA 10
INVESTIGACION DEL TERRENO
RECONOCIMIENTO DEL SUB-
SUELO
Antes de acometer cualquier proyecto
u obra de ingenieriacutea civil o
edificacioacuten es necesario conocer las
caracteriacutesticas del terreno involucrado
Con este fin se debe realizar un
reconocimiento geoteacutecnico del
terreno
El reconocimiento geoteacutecnico en
obras toma en cuenta las cargas
generadas por cimentaciones
excavaciones y rellenos o las cargas
soportadas por estructuras de
contencioacuten no produzcan situaciones
De inestabilidad o movimientos
excesivos de las propias estructuras
o del terreno que haga peligrar la obra
estructural o funcionalmente
Esta idea de reconocimiento del suelo
implica ante todo una idea de
descripcioacuten fiacutesica de la materia
propiamente dicha con todas sus
sutilezas que ello comporta aspecto
visual color consistencia estructura
espesor de las capas inclinacioacuten
estratificacioacuten nivel freaacutetico etc Toda
informacioacuten debe ir completada con
ensayos de laboratorio identificacioacuten
yo resistentes a efectos del posterior
calculo
OBJETIVOS
Los objetivos de un reconocimiento
geoteacutecnico asiacute como su extensioacuten y
nivel de informacioacuten resultante
dependen directamente del proyecto u
obra a realizar y de las caracteriacutesticas
del terreno donde se situacutea
El desarrollo de un reconocimiento
geoteacutecnico deberiacutea ser un proceso
dinaacutemico no dimensionado
riacutegidamente sino maacutes bien mediante
una serie de aproximaciones
sucesivas donde la necesidad y
extensioacuten de cada etapa fuera
consecuencia de la extensioacuten y
resultados de las realizadas
previamente
Es praacutecticamente imposible dar reglas
universales para el disentildeo y desarrollo
de reconocimiento puesto que la
casuiacutestica es variable y extensa La
amplitud y detalle del reconocimiento
depende del nivel de conocimiento
requerido Antes de proceder al
disentildeo se ha de tener una idea lo maacutes
aproximada posible de lo que se ha
de encontrar en el reconocimiento
para saber buscarlo y de los
problemas que se pueden plantear en
proyectos o en obra Por eso la
primera fase ha de consistir en un
estudio preliminar y una
recopilacioacuten de la informacioacuten
disponible
Una vez obtenida y procesada esta
informacioacuten se define la cantidad
extensioacuten y tipologiacutea de los
reconocimientos para lograr el fin
buscado Durante su ejecucioacuten esta
definicioacuten es susceptible de
experimentar modificaciones
Investigacioacuten preliminar (estudios
previos)
a) Consulta de mapas topograacuteficos y
geoloacutegicos
b) Consulta de estudios y informes
c) Reconocimiento sencillo de
campo
d) Fotointerpretacioacuten preliminar
MEacuteTODOS DE RECONOCIMIENTO
DEL SUB - SUELO
Meacutetodos de reconocimiento
directo o mecaacutenicos
Eacutestos permiten un reconocimiento de
la naturaleza del terreno con la
posibilidad
de obtener muestras o testigos
Dentro de esta tipologiacutea se
encuentran
- EXCAVACIONES
- ENSAYOS IN SITU
- SONDEOS GEOTEacuteCNICOS
EXCAVACIONES
La observacioacuten directa del terreno se
puede realizar mediante labores
sencillas de excavacioacuten con la ayuda
de maquinaria adecuada Las miacutenimas
dimensiones estaacuten definidas por el
espacio requerido para la accesibilidad
y las necesidades de inspeccioacuten
Las ventajas que presentan las
excavaciones son el acceso directo
observacioacuten continua muestreo
continuo tamantildeo de muestra y
posibilidad de realizar ensayos in situ
Por el contrario este meacutetodo estaacute
condicionado por una profundidad
limitada presencia de agua y
problemas de estabilidad de las
paredes La tipologiacutea principal maacutes
comuacutenmente utilizada corresponde a
las calicatas y zanjas
Estas teacutecnicas de reconocimiento son
excavaciones ldquoa cielo abiertordquo en
general raacutepidas y poco costosas
permitiendo alcanzar profundidades
moderadas (3-4 m) por meacutetodos
mecaacutenicos en terrenos excavados
preferentemente cohesivos y con
ausencia de nivel freaacutetico
Otros tipos de excavaciones como
son los pozos y las galeriacuteas son
comparativamente menos utilizadas
ENSAYOS IN SITU
Los ensayos in situ son
literalmente los que se realizan en el
mismo lugar donde se encuentra el
objeto de anaacutelisis
En geoteacutecnica se aplica el teacutermino a
los ensayos que se realizan sobre un
terreno para determinar sus
caracteriacutesticas En construccioacuten suele
emplearse para definir los ensayos de
materiales a pie de obra sobre todo
en los elementos de cimentacioacuten
Tambieacuten se realizan ensayos in situ en
otros campos tales como medio
ambiente (mediciones de ruido y
contaminacioacuten principalmente)
agricultura etc
Ensayos geoteacutecnicos in situ
Pretenden eliminar o reducir algunas
de las limitaciones de los ensayos de
laboratorio
bull El proceso de toma de la
muestra bien sea por golpe
hinca o rotacioacuten produce una
alteracioacuten de la estructura del
terreno
bull La extraccioacuten de la muestra
del terreno implica la
anulacioacuten de las tensiones
totales a las que estaba
sometida in situ En cuanto
a las presiones el uacutenico
control que se tiene sobre
ellas es la proteccioacuten de la
muestra contra la desecacioacuten
o humectacioacuten a traveacutes de
sus paredes
TIPOS DE ENSAYOS IN SITU
bull Ensayo presiomeacutetrico
El ensayo presiomeacutetrico es uno de
los ensayos in situ llevados a cabo
para realizar un reconocimiento
geoteacutecnico
El primer aparato de este tipo fue
patentado por Meacutenard en los antildeos 50
y sigue utilizaacutendose actualmente con
algunas variantes
El ensayo permite obtener una curva
de variacioacuten de las deformaciones
volumeacutetricas del suelo en funcioacuten del
esfuerzo aplicado y definir una
relacioacuten carga - deformacioacuten del
terreno en la hipoacutetesis de una
deformacioacuten plana
Se determinan 3 paraacutemetros un
moacutedulo de deformacioacuten del suelo una
presioacuten de fluencia (es decir de
deformacioacuten) y una presioacuten liacutemite
presioacuten maacutexima de trabajo de 100
kpcm2
La utilidad de este ensayo radica en
gran parte en el hecho de que existen
soluciones analiacuteticas sencillas tanto
en rango elaacutestico como en rotura que
permiten interpretar adecuadamente el
ensayo sobre todo en suelos
arcillosos (carga sin drenaje)
bull Ensayo de placa de carga
El ensayo de placa de carga es uno
de los ensayos in situ llevados a
cabo para realizar un reconocimiento
geoteacutecnico
Consiste en aplicar una carga sobre
una placa (generalmente riacutegida)
colocada sobre la superficie del
terreno y medir los asientos
producidos Puede llegarse a la
condicioacuten liacutemite de rotura de la
muestra es decir donde termina el
ensayo de no fallar se toma los
valores maacuteximos a los cuales se
asignan a los suelos no friccionantes
El problema se simplifica si el ensayo
se realiza en el interior de una galeriacutea
se hacen entonces dos ensayos sobre
las dos paredes opuestas Esta
situacioacuten es relativamente frecuente
dado que en general se desea conocer
la deformabilidad del macizo a una
cierta profundidad eliminado la zona
maacutes meteorizada
bull Ensayo de corte directo in
situ
Los ensayos de corte in situ
obedecen a los mismos principios y
metodologiacuteas que los de laboratorio
Su empleo maacutes tiacutepico es la
determinacioacuten de la resistencia al corte
de diaclasas o planos de debilidad de
macizos rocosos
- Se obtienen resultados sobre
la deformabilidad de la
diaclasa ensayada (moacutedulos
normal transversal y de
dilatancia) asiacute como su
resistencia al corte La razoacuten
de ensayar bloques de gran
tamantildeo suele ser el anaacutelisis
de la influencia de
rugosidades de gran escala
en la resistencia
En el caso de suelos o rocas blandas
puede ocurrir que la carga vertical esteacute
relativamente proacutexima al valor liacutemite
de hundimiento En estas
circunstancias la rotura no se produce
por deslizamiento a lo largo del plano
de la base sino por fallo en la zona
inferior como una zapata con carga
inclinada y como tal debe
interpretarse
Ensayos de Penetracioacuten
Son ensayos que permiten medir la
resistencia a la penetracioacuten de un
elemento (puntaza) que se introduce
en el terreno por diferentes sistemas
En base al sistema de penetracioacuten se
pueden diferenciar dos categoriacuteas de
ensayos que son
- Ensayos de penetracioacuten dinaacutemica
- Ensayos de penetracioacuten estaacutetica
En los ensayos de penetracioacuten
estaacutetica el avance se realiza por medio
de Dispositivos mecaacutenicos o
hidraacuteulicos midiendo la presioacuten que se
aplica Ensayo de permeabilidad
El ensayo de permeabilidad
Es uno de los ensayos in situ
llevados a cabo para realizar un
reconocimiento geot eacute cnico
Existen diferentes formas de ensayo
que pueden agruparse en tres
ensayos de permeabilidad en
sondeos en calicatas y en pozos
Ensayos en sondeos
bull ensayos Lefranc
- - En el caso de ensayos de
carga constante se
mantiene el nivel de agua en
el sondeo mediante la adicioacuten
de un determinado caudal El
caudal que se filtra depende
de la permeabilidad
- - En el caso de ensayos de
carga variable se mide lo
que desciende el nivel de
agua en un tiempo
determinado
- Los resultados de los
ensayos son muy sensibles a
algunos factores de la
ejecucioacuten como la limpieza
del fondo del sondeo la
posibilidad de filtraciones por
el contacto de la tuberiacutea y el
terreno etc
- ensayos Lugeon
- consistentes en inyectar agua a
presiones crecientes en un tramo
limitado por dos obturadores Se
define la unidad Lugeon como la
permeabilidad que permite la admisioacuten
de 1 litro de agua por minuto y por
metro lineal de sondeo a una presioacuten
de 1 Kpa (10 kpcmsup2) Este ensayo se
emplea en macizos rocosos para
definir la inyectabilidad de cimientos
de presas de faacutebrica
Se trata de ensayos costosos pues
implican la excavacioacuten del pozo de
bombeo y de los sondeos para
alojamiento de los piezoacutemetros que
permitan medir la evolucioacuten de la
superficie libre del agua a distintas
distancias del pozo
- La interpretacioacuten de los resultados
del ensayo depende de las
condiciones de contorno en cada caso
particular Tanto el disentildeo del ensayo
como la supervisioacuten de su ejecucioacuten y
su interpretacioacuten requieren la
intervencioacuten de teacutecnicos especialistas
en el tema
SONDEOS GEOTEacuteCNICOS
Se entiende por sondeo una
perforacioacuten de pequentildeo diaacutemetro que
permite reconocer la naturaleza y
localizacioacuten de las diferentes capas del
terreno asiacute como extraer muestras del
mismo y realizar ensayos ldquoin siturdquo
El tipo de sondeo depende del fin que
se persiga (investigacioacuten minera de
petroacuteleo investigacioacuten o explotacioacuten
de agua geotecnia voladuras etc )
por lo que asiacute mismo seraacuten muy
diferentes las herramientas y
maquinaria utilizadas en cada caso
Una primera clasificacioacuten de los
sondeos puede basarse en el modo en
que trabaja la herramienta baacutesica de
prospeccioacuten asiacute tenemos tres grandes
grupos
bull Si la herramienta va haciendo el
agujero golpeando contra el fondo se
trata
de un (sondeo a percusioacuten )
bull Si la herramienta hace el agujero
girando sobre el fondo se trata de un
(sondeo a rotacioacuten)
bull ( Sondeo a presioacuten)
La eleccioacuten del tipo de sondeo
dependeraacute en primer lugar de su
aptitud para conseguir la Finalidad
perseguida y en segundo lugar de la
rapidez y economiacutea
- En geotecnia el objetivo fundamental
de un sondeo es establecer una
columna litoloacutegica del punto de
prospeccioacuten para lo cual se recupera
la muestra de terreno (que si es
ciliacutendrica se denomina testigo)
adicionalmente ser realizan ensayos
ldquoin sitursquo para determinar ciertas
caracteriacutesticas mecaacutenicas asociadas a
cada litologiacutea
bull Sondeos a percusioacuten
- El principio general del meacutetodo
consiste en el empleo de un uacutetil que
avanza por golpes sucesivos
aplicados por la caiacuteda de una maza
cuya energiacutea se transmite mediante un
varillaje a un uacutetil macizo (puntaza) o a
un tubo hueco (toma muestras)
situado en el fondo de la perforacioacuten
- El campo de empleo maacutes ventajoso
es el de los suelos no coherentes
(limos arenas g ravas bolos y
mezclas de los mismos) si se utiliza un
toma muestras pues permite un
reconocimiento de calidad al
obtenerse un testigo continuo
provocando una alteracioacuten en el medio
inferior a la que realizan los sistemas
de sondeo mediante rotacioacuten
Desde el punto de vista econoacutemico es
un sondeo cuya perforacioacuten es lenta y
y poco competitivo
La perforacioacuten que se suele utilizar
consiste en la hinca en el terreno de
los tubos de acero que haraacuten de
entibacioacuten y en la extraccioacuten del suelo
contenido dentro del taladro mediante
cucharas treacutepanos etc
El exacto conocimiento de la energiacutea
empleada en la hinca da una primera
informacioacuten de las caracteriacutesticas
mecaacutenicas del terreno de ahiacute la
importancia de realizar esta operacioacuten
en condiciones normalizadas (un uacutetil
de uso habitual es una maza 120 Kg
con altura de Caiacuteda de 1 m midiendo
el nuacutemero de golpes necesarios para
hincar 20 cm de tuberiacutea)
bull Maacutestiles o cabrias
1048766 Altura aproximada 6 m
1048766 Capacidad 400 Kp
bull Motores 10-25 HP a 2000 rpm
bull Cabrestantes Tiro 1000 Kp
bull Bombas 80 lmin a aprox
20 Kgcm2 a 600 rpm el motor
bull Capacidad Tuberiacutea 230 mm
1048766 6 frac12rdquo maacutex 15 m
1048766 4 frac12rdquo maacutex 40 m
1048766 3rdquo maacutex 50 m
Los rendimientos que se pueden
esperar con estos equipos variacutean
naturalmente seguacuten los tipos de
terrenos sin embargo a tiacutetulo
orientativo eacutestos estaacuten comprendidos
entre 5-15 mdiacuteaturno
- Sondeos a rotacioacuten
El sondeo a rotacioacuten es el
procedimiento maacutes extendido para
obtener muestra o testigo en Cualquier
investigacioacuten geoteacutecnica
Respecto al uacutetil de corte que se
emplea para la obtencioacuten de muestra
de forma continua
Se utiliza una bateriacutea en cuya boca se
implementa una corona cuyos
elementos de corte Habituales son de
widia o diamante
Un sistema alternativo que permite el
avance de la perforacioacuten pero no la
recuperacioacuten de Muestra es el sondeo
que utiliza una barrena helicoide (a
forma de sacacorchos) el cual Precisa
para la determinacioacuten discontinua de
la columna de terreno de la toma de
muestras Con meacutetodos alternativos
- Perforacioacuten con heacutelice
Las barrenas helicoidales pueden
utilizarse en terrenos de consistencia
blanda a media y no cementados
Las barrenas helicoidales (figura 3b)
pueden ser de varios tipos
bull Con cabeza helicoidal
exclusivamente Con ellos se realizan
agujeros de gran diaacutemetro Este
procedimiento es usual en pilotajes
fijacioacuten de postes y plantaciones
bull Con barrena continua normal o
hueca La barrena continua consta de
una serie de barrenas que se
empalman sucesivamente Se emplea
para realizar
sondeos maacutes pequentildeos
Perforacioacuten a rotacioacuten con corona y
obtencioacuten de testigo
Con este sistema puede obtenerse
testigo en cualquier tipo de terreno
aunque en suelos cohesivos blandos
grandes bolos y limos deben tomarse
grandes precauciones En este
procedimiento de perforacioacuten con
obtencioacuten de testigo el uacutetil de corte es
la corona
La corona tiene seccioacuten circular y
puede ser de dos naturalezas
bull Widia El cuerpo de la corona es de
acero y en el borde cortante se
incrustan prismas de widia (carburo de
wolframio con un 10 de cobalto para
darle resistencia al choque)
Diamante Las coronas diamantadas
tienen un cuerpo de acero que estaacute
unido a la matriz Esta matriz es una
aleacioacuten metaacutelica que contiene los
diamantes estaacute compuesta por polvo
de carburo de wolframio y bronce con
pequentildeas cantidades de otros
metales Seguacuten el tamantildeo de los
diamantes existen dos tipos
fundamentales de corona diamantada
1048766 Concrecioacuten El tamantildeo oscila entre
80 y 1000 ppq
1048766 Insercioacuten El tamantildeo de los
diamantes oscila entre 10 y 80 ppq
Sondaje por Presioacuten
Se usa para perforaciones en suelos
blandos Profundidad maacutex 5 - 6 m
bull Para la extraccioacuten de la muestra el
barreno se reemplaza por un tubo de
muestreo
CALICATAS
Definicion
consisten en excavaciones realizadas
mediante medios mecaacutenicos
convencionales que permiten la
observacioacuten directa del terreno a cierta
profundidad
TIPOS DE CALICATAS
Mediante retro excavadora
Manuales
Ventajas
Observacioacuten directa y amplia del
terreno Realizacioacuten ensayos in situ
Inconvenientes
Profundidad de reconocimiento
limitada terreno afectado por la
excavacioacuten Presencia de nivel freaacutetico
TIPOS DE MUESTRAS
Muestra perturbada Se obtienen en
general de las paredes de los pozos y
comprometen estratos determinados o
bien la suma de algunos de ellos
Muestra sin perturbar
Este tipo de muestra se recorta de las
paredes de los pozos y compromete
estratos bien definidos
Excavacioacuten de calicatas y examen
de los perfiles del suelo
Examine el perfil del suelo tan pronto
quede expuesto cuando todaviacutea esteacute
fresco para poder definir los
horizontes con maacutes facilidad
Haga un boceto del perfil tan pronto
como lo haya examinado Anote los
resultados obtenidos y cualesquiera
otras observaciones sobre el terreno
que puedan ser de valor
posteriormente
--PENETRACIONES DINAMICAS
Procedimiento
Consiste en hincar un utensilio
metaacutelico de dimensiones normalizadas
(puntaza) en el suelo por golpeo o
empuje Es el ensayo in situ maacutes usual
Objetivo
Dar idea de la resistencia del terreno
correlacionado con la fuerza o golpeo
necesaria para hincar la puntaza
Ventajas
Es raacutepido y econoacutemico Existe una
amplia experiencia y correlaciones con
muchos otros ensayos
Inconvenientes
La energiacutea suministrada en el
penetroacutemetro estaacute normalizada
Problemas en materiales muy
compactos o muy blandos
Un reconocimiento basado uacutenicamente
en penetraciones puede originar un
estudio geoteacutecnico nefasto
El ensayo de penetracioacuten ligero o
DPL
Consiste en la penetracioacuten de una
puntaza de acero coacutenica perdida de
60ordm de aacutengulo en la punta que penetra
en el terreno por el golpeo de una
maza de 30 kg con una altura de caiacuteda
constante de 25 cm con un ritmo de
15 a 30 golpes por minuto siendo en
este caso el nuacutemero N10 el necesario
para que la puntaza penetre 10 cm El
ensayo se da por finalizado cuando se
alcance el rechazo (80- 100 golpes
para un tramo de 10 cm)
El ensayo de penetracioacuten pesado o
DPH
Consiste en la penetracioacuten de una
puntaza perdida de acero de seccioacuten
cuadrada de 4 x 4 cm que tiene una
longitud de 20 cm y termina en una
piraacutemide de 90ordm que penetra en el
terreno por el golpeo de una maza de
635 kg con una altura de caiacuteda
constante de 50 cm con un ritmo de
15 a 30 golpes por minuto siendo en
este caso el nuacutemero N20 el necesario
para que penetre 20 cm la puntaza
SPT
El ensayo de penetracioacuten estaacutendar
(SPT) desarrollado por Terzagui a
finales de los antildeos 20 es el ensayo in
situ maacutes popular y econoacutemico para
obtener informacioacuten geoteacutecnica del
subsuelo
Se estima que el 85 a 90 de los
disentildeos de las cimentaciones
convencionales de Norte y Sur
Ameacuterica se basan en los valores de N
medidos en el SPT
OBJETIVOS DE PRUEBA
SPT
Obtener la medida de la resistencia a
la penetracioacuten con un muestreador en
un suelo no cohesivo
--Tomar muestras representativas del
suelo
--Hallar correlacioacuten entre
El de golpes N medido y la
compacidad
j y la resistencia a la comprensioacuten
simple por medio de tablas o aacutebacos
ya existentes
--Debe tenerse en cuenta lo siguiente
El ensayo es aplicable solo a suelos
arenosos
Si en un manto de arena existen bajos
contenido grava tan solo una de ellas
puede invalidar el ensayo
En arenas muy finas situadas bajo el
nivel freaacutetico el valor de rdquoNrdquo debe
corregirse pues resultariacutea mayor que
el dado por una arena seca debido a
la baja permeabilidad de eacutesta que
impide que el agua emigre a traveacutes de
los huecos al producirse el impacto
Empiacutericamente se ha encontrado que
en estos casos el valor de N puede
corregirse mediante la siguiente
expresioacuten aplicable cuando la
penetracioacuten sea mayor de 15 golpes
en arenas finas y saturadas
Nrsquo = 15 + 12 ( N - 15 )
Nrsquo valor corregido del iacutendice de
penetracioacuten y
N valor obtenido en el ensayo
ENSAYO VANE TEST
El ensayo consiste en la introduccioacuten
estaacutetica de una paleta de acero con
seccioacuten transversal en formato de cruz
(aspas) de dimensiones estaacutendar
Aplicaciones
Resistencia al corte sin drenar de
arcillas saturadas
Sensitividad de arcillas
Columna de resistencia del suelo
RESULTADOS DEL ENSAYO
Graacutefico de torque en funcioacuten de la
rotacioacuten
Resistencia no drenada en
condiciones naturales (Su)
Resistencia no drenada en
condiciones amalgamadas
Sensibilidad de la estructura de la
arcilla
DPSH (penetracioacuten
dinaacutemica suacuteper pesada)
Es un tipo de prueba de penetracioacuten
dinaacutemica con registro continuo que se
emplea en la caracterizacioacuten de un
terreno dentro de un reconocimiento
geoteacutecnico
ENSAYOS DE
LABORATORIO
En lo referente a suelos granulares
(Arenas y Gravas) podemos
mencionar
Humedad
Anaacutelisis Granulomeacutetrico por
Tamizado
Ensayos Proctor
Ensayo CBR - Descripcioacuten de la Granulometriacutea
Bien graduado
Mal graduados
--Uniforme
--Graduacioacuten discontinua
La indicacioacuten de la graduacioacuten se
realiza con los siguientes paraacutemetros
Coeficiente de Uniformidad CU
Coeficiente de Curvatura CZ
Anaacutelisis por Sedimentacioacuten
El meacutetodo de sedimentacioacuten tiene por
objeto contar con datos muy
aproximados de la composicioacuten
granulomeacutetrica de los limos
Se realiza utilizando la ley de Stokes
CONTENIDO EN CARBONATOS Y
SUELOS ORGANICOS
Son compuestos que reaccionan a los
aacutecidos produciendo un burbujeo al
desprenderse el dioacutexido de carbono
Estos permiten identificar algunas
rocas sedimentarias que pueden ser
el material parental de los suelos bien
alguacuten proceso de acumulacioacuten de
sales o quizaacute por el uso de agua de
riego salina Los carbonatos maacutes
comunes son de calcio y le siguen los
de sodio o magnesio
La Materia Orgaacutenica en los suelos se
concentra mayormente en los primeros
centiacutemetros del suelo y disminuye
draacutesticamente con la profundidad
INFLUENCIA DE LA MATERIA
ORGAacuteNICA SOBRE ALGUNAS
PROPIEDADES DE LOS SUELOS
--Mejora a agregacioacuten y estabilidad de
los agregados del suelo reduciendo la
susceptibilidad a la erosioacuten
--Aumenta la capacidad de retencioacuten
de humedad de los suelos
--Tiene influencia sobre el color los
suelos
--Es responsanble en un alto
porcentaje de la capacidad de
intercambio Cationico
ENSAYOS PROCTOR
El ensayo consiste en compactar una
porcioacuten de suelo en un cilindro con
volumen conocido hacieacutendose variar
la humedad para obtener el punto de
compactacioacuten maacutexima en el cual se
obtiene la humedad oacuteptima de
compactacioacuten El ensayo puede ser
realizado en tres niveles de energiacutea de
compactacioacuten conforme las
especificaciones de la obra normal
intermedia y modificada
Existen dos tipos de ensayo Proctor
normalizados el Ensayo Proctor
Normal y el Ensayo Proctor
Modificado La diferencia entre
ambos estriba en la distinta energiacutea
utilizada debido al mayor peso del
pisoacuten y mayor altura de caiacuteda en el
Proctor modificado
MATERIALES COHESIVOS
(Limos y arcillas)
ENSAYO
--Anaacutelisis granulomeacutetrico por
tamizado Con este ensayo se puede
conocer la permeabilidad y la cohesioacuten
del suelo Se clasifica la muestra
Expresando en porcentaje la
proporcioacuten de gravas arena y arcilla o
limo
--Limites de Atterberg Los
contenidos de agua o humedad con
los cuales se producen los cambios de
estados se denominan liacutemites de
Atterberg
--Compresioacuten simple o inconfinada
Tiene por finalidad determinar la
resistencia a la compresioacuten no
confinada (qu) de un cilindro de suelo
cohesivo o semi-cohesivo e
indirectamente la resistencia al corte
(c) por la expresioacuten c = qu 2
( kgscm2 )
Consiste en un ensayo uniaxial en
donde la probeta no tiene soporte
lateral
--Edometriacutea o de consolidacioacuten Se
entiende como consolidacioacuten de un
material la deformacioacuten o reduccioacuten de
tamantildeo que sufre cuando es sometido
a una carga
--La finalidad de este ensayo es
determinar la velocidad y grado de
asentamiento que experimentaraacute una
muestra de suelo arcilloso saturado al
someterla a una serie de incrementos
de presioacuten o carga
--Hinchamiento Colapso
El este ensayo es determinar la
expansividad o aumento de volumen
de una muestra de suelo cohesivo
En los suelos que son expansivos el
hinchamiento que experimenta al
humedecerse depende de las
condiciones de compactacion
Cuanto mas seco este el suelo mayor
es la posibilidad de que se hinche o
colapse ocurrira uno u outro segun la
presion externa que se le aplique sea
este mayor o inferior a la presion de
hinchamiento
El cambio de volumen del suelo es
resultado directo de la variacion de
cantidad de agua que el posea
Para medir la expansibilidad de un
suelo se recurre a ensayos realizados
com el Edometro Los mas comunes
son el ensayo de Hinchamiento Libre
el ensayo de Presion de Hinchamiento
y el ensayo Lambe
---Corte directo La finalidad de los
ensayos de corte es determinar la
resistencia de una muestra de suelo
sometida a fatigas yo deformaciones
que simulen las que existen o existiraacuten
en terreno producto de la aplicacioacuten de
una carga
La resistencia al corte depende de la
cohesioacuten y la friccioacuten interna del suelo
Del ensayo se puede obtener una
estimacioacuten aproximada de la
resistencia al corte Las condiciones
de deformacioacuten son tan poco
homogeacuteneas en la caja de corte que
no se debe esperar precisioacuten en los
paraacutemetros resistentes Por ese
motivo su utilizacioacuten soacutelo es
aconsejable cuando no existe la
posibilidad de hacer ensayos
triaxiales
Generalmente se ensayan tres o maacutes
especiacutemenes cada uno bajo una
carga normal diferente para determinar
su efecto sobre la resistencia al corte y
al desplazamiento y las propiedades
de resistencia a partir de las
envolventes de resistencia de Mohr
A partir de este ensayo no pueden
determinarse las relaciones esfuerzo-
deformacioacuten o cualquier otro valor
asociado como el modulo de
cizalladura
La colapsabilidad es la tendencia que
puede tener un terreno a reducir su
volumen de forma raacutepida (colapso)
Los suelos colapsables suelen
presentar gran variedad de formas y
tamantildeos de partiacuteculas aunque la
mayoria de ellos presenta forma
redondeada
La finalidad de este ensayo es de
determinar o evaluar la susceptibilidad
al colapso de una muestra de suelo la
que podra sufrir un asentamiento
adicional originado por la inundacion
de la muestra
Existen dos metodos de ensayos
ensayos para muestras inalteradas y
para muestras alteradas
--Triaxial El ensayo consiste en
aplicar esfuerzos laterales y verticales
diferentes a probetas ciliacutendricas de
suelo y para determinar la resistencia
al cortante la rigidez y caracteriacutesticas
de deformacioacuten de las muestras
Generalmente existen 3 formas de
realizar el ensayo Triaxial
Ensayo Consolidado drenado
Ensayo Consolidado no drenado
Ensayo No consolidado
Es el ensayo que mayor informacioacuten
nos da ya que nos permite conocer
los dos paraacutemetros intriacutensecos mas
importantes de un suelo COHESION y
ANGULO DE FRICCION con ellos se
define la capacidad portante y las
caracteriacutesticas del corte de un suelo
bajo diferentes condiciones de drenaje
de un suelo
TENA 11 INVESTIGACIONES
PROFUNDA
METODOS GEOFISICOS
Objetivo Con los meacutetodos geofiacutesicos
se puede investigar zonas sin acceso
para el ser humano como el interior
de la tierra En la buacutesqueda de
yacimientos metaliacuteferos (prospeccioacuten
exploracioacuten) este meacutetodos geofiacutesicos
pueden dar informaciones sin hacer
una perforacioacuten de altos costos
Existen varios meacutetodos geofiacutesicos los
cuales aprovechan propiedades fiacutesicas
de las rocas
-Pero todos los meacutetodos geofiacutesicos
dan solamente informaciones
indirectas es decir nunca sale una
muestra de una roca Los resultados
de investigaciones geofiacutesicas son
hojas de datos (nuacutemeros) que esperan
a una interpretacioacuten
Los meacutetodos maacutes usados
METODO DE SONDEO
---Sondeos mineros
Se utiliza etas sondas para llegar a
profundidades grandes alrededor de
1200m Se los utiliza en
minas subterraacuteneas se utiliza para
comprobar a que profundidad esta la
veta de mayor intereacutes y evaluar el
costo de la explotacioacuten
Canteras a cielo abierto ayuda a la
localizacioacuten de las areas con mayor
volumen de materas primas
---Sondeo geotecnicos
Obras de ingenieriacutea estas precisan
estudiar con gran detalle la geologiacutea
de las zonas en algunos casos hasta
alcanzar profundidades considerables
como ser tuacuteneles presas etc
En el campo de la cimentacioacuten
generalmente se basan en sondeos
mecaacutenicos y ensayos ldquoin-siturdquo
Maquinaria
Sonda hidraacuteulica MC-300
Sonda longyear-38 y
Sonda craelius 1500
Adecuada para sondeos profundos
Profundidad de los sondeos
Para obtener informacioacuten necesaria
para poder predecir el asentamiento
de un estructura los sondeos deben
penetrar todos los estratos que
puedan consolidarse por efecto a las
cargas
Para estructuras pesadas muy
importantes como grandes puentes y
edificios altos esto significa que los
sondeos deben llegar hasta la roca
Pero para estructuras pequentildeas la
profundidad se puede estimar por
caracteriacutesticas geologiacuteas Una
antigua regla establece que la
profundidad de los sondeos deben ser
igual a dos veces el ancho del edificio
METODO DE GEORRADAR
El georraacutedar o raacutedar de subsuelo es
una teacutecnica de prospeccioacuten basada en
la emisioacuten de pulsos
electromagneacuteticos y en la recogida de
las reflexiones que se producen por
los cambios del valor de la constante
dieleacutectrica del terreno asociada a los
distintos materiales
Se consiguen profundidades de
penetracioacuten de hasta 40 m (seguacuten
los materiales atravesados)
obtenieacutendose imaacutegenes del subsuelo
de alta resolucioacuten Lo que la hace
especialmente apta para la
delimitacioacuten de estructuras naturales o
artificiales poco profundas
(arqueologiacutea tuberiacuteas y otras
infraestructuras soterradas) deteccioacuten
de fluidos (agua o contaminantes) etc
METODO SISMICO DE
REFRACCION
El meacutetodo siacutesmico de refraccioacuten
constituye la teacutecnica geofiacutesica maacutes
ampliamente utilizada para determinar
la velocidad Vp caracteriacutestica de las
diferentes capas del subsuelo y
tambieacuten el espesor de cada una de
ellas hasta el rango de profundidad
investigado en cada caso
La ejecucioacuten de un estudio mediante
siacutesmica de refraccioacuten consiste en su
primera fase en medir los tiempos
invertidos por una onda de compresioacuten
en llegar a traveacutes del subsuelo a una
serie de sensores (geoacutefonos) situados
alineados en la superficie del terreno
El paraacutemetro fiacutesico que se analiza es
la velocidad de propagacioacuten de la
onda Vp a traveacutes de los materiales del
subsuelo en funcioacuten de la compacidad
de los mismos
Tal paraacutemetro nos aportaraacute
informacioacuten de las caracteriacutesticas
geomecaacutenicas de la zona en que se
apliquen
La representacioacuten graacutefica de los
tiempos que tardan las ondas en
alcanzar los geoacutefonos en funcioacuten de
las distancias al origen de la fuente se
denomina ldquoDromocronardquo
FACTORES QUE DEFINEN LA
PROFUNDIDAD DE PENETRACIOacuteN
Y RESOLUCIOacuteN
Nuacutemero de geoacutefonos
determina la profundidad de
investigacioacuten que se puede alcanzar
A mayor nuacutemero de geoacutefonos se
alcanza mayor profundidad de
penetracioacuten
-Espaciado entre geoacutefonos
determina la resolucioacuten del registro de
modo que cuanto menor sea el
espaciado mayor seraacute la resolucioacuten
-Nuacutemero de puntos de tiro
condiciona el detalle con el que se
determina el espesor y la velocidad de
las capas A mayor nuacutemero de puntos
de tiro mayor detalle
-Fuente de energiacutea
Con fuentes de energiacutea maacutes intensas
(explosivo aire comprimido etc)
pueden alcanzarse mayores
penetraciones y mayor alcance
METODO TOMOGRAFICO
En su sentido maacutes amplio un estudio
tomograacutefico cross-hole consiste en
determinar de forma detallada la
distribucioacuten de un determinado
paraacutemetro del terreno en el espacio
comprendido entre dos sondeos
situados relativamente proacuteximos entre
siacute
Procesado de los datos
La primera parte del proceso consiste
en la identificacioacuten en los registros
siacutesmicos de las primeras llegadas de
las ondas de compresioacuten a cada
sensor y para cada punto de sentildeal
determinando el tiempo invertido en
cada caso
Para el caacutelculo de las velocidades de
transmisioacuten de la sentildeal siacutesmica a partir
de estos tiempos hay que determinar
tambieacuten de forma precisa la posicioacuten y
la distancia entre cada punto de sentildeal
y cada sensor
Una vez cubierta la etapa de
identificacioacuten de las primeras llegadas
delas ondas P determinando los
tiempos y las distancias entre cada
punto de tiro y cada sensor la fase
fundamental del proceso es la
inversioacuten de estos datos para
determinar el valor de Vp en cada
celdilla de la seccioacuten del terreno
comprendida entre los dos sondeos
Se trata de un proceso complejo en
teacuterminos matemaacuteticos que
consideramos innecesario describir
aquiacute
METODO GEOELECTRICO
Es la exploracioacuten del subsuelo a partir
de las mediciones de resistividad
eleacutectrica Es una teacutecnica conocida
durante los uacuteltimos 50 antildeos
A grandes rasgos consiste en
introducir corriente en el terreno y
medir el voltaje producido por la
misma
Tomando en cuenta una roca densa
con pocos huecos poca humedad y
baja ionizacioacuten tendraacute alta resistencia
mientras que las arcillas saturadas
tendraacute baja resistencia
Teniendo el voltaje se obtiene la
resistividad del subsuelo Cada
estructura enterrada presenta un
rango de resistividad caracteriacutestico
cuyo valor nos sirve para
interpretacioacuten
En los estudios geoelectricos cuando
se menciona la resistividad aparente y
la resistividad verdadera solo
coinciden cuando el subsuelo es
absolutamente homogeacuteneo
A MAYOR LONGITUD DE
DISPOSITIVOS MAYOR
PENETRACIONEN EL SUBSUELO
a) Pequentildeas separaciones de
electrodos la corriente esta
confinada en un zona
b) Separacioacuten de los
dispositivos mayor
penetracioacuten
Se conoce como dispositivos
geoelectricos al conjunto de electrodos
que inyectan corriente en l subsuelo y
registra el potencias en el mismo
Modelizacioacuten geoelectrica del
subsuelo
Se clasifican en 3
--Modelos unidimensionales1-D
Varia solo la profundidad
Este modelo estudia los terrenos
estratificados horizontalmente
aplicando sondeos eleacutectricos verticales
Dispositivo schlumberger
Lecturas entre 10 a 20
Reconocimiento 1-D en la practica
reciben el nombre de sondeos
eleacutectricos verticales (SEV) con esto
obtenemos los horizontes geoloacutegicos
Procedimiento consiste en fijar los
electrodos e ir incrementando
progresivamente la distancia q los
separa consiguiendo mayor
profundidad
--Modelos bidimensionales 2-D
Este modelo varia en coordenadas (x)
y en profundidad (z)
Aplicado en la practica geolectrica
para el estudio de tuacuteneles
cimentaciones deteccioacuten de cuevas
etc
Emplea un dispositivo Dipolo-Dipolo o
wenner
Lecturas entre 100 y 1000
Los reconocimientos 2d son el dipolo-
dipolo y el wenner Su procedimiento
es clavar un gran numero de
electrodos en un espaciamiento
constante
Las lecturas se haraacuten mediantes
software como ser res2dinv u otros
--Modelos tridimensionales 3-D
Modelos complejos
Las lecturas variacutean en millares
Para realizar el reconocimiento es
similar las de 2D pero colocando los
electrodos en dispositivos de malla
bidimensional
Los meacutetodos geoelectrico tienen
dos ventajas
Permiten cubrir raacutepidamente grandes
aacutereas a un costo relativamente bajo
no son estorbados por los cantos
rodados o gravas gruesas que
dificultan los sondeos
Sistema sencillo y raacutepido de utilizar
Desventaja no se puede obtener una
interpretacioacuten uacutenica esto es
particularmente cuando los estratos no
son de espesor uniforme ni
horizontales
Utilidades reconocimiento de niveles
estratigraacuteficos
Localizacioacuten de depoacutesitos enterrados
Localizacioacuten de tuberiacuteas
metaacutelicas y otros
METODO ACUSTICO
El meacutetodo mas utilizado para
investigar la morfologiacutea y la estructura
del fondo marino es la observacioacuten
indirecta mediante sonar
Sonar de barrido lateral
Consiste en un emisorreceptor de
sentildeales ultrasoacutenicas que emite pulsos
en direccioacuten perpendicular al sentido
de avance y recibe los
correspondientes ecos
El resultado es la obtencioacuten de
registros graacuteficos bidimensionales de
la morfologiacutea del fondo del mar Es
fundamental para trabajos y obras
lineales detectando obstaacuteculos
Se clasifican seguacuten su irregularidad en
mas o menos accidentados
usando mono haz
La energiacutea acuacutestica transmitida estaba
confinada a un solo haz
Este era ancho por lo tanto perdiacutea
resolucioacuten y por consiguiente
exactitud
USANDO MULTIHAZ
La energiacutea acuacutestica transmitida por
varios haz
Profundidad de trabajo va de 50m a
11000m
Sus emisores en proa a popa y
receptores de estribor a babor
Su cobertura es mayor y es en forma
de abanico
METODO MAGNETICO
La magnetometriacutea es como la
gravimetriacutea un meacutetodo geofiacutesico
relativamente simple en su aplicacioacuten
El campo magneacutetico de la tierra afecta
tambieacuten yacimientos que contienen
magnetita (Fe) Estos yacimientos
producen un campo magneacutetico
inducido es decir su propio campo
magneacutetico Un magnetoacutemetro mide
simplemente los anomaliacuteas
magneacuteticas en la superficie terrestre
cuales podriacutean ser producto de un
yacimiento
El meacutetodo magneacutetico es el meacutetodo
geofiacutesico de prospeccioacuten maacutes antiguo
aplicable en la prospeccioacuten petroliacutefera
en las exploraciones mineras y de
artefactos arqueoloacutegicos
En la prospeccioacuten petroliacutefera el
meacutetodo magneacutetico entrega
informaciones acerca de la
profundidad de las rocas
pertenecientes al basamento A partir
de estos conocimientos se puede
localizar y definir la extensioacuten de las
cuencas sedimentarias ubicadas
encima del basamento que
posiblemente contienen reservas de
petroacuteleo
En las exploraciones mineras se aplica
el meacutetodo magneacutetico en la buacutesqueda
directa de minerales magneacuteticos y en
la buacutesqueda de minerales no
magneacuteticos asociados con los
minerales que ejercen un efecto
magneacutetico mensurable en la superficie
terrestre
Ademaacutes el meacutetodo magneacutetico se
puede emplear en la buacutesqueda de
agua subterraacutenea
Las anomaliacuteas magneacuteticas detectadas
a traveacutes de estudios magneacuteticos en
terreno se explican con variaciones en
las propiedades fiacutesicas de las rocas
como la susceptibilidad magneacutetica yo
la imantacioacuten remanente de las rocas
Estas propiedades fiacutesicas solo existen
a temperaturas debajo de la
temperatura de Curie En
consecuencia los generadores de las
anomaliacuteas magneacuteticas podemos hallar
hasta una profundidad maacutexima de 30 a
40 km
METODO GAVIMETRICO
El meacutetodo esta basado en el estudio la
variacioacuten del componente vertical del
campo gravitatorio terrestre
Se realiza mediciones relativas o es
decir se mide las variaciones
laterales de la atraccioacuten gravitatoria de
un lugar al otro puesto que en estas
mediciones se pueden lograr una
precisioacuten satisfactoria maacutes faacutecilmente
en comparacioacuten con las mediciones
del campo gravitatorio absoluto
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza
y estructura de las formaciones del
subsuelo)
El objetivo principal de los estudios de
gravimetriacutea es medir la atraccioacuten
gravitacional que ejerce la Tierra sobre
un cuerpo de masa determinada Pero
como la Tierra no es una esfera
perfecta y no esta en reposo ni es
homogeacutenea y tiene movimientos de
rotacioacuten y de traslacioacuten la fuerza de
gravedad que ejerce no es constante
Por tanto las medidas gravimeacutetrica en
exploracioacuten son representacioacuten de
anomaliacuteas en las que entran la
densidad de los diferentes tipos de
rocas sedimentos no consolidados
areniscas sal gema calizas granito
etc
En representacioacuten esquemaacutetica el
instrumento consta de una masa
metaacutelica que suspendida de un
resorte supersensible registra la
elongacioacuten del resorte debido a la
atraccioacuten producida por lo denso de la
masa de las rocas subterraacuteneas Las
medidas son anotadas y
posteriormente se confeccionan
mapas que representan la
configuracioacuten lograda
Aparatos como el graviacutemetro permiten
estudiar las rocas que hay en el
subsuelo Este aparato mide las
diferencias de la fuerza de la gravedad
en las diferentes zonas de suelo lo
que permite determinar queacute tipo de
roca existe en el subsuelo
Es un meacutetodo que cuantifica las
diferencias en la atraccioacuten de la
gravedad de los materiales del
subsuelo
Consiste en la medicioacuten muy precisa
de la aceleracioacuten de la gravedad en
distintos puntos registrando
variaciones extrantildeas de dicha
aceleracioacuten que pueden suponer
cambios bruscos en la densidad de un
terreno
De esta forma se pueden detectar
huecos o cavernas como las
existentes en los terrenos caacutersticos o
en zonas de explotacioacuten minera actual
o histoacuterica fallas domos salinos
profundidad de capas competentes
compactas etc
Los resultados obtenidos son en
general poco concluyentes para que
su empleo esteacute generalizado en la
ingenieriacutea civil
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza y
estructura de las formaciones del
subsuelo)
TEMA 12 ESTABILIDAD DE
TALUDES
INTRODUCCION-El objetivo principal
de un estudio de estabilidad de taludes
o laderas es el de establecer medidas
de prevencioacuten y control para reducir
los niveles de amenaza y riesgo
Generalmente los beneficios maacutes
importantes desde el punto de vista de
reduccioacuten de amenazas y riesgos es la
prevencioacuten
TALUD
--Es una composicioacuten o masa de tierra
que no es uniformemente plana sino
que tiene pendiente o ciertos cambios
de altura significativos
ESTABILIDAD- Seguridad de una
masa de tierra contra la falla o
movimiento
Para determinar la estabilidad de una
masa de suelo debemos determinar su
coeficiente de seguridad al
deslizamiento Al existir un coeficiente
de seguridad igual a 1 se produce el
deslizamiento del talud
Tipos DE talud
Se define como ladera cuando su
conformacioacuten actual tuvo como origen
un proceso natural
Y se define como talud cuando es
conformada artificialmente o sea por
accioacuten del hombre
Tipos DE FALLA EN taludes
1DESPRENDIMIENTOS-
11 CAIDA LIBRE
Desprendimiento repentino de uno o
maacutes bloques de suelo o roca que
descienden en caiacuteda libre
12 VOLCADURA
Caiacuteda de un bloque de roca con
respecto a un pivote ubicado debajo
de su centro de gravedad
2DERRUMBES- 21 PLANAR
Movimiento lento o raacutepido de un
bloque de suelo o roca a lo largo de
una superficie de falla plana
22ROTACIONAL
Movimiento relativamente lento de una
masa de suelo roca o una
combinacioacuten de los dos a lo largo de
una superficie curva de falla bien
definida
23DESPARRAMIENTO LATERAL
Movimiento de diferentes bloques de
suelo con desplazamientos distintos
3 AVALANCHAS
Movimiento raacutepido de una masa
incoherente de escombros de roca o
suelo-roca donde no se distingue la
estructura original del material
4 FLUJO
Suelo o suelo-roca movieacutendose como
un fluido viscoso desplazaacutendose
usualmente hasta distancias mucho
mayores de la falla Usualmente
originado por exceso de presiones
de poros
bull METODOS PARA
DISMINUIR EL RIESGO
1 PREVENCION-
La prevencioacuten incluye el manejo de la
vulnerabilidad evitando la posibilidad
de que se presenten riesgos o
amenazas La prevencioacuten debe ser un
programa del estado en todos sus
niveles mediante una legislacioacuten y un
sistema de manejo de amenazas que
permita disminuir los riesgos a
deslizamiento en un aacuterea determinada
bull 2 ELUCION DE LA
AMENAZA
Eludir la amenaza consiste en evitar
que los elementos en riesgo sean
expuestos a la amenaza de
deslizamiento
3 CONTROL
Meacutetodos tendientes a controlar la
amenaza activa antes de que se
produzca el riesgo a personas o
propiedades Generalmente consisten
en estructuras que retienen la masa en
movimiento Este tipo de obras se
construyen abajo del deslizamiento
para detenerlo despueacutes de que se ha
iniciado
bull 4 ESTABILIZACION
La estabilizacioacuten de un talud
comprende los siguientes factores
1 Determinar el sistema o
combinacioacuten de sistemas de
estabilizacioacuten maacutes apropiados
teniendo en cuenta todas las
circunstancias del talud estudiado
2 Disentildear en detalle el sistema a
emplear incluyendo planos y
especificaciones de disentildeo
3 Instrumentacioacuten y control durante
y despueacutes de la estabilizacioacuten Debe
tenerse en cuenta que en taludes
nunca existen disentildeos detallado sin
modificables y que las observaciones
que se hacen durante el proceso
deconstruccioacuten tienden generalmente
a introducir modificaciones al disentildeo
inicial y esto debe preverse en las
claacuteusulas contractuales de
construccioacuten Los sistemas de
estabilizacioacuten se pueden clasificar en
cinco categoriacuteas principales
bull 5 RECUBRIMIENTO DE LA
SUPERFICIE
Meacutetodos que tratan de impedir la
infiltracioacuten o la ocurrencia de
fenoacutemenos superficiales de erosioacuten o
refuerzan el suelo maacutes subsuperficial
El recubrimiento puede consistir en
elementos impermeabilizantes como el
concreto o elementos que refuercen la
estructura superficial del suelo como la
cobertura vegetal
bull 6 CONTROL DE AGUA
SUPERFICIAL Y
SUBTERRANEA
Sistemas tendientes a controlar el
agua y sus efectos disminuyendo
fuerzas que producen movimiento y o
aumentando las fuerzas resistentes
1 canales superficiales para control
de escorrentiacutea
Se recomienda construirlos como
obras complementaria en la mayoriacutea
de los casos Generalmente las zanjas
se construye arriba de la corona del
talud
2 subdrenes de zanjas
Muy efectivos para estabilizar
deslizamientos poco profundos en
suelos saturados subsuperficialmente
3 Sudrenes horizontales de
penetracioacuten
Muy efectivos para interceptar y
controlar aguas subterraneas
relativamente profundas
4 galeriacuteas o tuacuteneles de subdrenaje
Efectivos para estabilizar
deslizamientos profundos en
formaciones con permeabilidad
significativa y aguas subterraneas
5pozos profundos de subdrenaje
Uacutetiles en deslizamientos profundos
con aguas subterraneas Efectivos
para excavaciones no permanentes
SE recomienda los siguientes factores
de seguridad miacutenimos para la
estabilidad de los TALUDES
Al final de la construccioacuten FS = 13
A largo plazo FS = 15
ELEMENTOS DEL TALUD
TIPOS DE FALLAS
PRESIONES LATERALES DE
TIERRA
La presioacuten del terreno sobre un muro
esta fuertemente condicionada por la
deformabilidad del muro
Si el muro y el terreno sobre el que se
fundan son tales que las
deformaciones son praacutecticamente
nulas se estaacute en el caso de empuje
en reposo
Si el muro se desplaza permitiendo la
expansioacuten lateral del suelo se produce
una falla por corte del suelo retenido y
se crea una cuntildea El empuje
disminuye desde el valor del empuje al
reposo hasta el denominado valor del
empuje activo que es el miacutenimo
valor posible del empuje
Por el contrario si se aplican fuerzas
al muro de forma que eacuteste empuje al
relleno la falla se produce mediante
una cuntildea mucho maacutes amplia Este
valor recibe el nombre de empuje
pasivo y es el mayor valor que puede
alcanzar el empuje
EMPUJE EN REPOSO
Teoriacutea del ldquoEquilibrio plaacutesticordquoo
ldquoEquilibrio liacutemiterdquo
Coeficiente de empuje de tierra en
reposo K0 cuando no hay
deformaciones horizontales
Determinacioacuten de K0
--ensayo de laboratorio triaxiales
especiales
-- ensayo de campo
--formulas empiacutericas
EMPUJE PASIVO
Si el muro se mueve hacia el suelo los
esfuerzos horizontales aumentan
Finalmente se puede alcanzar la falla
por corte desarrollaacutendose una cuntildea
activa
MEJORAMIENTO DE LA
RESISTENCIA DEL SUELO
Inyecciones
Las inyecciones de diversos productos
quiacutemicos son utilizadas para mejorar la
resistencia o reducir la permeabilidad
de macizos rocosos y en ocasiones de
suelos permeables Las inyecciones
pueden consistir de materiales
cementantes tales como el cemento y
la cal o de productos quiacutemicos tales
como silicatos ligninos resinas
acrylamidas y uretanos
Generalmente las inyecciones de
cemento o de cal se utilizan en suelos
gruesos o en fisuras abiertas y los
productos quiacutemicos en materiales
menos permeables
Antes de decidir sobre la utilizacioacuten de
una inyeccioacuten debe investigarse que
el material realmente pueda penetrar
dentro de los vaciacuteos o fisuras
La penetrabilidad de las inyecciones
quiacutemicas depende de su viscosidad
presioacuten de inyeccioacuten y periodo de
inyeccioacuten asiacute como la permeabilidad
del suelo inyectado
Estabilizacioacuten con cemento
Estabilizacioacuten con cal
Calcinacioacuten o tratamiento teacutermico
Magmaficacioacuten
Compactacioacuten Profunda
La compactacioacuten o incremento de
la densidad del suelo se puede lograr
a grandes profundidades utilizando
alguno de los siguientes
procedimientos
1 Pilotes de compactacioacuten
2 Vibro compactacioacuten profunda
3 Columnas de piedra o grava
a Aumentar la resistencia del
suelo
b Mejorar el drenaje de aguas
subterraacuteneas
4 Compactacioacuten dinaacutemica
SISTEMAS DE ESTABILIZACIOacuteN DE
TALUDES Y LADERAS
Desmonte de tierras de la ladera
Sistemas de drenaje
Elementos resistentes de
contencioacuten
Pantallas o cortinas de pilotes
Pantalla de micro pilotes
Cortina de pilotes
Anclajes permanentes y drenes
Pantalla anclada de micropilotes
--- Estabilidad de taludes
Garantizar la estabilidad de los
taludes y evitar volcamiento o
deslizamiento del suelo de
cimentacioacuten es necesario estudiar los
muros de contencioacuten Incluyendo la
posibilidad de fallas por debajo de la
cimentacioacuten del muro
Disentildear las secciones y refuerzos
internos para resistir momentos
cortantes utilizando procedimientos de
ingenieriacutea estructural
MUROS RIacuteGIDOS
Generalmente son de concreto y no
permiten deformaciones importantes
sin romperse
En esta categoriacutea se encuentran los
muros de
- Concreto reforzado (HordmAordm)
- Concreto simple
-Concreto cicloacutepeo
MUROS DE CONCRETO
REFORZADO
Relativamente esbeltos y
generalmente tienen la forma de L
MUROS DE CONCRETO SIMPLE
Los muros de concreto
sin refuerzo son
masas relativamente
grandes de concreto
las cuales trabajan
como estructuras
Riacutegidas
MUROS DE CONCRETO CICLOacutePEO
El concreto cicloacutepeo es una mezcla de
concreto con cantos o bloques de roca
dura Generalmente se utilizan
mezclas de 60 de concreto y 40 de
volumen de bloques de roca
MUROS DE GRAVEDAD FLEXIBLES
MUROS DE GAVIONES
Son cajones de malla de alambre
galvanizado que se rellenan de cantos
de roca
Debe tenerse en cuenta el amarre
entre unidades de gaviones para evitar
el movimiento de unidades aisladas y
poder garantizar la estabilidad del
muro
MUROS DE LLANTAS USADA
Conocidos como Pneusol o Tiresoil
consisten en rellenos de suelo con
llantas de caucho usadas embebidas
- Muros hasta 20 m de altura
ENROCADOS
Los muros en roca son estructuras
construidas con bloques de roca los
cuales se colocan unos sobre otros en
forma manual o al volteo
El tamantildeo de los bloques supera las 3
pulgadas
SELECCIOacuteN DEL TIPO DE
ESTRUCTURA DE CONTENCIOacuteN
Se debe realizar una
comparacioacuten econoacutemica
Localizacioacuten del muro y la
cantidad de espacio
disponible
Altura de la estructura
propuesta y topografiacutea
resultante
Agua freaacutetica
Disponibilidad de materiales
Tiempo disponible para la
construccioacuten
GRUPO Nordm 13
EXCAVACIONES PROFUNDAS
---Es la facilidad con la que puede
excavarse la roca como los suelos
---Estan influidas en factores como la
resistencia del terreno y la magnitud
de los esfuersos que obran dentro de
el
---En excavaciones extremadamente
profundas la temperatura de la roca y
el flujo de calor a traves de la corteza
tambien sera de importancia
Excavacion De Roca y Suelo
Los metodos comunes utilizados en el
proceso de hacer un agujero en el
terreno son
1- la perforacion
2- Los sondeos
3- Maquina perforadora
4- Voladuras
El eacutexito de cada meacutetodo depende de
su capacidad para romper y disgregar
la roca y el suelo
bull Perforacion
La mayoria de los taladros son de dos
tipos
1- el percusivo
2- el rotatorio
bull Tenacidad
Es la resistencia a la fractura que
proviene esencialmente de la
resistencia de la roca a la tension
muchas barrenas de perforacion se
disentildean para inducir rupturas a la
tencion locales dentro de la roca a
medida que esta se hace mas deil a la
tencion que a la comprecion
La abrasividad
Es la capacidad de los fragmentos de
una roca para desgastar la barrera de
perforacion y pulir sus bordes
cortantes
Estructura
CONTROL DEL AGUA
SUBTERRAacuteNEA
Una excavacioacuten debajo de la
superficie del agua subterraacutenea debe
protegerse ya sea contra una afluencia
de agua o bien debe ser trabajada por
teacutecnicas subacuosas tales como la
perforacioacuten con draga de cable de
arrastre y dragado
Reduccioacuten del flujo durante la
excavacioacuten y para disminuir la presioacuten
del agua alrededor de esta
El mayor peligro del agua subterraacutenea
es un encuentro con horizontes
acuiacuteferos inesperados y presiones de
agua
Para controlar el agua subterraacutenea
que fluye a una excavacioacuten es
necesario conocer
Volumen de Agua
Gobernado por el almacenaje
del terreno y por sus limites
geo hidroloacutegicos
Ritmo de Flujo La descarga
del agua subterraacutenea es una
funcioacuten de la permeabilidad
del terreno y del gradiente
hidraacuteulico que la afecte
Es importante hacer una valoracioacuten de
la permeabilidad para los caacutelculos de
la afluencia y deben obtenerse
pruebas verificadas in situ
Las rocas y los suelos son
anosotropicos generalmente y su
permeabilidad varia con la direccioacuten
Presioacuten del Agua Esta se
pude calcular de una medida
precisa de la carga de
presioacuten variara de lugar a
lugar dentro del
terreno(FIG13-27) y en
cualquier localidad se espera
que variacutee con el tiempo
La presioacuten del agua subterraacutenea fuera
de control alrededor de una
excavacioacuten superficial puede ser la
causa de que el piso de la excavacioacuten
se rompa(Fig16-6bi)
Se inunde (FIG16-6bii)
Derrame(FIGiii)
Ruptura de las excavaciones
subterraacuteneas (FIGiv)
Meacutetodos de Rebajamiento del Nivel
Freaacutetico
bullWellpoint
bullWellpoint por Inyeccioacuten
Tipos de excavacioacuten
Entre los tipos de excavacioacuten
dependeraacute principalmente del tipo de
material a ser excavado por su
fragilidad a los derrumbes
Excavacioacuten sin Apuntalar
Excavaciones Apuntaladas
Excavaciones Apuntaladas Cerca
de estructuras
Excavaciones en rocas
Excavaciones con explosivos
PERFORACION EN ROCA CON
MAQUINARIA
EL PROBLEMA DE LA EXCAVACIOacuteN
EN ROCA
1 Suelos sueltos a
semicompactos
Suelos compactos a roca
blanda
3 Roca de dureza media
4 4 Roca dura
5 5 Roca muy dura
EXCAVACIOacuteN EN SEDIMENTOS
Las excavaciones en grava
limo arena arcilla y rocas
sedimentarias se debe utilizar
revestimientos que proporciones
soporte todo el tiempo
EXCAVACIONES SUBTERRANEAS
Las excavaciones subterraacuteneas son
pozos verticales y galeriacuteas
horizontales para tener acceso a los
trabajos subterraacuteneos a las minas
para la extraccioacuten del mineral tuacuteneles
y caacutemaras extensas
PRECAUCIONES PARA LA
EXCAVACION
Las zonas y fracturas acuiacuteferas
siempre son potencialmente
peligrosas
Las calizas son materiales
particularmente difiacuteciles de investigar
si contienen cavidades de solucioacuten
Las localizaciones de pozos pueden
explorarse con eacutexito razonable
perforando los pozos desde la
superficie del terreno hasta la
profundidad total
Las fisuras y cavidades llenadas
con agua no tienen que ser
interceptadas por una excavacioacuten que
las pongan en peligro
Los tuacuteneles presentan la dificultad
de que los pozos verticales los
intersectan solo en una fraccioacuten de su
longitud total
La cartografiacutea superficial puede
indicar los mejores sitios para
perforar pozos y proporcionar
informacioacuten del aacuterea
TEMA 10
INVESTIGACION DEL TERRENO
RECONOCIMIENTO DEL SUB-
SUELO
Antes de acometer cualquier proyecto
u obra de ingenieriacutea civil o
edificacioacuten es necesario conocer las
caracteriacutesticas del terreno involucrado
Con este fin se debe realizar un
reconocimiento geoteacutecnico del
terreno
El reconocimiento geoteacutecnico en
obras toma en cuenta las cargas
generadas por cimentaciones
excavaciones y rellenos o las cargas
soportadas por estructuras de
contencioacuten no produzcan situaciones
De inestabilidad o movimientos
excesivos de las propias estructuras
o del terreno que haga peligrar la obra
estructural o funcionalmente
Esta idea de reconocimiento del suelo
implica ante todo una idea de
descripcioacuten fiacutesica de la materia
propiamente dicha con todas sus
sutilezas que ello comporta aspecto
visual color consistencia estructura
espesor de las capas inclinacioacuten
estratificacioacuten nivel freaacutetico etc Toda
informacioacuten debe ir completada con
ensayos de laboratorio identificacioacuten
yo resistentes a efectos del posterior
calculo
OBJETIVOS
Los objetivos de un reconocimiento
geoteacutecnico asiacute como su extensioacuten y
nivel de informacioacuten resultante
dependen directamente del proyecto u
obra a realizar y de las caracteriacutesticas
del terreno donde se situacutea
El desarrollo de un reconocimiento
geoteacutecnico deberiacutea ser un proceso
dinaacutemico no dimensionado
riacutegidamente sino maacutes bien mediante
una serie de aproximaciones
sucesivas donde la necesidad y
extensioacuten de cada etapa fuera
consecuencia de la extensioacuten y
resultados de las realizadas
previamente
Es praacutecticamente imposible dar reglas
universales para el disentildeo y desarrollo
de reconocimiento puesto que la
casuiacutestica es variable y extensa La
amplitud y detalle del reconocimiento
depende del nivel de conocimiento
requerido Antes de proceder al
disentildeo se ha de tener una idea lo maacutes
aproximada posible de lo que se ha
de encontrar en el reconocimiento
para saber buscarlo y de los
problemas que se pueden plantear en
proyectos o en obra Por eso la
primera fase ha de consistir en un
estudio preliminar y una
recopilacioacuten de la informacioacuten
disponible
Una vez obtenida y procesada esta
informacioacuten se define la cantidad
extensioacuten y tipologiacutea de los
reconocimientos para lograr el fin
buscado Durante su ejecucioacuten esta
definicioacuten es susceptible de
experimentar modificaciones
Investigacioacuten preliminar (estudios
previos)
a) Consulta de mapas topograacuteficos y
geoloacutegicos
b) Consulta de estudios y informes
c) Reconocimiento sencillo de
campo
d) Fotointerpretacioacuten preliminar
MEacuteTODOS DE RECONOCIMIENTO
DEL SUB - SUELO
Meacutetodos de reconocimiento
directo o mecaacutenicos
Eacutestos permiten un reconocimiento de
la naturaleza del terreno con la
posibilidad
de obtener muestras o testigos
Dentro de esta tipologiacutea se
encuentran
- EXCAVACIONES
- ENSAYOS IN SITU
- SONDEOS GEOTEacuteCNICOS
EXCAVACIONES
La observacioacuten directa del terreno se
puede realizar mediante labores
sencillas de excavacioacuten con la ayuda
de maquinaria adecuada Las miacutenimas
dimensiones estaacuten definidas por el
espacio requerido para la accesibilidad
y las necesidades de inspeccioacuten
Las ventajas que presentan las
excavaciones son el acceso directo
observacioacuten continua muestreo
continuo tamantildeo de muestra y
posibilidad de realizar ensayos in situ
Por el contrario este meacutetodo estaacute
condicionado por una profundidad
limitada presencia de agua y
problemas de estabilidad de las
paredes La tipologiacutea principal maacutes
comuacutenmente utilizada corresponde a
las calicatas y zanjas
Estas teacutecnicas de reconocimiento son
excavaciones ldquoa cielo abiertordquo en
general raacutepidas y poco costosas
permitiendo alcanzar profundidades
moderadas (3-4 m) por meacutetodos
mecaacutenicos en terrenos excavados
preferentemente cohesivos y con
ausencia de nivel freaacutetico
Otros tipos de excavaciones como
son los pozos y las galeriacuteas son
comparativamente menos utilizadas
ENSAYOS IN SITU
Los ensayos in situ son
literalmente los que se realizan en el
mismo lugar donde se encuentra el
objeto de anaacutelisis
En geoteacutecnica se aplica el teacutermino a
los ensayos que se realizan sobre un
terreno para determinar sus
caracteriacutesticas En construccioacuten suele
emplearse para definir los ensayos de
materiales a pie de obra sobre todo
en los elementos de cimentacioacuten
Tambieacuten se realizan ensayos in situ en
otros campos tales como medio
ambiente (mediciones de ruido y
contaminacioacuten principalmente)
agricultura etc
Ensayos geoteacutecnicos in situ
Pretenden eliminar o reducir algunas
de las limitaciones de los ensayos de
laboratorio
bull El proceso de toma de la
muestra bien sea por golpe
hinca o rotacioacuten produce una
alteracioacuten de la estructura del
terreno
bull La extraccioacuten de la muestra
del terreno implica la
anulacioacuten de las tensiones
totales a las que estaba
sometida in situ En cuanto
a las presiones el uacutenico
control que se tiene sobre
ellas es la proteccioacuten de la
muestra contra la desecacioacuten
o humectacioacuten a traveacutes de
sus paredes
TIPOS DE ENSAYOS IN SITU
bull Ensayo presiomeacutetrico
El ensayo presiomeacutetrico es uno de
los ensayos in situ llevados a cabo
para realizar un reconocimiento
geoteacutecnico
El primer aparato de este tipo fue
patentado por Meacutenard en los antildeos 50
y sigue utilizaacutendose actualmente con
algunas variantes
El ensayo permite obtener una curva
de variacioacuten de las deformaciones
volumeacutetricas del suelo en funcioacuten del
esfuerzo aplicado y definir una
relacioacuten carga - deformacioacuten del
terreno en la hipoacutetesis de una
deformacioacuten plana
Se determinan 3 paraacutemetros un
moacutedulo de deformacioacuten del suelo una
presioacuten de fluencia (es decir de
deformacioacuten) y una presioacuten liacutemite
presioacuten maacutexima de trabajo de 100
kpcm2
La utilidad de este ensayo radica en
gran parte en el hecho de que existen
soluciones analiacuteticas sencillas tanto
en rango elaacutestico como en rotura que
permiten interpretar adecuadamente el
ensayo sobre todo en suelos
arcillosos (carga sin drenaje)
bull Ensayo de placa de carga
El ensayo de placa de carga es uno
de los ensayos in situ llevados a
cabo para realizar un reconocimiento
geoteacutecnico
Consiste en aplicar una carga sobre
una placa (generalmente riacutegida)
colocada sobre la superficie del
terreno y medir los asientos
producidos Puede llegarse a la
condicioacuten liacutemite de rotura de la
muestra es decir donde termina el
ensayo de no fallar se toma los
valores maacuteximos a los cuales se
asignan a los suelos no friccionantes
El problema se simplifica si el ensayo
se realiza en el interior de una galeriacutea
se hacen entonces dos ensayos sobre
las dos paredes opuestas Esta
situacioacuten es relativamente frecuente
dado que en general se desea conocer
la deformabilidad del macizo a una
cierta profundidad eliminado la zona
maacutes meteorizada
bull Ensayo de corte directo in
situ
Los ensayos de corte in situ
obedecen a los mismos principios y
metodologiacuteas que los de laboratorio
Su empleo maacutes tiacutepico es la
determinacioacuten de la resistencia al corte
de diaclasas o planos de debilidad de
macizos rocosos
- Se obtienen resultados sobre
la deformabilidad de la
diaclasa ensayada (moacutedulos
normal transversal y de
dilatancia) asiacute como su
resistencia al corte La razoacuten
de ensayar bloques de gran
tamantildeo suele ser el anaacutelisis
de la influencia de
rugosidades de gran escala
en la resistencia
En el caso de suelos o rocas blandas
puede ocurrir que la carga vertical esteacute
relativamente proacutexima al valor liacutemite
de hundimiento En estas
circunstancias la rotura no se produce
por deslizamiento a lo largo del plano
de la base sino por fallo en la zona
inferior como una zapata con carga
inclinada y como tal debe
interpretarse
Ensayos de Penetracioacuten
Son ensayos que permiten medir la
resistencia a la penetracioacuten de un
elemento (puntaza) que se introduce
en el terreno por diferentes sistemas
En base al sistema de penetracioacuten se
pueden diferenciar dos categoriacuteas de
ensayos que son
- Ensayos de penetracioacuten dinaacutemica
- Ensayos de penetracioacuten estaacutetica
En los ensayos de penetracioacuten
estaacutetica el avance se realiza por medio
de Dispositivos mecaacutenicos o
hidraacuteulicos midiendo la presioacuten que se
aplica Ensayo de permeabilidad
El ensayo de permeabilidad
Es uno de los ensayos in situ
llevados a cabo para realizar un
reconocimiento geot eacute cnico
Existen diferentes formas de ensayo
que pueden agruparse en tres
ensayos de permeabilidad en
sondeos en calicatas y en pozos
Ensayos en sondeos
bull ensayos Lefranc
- - En el caso de ensayos de
carga constante se
mantiene el nivel de agua en
el sondeo mediante la adicioacuten
de un determinado caudal El
caudal que se filtra depende
de la permeabilidad
- - En el caso de ensayos de
carga variable se mide lo
que desciende el nivel de
agua en un tiempo
determinado
- Los resultados de los
ensayos son muy sensibles a
algunos factores de la
ejecucioacuten como la limpieza
del fondo del sondeo la
posibilidad de filtraciones por
el contacto de la tuberiacutea y el
terreno etc
- ensayos Lugeon
- consistentes en inyectar agua a
presiones crecientes en un tramo
limitado por dos obturadores Se
define la unidad Lugeon como la
permeabilidad que permite la admisioacuten
de 1 litro de agua por minuto y por
metro lineal de sondeo a una presioacuten
de 1 Kpa (10 kpcmsup2) Este ensayo se
emplea en macizos rocosos para
definir la inyectabilidad de cimientos
de presas de faacutebrica
Se trata de ensayos costosos pues
implican la excavacioacuten del pozo de
bombeo y de los sondeos para
alojamiento de los piezoacutemetros que
permitan medir la evolucioacuten de la
superficie libre del agua a distintas
distancias del pozo
- La interpretacioacuten de los resultados
del ensayo depende de las
condiciones de contorno en cada caso
particular Tanto el disentildeo del ensayo
como la supervisioacuten de su ejecucioacuten y
su interpretacioacuten requieren la
intervencioacuten de teacutecnicos especialistas
en el tema
SONDEOS GEOTEacuteCNICOS
Se entiende por sondeo una
perforacioacuten de pequentildeo diaacutemetro que
permite reconocer la naturaleza y
localizacioacuten de las diferentes capas del
terreno asiacute como extraer muestras del
mismo y realizar ensayos ldquoin siturdquo
El tipo de sondeo depende del fin que
se persiga (investigacioacuten minera de
petroacuteleo investigacioacuten o explotacioacuten
de agua geotecnia voladuras etc )
por lo que asiacute mismo seraacuten muy
diferentes las herramientas y
maquinaria utilizadas en cada caso
Una primera clasificacioacuten de los
sondeos puede basarse en el modo en
que trabaja la herramienta baacutesica de
prospeccioacuten asiacute tenemos tres grandes
grupos
bull Si la herramienta va haciendo el
agujero golpeando contra el fondo se
trata
de un (sondeo a percusioacuten )
bull Si la herramienta hace el agujero
girando sobre el fondo se trata de un
(sondeo a rotacioacuten)
bull ( Sondeo a presioacuten)
La eleccioacuten del tipo de sondeo
dependeraacute en primer lugar de su
aptitud para conseguir la Finalidad
perseguida y en segundo lugar de la
rapidez y economiacutea
- En geotecnia el objetivo fundamental
de un sondeo es establecer una
columna litoloacutegica del punto de
prospeccioacuten para lo cual se recupera
la muestra de terreno (que si es
ciliacutendrica se denomina testigo)
adicionalmente ser realizan ensayos
ldquoin sitursquo para determinar ciertas
caracteriacutesticas mecaacutenicas asociadas a
cada litologiacutea
bull Sondeos a percusioacuten
- El principio general del meacutetodo
consiste en el empleo de un uacutetil que
avanza por golpes sucesivos
aplicados por la caiacuteda de una maza
cuya energiacutea se transmite mediante un
varillaje a un uacutetil macizo (puntaza) o a
un tubo hueco (toma muestras)
situado en el fondo de la perforacioacuten
- El campo de empleo maacutes ventajoso
es el de los suelos no coherentes
(limos arenas g ravas bolos y
mezclas de los mismos) si se utiliza un
toma muestras pues permite un
reconocimiento de calidad al
obtenerse un testigo continuo
provocando una alteracioacuten en el medio
inferior a la que realizan los sistemas
de sondeo mediante rotacioacuten
Desde el punto de vista econoacutemico es
un sondeo cuya perforacioacuten es lenta y
y poco competitivo
La perforacioacuten que se suele utilizar
consiste en la hinca en el terreno de
los tubos de acero que haraacuten de
entibacioacuten y en la extraccioacuten del suelo
contenido dentro del taladro mediante
cucharas treacutepanos etc
El exacto conocimiento de la energiacutea
empleada en la hinca da una primera
informacioacuten de las caracteriacutesticas
mecaacutenicas del terreno de ahiacute la
importancia de realizar esta operacioacuten
en condiciones normalizadas (un uacutetil
de uso habitual es una maza 120 Kg
con altura de Caiacuteda de 1 m midiendo
el nuacutemero de golpes necesarios para
hincar 20 cm de tuberiacutea)
bull Maacutestiles o cabrias
1048766 Altura aproximada 6 m
1048766 Capacidad 400 Kp
bull Motores 10-25 HP a 2000 rpm
bull Cabrestantes Tiro 1000 Kp
bull Bombas 80 lmin a aprox
20 Kgcm2 a 600 rpm el motor
bull Capacidad Tuberiacutea 230 mm
1048766 6 frac12rdquo maacutex 15 m
1048766 4 frac12rdquo maacutex 40 m
1048766 3rdquo maacutex 50 m
Los rendimientos que se pueden
esperar con estos equipos variacutean
naturalmente seguacuten los tipos de
terrenos sin embargo a tiacutetulo
orientativo eacutestos estaacuten comprendidos
entre 5-15 mdiacuteaturno
- Sondeos a rotacioacuten
El sondeo a rotacioacuten es el
procedimiento maacutes extendido para
obtener muestra o testigo en Cualquier
investigacioacuten geoteacutecnica
Respecto al uacutetil de corte que se
emplea para la obtencioacuten de muestra
de forma continua
Se utiliza una bateriacutea en cuya boca se
implementa una corona cuyos
elementos de corte Habituales son de
widia o diamante
Un sistema alternativo que permite el
avance de la perforacioacuten pero no la
recuperacioacuten de Muestra es el sondeo
que utiliza una barrena helicoide (a
forma de sacacorchos) el cual Precisa
para la determinacioacuten discontinua de
la columna de terreno de la toma de
muestras Con meacutetodos alternativos
- Perforacioacuten con heacutelice
Las barrenas helicoidales pueden
utilizarse en terrenos de consistencia
blanda a media y no cementados
Las barrenas helicoidales (figura 3b)
pueden ser de varios tipos
bull Con cabeza helicoidal
exclusivamente Con ellos se realizan
agujeros de gran diaacutemetro Este
procedimiento es usual en pilotajes
fijacioacuten de postes y plantaciones
bull Con barrena continua normal o
hueca La barrena continua consta de
una serie de barrenas que se
empalman sucesivamente Se emplea
para realizar
sondeos maacutes pequentildeos
Perforacioacuten a rotacioacuten con corona y
obtencioacuten de testigo
Con este sistema puede obtenerse
testigo en cualquier tipo de terreno
aunque en suelos cohesivos blandos
grandes bolos y limos deben tomarse
grandes precauciones En este
procedimiento de perforacioacuten con
obtencioacuten de testigo el uacutetil de corte es
la corona
La corona tiene seccioacuten circular y
puede ser de dos naturalezas
bull Widia El cuerpo de la corona es de
acero y en el borde cortante se
incrustan prismas de widia (carburo de
wolframio con un 10 de cobalto para
darle resistencia al choque)
Diamante Las coronas diamantadas
tienen un cuerpo de acero que estaacute
unido a la matriz Esta matriz es una
aleacioacuten metaacutelica que contiene los
diamantes estaacute compuesta por polvo
de carburo de wolframio y bronce con
pequentildeas cantidades de otros
metales Seguacuten el tamantildeo de los
diamantes existen dos tipos
fundamentales de corona diamantada
1048766 Concrecioacuten El tamantildeo oscila entre
80 y 1000 ppq
1048766 Insercioacuten El tamantildeo de los
diamantes oscila entre 10 y 80 ppq
Sondaje por Presioacuten
Se usa para perforaciones en suelos
blandos Profundidad maacutex 5 - 6 m
bull Para la extraccioacuten de la muestra el
barreno se reemplaza por un tubo de
muestreo
CALICATAS
Definicion
consisten en excavaciones realizadas
mediante medios mecaacutenicos
convencionales que permiten la
observacioacuten directa del terreno a cierta
profundidad
TIPOS DE CALICATAS
Mediante retro excavadora
Manuales
Ventajas
Observacioacuten directa y amplia del
terreno Realizacioacuten ensayos in situ
Inconvenientes
Profundidad de reconocimiento
limitada terreno afectado por la
excavacioacuten Presencia de nivel freaacutetico
TIPOS DE MUESTRAS
Muestra perturbada Se obtienen en
general de las paredes de los pozos y
comprometen estratos determinados o
bien la suma de algunos de ellos
Muestra sin perturbar
Este tipo de muestra se recorta de las
paredes de los pozos y compromete
estratos bien definidos
Excavacioacuten de calicatas y examen
de los perfiles del suelo
Examine el perfil del suelo tan pronto
quede expuesto cuando todaviacutea esteacute
fresco para poder definir los
horizontes con maacutes facilidad
Haga un boceto del perfil tan pronto
como lo haya examinado Anote los
resultados obtenidos y cualesquiera
otras observaciones sobre el terreno
que puedan ser de valor
posteriormente
--PENETRACIONES DINAMICAS
Procedimiento
Consiste en hincar un utensilio
metaacutelico de dimensiones normalizadas
(puntaza) en el suelo por golpeo o
empuje Es el ensayo in situ maacutes usual
Objetivo
Dar idea de la resistencia del terreno
correlacionado con la fuerza o golpeo
necesaria para hincar la puntaza
Ventajas
Es raacutepido y econoacutemico Existe una
amplia experiencia y correlaciones con
muchos otros ensayos
Inconvenientes
La energiacutea suministrada en el
penetroacutemetro estaacute normalizada
Problemas en materiales muy
compactos o muy blandos
Un reconocimiento basado uacutenicamente
en penetraciones puede originar un
estudio geoteacutecnico nefasto
El ensayo de penetracioacuten ligero o
DPL
Consiste en la penetracioacuten de una
puntaza de acero coacutenica perdida de
60ordm de aacutengulo en la punta que penetra
en el terreno por el golpeo de una
maza de 30 kg con una altura de caiacuteda
constante de 25 cm con un ritmo de
15 a 30 golpes por minuto siendo en
este caso el nuacutemero N10 el necesario
para que la puntaza penetre 10 cm El
ensayo se da por finalizado cuando se
alcance el rechazo (80- 100 golpes
para un tramo de 10 cm)
El ensayo de penetracioacuten pesado o
DPH
Consiste en la penetracioacuten de una
puntaza perdida de acero de seccioacuten
cuadrada de 4 x 4 cm que tiene una
longitud de 20 cm y termina en una
piraacutemide de 90ordm que penetra en el
terreno por el golpeo de una maza de
635 kg con una altura de caiacuteda
constante de 50 cm con un ritmo de
15 a 30 golpes por minuto siendo en
este caso el nuacutemero N20 el necesario
para que penetre 20 cm la puntaza
SPT
El ensayo de penetracioacuten estaacutendar
(SPT) desarrollado por Terzagui a
finales de los antildeos 20 es el ensayo in
situ maacutes popular y econoacutemico para
obtener informacioacuten geoteacutecnica del
subsuelo
Se estima que el 85 a 90 de los
disentildeos de las cimentaciones
convencionales de Norte y Sur
Ameacuterica se basan en los valores de N
medidos en el SPT
OBJETIVOS DE PRUEBA
SPT
Obtener la medida de la resistencia a
la penetracioacuten con un muestreador en
un suelo no cohesivo
--Tomar muestras representativas del
suelo
--Hallar correlacioacuten entre
El de golpes N medido y la
compacidad
j y la resistencia a la comprensioacuten
simple por medio de tablas o aacutebacos
ya existentes
--Debe tenerse en cuenta lo siguiente
El ensayo es aplicable solo a suelos
arenosos
Si en un manto de arena existen bajos
contenido grava tan solo una de ellas
puede invalidar el ensayo
En arenas muy finas situadas bajo el
nivel freaacutetico el valor de rdquoNrdquo debe
corregirse pues resultariacutea mayor que
el dado por una arena seca debido a
la baja permeabilidad de eacutesta que
impide que el agua emigre a traveacutes de
los huecos al producirse el impacto
Empiacutericamente se ha encontrado que
en estos casos el valor de N puede
corregirse mediante la siguiente
expresioacuten aplicable cuando la
penetracioacuten sea mayor de 15 golpes
en arenas finas y saturadas
Nrsquo = 15 + 12 ( N - 15 )
Nrsquo valor corregido del iacutendice de
penetracioacuten y
N valor obtenido en el ensayo
ENSAYO VANE TEST
El ensayo consiste en la introduccioacuten
estaacutetica de una paleta de acero con
seccioacuten transversal en formato de cruz
(aspas) de dimensiones estaacutendar
Aplicaciones
Resistencia al corte sin drenar de
arcillas saturadas
Sensitividad de arcillas
Columna de resistencia del suelo
RESULTADOS DEL ENSAYO
Graacutefico de torque en funcioacuten de la
rotacioacuten
Resistencia no drenada en
condiciones naturales (Su)
Resistencia no drenada en
condiciones amalgamadas
Sensibilidad de la estructura de la
arcilla
DPSH (penetracioacuten
dinaacutemica suacuteper pesada)
Es un tipo de prueba de penetracioacuten
dinaacutemica con registro continuo que se
emplea en la caracterizacioacuten de un
terreno dentro de un reconocimiento
geoteacutecnico
ENSAYOS DE
LABORATORIO
En lo referente a suelos granulares
(Arenas y Gravas) podemos
mencionar
Humedad
Anaacutelisis Granulomeacutetrico por
Tamizado
Ensayos Proctor
Ensayo CBR - Descripcioacuten de la Granulometriacutea
Bien graduado
Mal graduados
--Uniforme
--Graduacioacuten discontinua
La indicacioacuten de la graduacioacuten se
realiza con los siguientes paraacutemetros
Coeficiente de Uniformidad CU
Coeficiente de Curvatura CZ
Anaacutelisis por Sedimentacioacuten
El meacutetodo de sedimentacioacuten tiene por
objeto contar con datos muy
aproximados de la composicioacuten
granulomeacutetrica de los limos
Se realiza utilizando la ley de Stokes
CONTENIDO EN CARBONATOS Y
SUELOS ORGANICOS
Son compuestos que reaccionan a los
aacutecidos produciendo un burbujeo al
desprenderse el dioacutexido de carbono
Estos permiten identificar algunas
rocas sedimentarias que pueden ser
el material parental de los suelos bien
alguacuten proceso de acumulacioacuten de
sales o quizaacute por el uso de agua de
riego salina Los carbonatos maacutes
comunes son de calcio y le siguen los
de sodio o magnesio
La Materia Orgaacutenica en los suelos se
concentra mayormente en los primeros
centiacutemetros del suelo y disminuye
draacutesticamente con la profundidad
INFLUENCIA DE LA MATERIA
ORGAacuteNICA SOBRE ALGUNAS
PROPIEDADES DE LOS SUELOS
--Mejora a agregacioacuten y estabilidad de
los agregados del suelo reduciendo la
susceptibilidad a la erosioacuten
--Aumenta la capacidad de retencioacuten
de humedad de los suelos
--Tiene influencia sobre el color los
suelos
--Es responsanble en un alto
porcentaje de la capacidad de
intercambio Cationico
ENSAYOS PROCTOR
El ensayo consiste en compactar una
porcioacuten de suelo en un cilindro con
volumen conocido hacieacutendose variar
la humedad para obtener el punto de
compactacioacuten maacutexima en el cual se
obtiene la humedad oacuteptima de
compactacioacuten El ensayo puede ser
realizado en tres niveles de energiacutea de
compactacioacuten conforme las
especificaciones de la obra normal
intermedia y modificada
Existen dos tipos de ensayo Proctor
normalizados el Ensayo Proctor
Normal y el Ensayo Proctor
Modificado La diferencia entre
ambos estriba en la distinta energiacutea
utilizada debido al mayor peso del
pisoacuten y mayor altura de caiacuteda en el
Proctor modificado
MATERIALES COHESIVOS
(Limos y arcillas)
ENSAYO
--Anaacutelisis granulomeacutetrico por
tamizado Con este ensayo se puede
conocer la permeabilidad y la cohesioacuten
del suelo Se clasifica la muestra
Expresando en porcentaje la
proporcioacuten de gravas arena y arcilla o
limo
--Limites de Atterberg Los
contenidos de agua o humedad con
los cuales se producen los cambios de
estados se denominan liacutemites de
Atterberg
--Compresioacuten simple o inconfinada
Tiene por finalidad determinar la
resistencia a la compresioacuten no
confinada (qu) de un cilindro de suelo
cohesivo o semi-cohesivo e
indirectamente la resistencia al corte
(c) por la expresioacuten c = qu 2
( kgscm2 )
Consiste en un ensayo uniaxial en
donde la probeta no tiene soporte
lateral
--Edometriacutea o de consolidacioacuten Se
entiende como consolidacioacuten de un
material la deformacioacuten o reduccioacuten de
tamantildeo que sufre cuando es sometido
a una carga
--La finalidad de este ensayo es
determinar la velocidad y grado de
asentamiento que experimentaraacute una
muestra de suelo arcilloso saturado al
someterla a una serie de incrementos
de presioacuten o carga
--Hinchamiento Colapso
El este ensayo es determinar la
expansividad o aumento de volumen
de una muestra de suelo cohesivo
En los suelos que son expansivos el
hinchamiento que experimenta al
humedecerse depende de las
condiciones de compactacion
Cuanto mas seco este el suelo mayor
es la posibilidad de que se hinche o
colapse ocurrira uno u outro segun la
presion externa que se le aplique sea
este mayor o inferior a la presion de
hinchamiento
El cambio de volumen del suelo es
resultado directo de la variacion de
cantidad de agua que el posea
Para medir la expansibilidad de un
suelo se recurre a ensayos realizados
com el Edometro Los mas comunes
son el ensayo de Hinchamiento Libre
el ensayo de Presion de Hinchamiento
y el ensayo Lambe
---Corte directo La finalidad de los
ensayos de corte es determinar la
resistencia de una muestra de suelo
sometida a fatigas yo deformaciones
que simulen las que existen o existiraacuten
en terreno producto de la aplicacioacuten de
una carga
La resistencia al corte depende de la
cohesioacuten y la friccioacuten interna del suelo
Del ensayo se puede obtener una
estimacioacuten aproximada de la
resistencia al corte Las condiciones
de deformacioacuten son tan poco
homogeacuteneas en la caja de corte que
no se debe esperar precisioacuten en los
paraacutemetros resistentes Por ese
motivo su utilizacioacuten soacutelo es
aconsejable cuando no existe la
posibilidad de hacer ensayos
triaxiales
Generalmente se ensayan tres o maacutes
especiacutemenes cada uno bajo una
carga normal diferente para determinar
su efecto sobre la resistencia al corte y
al desplazamiento y las propiedades
de resistencia a partir de las
envolventes de resistencia de Mohr
A partir de este ensayo no pueden
determinarse las relaciones esfuerzo-
deformacioacuten o cualquier otro valor
asociado como el modulo de
cizalladura
La colapsabilidad es la tendencia que
puede tener un terreno a reducir su
volumen de forma raacutepida (colapso)
Los suelos colapsables suelen
presentar gran variedad de formas y
tamantildeos de partiacuteculas aunque la
mayoria de ellos presenta forma
redondeada
La finalidad de este ensayo es de
determinar o evaluar la susceptibilidad
al colapso de una muestra de suelo la
que podra sufrir un asentamiento
adicional originado por la inundacion
de la muestra
Existen dos metodos de ensayos
ensayos para muestras inalteradas y
para muestras alteradas
--Triaxial El ensayo consiste en
aplicar esfuerzos laterales y verticales
diferentes a probetas ciliacutendricas de
suelo y para determinar la resistencia
al cortante la rigidez y caracteriacutesticas
de deformacioacuten de las muestras
Generalmente existen 3 formas de
realizar el ensayo Triaxial
Ensayo Consolidado drenado
Ensayo Consolidado no drenado
Ensayo No consolidado
Es el ensayo que mayor informacioacuten
nos da ya que nos permite conocer
los dos paraacutemetros intriacutensecos mas
importantes de un suelo COHESION y
ANGULO DE FRICCION con ellos se
define la capacidad portante y las
caracteriacutesticas del corte de un suelo
bajo diferentes condiciones de drenaje
de un suelo
TENA 11 INVESTIGACIONES
PROFUNDA
METODOS GEOFISICOS
Objetivo Con los meacutetodos geofiacutesicos
se puede investigar zonas sin acceso
para el ser humano como el interior
de la tierra En la buacutesqueda de
yacimientos metaliacuteferos (prospeccioacuten
exploracioacuten) este meacutetodos geofiacutesicos
pueden dar informaciones sin hacer
una perforacioacuten de altos costos
Existen varios meacutetodos geofiacutesicos los
cuales aprovechan propiedades fiacutesicas
de las rocas
-Pero todos los meacutetodos geofiacutesicos
dan solamente informaciones
indirectas es decir nunca sale una
muestra de una roca Los resultados
de investigaciones geofiacutesicas son
hojas de datos (nuacutemeros) que esperan
a una interpretacioacuten
Los meacutetodos maacutes usados
METODO DE SONDEO
---Sondeos mineros
Se utiliza etas sondas para llegar a
profundidades grandes alrededor de
1200m Se los utiliza en
minas subterraacuteneas se utiliza para
comprobar a que profundidad esta la
veta de mayor intereacutes y evaluar el
costo de la explotacioacuten
Canteras a cielo abierto ayuda a la
localizacioacuten de las areas con mayor
volumen de materas primas
---Sondeo geotecnicos
Obras de ingenieriacutea estas precisan
estudiar con gran detalle la geologiacutea
de las zonas en algunos casos hasta
alcanzar profundidades considerables
como ser tuacuteneles presas etc
En el campo de la cimentacioacuten
generalmente se basan en sondeos
mecaacutenicos y ensayos ldquoin-siturdquo
Maquinaria
Sonda hidraacuteulica MC-300
Sonda longyear-38 y
Sonda craelius 1500
Adecuada para sondeos profundos
Profundidad de los sondeos
Para obtener informacioacuten necesaria
para poder predecir el asentamiento
de un estructura los sondeos deben
penetrar todos los estratos que
puedan consolidarse por efecto a las
cargas
Para estructuras pesadas muy
importantes como grandes puentes y
edificios altos esto significa que los
sondeos deben llegar hasta la roca
Pero para estructuras pequentildeas la
profundidad se puede estimar por
caracteriacutesticas geologiacuteas Una
antigua regla establece que la
profundidad de los sondeos deben ser
igual a dos veces el ancho del edificio
METODO DE GEORRADAR
El georraacutedar o raacutedar de subsuelo es
una teacutecnica de prospeccioacuten basada en
la emisioacuten de pulsos
electromagneacuteticos y en la recogida de
las reflexiones que se producen por
los cambios del valor de la constante
dieleacutectrica del terreno asociada a los
distintos materiales
Se consiguen profundidades de
penetracioacuten de hasta 40 m (seguacuten
los materiales atravesados)
obtenieacutendose imaacutegenes del subsuelo
de alta resolucioacuten Lo que la hace
especialmente apta para la
delimitacioacuten de estructuras naturales o
artificiales poco profundas
(arqueologiacutea tuberiacuteas y otras
infraestructuras soterradas) deteccioacuten
de fluidos (agua o contaminantes) etc
METODO SISMICO DE
REFRACCION
El meacutetodo siacutesmico de refraccioacuten
constituye la teacutecnica geofiacutesica maacutes
ampliamente utilizada para determinar
la velocidad Vp caracteriacutestica de las
diferentes capas del subsuelo y
tambieacuten el espesor de cada una de
ellas hasta el rango de profundidad
investigado en cada caso
La ejecucioacuten de un estudio mediante
siacutesmica de refraccioacuten consiste en su
primera fase en medir los tiempos
invertidos por una onda de compresioacuten
en llegar a traveacutes del subsuelo a una
serie de sensores (geoacutefonos) situados
alineados en la superficie del terreno
El paraacutemetro fiacutesico que se analiza es
la velocidad de propagacioacuten de la
onda Vp a traveacutes de los materiales del
subsuelo en funcioacuten de la compacidad
de los mismos
Tal paraacutemetro nos aportaraacute
informacioacuten de las caracteriacutesticas
geomecaacutenicas de la zona en que se
apliquen
La representacioacuten graacutefica de los
tiempos que tardan las ondas en
alcanzar los geoacutefonos en funcioacuten de
las distancias al origen de la fuente se
denomina ldquoDromocronardquo
FACTORES QUE DEFINEN LA
PROFUNDIDAD DE PENETRACIOacuteN
Y RESOLUCIOacuteN
Nuacutemero de geoacutefonos
determina la profundidad de
investigacioacuten que se puede alcanzar
A mayor nuacutemero de geoacutefonos se
alcanza mayor profundidad de
penetracioacuten
-Espaciado entre geoacutefonos
determina la resolucioacuten del registro de
modo que cuanto menor sea el
espaciado mayor seraacute la resolucioacuten
-Nuacutemero de puntos de tiro
condiciona el detalle con el que se
determina el espesor y la velocidad de
las capas A mayor nuacutemero de puntos
de tiro mayor detalle
-Fuente de energiacutea
Con fuentes de energiacutea maacutes intensas
(explosivo aire comprimido etc)
pueden alcanzarse mayores
penetraciones y mayor alcance
METODO TOMOGRAFICO
En su sentido maacutes amplio un estudio
tomograacutefico cross-hole consiste en
determinar de forma detallada la
distribucioacuten de un determinado
paraacutemetro del terreno en el espacio
comprendido entre dos sondeos
situados relativamente proacuteximos entre
siacute
Procesado de los datos
La primera parte del proceso consiste
en la identificacioacuten en los registros
siacutesmicos de las primeras llegadas de
las ondas de compresioacuten a cada
sensor y para cada punto de sentildeal
determinando el tiempo invertido en
cada caso
Para el caacutelculo de las velocidades de
transmisioacuten de la sentildeal siacutesmica a partir
de estos tiempos hay que determinar
tambieacuten de forma precisa la posicioacuten y
la distancia entre cada punto de sentildeal
y cada sensor
Una vez cubierta la etapa de
identificacioacuten de las primeras llegadas
delas ondas P determinando los
tiempos y las distancias entre cada
punto de tiro y cada sensor la fase
fundamental del proceso es la
inversioacuten de estos datos para
determinar el valor de Vp en cada
celdilla de la seccioacuten del terreno
comprendida entre los dos sondeos
Se trata de un proceso complejo en
teacuterminos matemaacuteticos que
consideramos innecesario describir
aquiacute
METODO GEOELECTRICO
Es la exploracioacuten del subsuelo a partir
de las mediciones de resistividad
eleacutectrica Es una teacutecnica conocida
durante los uacuteltimos 50 antildeos
A grandes rasgos consiste en
introducir corriente en el terreno y
medir el voltaje producido por la
misma
Tomando en cuenta una roca densa
con pocos huecos poca humedad y
baja ionizacioacuten tendraacute alta resistencia
mientras que las arcillas saturadas
tendraacute baja resistencia
Teniendo el voltaje se obtiene la
resistividad del subsuelo Cada
estructura enterrada presenta un
rango de resistividad caracteriacutestico
cuyo valor nos sirve para
interpretacioacuten
En los estudios geoelectricos cuando
se menciona la resistividad aparente y
la resistividad verdadera solo
coinciden cuando el subsuelo es
absolutamente homogeacuteneo
A MAYOR LONGITUD DE
DISPOSITIVOS MAYOR
PENETRACIONEN EL SUBSUELO
a) Pequentildeas separaciones de
electrodos la corriente esta
confinada en un zona
b) Separacioacuten de los
dispositivos mayor
penetracioacuten
Se conoce como dispositivos
geoelectricos al conjunto de electrodos
que inyectan corriente en l subsuelo y
registra el potencias en el mismo
Modelizacioacuten geoelectrica del
subsuelo
Se clasifican en 3
--Modelos unidimensionales1-D
Varia solo la profundidad
Este modelo estudia los terrenos
estratificados horizontalmente
aplicando sondeos eleacutectricos verticales
Dispositivo schlumberger
Lecturas entre 10 a 20
Reconocimiento 1-D en la practica
reciben el nombre de sondeos
eleacutectricos verticales (SEV) con esto
obtenemos los horizontes geoloacutegicos
Procedimiento consiste en fijar los
electrodos e ir incrementando
progresivamente la distancia q los
separa consiguiendo mayor
profundidad
--Modelos bidimensionales 2-D
Este modelo varia en coordenadas (x)
y en profundidad (z)
Aplicado en la practica geolectrica
para el estudio de tuacuteneles
cimentaciones deteccioacuten de cuevas
etc
Emplea un dispositivo Dipolo-Dipolo o
wenner
Lecturas entre 100 y 1000
Los reconocimientos 2d son el dipolo-
dipolo y el wenner Su procedimiento
es clavar un gran numero de
electrodos en un espaciamiento
constante
Las lecturas se haraacuten mediantes
software como ser res2dinv u otros
--Modelos tridimensionales 3-D
Modelos complejos
Las lecturas variacutean en millares
Para realizar el reconocimiento es
similar las de 2D pero colocando los
electrodos en dispositivos de malla
bidimensional
Los meacutetodos geoelectrico tienen
dos ventajas
Permiten cubrir raacutepidamente grandes
aacutereas a un costo relativamente bajo
no son estorbados por los cantos
rodados o gravas gruesas que
dificultan los sondeos
Sistema sencillo y raacutepido de utilizar
Desventaja no se puede obtener una
interpretacioacuten uacutenica esto es
particularmente cuando los estratos no
son de espesor uniforme ni
horizontales
Utilidades reconocimiento de niveles
estratigraacuteficos
Localizacioacuten de depoacutesitos enterrados
Localizacioacuten de tuberiacuteas
metaacutelicas y otros
METODO ACUSTICO
El meacutetodo mas utilizado para
investigar la morfologiacutea y la estructura
del fondo marino es la observacioacuten
indirecta mediante sonar
Sonar de barrido lateral
Consiste en un emisorreceptor de
sentildeales ultrasoacutenicas que emite pulsos
en direccioacuten perpendicular al sentido
de avance y recibe los
correspondientes ecos
El resultado es la obtencioacuten de
registros graacuteficos bidimensionales de
la morfologiacutea del fondo del mar Es
fundamental para trabajos y obras
lineales detectando obstaacuteculos
Se clasifican seguacuten su irregularidad en
mas o menos accidentados
usando mono haz
La energiacutea acuacutestica transmitida estaba
confinada a un solo haz
Este era ancho por lo tanto perdiacutea
resolucioacuten y por consiguiente
exactitud
USANDO MULTIHAZ
La energiacutea acuacutestica transmitida por
varios haz
Profundidad de trabajo va de 50m a
11000m
Sus emisores en proa a popa y
receptores de estribor a babor
Su cobertura es mayor y es en forma
de abanico
METODO MAGNETICO
La magnetometriacutea es como la
gravimetriacutea un meacutetodo geofiacutesico
relativamente simple en su aplicacioacuten
El campo magneacutetico de la tierra afecta
tambieacuten yacimientos que contienen
magnetita (Fe) Estos yacimientos
producen un campo magneacutetico
inducido es decir su propio campo
magneacutetico Un magnetoacutemetro mide
simplemente los anomaliacuteas
magneacuteticas en la superficie terrestre
cuales podriacutean ser producto de un
yacimiento
El meacutetodo magneacutetico es el meacutetodo
geofiacutesico de prospeccioacuten maacutes antiguo
aplicable en la prospeccioacuten petroliacutefera
en las exploraciones mineras y de
artefactos arqueoloacutegicos
En la prospeccioacuten petroliacutefera el
meacutetodo magneacutetico entrega
informaciones acerca de la
profundidad de las rocas
pertenecientes al basamento A partir
de estos conocimientos se puede
localizar y definir la extensioacuten de las
cuencas sedimentarias ubicadas
encima del basamento que
posiblemente contienen reservas de
petroacuteleo
En las exploraciones mineras se aplica
el meacutetodo magneacutetico en la buacutesqueda
directa de minerales magneacuteticos y en
la buacutesqueda de minerales no
magneacuteticos asociados con los
minerales que ejercen un efecto
magneacutetico mensurable en la superficie
terrestre
Ademaacutes el meacutetodo magneacutetico se
puede emplear en la buacutesqueda de
agua subterraacutenea
Las anomaliacuteas magneacuteticas detectadas
a traveacutes de estudios magneacuteticos en
terreno se explican con variaciones en
las propiedades fiacutesicas de las rocas
como la susceptibilidad magneacutetica yo
la imantacioacuten remanente de las rocas
Estas propiedades fiacutesicas solo existen
a temperaturas debajo de la
temperatura de Curie En
consecuencia los generadores de las
anomaliacuteas magneacuteticas podemos hallar
hasta una profundidad maacutexima de 30 a
40 km
METODO GAVIMETRICO
El meacutetodo esta basado en el estudio la
variacioacuten del componente vertical del
campo gravitatorio terrestre
Se realiza mediciones relativas o es
decir se mide las variaciones
laterales de la atraccioacuten gravitatoria de
un lugar al otro puesto que en estas
mediciones se pueden lograr una
precisioacuten satisfactoria maacutes faacutecilmente
en comparacioacuten con las mediciones
del campo gravitatorio absoluto
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza
y estructura de las formaciones del
subsuelo)
El objetivo principal de los estudios de
gravimetriacutea es medir la atraccioacuten
gravitacional que ejerce la Tierra sobre
un cuerpo de masa determinada Pero
como la Tierra no es una esfera
perfecta y no esta en reposo ni es
homogeacutenea y tiene movimientos de
rotacioacuten y de traslacioacuten la fuerza de
gravedad que ejerce no es constante
Por tanto las medidas gravimeacutetrica en
exploracioacuten son representacioacuten de
anomaliacuteas en las que entran la
densidad de los diferentes tipos de
rocas sedimentos no consolidados
areniscas sal gema calizas granito
etc
En representacioacuten esquemaacutetica el
instrumento consta de una masa
metaacutelica que suspendida de un
resorte supersensible registra la
elongacioacuten del resorte debido a la
atraccioacuten producida por lo denso de la
masa de las rocas subterraacuteneas Las
medidas son anotadas y
posteriormente se confeccionan
mapas que representan la
configuracioacuten lograda
Aparatos como el graviacutemetro permiten
estudiar las rocas que hay en el
subsuelo Este aparato mide las
diferencias de la fuerza de la gravedad
en las diferentes zonas de suelo lo
que permite determinar queacute tipo de
roca existe en el subsuelo
Es un meacutetodo que cuantifica las
diferencias en la atraccioacuten de la
gravedad de los materiales del
subsuelo
Consiste en la medicioacuten muy precisa
de la aceleracioacuten de la gravedad en
distintos puntos registrando
variaciones extrantildeas de dicha
aceleracioacuten que pueden suponer
cambios bruscos en la densidad de un
terreno
De esta forma se pueden detectar
huecos o cavernas como las
existentes en los terrenos caacutersticos o
en zonas de explotacioacuten minera actual
o histoacuterica fallas domos salinos
profundidad de capas competentes
compactas etc
Los resultados obtenidos son en
general poco concluyentes para que
su empleo esteacute generalizado en la
ingenieriacutea civil
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza y
estructura de las formaciones del
subsuelo)
TEMA 12 ESTABILIDAD DE
TALUDES
INTRODUCCION-El objetivo principal
de un estudio de estabilidad de taludes
o laderas es el de establecer medidas
de prevencioacuten y control para reducir
los niveles de amenaza y riesgo
Generalmente los beneficios maacutes
importantes desde el punto de vista de
reduccioacuten de amenazas y riesgos es la
prevencioacuten
TALUD
--Es una composicioacuten o masa de tierra
que no es uniformemente plana sino
que tiene pendiente o ciertos cambios
de altura significativos
ESTABILIDAD- Seguridad de una
masa de tierra contra la falla o
movimiento
Para determinar la estabilidad de una
masa de suelo debemos determinar su
coeficiente de seguridad al
deslizamiento Al existir un coeficiente
de seguridad igual a 1 se produce el
deslizamiento del talud
Tipos DE talud
Se define como ladera cuando su
conformacioacuten actual tuvo como origen
un proceso natural
Y se define como talud cuando es
conformada artificialmente o sea por
accioacuten del hombre
Tipos DE FALLA EN taludes
1DESPRENDIMIENTOS-
11 CAIDA LIBRE
Desprendimiento repentino de uno o
maacutes bloques de suelo o roca que
descienden en caiacuteda libre
12 VOLCADURA
Caiacuteda de un bloque de roca con
respecto a un pivote ubicado debajo
de su centro de gravedad
2DERRUMBES- 21 PLANAR
Movimiento lento o raacutepido de un
bloque de suelo o roca a lo largo de
una superficie de falla plana
22ROTACIONAL
Movimiento relativamente lento de una
masa de suelo roca o una
combinacioacuten de los dos a lo largo de
una superficie curva de falla bien
definida
23DESPARRAMIENTO LATERAL
Movimiento de diferentes bloques de
suelo con desplazamientos distintos
3 AVALANCHAS
Movimiento raacutepido de una masa
incoherente de escombros de roca o
suelo-roca donde no se distingue la
estructura original del material
4 FLUJO
Suelo o suelo-roca movieacutendose como
un fluido viscoso desplazaacutendose
usualmente hasta distancias mucho
mayores de la falla Usualmente
originado por exceso de presiones
de poros
bull METODOS PARA
DISMINUIR EL RIESGO
1 PREVENCION-
La prevencioacuten incluye el manejo de la
vulnerabilidad evitando la posibilidad
de que se presenten riesgos o
amenazas La prevencioacuten debe ser un
programa del estado en todos sus
niveles mediante una legislacioacuten y un
sistema de manejo de amenazas que
permita disminuir los riesgos a
deslizamiento en un aacuterea determinada
bull 2 ELUCION DE LA
AMENAZA
Eludir la amenaza consiste en evitar
que los elementos en riesgo sean
expuestos a la amenaza de
deslizamiento
3 CONTROL
Meacutetodos tendientes a controlar la
amenaza activa antes de que se
produzca el riesgo a personas o
propiedades Generalmente consisten
en estructuras que retienen la masa en
movimiento Este tipo de obras se
construyen abajo del deslizamiento
para detenerlo despueacutes de que se ha
iniciado
bull 4 ESTABILIZACION
La estabilizacioacuten de un talud
comprende los siguientes factores
1 Determinar el sistema o
combinacioacuten de sistemas de
estabilizacioacuten maacutes apropiados
teniendo en cuenta todas las
circunstancias del talud estudiado
2 Disentildear en detalle el sistema a
emplear incluyendo planos y
especificaciones de disentildeo
3 Instrumentacioacuten y control durante
y despueacutes de la estabilizacioacuten Debe
tenerse en cuenta que en taludes
nunca existen disentildeos detallado sin
modificables y que las observaciones
que se hacen durante el proceso
deconstruccioacuten tienden generalmente
a introducir modificaciones al disentildeo
inicial y esto debe preverse en las
claacuteusulas contractuales de
construccioacuten Los sistemas de
estabilizacioacuten se pueden clasificar en
cinco categoriacuteas principales
bull 5 RECUBRIMIENTO DE LA
SUPERFICIE
Meacutetodos que tratan de impedir la
infiltracioacuten o la ocurrencia de
fenoacutemenos superficiales de erosioacuten o
refuerzan el suelo maacutes subsuperficial
El recubrimiento puede consistir en
elementos impermeabilizantes como el
concreto o elementos que refuercen la
estructura superficial del suelo como la
cobertura vegetal
bull 6 CONTROL DE AGUA
SUPERFICIAL Y
SUBTERRANEA
Sistemas tendientes a controlar el
agua y sus efectos disminuyendo
fuerzas que producen movimiento y o
aumentando las fuerzas resistentes
1 canales superficiales para control
de escorrentiacutea
Se recomienda construirlos como
obras complementaria en la mayoriacutea
de los casos Generalmente las zanjas
se construye arriba de la corona del
talud
2 subdrenes de zanjas
Muy efectivos para estabilizar
deslizamientos poco profundos en
suelos saturados subsuperficialmente
3 Sudrenes horizontales de
penetracioacuten
Muy efectivos para interceptar y
controlar aguas subterraneas
relativamente profundas
4 galeriacuteas o tuacuteneles de subdrenaje
Efectivos para estabilizar
deslizamientos profundos en
formaciones con permeabilidad
significativa y aguas subterraneas
5pozos profundos de subdrenaje
Uacutetiles en deslizamientos profundos
con aguas subterraneas Efectivos
para excavaciones no permanentes
SE recomienda los siguientes factores
de seguridad miacutenimos para la
estabilidad de los TALUDES
Al final de la construccioacuten FS = 13
A largo plazo FS = 15
ELEMENTOS DEL TALUD
TIPOS DE FALLAS
PRESIONES LATERALES DE
TIERRA
La presioacuten del terreno sobre un muro
esta fuertemente condicionada por la
deformabilidad del muro
Si el muro y el terreno sobre el que se
fundan son tales que las
deformaciones son praacutecticamente
nulas se estaacute en el caso de empuje
en reposo
Si el muro se desplaza permitiendo la
expansioacuten lateral del suelo se produce
una falla por corte del suelo retenido y
se crea una cuntildea El empuje
disminuye desde el valor del empuje al
reposo hasta el denominado valor del
empuje activo que es el miacutenimo
valor posible del empuje
Por el contrario si se aplican fuerzas
al muro de forma que eacuteste empuje al
relleno la falla se produce mediante
una cuntildea mucho maacutes amplia Este
valor recibe el nombre de empuje
pasivo y es el mayor valor que puede
alcanzar el empuje
EMPUJE EN REPOSO
Teoriacutea del ldquoEquilibrio plaacutesticordquoo
ldquoEquilibrio liacutemiterdquo
Coeficiente de empuje de tierra en
reposo K0 cuando no hay
deformaciones horizontales
Determinacioacuten de K0
--ensayo de laboratorio triaxiales
especiales
-- ensayo de campo
--formulas empiacutericas
EMPUJE PASIVO
Si el muro se mueve hacia el suelo los
esfuerzos horizontales aumentan
Finalmente se puede alcanzar la falla
por corte desarrollaacutendose una cuntildea
activa
MEJORAMIENTO DE LA
RESISTENCIA DEL SUELO
Inyecciones
Las inyecciones de diversos productos
quiacutemicos son utilizadas para mejorar la
resistencia o reducir la permeabilidad
de macizos rocosos y en ocasiones de
suelos permeables Las inyecciones
pueden consistir de materiales
cementantes tales como el cemento y
la cal o de productos quiacutemicos tales
como silicatos ligninos resinas
acrylamidas y uretanos
Generalmente las inyecciones de
cemento o de cal se utilizan en suelos
gruesos o en fisuras abiertas y los
productos quiacutemicos en materiales
menos permeables
Antes de decidir sobre la utilizacioacuten de
una inyeccioacuten debe investigarse que
el material realmente pueda penetrar
dentro de los vaciacuteos o fisuras
La penetrabilidad de las inyecciones
quiacutemicas depende de su viscosidad
presioacuten de inyeccioacuten y periodo de
inyeccioacuten asiacute como la permeabilidad
del suelo inyectado
Estabilizacioacuten con cemento
Estabilizacioacuten con cal
Calcinacioacuten o tratamiento teacutermico
Magmaficacioacuten
Compactacioacuten Profunda
La compactacioacuten o incremento de
la densidad del suelo se puede lograr
a grandes profundidades utilizando
alguno de los siguientes
procedimientos
1 Pilotes de compactacioacuten
2 Vibro compactacioacuten profunda
3 Columnas de piedra o grava
a Aumentar la resistencia del
suelo
b Mejorar el drenaje de aguas
subterraacuteneas
4 Compactacioacuten dinaacutemica
SISTEMAS DE ESTABILIZACIOacuteN DE
TALUDES Y LADERAS
Desmonte de tierras de la ladera
Sistemas de drenaje
Elementos resistentes de
contencioacuten
Pantallas o cortinas de pilotes
Pantalla de micro pilotes
Cortina de pilotes
Anclajes permanentes y drenes
Pantalla anclada de micropilotes
--- Estabilidad de taludes
Garantizar la estabilidad de los
taludes y evitar volcamiento o
deslizamiento del suelo de
cimentacioacuten es necesario estudiar los
muros de contencioacuten Incluyendo la
posibilidad de fallas por debajo de la
cimentacioacuten del muro
Disentildear las secciones y refuerzos
internos para resistir momentos
cortantes utilizando procedimientos de
ingenieriacutea estructural
MUROS RIacuteGIDOS
Generalmente son de concreto y no
permiten deformaciones importantes
sin romperse
En esta categoriacutea se encuentran los
muros de
- Concreto reforzado (HordmAordm)
- Concreto simple
-Concreto cicloacutepeo
MUROS DE CONCRETO
REFORZADO
Relativamente esbeltos y
generalmente tienen la forma de L
MUROS DE CONCRETO SIMPLE
Los muros de concreto
sin refuerzo son
masas relativamente
grandes de concreto
las cuales trabajan
como estructuras
Riacutegidas
MUROS DE CONCRETO CICLOacutePEO
El concreto cicloacutepeo es una mezcla de
concreto con cantos o bloques de roca
dura Generalmente se utilizan
mezclas de 60 de concreto y 40 de
volumen de bloques de roca
MUROS DE GRAVEDAD FLEXIBLES
MUROS DE GAVIONES
Son cajones de malla de alambre
galvanizado que se rellenan de cantos
de roca
Debe tenerse en cuenta el amarre
entre unidades de gaviones para evitar
el movimiento de unidades aisladas y
poder garantizar la estabilidad del
muro
MUROS DE LLANTAS USADA
Conocidos como Pneusol o Tiresoil
consisten en rellenos de suelo con
llantas de caucho usadas embebidas
- Muros hasta 20 m de altura
ENROCADOS
Los muros en roca son estructuras
construidas con bloques de roca los
cuales se colocan unos sobre otros en
forma manual o al volteo
El tamantildeo de los bloques supera las 3
pulgadas
SELECCIOacuteN DEL TIPO DE
ESTRUCTURA DE CONTENCIOacuteN
Se debe realizar una
comparacioacuten econoacutemica
Localizacioacuten del muro y la
cantidad de espacio
disponible
Altura de la estructura
propuesta y topografiacutea
resultante
Agua freaacutetica
Disponibilidad de materiales
Tiempo disponible para la
construccioacuten
GRUPO Nordm 13
EXCAVACIONES PROFUNDAS
---Es la facilidad con la que puede
excavarse la roca como los suelos
---Estan influidas en factores como la
resistencia del terreno y la magnitud
de los esfuersos que obran dentro de
el
---En excavaciones extremadamente
profundas la temperatura de la roca y
el flujo de calor a traves de la corteza
tambien sera de importancia
Excavacion De Roca y Suelo
Los metodos comunes utilizados en el
proceso de hacer un agujero en el
terreno son
1- la perforacion
2- Los sondeos
3- Maquina perforadora
4- Voladuras
El eacutexito de cada meacutetodo depende de
su capacidad para romper y disgregar
la roca y el suelo
bull Perforacion
La mayoria de los taladros son de dos
tipos
1- el percusivo
2- el rotatorio
bull Tenacidad
Es la resistencia a la fractura que
proviene esencialmente de la
resistencia de la roca a la tension
muchas barrenas de perforacion se
disentildean para inducir rupturas a la
tencion locales dentro de la roca a
medida que esta se hace mas deil a la
tencion que a la comprecion
La abrasividad
Es la capacidad de los fragmentos de
una roca para desgastar la barrera de
perforacion y pulir sus bordes
cortantes
Estructura
CONTROL DEL AGUA
SUBTERRAacuteNEA
Una excavacioacuten debajo de la
superficie del agua subterraacutenea debe
protegerse ya sea contra una afluencia
de agua o bien debe ser trabajada por
teacutecnicas subacuosas tales como la
perforacioacuten con draga de cable de
arrastre y dragado
Reduccioacuten del flujo durante la
excavacioacuten y para disminuir la presioacuten
del agua alrededor de esta
El mayor peligro del agua subterraacutenea
es un encuentro con horizontes
acuiacuteferos inesperados y presiones de
agua
Para controlar el agua subterraacutenea
que fluye a una excavacioacuten es
necesario conocer
Volumen de Agua
Gobernado por el almacenaje
del terreno y por sus limites
geo hidroloacutegicos
Ritmo de Flujo La descarga
del agua subterraacutenea es una
funcioacuten de la permeabilidad
del terreno y del gradiente
hidraacuteulico que la afecte
Es importante hacer una valoracioacuten de
la permeabilidad para los caacutelculos de
la afluencia y deben obtenerse
pruebas verificadas in situ
Las rocas y los suelos son
anosotropicos generalmente y su
permeabilidad varia con la direccioacuten
Presioacuten del Agua Esta se
pude calcular de una medida
precisa de la carga de
presioacuten variara de lugar a
lugar dentro del
terreno(FIG13-27) y en
cualquier localidad se espera
que variacutee con el tiempo
La presioacuten del agua subterraacutenea fuera
de control alrededor de una
excavacioacuten superficial puede ser la
causa de que el piso de la excavacioacuten
se rompa(Fig16-6bi)
Se inunde (FIG16-6bii)
Derrame(FIGiii)
Ruptura de las excavaciones
subterraacuteneas (FIGiv)
Meacutetodos de Rebajamiento del Nivel
Freaacutetico
bullWellpoint
bullWellpoint por Inyeccioacuten
Tipos de excavacioacuten
Entre los tipos de excavacioacuten
dependeraacute principalmente del tipo de
material a ser excavado por su
fragilidad a los derrumbes
Excavacioacuten sin Apuntalar
Excavaciones Apuntaladas
Excavaciones Apuntaladas Cerca
de estructuras
Excavaciones en rocas
Excavaciones con explosivos
PERFORACION EN ROCA CON
MAQUINARIA
EL PROBLEMA DE LA EXCAVACIOacuteN
EN ROCA
1 Suelos sueltos a
semicompactos
Suelos compactos a roca
blanda
3 Roca de dureza media
4 4 Roca dura
5 5 Roca muy dura
EXCAVACIOacuteN EN SEDIMENTOS
Las excavaciones en grava
limo arena arcilla y rocas
sedimentarias se debe utilizar
revestimientos que proporciones
soporte todo el tiempo
EXCAVACIONES SUBTERRANEAS
Las excavaciones subterraacuteneas son
pozos verticales y galeriacuteas
horizontales para tener acceso a los
trabajos subterraacuteneos a las minas
para la extraccioacuten del mineral tuacuteneles
y caacutemaras extensas
PRECAUCIONES PARA LA
EXCAVACION
Las zonas y fracturas acuiacuteferas
siempre son potencialmente
peligrosas
Las calizas son materiales
particularmente difiacuteciles de investigar
si contienen cavidades de solucioacuten
Las localizaciones de pozos pueden
explorarse con eacutexito razonable
perforando los pozos desde la
superficie del terreno hasta la
profundidad total
Las fisuras y cavidades llenadas
con agua no tienen que ser
interceptadas por una excavacioacuten que
las pongan en peligro
Los tuacuteneles presentan la dificultad
de que los pozos verticales los
intersectan solo en una fraccioacuten de su
longitud total
La cartografiacutea superficial puede
indicar los mejores sitios para
perforar pozos y proporcionar
informacioacuten del aacuterea
Tambieacuten se realizan ensayos in situ en
otros campos tales como medio
ambiente (mediciones de ruido y
contaminacioacuten principalmente)
agricultura etc
Ensayos geoteacutecnicos in situ
Pretenden eliminar o reducir algunas
de las limitaciones de los ensayos de
laboratorio
bull El proceso de toma de la
muestra bien sea por golpe
hinca o rotacioacuten produce una
alteracioacuten de la estructura del
terreno
bull La extraccioacuten de la muestra
del terreno implica la
anulacioacuten de las tensiones
totales a las que estaba
sometida in situ En cuanto
a las presiones el uacutenico
control que se tiene sobre
ellas es la proteccioacuten de la
muestra contra la desecacioacuten
o humectacioacuten a traveacutes de
sus paredes
TIPOS DE ENSAYOS IN SITU
bull Ensayo presiomeacutetrico
El ensayo presiomeacutetrico es uno de
los ensayos in situ llevados a cabo
para realizar un reconocimiento
geoteacutecnico
El primer aparato de este tipo fue
patentado por Meacutenard en los antildeos 50
y sigue utilizaacutendose actualmente con
algunas variantes
El ensayo permite obtener una curva
de variacioacuten de las deformaciones
volumeacutetricas del suelo en funcioacuten del
esfuerzo aplicado y definir una
relacioacuten carga - deformacioacuten del
terreno en la hipoacutetesis de una
deformacioacuten plana
Se determinan 3 paraacutemetros un
moacutedulo de deformacioacuten del suelo una
presioacuten de fluencia (es decir de
deformacioacuten) y una presioacuten liacutemite
presioacuten maacutexima de trabajo de 100
kpcm2
La utilidad de este ensayo radica en
gran parte en el hecho de que existen
soluciones analiacuteticas sencillas tanto
en rango elaacutestico como en rotura que
permiten interpretar adecuadamente el
ensayo sobre todo en suelos
arcillosos (carga sin drenaje)
bull Ensayo de placa de carga
El ensayo de placa de carga es uno
de los ensayos in situ llevados a
cabo para realizar un reconocimiento
geoteacutecnico
Consiste en aplicar una carga sobre
una placa (generalmente riacutegida)
colocada sobre la superficie del
terreno y medir los asientos
producidos Puede llegarse a la
condicioacuten liacutemite de rotura de la
muestra es decir donde termina el
ensayo de no fallar se toma los
valores maacuteximos a los cuales se
asignan a los suelos no friccionantes
El problema se simplifica si el ensayo
se realiza en el interior de una galeriacutea
se hacen entonces dos ensayos sobre
las dos paredes opuestas Esta
situacioacuten es relativamente frecuente
dado que en general se desea conocer
la deformabilidad del macizo a una
cierta profundidad eliminado la zona
maacutes meteorizada
bull Ensayo de corte directo in
situ
Los ensayos de corte in situ
obedecen a los mismos principios y
metodologiacuteas que los de laboratorio
Su empleo maacutes tiacutepico es la
determinacioacuten de la resistencia al corte
de diaclasas o planos de debilidad de
macizos rocosos
- Se obtienen resultados sobre
la deformabilidad de la
diaclasa ensayada (moacutedulos
normal transversal y de
dilatancia) asiacute como su
resistencia al corte La razoacuten
de ensayar bloques de gran
tamantildeo suele ser el anaacutelisis
de la influencia de
rugosidades de gran escala
en la resistencia
En el caso de suelos o rocas blandas
puede ocurrir que la carga vertical esteacute
relativamente proacutexima al valor liacutemite
de hundimiento En estas
circunstancias la rotura no se produce
por deslizamiento a lo largo del plano
de la base sino por fallo en la zona
inferior como una zapata con carga
inclinada y como tal debe
interpretarse
Ensayos de Penetracioacuten
Son ensayos que permiten medir la
resistencia a la penetracioacuten de un
elemento (puntaza) que se introduce
en el terreno por diferentes sistemas
En base al sistema de penetracioacuten se
pueden diferenciar dos categoriacuteas de
ensayos que son
- Ensayos de penetracioacuten dinaacutemica
- Ensayos de penetracioacuten estaacutetica
En los ensayos de penetracioacuten
estaacutetica el avance se realiza por medio
de Dispositivos mecaacutenicos o
hidraacuteulicos midiendo la presioacuten que se
aplica Ensayo de permeabilidad
El ensayo de permeabilidad
Es uno de los ensayos in situ
llevados a cabo para realizar un
reconocimiento geot eacute cnico
Existen diferentes formas de ensayo
que pueden agruparse en tres
ensayos de permeabilidad en
sondeos en calicatas y en pozos
Ensayos en sondeos
bull ensayos Lefranc
- - En el caso de ensayos de
carga constante se
mantiene el nivel de agua en
el sondeo mediante la adicioacuten
de un determinado caudal El
caudal que se filtra depende
de la permeabilidad
- - En el caso de ensayos de
carga variable se mide lo
que desciende el nivel de
agua en un tiempo
determinado
- Los resultados de los
ensayos son muy sensibles a
algunos factores de la
ejecucioacuten como la limpieza
del fondo del sondeo la
posibilidad de filtraciones por
el contacto de la tuberiacutea y el
terreno etc
- ensayos Lugeon
- consistentes en inyectar agua a
presiones crecientes en un tramo
limitado por dos obturadores Se
define la unidad Lugeon como la
permeabilidad que permite la admisioacuten
de 1 litro de agua por minuto y por
metro lineal de sondeo a una presioacuten
de 1 Kpa (10 kpcmsup2) Este ensayo se
emplea en macizos rocosos para
definir la inyectabilidad de cimientos
de presas de faacutebrica
Se trata de ensayos costosos pues
implican la excavacioacuten del pozo de
bombeo y de los sondeos para
alojamiento de los piezoacutemetros que
permitan medir la evolucioacuten de la
superficie libre del agua a distintas
distancias del pozo
- La interpretacioacuten de los resultados
del ensayo depende de las
condiciones de contorno en cada caso
particular Tanto el disentildeo del ensayo
como la supervisioacuten de su ejecucioacuten y
su interpretacioacuten requieren la
intervencioacuten de teacutecnicos especialistas
en el tema
SONDEOS GEOTEacuteCNICOS
Se entiende por sondeo una
perforacioacuten de pequentildeo diaacutemetro que
permite reconocer la naturaleza y
localizacioacuten de las diferentes capas del
terreno asiacute como extraer muestras del
mismo y realizar ensayos ldquoin siturdquo
El tipo de sondeo depende del fin que
se persiga (investigacioacuten minera de
petroacuteleo investigacioacuten o explotacioacuten
de agua geotecnia voladuras etc )
por lo que asiacute mismo seraacuten muy
diferentes las herramientas y
maquinaria utilizadas en cada caso
Una primera clasificacioacuten de los
sondeos puede basarse en el modo en
que trabaja la herramienta baacutesica de
prospeccioacuten asiacute tenemos tres grandes
grupos
bull Si la herramienta va haciendo el
agujero golpeando contra el fondo se
trata
de un (sondeo a percusioacuten )
bull Si la herramienta hace el agujero
girando sobre el fondo se trata de un
(sondeo a rotacioacuten)
bull ( Sondeo a presioacuten)
La eleccioacuten del tipo de sondeo
dependeraacute en primer lugar de su
aptitud para conseguir la Finalidad
perseguida y en segundo lugar de la
rapidez y economiacutea
- En geotecnia el objetivo fundamental
de un sondeo es establecer una
columna litoloacutegica del punto de
prospeccioacuten para lo cual se recupera
la muestra de terreno (que si es
ciliacutendrica se denomina testigo)
adicionalmente ser realizan ensayos
ldquoin sitursquo para determinar ciertas
caracteriacutesticas mecaacutenicas asociadas a
cada litologiacutea
bull Sondeos a percusioacuten
- El principio general del meacutetodo
consiste en el empleo de un uacutetil que
avanza por golpes sucesivos
aplicados por la caiacuteda de una maza
cuya energiacutea se transmite mediante un
varillaje a un uacutetil macizo (puntaza) o a
un tubo hueco (toma muestras)
situado en el fondo de la perforacioacuten
- El campo de empleo maacutes ventajoso
es el de los suelos no coherentes
(limos arenas g ravas bolos y
mezclas de los mismos) si se utiliza un
toma muestras pues permite un
reconocimiento de calidad al
obtenerse un testigo continuo
provocando una alteracioacuten en el medio
inferior a la que realizan los sistemas
de sondeo mediante rotacioacuten
Desde el punto de vista econoacutemico es
un sondeo cuya perforacioacuten es lenta y
y poco competitivo
La perforacioacuten que se suele utilizar
consiste en la hinca en el terreno de
los tubos de acero que haraacuten de
entibacioacuten y en la extraccioacuten del suelo
contenido dentro del taladro mediante
cucharas treacutepanos etc
El exacto conocimiento de la energiacutea
empleada en la hinca da una primera
informacioacuten de las caracteriacutesticas
mecaacutenicas del terreno de ahiacute la
importancia de realizar esta operacioacuten
en condiciones normalizadas (un uacutetil
de uso habitual es una maza 120 Kg
con altura de Caiacuteda de 1 m midiendo
el nuacutemero de golpes necesarios para
hincar 20 cm de tuberiacutea)
bull Maacutestiles o cabrias
1048766 Altura aproximada 6 m
1048766 Capacidad 400 Kp
bull Motores 10-25 HP a 2000 rpm
bull Cabrestantes Tiro 1000 Kp
bull Bombas 80 lmin a aprox
20 Kgcm2 a 600 rpm el motor
bull Capacidad Tuberiacutea 230 mm
1048766 6 frac12rdquo maacutex 15 m
1048766 4 frac12rdquo maacutex 40 m
1048766 3rdquo maacutex 50 m
Los rendimientos que se pueden
esperar con estos equipos variacutean
naturalmente seguacuten los tipos de
terrenos sin embargo a tiacutetulo
orientativo eacutestos estaacuten comprendidos
entre 5-15 mdiacuteaturno
- Sondeos a rotacioacuten
El sondeo a rotacioacuten es el
procedimiento maacutes extendido para
obtener muestra o testigo en Cualquier
investigacioacuten geoteacutecnica
Respecto al uacutetil de corte que se
emplea para la obtencioacuten de muestra
de forma continua
Se utiliza una bateriacutea en cuya boca se
implementa una corona cuyos
elementos de corte Habituales son de
widia o diamante
Un sistema alternativo que permite el
avance de la perforacioacuten pero no la
recuperacioacuten de Muestra es el sondeo
que utiliza una barrena helicoide (a
forma de sacacorchos) el cual Precisa
para la determinacioacuten discontinua de
la columna de terreno de la toma de
muestras Con meacutetodos alternativos
- Perforacioacuten con heacutelice
Las barrenas helicoidales pueden
utilizarse en terrenos de consistencia
blanda a media y no cementados
Las barrenas helicoidales (figura 3b)
pueden ser de varios tipos
bull Con cabeza helicoidal
exclusivamente Con ellos se realizan
agujeros de gran diaacutemetro Este
procedimiento es usual en pilotajes
fijacioacuten de postes y plantaciones
bull Con barrena continua normal o
hueca La barrena continua consta de
una serie de barrenas que se
empalman sucesivamente Se emplea
para realizar
sondeos maacutes pequentildeos
Perforacioacuten a rotacioacuten con corona y
obtencioacuten de testigo
Con este sistema puede obtenerse
testigo en cualquier tipo de terreno
aunque en suelos cohesivos blandos
grandes bolos y limos deben tomarse
grandes precauciones En este
procedimiento de perforacioacuten con
obtencioacuten de testigo el uacutetil de corte es
la corona
La corona tiene seccioacuten circular y
puede ser de dos naturalezas
bull Widia El cuerpo de la corona es de
acero y en el borde cortante se
incrustan prismas de widia (carburo de
wolframio con un 10 de cobalto para
darle resistencia al choque)
Diamante Las coronas diamantadas
tienen un cuerpo de acero que estaacute
unido a la matriz Esta matriz es una
aleacioacuten metaacutelica que contiene los
diamantes estaacute compuesta por polvo
de carburo de wolframio y bronce con
pequentildeas cantidades de otros
metales Seguacuten el tamantildeo de los
diamantes existen dos tipos
fundamentales de corona diamantada
1048766 Concrecioacuten El tamantildeo oscila entre
80 y 1000 ppq
1048766 Insercioacuten El tamantildeo de los
diamantes oscila entre 10 y 80 ppq
Sondaje por Presioacuten
Se usa para perforaciones en suelos
blandos Profundidad maacutex 5 - 6 m
bull Para la extraccioacuten de la muestra el
barreno se reemplaza por un tubo de
muestreo
CALICATAS
Definicion
consisten en excavaciones realizadas
mediante medios mecaacutenicos
convencionales que permiten la
observacioacuten directa del terreno a cierta
profundidad
TIPOS DE CALICATAS
Mediante retro excavadora
Manuales
Ventajas
Observacioacuten directa y amplia del
terreno Realizacioacuten ensayos in situ
Inconvenientes
Profundidad de reconocimiento
limitada terreno afectado por la
excavacioacuten Presencia de nivel freaacutetico
TIPOS DE MUESTRAS
Muestra perturbada Se obtienen en
general de las paredes de los pozos y
comprometen estratos determinados o
bien la suma de algunos de ellos
Muestra sin perturbar
Este tipo de muestra se recorta de las
paredes de los pozos y compromete
estratos bien definidos
Excavacioacuten de calicatas y examen
de los perfiles del suelo
Examine el perfil del suelo tan pronto
quede expuesto cuando todaviacutea esteacute
fresco para poder definir los
horizontes con maacutes facilidad
Haga un boceto del perfil tan pronto
como lo haya examinado Anote los
resultados obtenidos y cualesquiera
otras observaciones sobre el terreno
que puedan ser de valor
posteriormente
--PENETRACIONES DINAMICAS
Procedimiento
Consiste en hincar un utensilio
metaacutelico de dimensiones normalizadas
(puntaza) en el suelo por golpeo o
empuje Es el ensayo in situ maacutes usual
Objetivo
Dar idea de la resistencia del terreno
correlacionado con la fuerza o golpeo
necesaria para hincar la puntaza
Ventajas
Es raacutepido y econoacutemico Existe una
amplia experiencia y correlaciones con
muchos otros ensayos
Inconvenientes
La energiacutea suministrada en el
penetroacutemetro estaacute normalizada
Problemas en materiales muy
compactos o muy blandos
Un reconocimiento basado uacutenicamente
en penetraciones puede originar un
estudio geoteacutecnico nefasto
El ensayo de penetracioacuten ligero o
DPL
Consiste en la penetracioacuten de una
puntaza de acero coacutenica perdida de
60ordm de aacutengulo en la punta que penetra
en el terreno por el golpeo de una
maza de 30 kg con una altura de caiacuteda
constante de 25 cm con un ritmo de
15 a 30 golpes por minuto siendo en
este caso el nuacutemero N10 el necesario
para que la puntaza penetre 10 cm El
ensayo se da por finalizado cuando se
alcance el rechazo (80- 100 golpes
para un tramo de 10 cm)
El ensayo de penetracioacuten pesado o
DPH
Consiste en la penetracioacuten de una
puntaza perdida de acero de seccioacuten
cuadrada de 4 x 4 cm que tiene una
longitud de 20 cm y termina en una
piraacutemide de 90ordm que penetra en el
terreno por el golpeo de una maza de
635 kg con una altura de caiacuteda
constante de 50 cm con un ritmo de
15 a 30 golpes por minuto siendo en
este caso el nuacutemero N20 el necesario
para que penetre 20 cm la puntaza
SPT
El ensayo de penetracioacuten estaacutendar
(SPT) desarrollado por Terzagui a
finales de los antildeos 20 es el ensayo in
situ maacutes popular y econoacutemico para
obtener informacioacuten geoteacutecnica del
subsuelo
Se estima que el 85 a 90 de los
disentildeos de las cimentaciones
convencionales de Norte y Sur
Ameacuterica se basan en los valores de N
medidos en el SPT
OBJETIVOS DE PRUEBA
SPT
Obtener la medida de la resistencia a
la penetracioacuten con un muestreador en
un suelo no cohesivo
--Tomar muestras representativas del
suelo
--Hallar correlacioacuten entre
El de golpes N medido y la
compacidad
j y la resistencia a la comprensioacuten
simple por medio de tablas o aacutebacos
ya existentes
--Debe tenerse en cuenta lo siguiente
El ensayo es aplicable solo a suelos
arenosos
Si en un manto de arena existen bajos
contenido grava tan solo una de ellas
puede invalidar el ensayo
En arenas muy finas situadas bajo el
nivel freaacutetico el valor de rdquoNrdquo debe
corregirse pues resultariacutea mayor que
el dado por una arena seca debido a
la baja permeabilidad de eacutesta que
impide que el agua emigre a traveacutes de
los huecos al producirse el impacto
Empiacutericamente se ha encontrado que
en estos casos el valor de N puede
corregirse mediante la siguiente
expresioacuten aplicable cuando la
penetracioacuten sea mayor de 15 golpes
en arenas finas y saturadas
Nrsquo = 15 + 12 ( N - 15 )
Nrsquo valor corregido del iacutendice de
penetracioacuten y
N valor obtenido en el ensayo
ENSAYO VANE TEST
El ensayo consiste en la introduccioacuten
estaacutetica de una paleta de acero con
seccioacuten transversal en formato de cruz
(aspas) de dimensiones estaacutendar
Aplicaciones
Resistencia al corte sin drenar de
arcillas saturadas
Sensitividad de arcillas
Columna de resistencia del suelo
RESULTADOS DEL ENSAYO
Graacutefico de torque en funcioacuten de la
rotacioacuten
Resistencia no drenada en
condiciones naturales (Su)
Resistencia no drenada en
condiciones amalgamadas
Sensibilidad de la estructura de la
arcilla
DPSH (penetracioacuten
dinaacutemica suacuteper pesada)
Es un tipo de prueba de penetracioacuten
dinaacutemica con registro continuo que se
emplea en la caracterizacioacuten de un
terreno dentro de un reconocimiento
geoteacutecnico
ENSAYOS DE
LABORATORIO
En lo referente a suelos granulares
(Arenas y Gravas) podemos
mencionar
Humedad
Anaacutelisis Granulomeacutetrico por
Tamizado
Ensayos Proctor
Ensayo CBR - Descripcioacuten de la Granulometriacutea
Bien graduado
Mal graduados
--Uniforme
--Graduacioacuten discontinua
La indicacioacuten de la graduacioacuten se
realiza con los siguientes paraacutemetros
Coeficiente de Uniformidad CU
Coeficiente de Curvatura CZ
Anaacutelisis por Sedimentacioacuten
El meacutetodo de sedimentacioacuten tiene por
objeto contar con datos muy
aproximados de la composicioacuten
granulomeacutetrica de los limos
Se realiza utilizando la ley de Stokes
CONTENIDO EN CARBONATOS Y
SUELOS ORGANICOS
Son compuestos que reaccionan a los
aacutecidos produciendo un burbujeo al
desprenderse el dioacutexido de carbono
Estos permiten identificar algunas
rocas sedimentarias que pueden ser
el material parental de los suelos bien
alguacuten proceso de acumulacioacuten de
sales o quizaacute por el uso de agua de
riego salina Los carbonatos maacutes
comunes son de calcio y le siguen los
de sodio o magnesio
La Materia Orgaacutenica en los suelos se
concentra mayormente en los primeros
centiacutemetros del suelo y disminuye
draacutesticamente con la profundidad
INFLUENCIA DE LA MATERIA
ORGAacuteNICA SOBRE ALGUNAS
PROPIEDADES DE LOS SUELOS
--Mejora a agregacioacuten y estabilidad de
los agregados del suelo reduciendo la
susceptibilidad a la erosioacuten
--Aumenta la capacidad de retencioacuten
de humedad de los suelos
--Tiene influencia sobre el color los
suelos
--Es responsanble en un alto
porcentaje de la capacidad de
intercambio Cationico
ENSAYOS PROCTOR
El ensayo consiste en compactar una
porcioacuten de suelo en un cilindro con
volumen conocido hacieacutendose variar
la humedad para obtener el punto de
compactacioacuten maacutexima en el cual se
obtiene la humedad oacuteptima de
compactacioacuten El ensayo puede ser
realizado en tres niveles de energiacutea de
compactacioacuten conforme las
especificaciones de la obra normal
intermedia y modificada
Existen dos tipos de ensayo Proctor
normalizados el Ensayo Proctor
Normal y el Ensayo Proctor
Modificado La diferencia entre
ambos estriba en la distinta energiacutea
utilizada debido al mayor peso del
pisoacuten y mayor altura de caiacuteda en el
Proctor modificado
MATERIALES COHESIVOS
(Limos y arcillas)
ENSAYO
--Anaacutelisis granulomeacutetrico por
tamizado Con este ensayo se puede
conocer la permeabilidad y la cohesioacuten
del suelo Se clasifica la muestra
Expresando en porcentaje la
proporcioacuten de gravas arena y arcilla o
limo
--Limites de Atterberg Los
contenidos de agua o humedad con
los cuales se producen los cambios de
estados se denominan liacutemites de
Atterberg
--Compresioacuten simple o inconfinada
Tiene por finalidad determinar la
resistencia a la compresioacuten no
confinada (qu) de un cilindro de suelo
cohesivo o semi-cohesivo e
indirectamente la resistencia al corte
(c) por la expresioacuten c = qu 2
( kgscm2 )
Consiste en un ensayo uniaxial en
donde la probeta no tiene soporte
lateral
--Edometriacutea o de consolidacioacuten Se
entiende como consolidacioacuten de un
material la deformacioacuten o reduccioacuten de
tamantildeo que sufre cuando es sometido
a una carga
--La finalidad de este ensayo es
determinar la velocidad y grado de
asentamiento que experimentaraacute una
muestra de suelo arcilloso saturado al
someterla a una serie de incrementos
de presioacuten o carga
--Hinchamiento Colapso
El este ensayo es determinar la
expansividad o aumento de volumen
de una muestra de suelo cohesivo
En los suelos que son expansivos el
hinchamiento que experimenta al
humedecerse depende de las
condiciones de compactacion
Cuanto mas seco este el suelo mayor
es la posibilidad de que se hinche o
colapse ocurrira uno u outro segun la
presion externa que se le aplique sea
este mayor o inferior a la presion de
hinchamiento
El cambio de volumen del suelo es
resultado directo de la variacion de
cantidad de agua que el posea
Para medir la expansibilidad de un
suelo se recurre a ensayos realizados
com el Edometro Los mas comunes
son el ensayo de Hinchamiento Libre
el ensayo de Presion de Hinchamiento
y el ensayo Lambe
---Corte directo La finalidad de los
ensayos de corte es determinar la
resistencia de una muestra de suelo
sometida a fatigas yo deformaciones
que simulen las que existen o existiraacuten
en terreno producto de la aplicacioacuten de
una carga
La resistencia al corte depende de la
cohesioacuten y la friccioacuten interna del suelo
Del ensayo se puede obtener una
estimacioacuten aproximada de la
resistencia al corte Las condiciones
de deformacioacuten son tan poco
homogeacuteneas en la caja de corte que
no se debe esperar precisioacuten en los
paraacutemetros resistentes Por ese
motivo su utilizacioacuten soacutelo es
aconsejable cuando no existe la
posibilidad de hacer ensayos
triaxiales
Generalmente se ensayan tres o maacutes
especiacutemenes cada uno bajo una
carga normal diferente para determinar
su efecto sobre la resistencia al corte y
al desplazamiento y las propiedades
de resistencia a partir de las
envolventes de resistencia de Mohr
A partir de este ensayo no pueden
determinarse las relaciones esfuerzo-
deformacioacuten o cualquier otro valor
asociado como el modulo de
cizalladura
La colapsabilidad es la tendencia que
puede tener un terreno a reducir su
volumen de forma raacutepida (colapso)
Los suelos colapsables suelen
presentar gran variedad de formas y
tamantildeos de partiacuteculas aunque la
mayoria de ellos presenta forma
redondeada
La finalidad de este ensayo es de
determinar o evaluar la susceptibilidad
al colapso de una muestra de suelo la
que podra sufrir un asentamiento
adicional originado por la inundacion
de la muestra
Existen dos metodos de ensayos
ensayos para muestras inalteradas y
para muestras alteradas
--Triaxial El ensayo consiste en
aplicar esfuerzos laterales y verticales
diferentes a probetas ciliacutendricas de
suelo y para determinar la resistencia
al cortante la rigidez y caracteriacutesticas
de deformacioacuten de las muestras
Generalmente existen 3 formas de
realizar el ensayo Triaxial
Ensayo Consolidado drenado
Ensayo Consolidado no drenado
Ensayo No consolidado
Es el ensayo que mayor informacioacuten
nos da ya que nos permite conocer
los dos paraacutemetros intriacutensecos mas
importantes de un suelo COHESION y
ANGULO DE FRICCION con ellos se
define la capacidad portante y las
caracteriacutesticas del corte de un suelo
bajo diferentes condiciones de drenaje
de un suelo
TENA 11 INVESTIGACIONES
PROFUNDA
METODOS GEOFISICOS
Objetivo Con los meacutetodos geofiacutesicos
se puede investigar zonas sin acceso
para el ser humano como el interior
de la tierra En la buacutesqueda de
yacimientos metaliacuteferos (prospeccioacuten
exploracioacuten) este meacutetodos geofiacutesicos
pueden dar informaciones sin hacer
una perforacioacuten de altos costos
Existen varios meacutetodos geofiacutesicos los
cuales aprovechan propiedades fiacutesicas
de las rocas
-Pero todos los meacutetodos geofiacutesicos
dan solamente informaciones
indirectas es decir nunca sale una
muestra de una roca Los resultados
de investigaciones geofiacutesicas son
hojas de datos (nuacutemeros) que esperan
a una interpretacioacuten
Los meacutetodos maacutes usados
METODO DE SONDEO
---Sondeos mineros
Se utiliza etas sondas para llegar a
profundidades grandes alrededor de
1200m Se los utiliza en
minas subterraacuteneas se utiliza para
comprobar a que profundidad esta la
veta de mayor intereacutes y evaluar el
costo de la explotacioacuten
Canteras a cielo abierto ayuda a la
localizacioacuten de las areas con mayor
volumen de materas primas
---Sondeo geotecnicos
Obras de ingenieriacutea estas precisan
estudiar con gran detalle la geologiacutea
de las zonas en algunos casos hasta
alcanzar profundidades considerables
como ser tuacuteneles presas etc
En el campo de la cimentacioacuten
generalmente se basan en sondeos
mecaacutenicos y ensayos ldquoin-siturdquo
Maquinaria
Sonda hidraacuteulica MC-300
Sonda longyear-38 y
Sonda craelius 1500
Adecuada para sondeos profundos
Profundidad de los sondeos
Para obtener informacioacuten necesaria
para poder predecir el asentamiento
de un estructura los sondeos deben
penetrar todos los estratos que
puedan consolidarse por efecto a las
cargas
Para estructuras pesadas muy
importantes como grandes puentes y
edificios altos esto significa que los
sondeos deben llegar hasta la roca
Pero para estructuras pequentildeas la
profundidad se puede estimar por
caracteriacutesticas geologiacuteas Una
antigua regla establece que la
profundidad de los sondeos deben ser
igual a dos veces el ancho del edificio
METODO DE GEORRADAR
El georraacutedar o raacutedar de subsuelo es
una teacutecnica de prospeccioacuten basada en
la emisioacuten de pulsos
electromagneacuteticos y en la recogida de
las reflexiones que se producen por
los cambios del valor de la constante
dieleacutectrica del terreno asociada a los
distintos materiales
Se consiguen profundidades de
penetracioacuten de hasta 40 m (seguacuten
los materiales atravesados)
obtenieacutendose imaacutegenes del subsuelo
de alta resolucioacuten Lo que la hace
especialmente apta para la
delimitacioacuten de estructuras naturales o
artificiales poco profundas
(arqueologiacutea tuberiacuteas y otras
infraestructuras soterradas) deteccioacuten
de fluidos (agua o contaminantes) etc
METODO SISMICO DE
REFRACCION
El meacutetodo siacutesmico de refraccioacuten
constituye la teacutecnica geofiacutesica maacutes
ampliamente utilizada para determinar
la velocidad Vp caracteriacutestica de las
diferentes capas del subsuelo y
tambieacuten el espesor de cada una de
ellas hasta el rango de profundidad
investigado en cada caso
La ejecucioacuten de un estudio mediante
siacutesmica de refraccioacuten consiste en su
primera fase en medir los tiempos
invertidos por una onda de compresioacuten
en llegar a traveacutes del subsuelo a una
serie de sensores (geoacutefonos) situados
alineados en la superficie del terreno
El paraacutemetro fiacutesico que se analiza es
la velocidad de propagacioacuten de la
onda Vp a traveacutes de los materiales del
subsuelo en funcioacuten de la compacidad
de los mismos
Tal paraacutemetro nos aportaraacute
informacioacuten de las caracteriacutesticas
geomecaacutenicas de la zona en que se
apliquen
La representacioacuten graacutefica de los
tiempos que tardan las ondas en
alcanzar los geoacutefonos en funcioacuten de
las distancias al origen de la fuente se
denomina ldquoDromocronardquo
FACTORES QUE DEFINEN LA
PROFUNDIDAD DE PENETRACIOacuteN
Y RESOLUCIOacuteN
Nuacutemero de geoacutefonos
determina la profundidad de
investigacioacuten que se puede alcanzar
A mayor nuacutemero de geoacutefonos se
alcanza mayor profundidad de
penetracioacuten
-Espaciado entre geoacutefonos
determina la resolucioacuten del registro de
modo que cuanto menor sea el
espaciado mayor seraacute la resolucioacuten
-Nuacutemero de puntos de tiro
condiciona el detalle con el que se
determina el espesor y la velocidad de
las capas A mayor nuacutemero de puntos
de tiro mayor detalle
-Fuente de energiacutea
Con fuentes de energiacutea maacutes intensas
(explosivo aire comprimido etc)
pueden alcanzarse mayores
penetraciones y mayor alcance
METODO TOMOGRAFICO
En su sentido maacutes amplio un estudio
tomograacutefico cross-hole consiste en
determinar de forma detallada la
distribucioacuten de un determinado
paraacutemetro del terreno en el espacio
comprendido entre dos sondeos
situados relativamente proacuteximos entre
siacute
Procesado de los datos
La primera parte del proceso consiste
en la identificacioacuten en los registros
siacutesmicos de las primeras llegadas de
las ondas de compresioacuten a cada
sensor y para cada punto de sentildeal
determinando el tiempo invertido en
cada caso
Para el caacutelculo de las velocidades de
transmisioacuten de la sentildeal siacutesmica a partir
de estos tiempos hay que determinar
tambieacuten de forma precisa la posicioacuten y
la distancia entre cada punto de sentildeal
y cada sensor
Una vez cubierta la etapa de
identificacioacuten de las primeras llegadas
delas ondas P determinando los
tiempos y las distancias entre cada
punto de tiro y cada sensor la fase
fundamental del proceso es la
inversioacuten de estos datos para
determinar el valor de Vp en cada
celdilla de la seccioacuten del terreno
comprendida entre los dos sondeos
Se trata de un proceso complejo en
teacuterminos matemaacuteticos que
consideramos innecesario describir
aquiacute
METODO GEOELECTRICO
Es la exploracioacuten del subsuelo a partir
de las mediciones de resistividad
eleacutectrica Es una teacutecnica conocida
durante los uacuteltimos 50 antildeos
A grandes rasgos consiste en
introducir corriente en el terreno y
medir el voltaje producido por la
misma
Tomando en cuenta una roca densa
con pocos huecos poca humedad y
baja ionizacioacuten tendraacute alta resistencia
mientras que las arcillas saturadas
tendraacute baja resistencia
Teniendo el voltaje se obtiene la
resistividad del subsuelo Cada
estructura enterrada presenta un
rango de resistividad caracteriacutestico
cuyo valor nos sirve para
interpretacioacuten
En los estudios geoelectricos cuando
se menciona la resistividad aparente y
la resistividad verdadera solo
coinciden cuando el subsuelo es
absolutamente homogeacuteneo
A MAYOR LONGITUD DE
DISPOSITIVOS MAYOR
PENETRACIONEN EL SUBSUELO
a) Pequentildeas separaciones de
electrodos la corriente esta
confinada en un zona
b) Separacioacuten de los
dispositivos mayor
penetracioacuten
Se conoce como dispositivos
geoelectricos al conjunto de electrodos
que inyectan corriente en l subsuelo y
registra el potencias en el mismo
Modelizacioacuten geoelectrica del
subsuelo
Se clasifican en 3
--Modelos unidimensionales1-D
Varia solo la profundidad
Este modelo estudia los terrenos
estratificados horizontalmente
aplicando sondeos eleacutectricos verticales
Dispositivo schlumberger
Lecturas entre 10 a 20
Reconocimiento 1-D en la practica
reciben el nombre de sondeos
eleacutectricos verticales (SEV) con esto
obtenemos los horizontes geoloacutegicos
Procedimiento consiste en fijar los
electrodos e ir incrementando
progresivamente la distancia q los
separa consiguiendo mayor
profundidad
--Modelos bidimensionales 2-D
Este modelo varia en coordenadas (x)
y en profundidad (z)
Aplicado en la practica geolectrica
para el estudio de tuacuteneles
cimentaciones deteccioacuten de cuevas
etc
Emplea un dispositivo Dipolo-Dipolo o
wenner
Lecturas entre 100 y 1000
Los reconocimientos 2d son el dipolo-
dipolo y el wenner Su procedimiento
es clavar un gran numero de
electrodos en un espaciamiento
constante
Las lecturas se haraacuten mediantes
software como ser res2dinv u otros
--Modelos tridimensionales 3-D
Modelos complejos
Las lecturas variacutean en millares
Para realizar el reconocimiento es
similar las de 2D pero colocando los
electrodos en dispositivos de malla
bidimensional
Los meacutetodos geoelectrico tienen
dos ventajas
Permiten cubrir raacutepidamente grandes
aacutereas a un costo relativamente bajo
no son estorbados por los cantos
rodados o gravas gruesas que
dificultan los sondeos
Sistema sencillo y raacutepido de utilizar
Desventaja no se puede obtener una
interpretacioacuten uacutenica esto es
particularmente cuando los estratos no
son de espesor uniforme ni
horizontales
Utilidades reconocimiento de niveles
estratigraacuteficos
Localizacioacuten de depoacutesitos enterrados
Localizacioacuten de tuberiacuteas
metaacutelicas y otros
METODO ACUSTICO
El meacutetodo mas utilizado para
investigar la morfologiacutea y la estructura
del fondo marino es la observacioacuten
indirecta mediante sonar
Sonar de barrido lateral
Consiste en un emisorreceptor de
sentildeales ultrasoacutenicas que emite pulsos
en direccioacuten perpendicular al sentido
de avance y recibe los
correspondientes ecos
El resultado es la obtencioacuten de
registros graacuteficos bidimensionales de
la morfologiacutea del fondo del mar Es
fundamental para trabajos y obras
lineales detectando obstaacuteculos
Se clasifican seguacuten su irregularidad en
mas o menos accidentados
usando mono haz
La energiacutea acuacutestica transmitida estaba
confinada a un solo haz
Este era ancho por lo tanto perdiacutea
resolucioacuten y por consiguiente
exactitud
USANDO MULTIHAZ
La energiacutea acuacutestica transmitida por
varios haz
Profundidad de trabajo va de 50m a
11000m
Sus emisores en proa a popa y
receptores de estribor a babor
Su cobertura es mayor y es en forma
de abanico
METODO MAGNETICO
La magnetometriacutea es como la
gravimetriacutea un meacutetodo geofiacutesico
relativamente simple en su aplicacioacuten
El campo magneacutetico de la tierra afecta
tambieacuten yacimientos que contienen
magnetita (Fe) Estos yacimientos
producen un campo magneacutetico
inducido es decir su propio campo
magneacutetico Un magnetoacutemetro mide
simplemente los anomaliacuteas
magneacuteticas en la superficie terrestre
cuales podriacutean ser producto de un
yacimiento
El meacutetodo magneacutetico es el meacutetodo
geofiacutesico de prospeccioacuten maacutes antiguo
aplicable en la prospeccioacuten petroliacutefera
en las exploraciones mineras y de
artefactos arqueoloacutegicos
En la prospeccioacuten petroliacutefera el
meacutetodo magneacutetico entrega
informaciones acerca de la
profundidad de las rocas
pertenecientes al basamento A partir
de estos conocimientos se puede
localizar y definir la extensioacuten de las
cuencas sedimentarias ubicadas
encima del basamento que
posiblemente contienen reservas de
petroacuteleo
En las exploraciones mineras se aplica
el meacutetodo magneacutetico en la buacutesqueda
directa de minerales magneacuteticos y en
la buacutesqueda de minerales no
magneacuteticos asociados con los
minerales que ejercen un efecto
magneacutetico mensurable en la superficie
terrestre
Ademaacutes el meacutetodo magneacutetico se
puede emplear en la buacutesqueda de
agua subterraacutenea
Las anomaliacuteas magneacuteticas detectadas
a traveacutes de estudios magneacuteticos en
terreno se explican con variaciones en
las propiedades fiacutesicas de las rocas
como la susceptibilidad magneacutetica yo
la imantacioacuten remanente de las rocas
Estas propiedades fiacutesicas solo existen
a temperaturas debajo de la
temperatura de Curie En
consecuencia los generadores de las
anomaliacuteas magneacuteticas podemos hallar
hasta una profundidad maacutexima de 30 a
40 km
METODO GAVIMETRICO
El meacutetodo esta basado en el estudio la
variacioacuten del componente vertical del
campo gravitatorio terrestre
Se realiza mediciones relativas o es
decir se mide las variaciones
laterales de la atraccioacuten gravitatoria de
un lugar al otro puesto que en estas
mediciones se pueden lograr una
precisioacuten satisfactoria maacutes faacutecilmente
en comparacioacuten con las mediciones
del campo gravitatorio absoluto
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza
y estructura de las formaciones del
subsuelo)
El objetivo principal de los estudios de
gravimetriacutea es medir la atraccioacuten
gravitacional que ejerce la Tierra sobre
un cuerpo de masa determinada Pero
como la Tierra no es una esfera
perfecta y no esta en reposo ni es
homogeacutenea y tiene movimientos de
rotacioacuten y de traslacioacuten la fuerza de
gravedad que ejerce no es constante
Por tanto las medidas gravimeacutetrica en
exploracioacuten son representacioacuten de
anomaliacuteas en las que entran la
densidad de los diferentes tipos de
rocas sedimentos no consolidados
areniscas sal gema calizas granito
etc
En representacioacuten esquemaacutetica el
instrumento consta de una masa
metaacutelica que suspendida de un
resorte supersensible registra la
elongacioacuten del resorte debido a la
atraccioacuten producida por lo denso de la
masa de las rocas subterraacuteneas Las
medidas son anotadas y
posteriormente se confeccionan
mapas que representan la
configuracioacuten lograda
Aparatos como el graviacutemetro permiten
estudiar las rocas que hay en el
subsuelo Este aparato mide las
diferencias de la fuerza de la gravedad
en las diferentes zonas de suelo lo
que permite determinar queacute tipo de
roca existe en el subsuelo
Es un meacutetodo que cuantifica las
diferencias en la atraccioacuten de la
gravedad de los materiales del
subsuelo
Consiste en la medicioacuten muy precisa
de la aceleracioacuten de la gravedad en
distintos puntos registrando
variaciones extrantildeas de dicha
aceleracioacuten que pueden suponer
cambios bruscos en la densidad de un
terreno
De esta forma se pueden detectar
huecos o cavernas como las
existentes en los terrenos caacutersticos o
en zonas de explotacioacuten minera actual
o histoacuterica fallas domos salinos
profundidad de capas competentes
compactas etc
Los resultados obtenidos son en
general poco concluyentes para que
su empleo esteacute generalizado en la
ingenieriacutea civil
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza y
estructura de las formaciones del
subsuelo)
TEMA 12 ESTABILIDAD DE
TALUDES
INTRODUCCION-El objetivo principal
de un estudio de estabilidad de taludes
o laderas es el de establecer medidas
de prevencioacuten y control para reducir
los niveles de amenaza y riesgo
Generalmente los beneficios maacutes
importantes desde el punto de vista de
reduccioacuten de amenazas y riesgos es la
prevencioacuten
TALUD
--Es una composicioacuten o masa de tierra
que no es uniformemente plana sino
que tiene pendiente o ciertos cambios
de altura significativos
ESTABILIDAD- Seguridad de una
masa de tierra contra la falla o
movimiento
Para determinar la estabilidad de una
masa de suelo debemos determinar su
coeficiente de seguridad al
deslizamiento Al existir un coeficiente
de seguridad igual a 1 se produce el
deslizamiento del talud
Tipos DE talud
Se define como ladera cuando su
conformacioacuten actual tuvo como origen
un proceso natural
Y se define como talud cuando es
conformada artificialmente o sea por
accioacuten del hombre
Tipos DE FALLA EN taludes
1DESPRENDIMIENTOS-
11 CAIDA LIBRE
Desprendimiento repentino de uno o
maacutes bloques de suelo o roca que
descienden en caiacuteda libre
12 VOLCADURA
Caiacuteda de un bloque de roca con
respecto a un pivote ubicado debajo
de su centro de gravedad
2DERRUMBES- 21 PLANAR
Movimiento lento o raacutepido de un
bloque de suelo o roca a lo largo de
una superficie de falla plana
22ROTACIONAL
Movimiento relativamente lento de una
masa de suelo roca o una
combinacioacuten de los dos a lo largo de
una superficie curva de falla bien
definida
23DESPARRAMIENTO LATERAL
Movimiento de diferentes bloques de
suelo con desplazamientos distintos
3 AVALANCHAS
Movimiento raacutepido de una masa
incoherente de escombros de roca o
suelo-roca donde no se distingue la
estructura original del material
4 FLUJO
Suelo o suelo-roca movieacutendose como
un fluido viscoso desplazaacutendose
usualmente hasta distancias mucho
mayores de la falla Usualmente
originado por exceso de presiones
de poros
bull METODOS PARA
DISMINUIR EL RIESGO
1 PREVENCION-
La prevencioacuten incluye el manejo de la
vulnerabilidad evitando la posibilidad
de que se presenten riesgos o
amenazas La prevencioacuten debe ser un
programa del estado en todos sus
niveles mediante una legislacioacuten y un
sistema de manejo de amenazas que
permita disminuir los riesgos a
deslizamiento en un aacuterea determinada
bull 2 ELUCION DE LA
AMENAZA
Eludir la amenaza consiste en evitar
que los elementos en riesgo sean
expuestos a la amenaza de
deslizamiento
3 CONTROL
Meacutetodos tendientes a controlar la
amenaza activa antes de que se
produzca el riesgo a personas o
propiedades Generalmente consisten
en estructuras que retienen la masa en
movimiento Este tipo de obras se
construyen abajo del deslizamiento
para detenerlo despueacutes de que se ha
iniciado
bull 4 ESTABILIZACION
La estabilizacioacuten de un talud
comprende los siguientes factores
1 Determinar el sistema o
combinacioacuten de sistemas de
estabilizacioacuten maacutes apropiados
teniendo en cuenta todas las
circunstancias del talud estudiado
2 Disentildear en detalle el sistema a
emplear incluyendo planos y
especificaciones de disentildeo
3 Instrumentacioacuten y control durante
y despueacutes de la estabilizacioacuten Debe
tenerse en cuenta que en taludes
nunca existen disentildeos detallado sin
modificables y que las observaciones
que se hacen durante el proceso
deconstruccioacuten tienden generalmente
a introducir modificaciones al disentildeo
inicial y esto debe preverse en las
claacuteusulas contractuales de
construccioacuten Los sistemas de
estabilizacioacuten se pueden clasificar en
cinco categoriacuteas principales
bull 5 RECUBRIMIENTO DE LA
SUPERFICIE
Meacutetodos que tratan de impedir la
infiltracioacuten o la ocurrencia de
fenoacutemenos superficiales de erosioacuten o
refuerzan el suelo maacutes subsuperficial
El recubrimiento puede consistir en
elementos impermeabilizantes como el
concreto o elementos que refuercen la
estructura superficial del suelo como la
cobertura vegetal
bull 6 CONTROL DE AGUA
SUPERFICIAL Y
SUBTERRANEA
Sistemas tendientes a controlar el
agua y sus efectos disminuyendo
fuerzas que producen movimiento y o
aumentando las fuerzas resistentes
1 canales superficiales para control
de escorrentiacutea
Se recomienda construirlos como
obras complementaria en la mayoriacutea
de los casos Generalmente las zanjas
se construye arriba de la corona del
talud
2 subdrenes de zanjas
Muy efectivos para estabilizar
deslizamientos poco profundos en
suelos saturados subsuperficialmente
3 Sudrenes horizontales de
penetracioacuten
Muy efectivos para interceptar y
controlar aguas subterraneas
relativamente profundas
4 galeriacuteas o tuacuteneles de subdrenaje
Efectivos para estabilizar
deslizamientos profundos en
formaciones con permeabilidad
significativa y aguas subterraneas
5pozos profundos de subdrenaje
Uacutetiles en deslizamientos profundos
con aguas subterraneas Efectivos
para excavaciones no permanentes
SE recomienda los siguientes factores
de seguridad miacutenimos para la
estabilidad de los TALUDES
Al final de la construccioacuten FS = 13
A largo plazo FS = 15
ELEMENTOS DEL TALUD
TIPOS DE FALLAS
PRESIONES LATERALES DE
TIERRA
La presioacuten del terreno sobre un muro
esta fuertemente condicionada por la
deformabilidad del muro
Si el muro y el terreno sobre el que se
fundan son tales que las
deformaciones son praacutecticamente
nulas se estaacute en el caso de empuje
en reposo
Si el muro se desplaza permitiendo la
expansioacuten lateral del suelo se produce
una falla por corte del suelo retenido y
se crea una cuntildea El empuje
disminuye desde el valor del empuje al
reposo hasta el denominado valor del
empuje activo que es el miacutenimo
valor posible del empuje
Por el contrario si se aplican fuerzas
al muro de forma que eacuteste empuje al
relleno la falla se produce mediante
una cuntildea mucho maacutes amplia Este
valor recibe el nombre de empuje
pasivo y es el mayor valor que puede
alcanzar el empuje
EMPUJE EN REPOSO
Teoriacutea del ldquoEquilibrio plaacutesticordquoo
ldquoEquilibrio liacutemiterdquo
Coeficiente de empuje de tierra en
reposo K0 cuando no hay
deformaciones horizontales
Determinacioacuten de K0
--ensayo de laboratorio triaxiales
especiales
-- ensayo de campo
--formulas empiacutericas
EMPUJE PASIVO
Si el muro se mueve hacia el suelo los
esfuerzos horizontales aumentan
Finalmente se puede alcanzar la falla
por corte desarrollaacutendose una cuntildea
activa
MEJORAMIENTO DE LA
RESISTENCIA DEL SUELO
Inyecciones
Las inyecciones de diversos productos
quiacutemicos son utilizadas para mejorar la
resistencia o reducir la permeabilidad
de macizos rocosos y en ocasiones de
suelos permeables Las inyecciones
pueden consistir de materiales
cementantes tales como el cemento y
la cal o de productos quiacutemicos tales
como silicatos ligninos resinas
acrylamidas y uretanos
Generalmente las inyecciones de
cemento o de cal se utilizan en suelos
gruesos o en fisuras abiertas y los
productos quiacutemicos en materiales
menos permeables
Antes de decidir sobre la utilizacioacuten de
una inyeccioacuten debe investigarse que
el material realmente pueda penetrar
dentro de los vaciacuteos o fisuras
La penetrabilidad de las inyecciones
quiacutemicas depende de su viscosidad
presioacuten de inyeccioacuten y periodo de
inyeccioacuten asiacute como la permeabilidad
del suelo inyectado
Estabilizacioacuten con cemento
Estabilizacioacuten con cal
Calcinacioacuten o tratamiento teacutermico
Magmaficacioacuten
Compactacioacuten Profunda
La compactacioacuten o incremento de
la densidad del suelo se puede lograr
a grandes profundidades utilizando
alguno de los siguientes
procedimientos
1 Pilotes de compactacioacuten
2 Vibro compactacioacuten profunda
3 Columnas de piedra o grava
a Aumentar la resistencia del
suelo
b Mejorar el drenaje de aguas
subterraacuteneas
4 Compactacioacuten dinaacutemica
SISTEMAS DE ESTABILIZACIOacuteN DE
TALUDES Y LADERAS
Desmonte de tierras de la ladera
Sistemas de drenaje
Elementos resistentes de
contencioacuten
Pantallas o cortinas de pilotes
Pantalla de micro pilotes
Cortina de pilotes
Anclajes permanentes y drenes
Pantalla anclada de micropilotes
--- Estabilidad de taludes
Garantizar la estabilidad de los
taludes y evitar volcamiento o
deslizamiento del suelo de
cimentacioacuten es necesario estudiar los
muros de contencioacuten Incluyendo la
posibilidad de fallas por debajo de la
cimentacioacuten del muro
Disentildear las secciones y refuerzos
internos para resistir momentos
cortantes utilizando procedimientos de
ingenieriacutea estructural
MUROS RIacuteGIDOS
Generalmente son de concreto y no
permiten deformaciones importantes
sin romperse
En esta categoriacutea se encuentran los
muros de
- Concreto reforzado (HordmAordm)
- Concreto simple
-Concreto cicloacutepeo
MUROS DE CONCRETO
REFORZADO
Relativamente esbeltos y
generalmente tienen la forma de L
MUROS DE CONCRETO SIMPLE
Los muros de concreto
sin refuerzo son
masas relativamente
grandes de concreto
las cuales trabajan
como estructuras
Riacutegidas
MUROS DE CONCRETO CICLOacutePEO
El concreto cicloacutepeo es una mezcla de
concreto con cantos o bloques de roca
dura Generalmente se utilizan
mezclas de 60 de concreto y 40 de
volumen de bloques de roca
MUROS DE GRAVEDAD FLEXIBLES
MUROS DE GAVIONES
Son cajones de malla de alambre
galvanizado que se rellenan de cantos
de roca
Debe tenerse en cuenta el amarre
entre unidades de gaviones para evitar
el movimiento de unidades aisladas y
poder garantizar la estabilidad del
muro
MUROS DE LLANTAS USADA
Conocidos como Pneusol o Tiresoil
consisten en rellenos de suelo con
llantas de caucho usadas embebidas
- Muros hasta 20 m de altura
ENROCADOS
Los muros en roca son estructuras
construidas con bloques de roca los
cuales se colocan unos sobre otros en
forma manual o al volteo
El tamantildeo de los bloques supera las 3
pulgadas
SELECCIOacuteN DEL TIPO DE
ESTRUCTURA DE CONTENCIOacuteN
Se debe realizar una
comparacioacuten econoacutemica
Localizacioacuten del muro y la
cantidad de espacio
disponible
Altura de la estructura
propuesta y topografiacutea
resultante
Agua freaacutetica
Disponibilidad de materiales
Tiempo disponible para la
construccioacuten
GRUPO Nordm 13
EXCAVACIONES PROFUNDAS
---Es la facilidad con la que puede
excavarse la roca como los suelos
---Estan influidas en factores como la
resistencia del terreno y la magnitud
de los esfuersos que obran dentro de
el
---En excavaciones extremadamente
profundas la temperatura de la roca y
el flujo de calor a traves de la corteza
tambien sera de importancia
Excavacion De Roca y Suelo
Los metodos comunes utilizados en el
proceso de hacer un agujero en el
terreno son
1- la perforacion
2- Los sondeos
3- Maquina perforadora
4- Voladuras
El eacutexito de cada meacutetodo depende de
su capacidad para romper y disgregar
la roca y el suelo
bull Perforacion
La mayoria de los taladros son de dos
tipos
1- el percusivo
2- el rotatorio
bull Tenacidad
Es la resistencia a la fractura que
proviene esencialmente de la
resistencia de la roca a la tension
muchas barrenas de perforacion se
disentildean para inducir rupturas a la
tencion locales dentro de la roca a
medida que esta se hace mas deil a la
tencion que a la comprecion
La abrasividad
Es la capacidad de los fragmentos de
una roca para desgastar la barrera de
perforacion y pulir sus bordes
cortantes
Estructura
CONTROL DEL AGUA
SUBTERRAacuteNEA
Una excavacioacuten debajo de la
superficie del agua subterraacutenea debe
protegerse ya sea contra una afluencia
de agua o bien debe ser trabajada por
teacutecnicas subacuosas tales como la
perforacioacuten con draga de cable de
arrastre y dragado
Reduccioacuten del flujo durante la
excavacioacuten y para disminuir la presioacuten
del agua alrededor de esta
El mayor peligro del agua subterraacutenea
es un encuentro con horizontes
acuiacuteferos inesperados y presiones de
agua
Para controlar el agua subterraacutenea
que fluye a una excavacioacuten es
necesario conocer
Volumen de Agua
Gobernado por el almacenaje
del terreno y por sus limites
geo hidroloacutegicos
Ritmo de Flujo La descarga
del agua subterraacutenea es una
funcioacuten de la permeabilidad
del terreno y del gradiente
hidraacuteulico que la afecte
Es importante hacer una valoracioacuten de
la permeabilidad para los caacutelculos de
la afluencia y deben obtenerse
pruebas verificadas in situ
Las rocas y los suelos son
anosotropicos generalmente y su
permeabilidad varia con la direccioacuten
Presioacuten del Agua Esta se
pude calcular de una medida
precisa de la carga de
presioacuten variara de lugar a
lugar dentro del
terreno(FIG13-27) y en
cualquier localidad se espera
que variacutee con el tiempo
La presioacuten del agua subterraacutenea fuera
de control alrededor de una
excavacioacuten superficial puede ser la
causa de que el piso de la excavacioacuten
se rompa(Fig16-6bi)
Se inunde (FIG16-6bii)
Derrame(FIGiii)
Ruptura de las excavaciones
subterraacuteneas (FIGiv)
Meacutetodos de Rebajamiento del Nivel
Freaacutetico
bullWellpoint
bullWellpoint por Inyeccioacuten
Tipos de excavacioacuten
Entre los tipos de excavacioacuten
dependeraacute principalmente del tipo de
material a ser excavado por su
fragilidad a los derrumbes
Excavacioacuten sin Apuntalar
Excavaciones Apuntaladas
Excavaciones Apuntaladas Cerca
de estructuras
Excavaciones en rocas
Excavaciones con explosivos
PERFORACION EN ROCA CON
MAQUINARIA
EL PROBLEMA DE LA EXCAVACIOacuteN
EN ROCA
1 Suelos sueltos a
semicompactos
Suelos compactos a roca
blanda
3 Roca de dureza media
4 4 Roca dura
5 5 Roca muy dura
EXCAVACIOacuteN EN SEDIMENTOS
Las excavaciones en grava
limo arena arcilla y rocas
sedimentarias se debe utilizar
revestimientos que proporciones
soporte todo el tiempo
EXCAVACIONES SUBTERRANEAS
Las excavaciones subterraacuteneas son
pozos verticales y galeriacuteas
horizontales para tener acceso a los
trabajos subterraacuteneos a las minas
para la extraccioacuten del mineral tuacuteneles
y caacutemaras extensas
PRECAUCIONES PARA LA
EXCAVACION
Las zonas y fracturas acuiacuteferas
siempre son potencialmente
peligrosas
Las calizas son materiales
particularmente difiacuteciles de investigar
si contienen cavidades de solucioacuten
Las localizaciones de pozos pueden
explorarse con eacutexito razonable
perforando los pozos desde la
superficie del terreno hasta la
profundidad total
Las fisuras y cavidades llenadas
con agua no tienen que ser
interceptadas por una excavacioacuten que
las pongan en peligro
Los tuacuteneles presentan la dificultad
de que los pozos verticales los
intersectan solo en una fraccioacuten de su
longitud total
La cartografiacutea superficial puede
indicar los mejores sitios para
perforar pozos y proporcionar
informacioacuten del aacuterea
- - En el caso de ensayos de
carga constante se
mantiene el nivel de agua en
el sondeo mediante la adicioacuten
de un determinado caudal El
caudal que se filtra depende
de la permeabilidad
- - En el caso de ensayos de
carga variable se mide lo
que desciende el nivel de
agua en un tiempo
determinado
- Los resultados de los
ensayos son muy sensibles a
algunos factores de la
ejecucioacuten como la limpieza
del fondo del sondeo la
posibilidad de filtraciones por
el contacto de la tuberiacutea y el
terreno etc
- ensayos Lugeon
- consistentes en inyectar agua a
presiones crecientes en un tramo
limitado por dos obturadores Se
define la unidad Lugeon como la
permeabilidad que permite la admisioacuten
de 1 litro de agua por minuto y por
metro lineal de sondeo a una presioacuten
de 1 Kpa (10 kpcmsup2) Este ensayo se
emplea en macizos rocosos para
definir la inyectabilidad de cimientos
de presas de faacutebrica
Se trata de ensayos costosos pues
implican la excavacioacuten del pozo de
bombeo y de los sondeos para
alojamiento de los piezoacutemetros que
permitan medir la evolucioacuten de la
superficie libre del agua a distintas
distancias del pozo
- La interpretacioacuten de los resultados
del ensayo depende de las
condiciones de contorno en cada caso
particular Tanto el disentildeo del ensayo
como la supervisioacuten de su ejecucioacuten y
su interpretacioacuten requieren la
intervencioacuten de teacutecnicos especialistas
en el tema
SONDEOS GEOTEacuteCNICOS
Se entiende por sondeo una
perforacioacuten de pequentildeo diaacutemetro que
permite reconocer la naturaleza y
localizacioacuten de las diferentes capas del
terreno asiacute como extraer muestras del
mismo y realizar ensayos ldquoin siturdquo
El tipo de sondeo depende del fin que
se persiga (investigacioacuten minera de
petroacuteleo investigacioacuten o explotacioacuten
de agua geotecnia voladuras etc )
por lo que asiacute mismo seraacuten muy
diferentes las herramientas y
maquinaria utilizadas en cada caso
Una primera clasificacioacuten de los
sondeos puede basarse en el modo en
que trabaja la herramienta baacutesica de
prospeccioacuten asiacute tenemos tres grandes
grupos
bull Si la herramienta va haciendo el
agujero golpeando contra el fondo se
trata
de un (sondeo a percusioacuten )
bull Si la herramienta hace el agujero
girando sobre el fondo se trata de un
(sondeo a rotacioacuten)
bull ( Sondeo a presioacuten)
La eleccioacuten del tipo de sondeo
dependeraacute en primer lugar de su
aptitud para conseguir la Finalidad
perseguida y en segundo lugar de la
rapidez y economiacutea
- En geotecnia el objetivo fundamental
de un sondeo es establecer una
columna litoloacutegica del punto de
prospeccioacuten para lo cual se recupera
la muestra de terreno (que si es
ciliacutendrica se denomina testigo)
adicionalmente ser realizan ensayos
ldquoin sitursquo para determinar ciertas
caracteriacutesticas mecaacutenicas asociadas a
cada litologiacutea
bull Sondeos a percusioacuten
- El principio general del meacutetodo
consiste en el empleo de un uacutetil que
avanza por golpes sucesivos
aplicados por la caiacuteda de una maza
cuya energiacutea se transmite mediante un
varillaje a un uacutetil macizo (puntaza) o a
un tubo hueco (toma muestras)
situado en el fondo de la perforacioacuten
- El campo de empleo maacutes ventajoso
es el de los suelos no coherentes
(limos arenas g ravas bolos y
mezclas de los mismos) si se utiliza un
toma muestras pues permite un
reconocimiento de calidad al
obtenerse un testigo continuo
provocando una alteracioacuten en el medio
inferior a la que realizan los sistemas
de sondeo mediante rotacioacuten
Desde el punto de vista econoacutemico es
un sondeo cuya perforacioacuten es lenta y
y poco competitivo
La perforacioacuten que se suele utilizar
consiste en la hinca en el terreno de
los tubos de acero que haraacuten de
entibacioacuten y en la extraccioacuten del suelo
contenido dentro del taladro mediante
cucharas treacutepanos etc
El exacto conocimiento de la energiacutea
empleada en la hinca da una primera
informacioacuten de las caracteriacutesticas
mecaacutenicas del terreno de ahiacute la
importancia de realizar esta operacioacuten
en condiciones normalizadas (un uacutetil
de uso habitual es una maza 120 Kg
con altura de Caiacuteda de 1 m midiendo
el nuacutemero de golpes necesarios para
hincar 20 cm de tuberiacutea)
bull Maacutestiles o cabrias
1048766 Altura aproximada 6 m
1048766 Capacidad 400 Kp
bull Motores 10-25 HP a 2000 rpm
bull Cabrestantes Tiro 1000 Kp
bull Bombas 80 lmin a aprox
20 Kgcm2 a 600 rpm el motor
bull Capacidad Tuberiacutea 230 mm
1048766 6 frac12rdquo maacutex 15 m
1048766 4 frac12rdquo maacutex 40 m
1048766 3rdquo maacutex 50 m
Los rendimientos que se pueden
esperar con estos equipos variacutean
naturalmente seguacuten los tipos de
terrenos sin embargo a tiacutetulo
orientativo eacutestos estaacuten comprendidos
entre 5-15 mdiacuteaturno
- Sondeos a rotacioacuten
El sondeo a rotacioacuten es el
procedimiento maacutes extendido para
obtener muestra o testigo en Cualquier
investigacioacuten geoteacutecnica
Respecto al uacutetil de corte que se
emplea para la obtencioacuten de muestra
de forma continua
Se utiliza una bateriacutea en cuya boca se
implementa una corona cuyos
elementos de corte Habituales son de
widia o diamante
Un sistema alternativo que permite el
avance de la perforacioacuten pero no la
recuperacioacuten de Muestra es el sondeo
que utiliza una barrena helicoide (a
forma de sacacorchos) el cual Precisa
para la determinacioacuten discontinua de
la columna de terreno de la toma de
muestras Con meacutetodos alternativos
- Perforacioacuten con heacutelice
Las barrenas helicoidales pueden
utilizarse en terrenos de consistencia
blanda a media y no cementados
Las barrenas helicoidales (figura 3b)
pueden ser de varios tipos
bull Con cabeza helicoidal
exclusivamente Con ellos se realizan
agujeros de gran diaacutemetro Este
procedimiento es usual en pilotajes
fijacioacuten de postes y plantaciones
bull Con barrena continua normal o
hueca La barrena continua consta de
una serie de barrenas que se
empalman sucesivamente Se emplea
para realizar
sondeos maacutes pequentildeos
Perforacioacuten a rotacioacuten con corona y
obtencioacuten de testigo
Con este sistema puede obtenerse
testigo en cualquier tipo de terreno
aunque en suelos cohesivos blandos
grandes bolos y limos deben tomarse
grandes precauciones En este
procedimiento de perforacioacuten con
obtencioacuten de testigo el uacutetil de corte es
la corona
La corona tiene seccioacuten circular y
puede ser de dos naturalezas
bull Widia El cuerpo de la corona es de
acero y en el borde cortante se
incrustan prismas de widia (carburo de
wolframio con un 10 de cobalto para
darle resistencia al choque)
Diamante Las coronas diamantadas
tienen un cuerpo de acero que estaacute
unido a la matriz Esta matriz es una
aleacioacuten metaacutelica que contiene los
diamantes estaacute compuesta por polvo
de carburo de wolframio y bronce con
pequentildeas cantidades de otros
metales Seguacuten el tamantildeo de los
diamantes existen dos tipos
fundamentales de corona diamantada
1048766 Concrecioacuten El tamantildeo oscila entre
80 y 1000 ppq
1048766 Insercioacuten El tamantildeo de los
diamantes oscila entre 10 y 80 ppq
Sondaje por Presioacuten
Se usa para perforaciones en suelos
blandos Profundidad maacutex 5 - 6 m
bull Para la extraccioacuten de la muestra el
barreno se reemplaza por un tubo de
muestreo
CALICATAS
Definicion
consisten en excavaciones realizadas
mediante medios mecaacutenicos
convencionales que permiten la
observacioacuten directa del terreno a cierta
profundidad
TIPOS DE CALICATAS
Mediante retro excavadora
Manuales
Ventajas
Observacioacuten directa y amplia del
terreno Realizacioacuten ensayos in situ
Inconvenientes
Profundidad de reconocimiento
limitada terreno afectado por la
excavacioacuten Presencia de nivel freaacutetico
TIPOS DE MUESTRAS
Muestra perturbada Se obtienen en
general de las paredes de los pozos y
comprometen estratos determinados o
bien la suma de algunos de ellos
Muestra sin perturbar
Este tipo de muestra se recorta de las
paredes de los pozos y compromete
estratos bien definidos
Excavacioacuten de calicatas y examen
de los perfiles del suelo
Examine el perfil del suelo tan pronto
quede expuesto cuando todaviacutea esteacute
fresco para poder definir los
horizontes con maacutes facilidad
Haga un boceto del perfil tan pronto
como lo haya examinado Anote los
resultados obtenidos y cualesquiera
otras observaciones sobre el terreno
que puedan ser de valor
posteriormente
--PENETRACIONES DINAMICAS
Procedimiento
Consiste en hincar un utensilio
metaacutelico de dimensiones normalizadas
(puntaza) en el suelo por golpeo o
empuje Es el ensayo in situ maacutes usual
Objetivo
Dar idea de la resistencia del terreno
correlacionado con la fuerza o golpeo
necesaria para hincar la puntaza
Ventajas
Es raacutepido y econoacutemico Existe una
amplia experiencia y correlaciones con
muchos otros ensayos
Inconvenientes
La energiacutea suministrada en el
penetroacutemetro estaacute normalizada
Problemas en materiales muy
compactos o muy blandos
Un reconocimiento basado uacutenicamente
en penetraciones puede originar un
estudio geoteacutecnico nefasto
El ensayo de penetracioacuten ligero o
DPL
Consiste en la penetracioacuten de una
puntaza de acero coacutenica perdida de
60ordm de aacutengulo en la punta que penetra
en el terreno por el golpeo de una
maza de 30 kg con una altura de caiacuteda
constante de 25 cm con un ritmo de
15 a 30 golpes por minuto siendo en
este caso el nuacutemero N10 el necesario
para que la puntaza penetre 10 cm El
ensayo se da por finalizado cuando se
alcance el rechazo (80- 100 golpes
para un tramo de 10 cm)
El ensayo de penetracioacuten pesado o
DPH
Consiste en la penetracioacuten de una
puntaza perdida de acero de seccioacuten
cuadrada de 4 x 4 cm que tiene una
longitud de 20 cm y termina en una
piraacutemide de 90ordm que penetra en el
terreno por el golpeo de una maza de
635 kg con una altura de caiacuteda
constante de 50 cm con un ritmo de
15 a 30 golpes por minuto siendo en
este caso el nuacutemero N20 el necesario
para que penetre 20 cm la puntaza
SPT
El ensayo de penetracioacuten estaacutendar
(SPT) desarrollado por Terzagui a
finales de los antildeos 20 es el ensayo in
situ maacutes popular y econoacutemico para
obtener informacioacuten geoteacutecnica del
subsuelo
Se estima que el 85 a 90 de los
disentildeos de las cimentaciones
convencionales de Norte y Sur
Ameacuterica se basan en los valores de N
medidos en el SPT
OBJETIVOS DE PRUEBA
SPT
Obtener la medida de la resistencia a
la penetracioacuten con un muestreador en
un suelo no cohesivo
--Tomar muestras representativas del
suelo
--Hallar correlacioacuten entre
El de golpes N medido y la
compacidad
j y la resistencia a la comprensioacuten
simple por medio de tablas o aacutebacos
ya existentes
--Debe tenerse en cuenta lo siguiente
El ensayo es aplicable solo a suelos
arenosos
Si en un manto de arena existen bajos
contenido grava tan solo una de ellas
puede invalidar el ensayo
En arenas muy finas situadas bajo el
nivel freaacutetico el valor de rdquoNrdquo debe
corregirse pues resultariacutea mayor que
el dado por una arena seca debido a
la baja permeabilidad de eacutesta que
impide que el agua emigre a traveacutes de
los huecos al producirse el impacto
Empiacutericamente se ha encontrado que
en estos casos el valor de N puede
corregirse mediante la siguiente
expresioacuten aplicable cuando la
penetracioacuten sea mayor de 15 golpes
en arenas finas y saturadas
Nrsquo = 15 + 12 ( N - 15 )
Nrsquo valor corregido del iacutendice de
penetracioacuten y
N valor obtenido en el ensayo
ENSAYO VANE TEST
El ensayo consiste en la introduccioacuten
estaacutetica de una paleta de acero con
seccioacuten transversal en formato de cruz
(aspas) de dimensiones estaacutendar
Aplicaciones
Resistencia al corte sin drenar de
arcillas saturadas
Sensitividad de arcillas
Columna de resistencia del suelo
RESULTADOS DEL ENSAYO
Graacutefico de torque en funcioacuten de la
rotacioacuten
Resistencia no drenada en
condiciones naturales (Su)
Resistencia no drenada en
condiciones amalgamadas
Sensibilidad de la estructura de la
arcilla
DPSH (penetracioacuten
dinaacutemica suacuteper pesada)
Es un tipo de prueba de penetracioacuten
dinaacutemica con registro continuo que se
emplea en la caracterizacioacuten de un
terreno dentro de un reconocimiento
geoteacutecnico
ENSAYOS DE
LABORATORIO
En lo referente a suelos granulares
(Arenas y Gravas) podemos
mencionar
Humedad
Anaacutelisis Granulomeacutetrico por
Tamizado
Ensayos Proctor
Ensayo CBR - Descripcioacuten de la Granulometriacutea
Bien graduado
Mal graduados
--Uniforme
--Graduacioacuten discontinua
La indicacioacuten de la graduacioacuten se
realiza con los siguientes paraacutemetros
Coeficiente de Uniformidad CU
Coeficiente de Curvatura CZ
Anaacutelisis por Sedimentacioacuten
El meacutetodo de sedimentacioacuten tiene por
objeto contar con datos muy
aproximados de la composicioacuten
granulomeacutetrica de los limos
Se realiza utilizando la ley de Stokes
CONTENIDO EN CARBONATOS Y
SUELOS ORGANICOS
Son compuestos que reaccionan a los
aacutecidos produciendo un burbujeo al
desprenderse el dioacutexido de carbono
Estos permiten identificar algunas
rocas sedimentarias que pueden ser
el material parental de los suelos bien
alguacuten proceso de acumulacioacuten de
sales o quizaacute por el uso de agua de
riego salina Los carbonatos maacutes
comunes son de calcio y le siguen los
de sodio o magnesio
La Materia Orgaacutenica en los suelos se
concentra mayormente en los primeros
centiacutemetros del suelo y disminuye
draacutesticamente con la profundidad
INFLUENCIA DE LA MATERIA
ORGAacuteNICA SOBRE ALGUNAS
PROPIEDADES DE LOS SUELOS
--Mejora a agregacioacuten y estabilidad de
los agregados del suelo reduciendo la
susceptibilidad a la erosioacuten
--Aumenta la capacidad de retencioacuten
de humedad de los suelos
--Tiene influencia sobre el color los
suelos
--Es responsanble en un alto
porcentaje de la capacidad de
intercambio Cationico
ENSAYOS PROCTOR
El ensayo consiste en compactar una
porcioacuten de suelo en un cilindro con
volumen conocido hacieacutendose variar
la humedad para obtener el punto de
compactacioacuten maacutexima en el cual se
obtiene la humedad oacuteptima de
compactacioacuten El ensayo puede ser
realizado en tres niveles de energiacutea de
compactacioacuten conforme las
especificaciones de la obra normal
intermedia y modificada
Existen dos tipos de ensayo Proctor
normalizados el Ensayo Proctor
Normal y el Ensayo Proctor
Modificado La diferencia entre
ambos estriba en la distinta energiacutea
utilizada debido al mayor peso del
pisoacuten y mayor altura de caiacuteda en el
Proctor modificado
MATERIALES COHESIVOS
(Limos y arcillas)
ENSAYO
--Anaacutelisis granulomeacutetrico por
tamizado Con este ensayo se puede
conocer la permeabilidad y la cohesioacuten
del suelo Se clasifica la muestra
Expresando en porcentaje la
proporcioacuten de gravas arena y arcilla o
limo
--Limites de Atterberg Los
contenidos de agua o humedad con
los cuales se producen los cambios de
estados se denominan liacutemites de
Atterberg
--Compresioacuten simple o inconfinada
Tiene por finalidad determinar la
resistencia a la compresioacuten no
confinada (qu) de un cilindro de suelo
cohesivo o semi-cohesivo e
indirectamente la resistencia al corte
(c) por la expresioacuten c = qu 2
( kgscm2 )
Consiste en un ensayo uniaxial en
donde la probeta no tiene soporte
lateral
--Edometriacutea o de consolidacioacuten Se
entiende como consolidacioacuten de un
material la deformacioacuten o reduccioacuten de
tamantildeo que sufre cuando es sometido
a una carga
--La finalidad de este ensayo es
determinar la velocidad y grado de
asentamiento que experimentaraacute una
muestra de suelo arcilloso saturado al
someterla a una serie de incrementos
de presioacuten o carga
--Hinchamiento Colapso
El este ensayo es determinar la
expansividad o aumento de volumen
de una muestra de suelo cohesivo
En los suelos que son expansivos el
hinchamiento que experimenta al
humedecerse depende de las
condiciones de compactacion
Cuanto mas seco este el suelo mayor
es la posibilidad de que se hinche o
colapse ocurrira uno u outro segun la
presion externa que se le aplique sea
este mayor o inferior a la presion de
hinchamiento
El cambio de volumen del suelo es
resultado directo de la variacion de
cantidad de agua que el posea
Para medir la expansibilidad de un
suelo se recurre a ensayos realizados
com el Edometro Los mas comunes
son el ensayo de Hinchamiento Libre
el ensayo de Presion de Hinchamiento
y el ensayo Lambe
---Corte directo La finalidad de los
ensayos de corte es determinar la
resistencia de una muestra de suelo
sometida a fatigas yo deformaciones
que simulen las que existen o existiraacuten
en terreno producto de la aplicacioacuten de
una carga
La resistencia al corte depende de la
cohesioacuten y la friccioacuten interna del suelo
Del ensayo se puede obtener una
estimacioacuten aproximada de la
resistencia al corte Las condiciones
de deformacioacuten son tan poco
homogeacuteneas en la caja de corte que
no se debe esperar precisioacuten en los
paraacutemetros resistentes Por ese
motivo su utilizacioacuten soacutelo es
aconsejable cuando no existe la
posibilidad de hacer ensayos
triaxiales
Generalmente se ensayan tres o maacutes
especiacutemenes cada uno bajo una
carga normal diferente para determinar
su efecto sobre la resistencia al corte y
al desplazamiento y las propiedades
de resistencia a partir de las
envolventes de resistencia de Mohr
A partir de este ensayo no pueden
determinarse las relaciones esfuerzo-
deformacioacuten o cualquier otro valor
asociado como el modulo de
cizalladura
La colapsabilidad es la tendencia que
puede tener un terreno a reducir su
volumen de forma raacutepida (colapso)
Los suelos colapsables suelen
presentar gran variedad de formas y
tamantildeos de partiacuteculas aunque la
mayoria de ellos presenta forma
redondeada
La finalidad de este ensayo es de
determinar o evaluar la susceptibilidad
al colapso de una muestra de suelo la
que podra sufrir un asentamiento
adicional originado por la inundacion
de la muestra
Existen dos metodos de ensayos
ensayos para muestras inalteradas y
para muestras alteradas
--Triaxial El ensayo consiste en
aplicar esfuerzos laterales y verticales
diferentes a probetas ciliacutendricas de
suelo y para determinar la resistencia
al cortante la rigidez y caracteriacutesticas
de deformacioacuten de las muestras
Generalmente existen 3 formas de
realizar el ensayo Triaxial
Ensayo Consolidado drenado
Ensayo Consolidado no drenado
Ensayo No consolidado
Es el ensayo que mayor informacioacuten
nos da ya que nos permite conocer
los dos paraacutemetros intriacutensecos mas
importantes de un suelo COHESION y
ANGULO DE FRICCION con ellos se
define la capacidad portante y las
caracteriacutesticas del corte de un suelo
bajo diferentes condiciones de drenaje
de un suelo
TENA 11 INVESTIGACIONES
PROFUNDA
METODOS GEOFISICOS
Objetivo Con los meacutetodos geofiacutesicos
se puede investigar zonas sin acceso
para el ser humano como el interior
de la tierra En la buacutesqueda de
yacimientos metaliacuteferos (prospeccioacuten
exploracioacuten) este meacutetodos geofiacutesicos
pueden dar informaciones sin hacer
una perforacioacuten de altos costos
Existen varios meacutetodos geofiacutesicos los
cuales aprovechan propiedades fiacutesicas
de las rocas
-Pero todos los meacutetodos geofiacutesicos
dan solamente informaciones
indirectas es decir nunca sale una
muestra de una roca Los resultados
de investigaciones geofiacutesicas son
hojas de datos (nuacutemeros) que esperan
a una interpretacioacuten
Los meacutetodos maacutes usados
METODO DE SONDEO
---Sondeos mineros
Se utiliza etas sondas para llegar a
profundidades grandes alrededor de
1200m Se los utiliza en
minas subterraacuteneas se utiliza para
comprobar a que profundidad esta la
veta de mayor intereacutes y evaluar el
costo de la explotacioacuten
Canteras a cielo abierto ayuda a la
localizacioacuten de las areas con mayor
volumen de materas primas
---Sondeo geotecnicos
Obras de ingenieriacutea estas precisan
estudiar con gran detalle la geologiacutea
de las zonas en algunos casos hasta
alcanzar profundidades considerables
como ser tuacuteneles presas etc
En el campo de la cimentacioacuten
generalmente se basan en sondeos
mecaacutenicos y ensayos ldquoin-siturdquo
Maquinaria
Sonda hidraacuteulica MC-300
Sonda longyear-38 y
Sonda craelius 1500
Adecuada para sondeos profundos
Profundidad de los sondeos
Para obtener informacioacuten necesaria
para poder predecir el asentamiento
de un estructura los sondeos deben
penetrar todos los estratos que
puedan consolidarse por efecto a las
cargas
Para estructuras pesadas muy
importantes como grandes puentes y
edificios altos esto significa que los
sondeos deben llegar hasta la roca
Pero para estructuras pequentildeas la
profundidad se puede estimar por
caracteriacutesticas geologiacuteas Una
antigua regla establece que la
profundidad de los sondeos deben ser
igual a dos veces el ancho del edificio
METODO DE GEORRADAR
El georraacutedar o raacutedar de subsuelo es
una teacutecnica de prospeccioacuten basada en
la emisioacuten de pulsos
electromagneacuteticos y en la recogida de
las reflexiones que se producen por
los cambios del valor de la constante
dieleacutectrica del terreno asociada a los
distintos materiales
Se consiguen profundidades de
penetracioacuten de hasta 40 m (seguacuten
los materiales atravesados)
obtenieacutendose imaacutegenes del subsuelo
de alta resolucioacuten Lo que la hace
especialmente apta para la
delimitacioacuten de estructuras naturales o
artificiales poco profundas
(arqueologiacutea tuberiacuteas y otras
infraestructuras soterradas) deteccioacuten
de fluidos (agua o contaminantes) etc
METODO SISMICO DE
REFRACCION
El meacutetodo siacutesmico de refraccioacuten
constituye la teacutecnica geofiacutesica maacutes
ampliamente utilizada para determinar
la velocidad Vp caracteriacutestica de las
diferentes capas del subsuelo y
tambieacuten el espesor de cada una de
ellas hasta el rango de profundidad
investigado en cada caso
La ejecucioacuten de un estudio mediante
siacutesmica de refraccioacuten consiste en su
primera fase en medir los tiempos
invertidos por una onda de compresioacuten
en llegar a traveacutes del subsuelo a una
serie de sensores (geoacutefonos) situados
alineados en la superficie del terreno
El paraacutemetro fiacutesico que se analiza es
la velocidad de propagacioacuten de la
onda Vp a traveacutes de los materiales del
subsuelo en funcioacuten de la compacidad
de los mismos
Tal paraacutemetro nos aportaraacute
informacioacuten de las caracteriacutesticas
geomecaacutenicas de la zona en que se
apliquen
La representacioacuten graacutefica de los
tiempos que tardan las ondas en
alcanzar los geoacutefonos en funcioacuten de
las distancias al origen de la fuente se
denomina ldquoDromocronardquo
FACTORES QUE DEFINEN LA
PROFUNDIDAD DE PENETRACIOacuteN
Y RESOLUCIOacuteN
Nuacutemero de geoacutefonos
determina la profundidad de
investigacioacuten que se puede alcanzar
A mayor nuacutemero de geoacutefonos se
alcanza mayor profundidad de
penetracioacuten
-Espaciado entre geoacutefonos
determina la resolucioacuten del registro de
modo que cuanto menor sea el
espaciado mayor seraacute la resolucioacuten
-Nuacutemero de puntos de tiro
condiciona el detalle con el que se
determina el espesor y la velocidad de
las capas A mayor nuacutemero de puntos
de tiro mayor detalle
-Fuente de energiacutea
Con fuentes de energiacutea maacutes intensas
(explosivo aire comprimido etc)
pueden alcanzarse mayores
penetraciones y mayor alcance
METODO TOMOGRAFICO
En su sentido maacutes amplio un estudio
tomograacutefico cross-hole consiste en
determinar de forma detallada la
distribucioacuten de un determinado
paraacutemetro del terreno en el espacio
comprendido entre dos sondeos
situados relativamente proacuteximos entre
siacute
Procesado de los datos
La primera parte del proceso consiste
en la identificacioacuten en los registros
siacutesmicos de las primeras llegadas de
las ondas de compresioacuten a cada
sensor y para cada punto de sentildeal
determinando el tiempo invertido en
cada caso
Para el caacutelculo de las velocidades de
transmisioacuten de la sentildeal siacutesmica a partir
de estos tiempos hay que determinar
tambieacuten de forma precisa la posicioacuten y
la distancia entre cada punto de sentildeal
y cada sensor
Una vez cubierta la etapa de
identificacioacuten de las primeras llegadas
delas ondas P determinando los
tiempos y las distancias entre cada
punto de tiro y cada sensor la fase
fundamental del proceso es la
inversioacuten de estos datos para
determinar el valor de Vp en cada
celdilla de la seccioacuten del terreno
comprendida entre los dos sondeos
Se trata de un proceso complejo en
teacuterminos matemaacuteticos que
consideramos innecesario describir
aquiacute
METODO GEOELECTRICO
Es la exploracioacuten del subsuelo a partir
de las mediciones de resistividad
eleacutectrica Es una teacutecnica conocida
durante los uacuteltimos 50 antildeos
A grandes rasgos consiste en
introducir corriente en el terreno y
medir el voltaje producido por la
misma
Tomando en cuenta una roca densa
con pocos huecos poca humedad y
baja ionizacioacuten tendraacute alta resistencia
mientras que las arcillas saturadas
tendraacute baja resistencia
Teniendo el voltaje se obtiene la
resistividad del subsuelo Cada
estructura enterrada presenta un
rango de resistividad caracteriacutestico
cuyo valor nos sirve para
interpretacioacuten
En los estudios geoelectricos cuando
se menciona la resistividad aparente y
la resistividad verdadera solo
coinciden cuando el subsuelo es
absolutamente homogeacuteneo
A MAYOR LONGITUD DE
DISPOSITIVOS MAYOR
PENETRACIONEN EL SUBSUELO
a) Pequentildeas separaciones de
electrodos la corriente esta
confinada en un zona
b) Separacioacuten de los
dispositivos mayor
penetracioacuten
Se conoce como dispositivos
geoelectricos al conjunto de electrodos
que inyectan corriente en l subsuelo y
registra el potencias en el mismo
Modelizacioacuten geoelectrica del
subsuelo
Se clasifican en 3
--Modelos unidimensionales1-D
Varia solo la profundidad
Este modelo estudia los terrenos
estratificados horizontalmente
aplicando sondeos eleacutectricos verticales
Dispositivo schlumberger
Lecturas entre 10 a 20
Reconocimiento 1-D en la practica
reciben el nombre de sondeos
eleacutectricos verticales (SEV) con esto
obtenemos los horizontes geoloacutegicos
Procedimiento consiste en fijar los
electrodos e ir incrementando
progresivamente la distancia q los
separa consiguiendo mayor
profundidad
--Modelos bidimensionales 2-D
Este modelo varia en coordenadas (x)
y en profundidad (z)
Aplicado en la practica geolectrica
para el estudio de tuacuteneles
cimentaciones deteccioacuten de cuevas
etc
Emplea un dispositivo Dipolo-Dipolo o
wenner
Lecturas entre 100 y 1000
Los reconocimientos 2d son el dipolo-
dipolo y el wenner Su procedimiento
es clavar un gran numero de
electrodos en un espaciamiento
constante
Las lecturas se haraacuten mediantes
software como ser res2dinv u otros
--Modelos tridimensionales 3-D
Modelos complejos
Las lecturas variacutean en millares
Para realizar el reconocimiento es
similar las de 2D pero colocando los
electrodos en dispositivos de malla
bidimensional
Los meacutetodos geoelectrico tienen
dos ventajas
Permiten cubrir raacutepidamente grandes
aacutereas a un costo relativamente bajo
no son estorbados por los cantos
rodados o gravas gruesas que
dificultan los sondeos
Sistema sencillo y raacutepido de utilizar
Desventaja no se puede obtener una
interpretacioacuten uacutenica esto es
particularmente cuando los estratos no
son de espesor uniforme ni
horizontales
Utilidades reconocimiento de niveles
estratigraacuteficos
Localizacioacuten de depoacutesitos enterrados
Localizacioacuten de tuberiacuteas
metaacutelicas y otros
METODO ACUSTICO
El meacutetodo mas utilizado para
investigar la morfologiacutea y la estructura
del fondo marino es la observacioacuten
indirecta mediante sonar
Sonar de barrido lateral
Consiste en un emisorreceptor de
sentildeales ultrasoacutenicas que emite pulsos
en direccioacuten perpendicular al sentido
de avance y recibe los
correspondientes ecos
El resultado es la obtencioacuten de
registros graacuteficos bidimensionales de
la morfologiacutea del fondo del mar Es
fundamental para trabajos y obras
lineales detectando obstaacuteculos
Se clasifican seguacuten su irregularidad en
mas o menos accidentados
usando mono haz
La energiacutea acuacutestica transmitida estaba
confinada a un solo haz
Este era ancho por lo tanto perdiacutea
resolucioacuten y por consiguiente
exactitud
USANDO MULTIHAZ
La energiacutea acuacutestica transmitida por
varios haz
Profundidad de trabajo va de 50m a
11000m
Sus emisores en proa a popa y
receptores de estribor a babor
Su cobertura es mayor y es en forma
de abanico
METODO MAGNETICO
La magnetometriacutea es como la
gravimetriacutea un meacutetodo geofiacutesico
relativamente simple en su aplicacioacuten
El campo magneacutetico de la tierra afecta
tambieacuten yacimientos que contienen
magnetita (Fe) Estos yacimientos
producen un campo magneacutetico
inducido es decir su propio campo
magneacutetico Un magnetoacutemetro mide
simplemente los anomaliacuteas
magneacuteticas en la superficie terrestre
cuales podriacutean ser producto de un
yacimiento
El meacutetodo magneacutetico es el meacutetodo
geofiacutesico de prospeccioacuten maacutes antiguo
aplicable en la prospeccioacuten petroliacutefera
en las exploraciones mineras y de
artefactos arqueoloacutegicos
En la prospeccioacuten petroliacutefera el
meacutetodo magneacutetico entrega
informaciones acerca de la
profundidad de las rocas
pertenecientes al basamento A partir
de estos conocimientos se puede
localizar y definir la extensioacuten de las
cuencas sedimentarias ubicadas
encima del basamento que
posiblemente contienen reservas de
petroacuteleo
En las exploraciones mineras se aplica
el meacutetodo magneacutetico en la buacutesqueda
directa de minerales magneacuteticos y en
la buacutesqueda de minerales no
magneacuteticos asociados con los
minerales que ejercen un efecto
magneacutetico mensurable en la superficie
terrestre
Ademaacutes el meacutetodo magneacutetico se
puede emplear en la buacutesqueda de
agua subterraacutenea
Las anomaliacuteas magneacuteticas detectadas
a traveacutes de estudios magneacuteticos en
terreno se explican con variaciones en
las propiedades fiacutesicas de las rocas
como la susceptibilidad magneacutetica yo
la imantacioacuten remanente de las rocas
Estas propiedades fiacutesicas solo existen
a temperaturas debajo de la
temperatura de Curie En
consecuencia los generadores de las
anomaliacuteas magneacuteticas podemos hallar
hasta una profundidad maacutexima de 30 a
40 km
METODO GAVIMETRICO
El meacutetodo esta basado en el estudio la
variacioacuten del componente vertical del
campo gravitatorio terrestre
Se realiza mediciones relativas o es
decir se mide las variaciones
laterales de la atraccioacuten gravitatoria de
un lugar al otro puesto que en estas
mediciones se pueden lograr una
precisioacuten satisfactoria maacutes faacutecilmente
en comparacioacuten con las mediciones
del campo gravitatorio absoluto
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza
y estructura de las formaciones del
subsuelo)
El objetivo principal de los estudios de
gravimetriacutea es medir la atraccioacuten
gravitacional que ejerce la Tierra sobre
un cuerpo de masa determinada Pero
como la Tierra no es una esfera
perfecta y no esta en reposo ni es
homogeacutenea y tiene movimientos de
rotacioacuten y de traslacioacuten la fuerza de
gravedad que ejerce no es constante
Por tanto las medidas gravimeacutetrica en
exploracioacuten son representacioacuten de
anomaliacuteas en las que entran la
densidad de los diferentes tipos de
rocas sedimentos no consolidados
areniscas sal gema calizas granito
etc
En representacioacuten esquemaacutetica el
instrumento consta de una masa
metaacutelica que suspendida de un
resorte supersensible registra la
elongacioacuten del resorte debido a la
atraccioacuten producida por lo denso de la
masa de las rocas subterraacuteneas Las
medidas son anotadas y
posteriormente se confeccionan
mapas que representan la
configuracioacuten lograda
Aparatos como el graviacutemetro permiten
estudiar las rocas que hay en el
subsuelo Este aparato mide las
diferencias de la fuerza de la gravedad
en las diferentes zonas de suelo lo
que permite determinar queacute tipo de
roca existe en el subsuelo
Es un meacutetodo que cuantifica las
diferencias en la atraccioacuten de la
gravedad de los materiales del
subsuelo
Consiste en la medicioacuten muy precisa
de la aceleracioacuten de la gravedad en
distintos puntos registrando
variaciones extrantildeas de dicha
aceleracioacuten que pueden suponer
cambios bruscos en la densidad de un
terreno
De esta forma se pueden detectar
huecos o cavernas como las
existentes en los terrenos caacutersticos o
en zonas de explotacioacuten minera actual
o histoacuterica fallas domos salinos
profundidad de capas competentes
compactas etc
Los resultados obtenidos son en
general poco concluyentes para que
su empleo esteacute generalizado en la
ingenieriacutea civil
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza y
estructura de las formaciones del
subsuelo)
TEMA 12 ESTABILIDAD DE
TALUDES
INTRODUCCION-El objetivo principal
de un estudio de estabilidad de taludes
o laderas es el de establecer medidas
de prevencioacuten y control para reducir
los niveles de amenaza y riesgo
Generalmente los beneficios maacutes
importantes desde el punto de vista de
reduccioacuten de amenazas y riesgos es la
prevencioacuten
TALUD
--Es una composicioacuten o masa de tierra
que no es uniformemente plana sino
que tiene pendiente o ciertos cambios
de altura significativos
ESTABILIDAD- Seguridad de una
masa de tierra contra la falla o
movimiento
Para determinar la estabilidad de una
masa de suelo debemos determinar su
coeficiente de seguridad al
deslizamiento Al existir un coeficiente
de seguridad igual a 1 se produce el
deslizamiento del talud
Tipos DE talud
Se define como ladera cuando su
conformacioacuten actual tuvo como origen
un proceso natural
Y se define como talud cuando es
conformada artificialmente o sea por
accioacuten del hombre
Tipos DE FALLA EN taludes
1DESPRENDIMIENTOS-
11 CAIDA LIBRE
Desprendimiento repentino de uno o
maacutes bloques de suelo o roca que
descienden en caiacuteda libre
12 VOLCADURA
Caiacuteda de un bloque de roca con
respecto a un pivote ubicado debajo
de su centro de gravedad
2DERRUMBES- 21 PLANAR
Movimiento lento o raacutepido de un
bloque de suelo o roca a lo largo de
una superficie de falla plana
22ROTACIONAL
Movimiento relativamente lento de una
masa de suelo roca o una
combinacioacuten de los dos a lo largo de
una superficie curva de falla bien
definida
23DESPARRAMIENTO LATERAL
Movimiento de diferentes bloques de
suelo con desplazamientos distintos
3 AVALANCHAS
Movimiento raacutepido de una masa
incoherente de escombros de roca o
suelo-roca donde no se distingue la
estructura original del material
4 FLUJO
Suelo o suelo-roca movieacutendose como
un fluido viscoso desplazaacutendose
usualmente hasta distancias mucho
mayores de la falla Usualmente
originado por exceso de presiones
de poros
bull METODOS PARA
DISMINUIR EL RIESGO
1 PREVENCION-
La prevencioacuten incluye el manejo de la
vulnerabilidad evitando la posibilidad
de que se presenten riesgos o
amenazas La prevencioacuten debe ser un
programa del estado en todos sus
niveles mediante una legislacioacuten y un
sistema de manejo de amenazas que
permita disminuir los riesgos a
deslizamiento en un aacuterea determinada
bull 2 ELUCION DE LA
AMENAZA
Eludir la amenaza consiste en evitar
que los elementos en riesgo sean
expuestos a la amenaza de
deslizamiento
3 CONTROL
Meacutetodos tendientes a controlar la
amenaza activa antes de que se
produzca el riesgo a personas o
propiedades Generalmente consisten
en estructuras que retienen la masa en
movimiento Este tipo de obras se
construyen abajo del deslizamiento
para detenerlo despueacutes de que se ha
iniciado
bull 4 ESTABILIZACION
La estabilizacioacuten de un talud
comprende los siguientes factores
1 Determinar el sistema o
combinacioacuten de sistemas de
estabilizacioacuten maacutes apropiados
teniendo en cuenta todas las
circunstancias del talud estudiado
2 Disentildear en detalle el sistema a
emplear incluyendo planos y
especificaciones de disentildeo
3 Instrumentacioacuten y control durante
y despueacutes de la estabilizacioacuten Debe
tenerse en cuenta que en taludes
nunca existen disentildeos detallado sin
modificables y que las observaciones
que se hacen durante el proceso
deconstruccioacuten tienden generalmente
a introducir modificaciones al disentildeo
inicial y esto debe preverse en las
claacuteusulas contractuales de
construccioacuten Los sistemas de
estabilizacioacuten se pueden clasificar en
cinco categoriacuteas principales
bull 5 RECUBRIMIENTO DE LA
SUPERFICIE
Meacutetodos que tratan de impedir la
infiltracioacuten o la ocurrencia de
fenoacutemenos superficiales de erosioacuten o
refuerzan el suelo maacutes subsuperficial
El recubrimiento puede consistir en
elementos impermeabilizantes como el
concreto o elementos que refuercen la
estructura superficial del suelo como la
cobertura vegetal
bull 6 CONTROL DE AGUA
SUPERFICIAL Y
SUBTERRANEA
Sistemas tendientes a controlar el
agua y sus efectos disminuyendo
fuerzas que producen movimiento y o
aumentando las fuerzas resistentes
1 canales superficiales para control
de escorrentiacutea
Se recomienda construirlos como
obras complementaria en la mayoriacutea
de los casos Generalmente las zanjas
se construye arriba de la corona del
talud
2 subdrenes de zanjas
Muy efectivos para estabilizar
deslizamientos poco profundos en
suelos saturados subsuperficialmente
3 Sudrenes horizontales de
penetracioacuten
Muy efectivos para interceptar y
controlar aguas subterraneas
relativamente profundas
4 galeriacuteas o tuacuteneles de subdrenaje
Efectivos para estabilizar
deslizamientos profundos en
formaciones con permeabilidad
significativa y aguas subterraneas
5pozos profundos de subdrenaje
Uacutetiles en deslizamientos profundos
con aguas subterraneas Efectivos
para excavaciones no permanentes
SE recomienda los siguientes factores
de seguridad miacutenimos para la
estabilidad de los TALUDES
Al final de la construccioacuten FS = 13
A largo plazo FS = 15
ELEMENTOS DEL TALUD
TIPOS DE FALLAS
PRESIONES LATERALES DE
TIERRA
La presioacuten del terreno sobre un muro
esta fuertemente condicionada por la
deformabilidad del muro
Si el muro y el terreno sobre el que se
fundan son tales que las
deformaciones son praacutecticamente
nulas se estaacute en el caso de empuje
en reposo
Si el muro se desplaza permitiendo la
expansioacuten lateral del suelo se produce
una falla por corte del suelo retenido y
se crea una cuntildea El empuje
disminuye desde el valor del empuje al
reposo hasta el denominado valor del
empuje activo que es el miacutenimo
valor posible del empuje
Por el contrario si se aplican fuerzas
al muro de forma que eacuteste empuje al
relleno la falla se produce mediante
una cuntildea mucho maacutes amplia Este
valor recibe el nombre de empuje
pasivo y es el mayor valor que puede
alcanzar el empuje
EMPUJE EN REPOSO
Teoriacutea del ldquoEquilibrio plaacutesticordquoo
ldquoEquilibrio liacutemiterdquo
Coeficiente de empuje de tierra en
reposo K0 cuando no hay
deformaciones horizontales
Determinacioacuten de K0
--ensayo de laboratorio triaxiales
especiales
-- ensayo de campo
--formulas empiacutericas
EMPUJE PASIVO
Si el muro se mueve hacia el suelo los
esfuerzos horizontales aumentan
Finalmente se puede alcanzar la falla
por corte desarrollaacutendose una cuntildea
activa
MEJORAMIENTO DE LA
RESISTENCIA DEL SUELO
Inyecciones
Las inyecciones de diversos productos
quiacutemicos son utilizadas para mejorar la
resistencia o reducir la permeabilidad
de macizos rocosos y en ocasiones de
suelos permeables Las inyecciones
pueden consistir de materiales
cementantes tales como el cemento y
la cal o de productos quiacutemicos tales
como silicatos ligninos resinas
acrylamidas y uretanos
Generalmente las inyecciones de
cemento o de cal se utilizan en suelos
gruesos o en fisuras abiertas y los
productos quiacutemicos en materiales
menos permeables
Antes de decidir sobre la utilizacioacuten de
una inyeccioacuten debe investigarse que
el material realmente pueda penetrar
dentro de los vaciacuteos o fisuras
La penetrabilidad de las inyecciones
quiacutemicas depende de su viscosidad
presioacuten de inyeccioacuten y periodo de
inyeccioacuten asiacute como la permeabilidad
del suelo inyectado
Estabilizacioacuten con cemento
Estabilizacioacuten con cal
Calcinacioacuten o tratamiento teacutermico
Magmaficacioacuten
Compactacioacuten Profunda
La compactacioacuten o incremento de
la densidad del suelo se puede lograr
a grandes profundidades utilizando
alguno de los siguientes
procedimientos
1 Pilotes de compactacioacuten
2 Vibro compactacioacuten profunda
3 Columnas de piedra o grava
a Aumentar la resistencia del
suelo
b Mejorar el drenaje de aguas
subterraacuteneas
4 Compactacioacuten dinaacutemica
SISTEMAS DE ESTABILIZACIOacuteN DE
TALUDES Y LADERAS
Desmonte de tierras de la ladera
Sistemas de drenaje
Elementos resistentes de
contencioacuten
Pantallas o cortinas de pilotes
Pantalla de micro pilotes
Cortina de pilotes
Anclajes permanentes y drenes
Pantalla anclada de micropilotes
--- Estabilidad de taludes
Garantizar la estabilidad de los
taludes y evitar volcamiento o
deslizamiento del suelo de
cimentacioacuten es necesario estudiar los
muros de contencioacuten Incluyendo la
posibilidad de fallas por debajo de la
cimentacioacuten del muro
Disentildear las secciones y refuerzos
internos para resistir momentos
cortantes utilizando procedimientos de
ingenieriacutea estructural
MUROS RIacuteGIDOS
Generalmente son de concreto y no
permiten deformaciones importantes
sin romperse
En esta categoriacutea se encuentran los
muros de
- Concreto reforzado (HordmAordm)
- Concreto simple
-Concreto cicloacutepeo
MUROS DE CONCRETO
REFORZADO
Relativamente esbeltos y
generalmente tienen la forma de L
MUROS DE CONCRETO SIMPLE
Los muros de concreto
sin refuerzo son
masas relativamente
grandes de concreto
las cuales trabajan
como estructuras
Riacutegidas
MUROS DE CONCRETO CICLOacutePEO
El concreto cicloacutepeo es una mezcla de
concreto con cantos o bloques de roca
dura Generalmente se utilizan
mezclas de 60 de concreto y 40 de
volumen de bloques de roca
MUROS DE GRAVEDAD FLEXIBLES
MUROS DE GAVIONES
Son cajones de malla de alambre
galvanizado que se rellenan de cantos
de roca
Debe tenerse en cuenta el amarre
entre unidades de gaviones para evitar
el movimiento de unidades aisladas y
poder garantizar la estabilidad del
muro
MUROS DE LLANTAS USADA
Conocidos como Pneusol o Tiresoil
consisten en rellenos de suelo con
llantas de caucho usadas embebidas
- Muros hasta 20 m de altura
ENROCADOS
Los muros en roca son estructuras
construidas con bloques de roca los
cuales se colocan unos sobre otros en
forma manual o al volteo
El tamantildeo de los bloques supera las 3
pulgadas
SELECCIOacuteN DEL TIPO DE
ESTRUCTURA DE CONTENCIOacuteN
Se debe realizar una
comparacioacuten econoacutemica
Localizacioacuten del muro y la
cantidad de espacio
disponible
Altura de la estructura
propuesta y topografiacutea
resultante
Agua freaacutetica
Disponibilidad de materiales
Tiempo disponible para la
construccioacuten
GRUPO Nordm 13
EXCAVACIONES PROFUNDAS
---Es la facilidad con la que puede
excavarse la roca como los suelos
---Estan influidas en factores como la
resistencia del terreno y la magnitud
de los esfuersos que obran dentro de
el
---En excavaciones extremadamente
profundas la temperatura de la roca y
el flujo de calor a traves de la corteza
tambien sera de importancia
Excavacion De Roca y Suelo
Los metodos comunes utilizados en el
proceso de hacer un agujero en el
terreno son
1- la perforacion
2- Los sondeos
3- Maquina perforadora
4- Voladuras
El eacutexito de cada meacutetodo depende de
su capacidad para romper y disgregar
la roca y el suelo
bull Perforacion
La mayoria de los taladros son de dos
tipos
1- el percusivo
2- el rotatorio
bull Tenacidad
Es la resistencia a la fractura que
proviene esencialmente de la
resistencia de la roca a la tension
muchas barrenas de perforacion se
disentildean para inducir rupturas a la
tencion locales dentro de la roca a
medida que esta se hace mas deil a la
tencion que a la comprecion
La abrasividad
Es la capacidad de los fragmentos de
una roca para desgastar la barrera de
perforacion y pulir sus bordes
cortantes
Estructura
CONTROL DEL AGUA
SUBTERRAacuteNEA
Una excavacioacuten debajo de la
superficie del agua subterraacutenea debe
protegerse ya sea contra una afluencia
de agua o bien debe ser trabajada por
teacutecnicas subacuosas tales como la
perforacioacuten con draga de cable de
arrastre y dragado
Reduccioacuten del flujo durante la
excavacioacuten y para disminuir la presioacuten
del agua alrededor de esta
El mayor peligro del agua subterraacutenea
es un encuentro con horizontes
acuiacuteferos inesperados y presiones de
agua
Para controlar el agua subterraacutenea
que fluye a una excavacioacuten es
necesario conocer
Volumen de Agua
Gobernado por el almacenaje
del terreno y por sus limites
geo hidroloacutegicos
Ritmo de Flujo La descarga
del agua subterraacutenea es una
funcioacuten de la permeabilidad
del terreno y del gradiente
hidraacuteulico que la afecte
Es importante hacer una valoracioacuten de
la permeabilidad para los caacutelculos de
la afluencia y deben obtenerse
pruebas verificadas in situ
Las rocas y los suelos son
anosotropicos generalmente y su
permeabilidad varia con la direccioacuten
Presioacuten del Agua Esta se
pude calcular de una medida
precisa de la carga de
presioacuten variara de lugar a
lugar dentro del
terreno(FIG13-27) y en
cualquier localidad se espera
que variacutee con el tiempo
La presioacuten del agua subterraacutenea fuera
de control alrededor de una
excavacioacuten superficial puede ser la
causa de que el piso de la excavacioacuten
se rompa(Fig16-6bi)
Se inunde (FIG16-6bii)
Derrame(FIGiii)
Ruptura de las excavaciones
subterraacuteneas (FIGiv)
Meacutetodos de Rebajamiento del Nivel
Freaacutetico
bullWellpoint
bullWellpoint por Inyeccioacuten
Tipos de excavacioacuten
Entre los tipos de excavacioacuten
dependeraacute principalmente del tipo de
material a ser excavado por su
fragilidad a los derrumbes
Excavacioacuten sin Apuntalar
Excavaciones Apuntaladas
Excavaciones Apuntaladas Cerca
de estructuras
Excavaciones en rocas
Excavaciones con explosivos
PERFORACION EN ROCA CON
MAQUINARIA
EL PROBLEMA DE LA EXCAVACIOacuteN
EN ROCA
1 Suelos sueltos a
semicompactos
Suelos compactos a roca
blanda
3 Roca de dureza media
4 4 Roca dura
5 5 Roca muy dura
EXCAVACIOacuteN EN SEDIMENTOS
Las excavaciones en grava
limo arena arcilla y rocas
sedimentarias se debe utilizar
revestimientos que proporciones
soporte todo el tiempo
EXCAVACIONES SUBTERRANEAS
Las excavaciones subterraacuteneas son
pozos verticales y galeriacuteas
horizontales para tener acceso a los
trabajos subterraacuteneos a las minas
para la extraccioacuten del mineral tuacuteneles
y caacutemaras extensas
PRECAUCIONES PARA LA
EXCAVACION
Las zonas y fracturas acuiacuteferas
siempre son potencialmente
peligrosas
Las calizas son materiales
particularmente difiacuteciles de investigar
si contienen cavidades de solucioacuten
Las localizaciones de pozos pueden
explorarse con eacutexito razonable
perforando los pozos desde la
superficie del terreno hasta la
profundidad total
Las fisuras y cavidades llenadas
con agua no tienen que ser
interceptadas por una excavacioacuten que
las pongan en peligro
Los tuacuteneles presentan la dificultad
de que los pozos verticales los
intersectan solo en una fraccioacuten de su
longitud total
La cartografiacutea superficial puede
indicar los mejores sitios para
perforar pozos y proporcionar
informacioacuten del aacuterea
1048766 6 frac12rdquo maacutex 15 m
1048766 4 frac12rdquo maacutex 40 m
1048766 3rdquo maacutex 50 m
Los rendimientos que se pueden
esperar con estos equipos variacutean
naturalmente seguacuten los tipos de
terrenos sin embargo a tiacutetulo
orientativo eacutestos estaacuten comprendidos
entre 5-15 mdiacuteaturno
- Sondeos a rotacioacuten
El sondeo a rotacioacuten es el
procedimiento maacutes extendido para
obtener muestra o testigo en Cualquier
investigacioacuten geoteacutecnica
Respecto al uacutetil de corte que se
emplea para la obtencioacuten de muestra
de forma continua
Se utiliza una bateriacutea en cuya boca se
implementa una corona cuyos
elementos de corte Habituales son de
widia o diamante
Un sistema alternativo que permite el
avance de la perforacioacuten pero no la
recuperacioacuten de Muestra es el sondeo
que utiliza una barrena helicoide (a
forma de sacacorchos) el cual Precisa
para la determinacioacuten discontinua de
la columna de terreno de la toma de
muestras Con meacutetodos alternativos
- Perforacioacuten con heacutelice
Las barrenas helicoidales pueden
utilizarse en terrenos de consistencia
blanda a media y no cementados
Las barrenas helicoidales (figura 3b)
pueden ser de varios tipos
bull Con cabeza helicoidal
exclusivamente Con ellos se realizan
agujeros de gran diaacutemetro Este
procedimiento es usual en pilotajes
fijacioacuten de postes y plantaciones
bull Con barrena continua normal o
hueca La barrena continua consta de
una serie de barrenas que se
empalman sucesivamente Se emplea
para realizar
sondeos maacutes pequentildeos
Perforacioacuten a rotacioacuten con corona y
obtencioacuten de testigo
Con este sistema puede obtenerse
testigo en cualquier tipo de terreno
aunque en suelos cohesivos blandos
grandes bolos y limos deben tomarse
grandes precauciones En este
procedimiento de perforacioacuten con
obtencioacuten de testigo el uacutetil de corte es
la corona
La corona tiene seccioacuten circular y
puede ser de dos naturalezas
bull Widia El cuerpo de la corona es de
acero y en el borde cortante se
incrustan prismas de widia (carburo de
wolframio con un 10 de cobalto para
darle resistencia al choque)
Diamante Las coronas diamantadas
tienen un cuerpo de acero que estaacute
unido a la matriz Esta matriz es una
aleacioacuten metaacutelica que contiene los
diamantes estaacute compuesta por polvo
de carburo de wolframio y bronce con
pequentildeas cantidades de otros
metales Seguacuten el tamantildeo de los
diamantes existen dos tipos
fundamentales de corona diamantada
1048766 Concrecioacuten El tamantildeo oscila entre
80 y 1000 ppq
1048766 Insercioacuten El tamantildeo de los
diamantes oscila entre 10 y 80 ppq
Sondaje por Presioacuten
Se usa para perforaciones en suelos
blandos Profundidad maacutex 5 - 6 m
bull Para la extraccioacuten de la muestra el
barreno se reemplaza por un tubo de
muestreo
CALICATAS
Definicion
consisten en excavaciones realizadas
mediante medios mecaacutenicos
convencionales que permiten la
observacioacuten directa del terreno a cierta
profundidad
TIPOS DE CALICATAS
Mediante retro excavadora
Manuales
Ventajas
Observacioacuten directa y amplia del
terreno Realizacioacuten ensayos in situ
Inconvenientes
Profundidad de reconocimiento
limitada terreno afectado por la
excavacioacuten Presencia de nivel freaacutetico
TIPOS DE MUESTRAS
Muestra perturbada Se obtienen en
general de las paredes de los pozos y
comprometen estratos determinados o
bien la suma de algunos de ellos
Muestra sin perturbar
Este tipo de muestra se recorta de las
paredes de los pozos y compromete
estratos bien definidos
Excavacioacuten de calicatas y examen
de los perfiles del suelo
Examine el perfil del suelo tan pronto
quede expuesto cuando todaviacutea esteacute
fresco para poder definir los
horizontes con maacutes facilidad
Haga un boceto del perfil tan pronto
como lo haya examinado Anote los
resultados obtenidos y cualesquiera
otras observaciones sobre el terreno
que puedan ser de valor
posteriormente
--PENETRACIONES DINAMICAS
Procedimiento
Consiste en hincar un utensilio
metaacutelico de dimensiones normalizadas
(puntaza) en el suelo por golpeo o
empuje Es el ensayo in situ maacutes usual
Objetivo
Dar idea de la resistencia del terreno
correlacionado con la fuerza o golpeo
necesaria para hincar la puntaza
Ventajas
Es raacutepido y econoacutemico Existe una
amplia experiencia y correlaciones con
muchos otros ensayos
Inconvenientes
La energiacutea suministrada en el
penetroacutemetro estaacute normalizada
Problemas en materiales muy
compactos o muy blandos
Un reconocimiento basado uacutenicamente
en penetraciones puede originar un
estudio geoteacutecnico nefasto
El ensayo de penetracioacuten ligero o
DPL
Consiste en la penetracioacuten de una
puntaza de acero coacutenica perdida de
60ordm de aacutengulo en la punta que penetra
en el terreno por el golpeo de una
maza de 30 kg con una altura de caiacuteda
constante de 25 cm con un ritmo de
15 a 30 golpes por minuto siendo en
este caso el nuacutemero N10 el necesario
para que la puntaza penetre 10 cm El
ensayo se da por finalizado cuando se
alcance el rechazo (80- 100 golpes
para un tramo de 10 cm)
El ensayo de penetracioacuten pesado o
DPH
Consiste en la penetracioacuten de una
puntaza perdida de acero de seccioacuten
cuadrada de 4 x 4 cm que tiene una
longitud de 20 cm y termina en una
piraacutemide de 90ordm que penetra en el
terreno por el golpeo de una maza de
635 kg con una altura de caiacuteda
constante de 50 cm con un ritmo de
15 a 30 golpes por minuto siendo en
este caso el nuacutemero N20 el necesario
para que penetre 20 cm la puntaza
SPT
El ensayo de penetracioacuten estaacutendar
(SPT) desarrollado por Terzagui a
finales de los antildeos 20 es el ensayo in
situ maacutes popular y econoacutemico para
obtener informacioacuten geoteacutecnica del
subsuelo
Se estima que el 85 a 90 de los
disentildeos de las cimentaciones
convencionales de Norte y Sur
Ameacuterica se basan en los valores de N
medidos en el SPT
OBJETIVOS DE PRUEBA
SPT
Obtener la medida de la resistencia a
la penetracioacuten con un muestreador en
un suelo no cohesivo
--Tomar muestras representativas del
suelo
--Hallar correlacioacuten entre
El de golpes N medido y la
compacidad
j y la resistencia a la comprensioacuten
simple por medio de tablas o aacutebacos
ya existentes
--Debe tenerse en cuenta lo siguiente
El ensayo es aplicable solo a suelos
arenosos
Si en un manto de arena existen bajos
contenido grava tan solo una de ellas
puede invalidar el ensayo
En arenas muy finas situadas bajo el
nivel freaacutetico el valor de rdquoNrdquo debe
corregirse pues resultariacutea mayor que
el dado por una arena seca debido a
la baja permeabilidad de eacutesta que
impide que el agua emigre a traveacutes de
los huecos al producirse el impacto
Empiacutericamente se ha encontrado que
en estos casos el valor de N puede
corregirse mediante la siguiente
expresioacuten aplicable cuando la
penetracioacuten sea mayor de 15 golpes
en arenas finas y saturadas
Nrsquo = 15 + 12 ( N - 15 )
Nrsquo valor corregido del iacutendice de
penetracioacuten y
N valor obtenido en el ensayo
ENSAYO VANE TEST
El ensayo consiste en la introduccioacuten
estaacutetica de una paleta de acero con
seccioacuten transversal en formato de cruz
(aspas) de dimensiones estaacutendar
Aplicaciones
Resistencia al corte sin drenar de
arcillas saturadas
Sensitividad de arcillas
Columna de resistencia del suelo
RESULTADOS DEL ENSAYO
Graacutefico de torque en funcioacuten de la
rotacioacuten
Resistencia no drenada en
condiciones naturales (Su)
Resistencia no drenada en
condiciones amalgamadas
Sensibilidad de la estructura de la
arcilla
DPSH (penetracioacuten
dinaacutemica suacuteper pesada)
Es un tipo de prueba de penetracioacuten
dinaacutemica con registro continuo que se
emplea en la caracterizacioacuten de un
terreno dentro de un reconocimiento
geoteacutecnico
ENSAYOS DE
LABORATORIO
En lo referente a suelos granulares
(Arenas y Gravas) podemos
mencionar
Humedad
Anaacutelisis Granulomeacutetrico por
Tamizado
Ensayos Proctor
Ensayo CBR - Descripcioacuten de la Granulometriacutea
Bien graduado
Mal graduados
--Uniforme
--Graduacioacuten discontinua
La indicacioacuten de la graduacioacuten se
realiza con los siguientes paraacutemetros
Coeficiente de Uniformidad CU
Coeficiente de Curvatura CZ
Anaacutelisis por Sedimentacioacuten
El meacutetodo de sedimentacioacuten tiene por
objeto contar con datos muy
aproximados de la composicioacuten
granulomeacutetrica de los limos
Se realiza utilizando la ley de Stokes
CONTENIDO EN CARBONATOS Y
SUELOS ORGANICOS
Son compuestos que reaccionan a los
aacutecidos produciendo un burbujeo al
desprenderse el dioacutexido de carbono
Estos permiten identificar algunas
rocas sedimentarias que pueden ser
el material parental de los suelos bien
alguacuten proceso de acumulacioacuten de
sales o quizaacute por el uso de agua de
riego salina Los carbonatos maacutes
comunes son de calcio y le siguen los
de sodio o magnesio
La Materia Orgaacutenica en los suelos se
concentra mayormente en los primeros
centiacutemetros del suelo y disminuye
draacutesticamente con la profundidad
INFLUENCIA DE LA MATERIA
ORGAacuteNICA SOBRE ALGUNAS
PROPIEDADES DE LOS SUELOS
--Mejora a agregacioacuten y estabilidad de
los agregados del suelo reduciendo la
susceptibilidad a la erosioacuten
--Aumenta la capacidad de retencioacuten
de humedad de los suelos
--Tiene influencia sobre el color los
suelos
--Es responsanble en un alto
porcentaje de la capacidad de
intercambio Cationico
ENSAYOS PROCTOR
El ensayo consiste en compactar una
porcioacuten de suelo en un cilindro con
volumen conocido hacieacutendose variar
la humedad para obtener el punto de
compactacioacuten maacutexima en el cual se
obtiene la humedad oacuteptima de
compactacioacuten El ensayo puede ser
realizado en tres niveles de energiacutea de
compactacioacuten conforme las
especificaciones de la obra normal
intermedia y modificada
Existen dos tipos de ensayo Proctor
normalizados el Ensayo Proctor
Normal y el Ensayo Proctor
Modificado La diferencia entre
ambos estriba en la distinta energiacutea
utilizada debido al mayor peso del
pisoacuten y mayor altura de caiacuteda en el
Proctor modificado
MATERIALES COHESIVOS
(Limos y arcillas)
ENSAYO
--Anaacutelisis granulomeacutetrico por
tamizado Con este ensayo se puede
conocer la permeabilidad y la cohesioacuten
del suelo Se clasifica la muestra
Expresando en porcentaje la
proporcioacuten de gravas arena y arcilla o
limo
--Limites de Atterberg Los
contenidos de agua o humedad con
los cuales se producen los cambios de
estados se denominan liacutemites de
Atterberg
--Compresioacuten simple o inconfinada
Tiene por finalidad determinar la
resistencia a la compresioacuten no
confinada (qu) de un cilindro de suelo
cohesivo o semi-cohesivo e
indirectamente la resistencia al corte
(c) por la expresioacuten c = qu 2
( kgscm2 )
Consiste en un ensayo uniaxial en
donde la probeta no tiene soporte
lateral
--Edometriacutea o de consolidacioacuten Se
entiende como consolidacioacuten de un
material la deformacioacuten o reduccioacuten de
tamantildeo que sufre cuando es sometido
a una carga
--La finalidad de este ensayo es
determinar la velocidad y grado de
asentamiento que experimentaraacute una
muestra de suelo arcilloso saturado al
someterla a una serie de incrementos
de presioacuten o carga
--Hinchamiento Colapso
El este ensayo es determinar la
expansividad o aumento de volumen
de una muestra de suelo cohesivo
En los suelos que son expansivos el
hinchamiento que experimenta al
humedecerse depende de las
condiciones de compactacion
Cuanto mas seco este el suelo mayor
es la posibilidad de que se hinche o
colapse ocurrira uno u outro segun la
presion externa que se le aplique sea
este mayor o inferior a la presion de
hinchamiento
El cambio de volumen del suelo es
resultado directo de la variacion de
cantidad de agua que el posea
Para medir la expansibilidad de un
suelo se recurre a ensayos realizados
com el Edometro Los mas comunes
son el ensayo de Hinchamiento Libre
el ensayo de Presion de Hinchamiento
y el ensayo Lambe
---Corte directo La finalidad de los
ensayos de corte es determinar la
resistencia de una muestra de suelo
sometida a fatigas yo deformaciones
que simulen las que existen o existiraacuten
en terreno producto de la aplicacioacuten de
una carga
La resistencia al corte depende de la
cohesioacuten y la friccioacuten interna del suelo
Del ensayo se puede obtener una
estimacioacuten aproximada de la
resistencia al corte Las condiciones
de deformacioacuten son tan poco
homogeacuteneas en la caja de corte que
no se debe esperar precisioacuten en los
paraacutemetros resistentes Por ese
motivo su utilizacioacuten soacutelo es
aconsejable cuando no existe la
posibilidad de hacer ensayos
triaxiales
Generalmente se ensayan tres o maacutes
especiacutemenes cada uno bajo una
carga normal diferente para determinar
su efecto sobre la resistencia al corte y
al desplazamiento y las propiedades
de resistencia a partir de las
envolventes de resistencia de Mohr
A partir de este ensayo no pueden
determinarse las relaciones esfuerzo-
deformacioacuten o cualquier otro valor
asociado como el modulo de
cizalladura
La colapsabilidad es la tendencia que
puede tener un terreno a reducir su
volumen de forma raacutepida (colapso)
Los suelos colapsables suelen
presentar gran variedad de formas y
tamantildeos de partiacuteculas aunque la
mayoria de ellos presenta forma
redondeada
La finalidad de este ensayo es de
determinar o evaluar la susceptibilidad
al colapso de una muestra de suelo la
que podra sufrir un asentamiento
adicional originado por la inundacion
de la muestra
Existen dos metodos de ensayos
ensayos para muestras inalteradas y
para muestras alteradas
--Triaxial El ensayo consiste en
aplicar esfuerzos laterales y verticales
diferentes a probetas ciliacutendricas de
suelo y para determinar la resistencia
al cortante la rigidez y caracteriacutesticas
de deformacioacuten de las muestras
Generalmente existen 3 formas de
realizar el ensayo Triaxial
Ensayo Consolidado drenado
Ensayo Consolidado no drenado
Ensayo No consolidado
Es el ensayo que mayor informacioacuten
nos da ya que nos permite conocer
los dos paraacutemetros intriacutensecos mas
importantes de un suelo COHESION y
ANGULO DE FRICCION con ellos se
define la capacidad portante y las
caracteriacutesticas del corte de un suelo
bajo diferentes condiciones de drenaje
de un suelo
TENA 11 INVESTIGACIONES
PROFUNDA
METODOS GEOFISICOS
Objetivo Con los meacutetodos geofiacutesicos
se puede investigar zonas sin acceso
para el ser humano como el interior
de la tierra En la buacutesqueda de
yacimientos metaliacuteferos (prospeccioacuten
exploracioacuten) este meacutetodos geofiacutesicos
pueden dar informaciones sin hacer
una perforacioacuten de altos costos
Existen varios meacutetodos geofiacutesicos los
cuales aprovechan propiedades fiacutesicas
de las rocas
-Pero todos los meacutetodos geofiacutesicos
dan solamente informaciones
indirectas es decir nunca sale una
muestra de una roca Los resultados
de investigaciones geofiacutesicas son
hojas de datos (nuacutemeros) que esperan
a una interpretacioacuten
Los meacutetodos maacutes usados
METODO DE SONDEO
---Sondeos mineros
Se utiliza etas sondas para llegar a
profundidades grandes alrededor de
1200m Se los utiliza en
minas subterraacuteneas se utiliza para
comprobar a que profundidad esta la
veta de mayor intereacutes y evaluar el
costo de la explotacioacuten
Canteras a cielo abierto ayuda a la
localizacioacuten de las areas con mayor
volumen de materas primas
---Sondeo geotecnicos
Obras de ingenieriacutea estas precisan
estudiar con gran detalle la geologiacutea
de las zonas en algunos casos hasta
alcanzar profundidades considerables
como ser tuacuteneles presas etc
En el campo de la cimentacioacuten
generalmente se basan en sondeos
mecaacutenicos y ensayos ldquoin-siturdquo
Maquinaria
Sonda hidraacuteulica MC-300
Sonda longyear-38 y
Sonda craelius 1500
Adecuada para sondeos profundos
Profundidad de los sondeos
Para obtener informacioacuten necesaria
para poder predecir el asentamiento
de un estructura los sondeos deben
penetrar todos los estratos que
puedan consolidarse por efecto a las
cargas
Para estructuras pesadas muy
importantes como grandes puentes y
edificios altos esto significa que los
sondeos deben llegar hasta la roca
Pero para estructuras pequentildeas la
profundidad se puede estimar por
caracteriacutesticas geologiacuteas Una
antigua regla establece que la
profundidad de los sondeos deben ser
igual a dos veces el ancho del edificio
METODO DE GEORRADAR
El georraacutedar o raacutedar de subsuelo es
una teacutecnica de prospeccioacuten basada en
la emisioacuten de pulsos
electromagneacuteticos y en la recogida de
las reflexiones que se producen por
los cambios del valor de la constante
dieleacutectrica del terreno asociada a los
distintos materiales
Se consiguen profundidades de
penetracioacuten de hasta 40 m (seguacuten
los materiales atravesados)
obtenieacutendose imaacutegenes del subsuelo
de alta resolucioacuten Lo que la hace
especialmente apta para la
delimitacioacuten de estructuras naturales o
artificiales poco profundas
(arqueologiacutea tuberiacuteas y otras
infraestructuras soterradas) deteccioacuten
de fluidos (agua o contaminantes) etc
METODO SISMICO DE
REFRACCION
El meacutetodo siacutesmico de refraccioacuten
constituye la teacutecnica geofiacutesica maacutes
ampliamente utilizada para determinar
la velocidad Vp caracteriacutestica de las
diferentes capas del subsuelo y
tambieacuten el espesor de cada una de
ellas hasta el rango de profundidad
investigado en cada caso
La ejecucioacuten de un estudio mediante
siacutesmica de refraccioacuten consiste en su
primera fase en medir los tiempos
invertidos por una onda de compresioacuten
en llegar a traveacutes del subsuelo a una
serie de sensores (geoacutefonos) situados
alineados en la superficie del terreno
El paraacutemetro fiacutesico que se analiza es
la velocidad de propagacioacuten de la
onda Vp a traveacutes de los materiales del
subsuelo en funcioacuten de la compacidad
de los mismos
Tal paraacutemetro nos aportaraacute
informacioacuten de las caracteriacutesticas
geomecaacutenicas de la zona en que se
apliquen
La representacioacuten graacutefica de los
tiempos que tardan las ondas en
alcanzar los geoacutefonos en funcioacuten de
las distancias al origen de la fuente se
denomina ldquoDromocronardquo
FACTORES QUE DEFINEN LA
PROFUNDIDAD DE PENETRACIOacuteN
Y RESOLUCIOacuteN
Nuacutemero de geoacutefonos
determina la profundidad de
investigacioacuten que se puede alcanzar
A mayor nuacutemero de geoacutefonos se
alcanza mayor profundidad de
penetracioacuten
-Espaciado entre geoacutefonos
determina la resolucioacuten del registro de
modo que cuanto menor sea el
espaciado mayor seraacute la resolucioacuten
-Nuacutemero de puntos de tiro
condiciona el detalle con el que se
determina el espesor y la velocidad de
las capas A mayor nuacutemero de puntos
de tiro mayor detalle
-Fuente de energiacutea
Con fuentes de energiacutea maacutes intensas
(explosivo aire comprimido etc)
pueden alcanzarse mayores
penetraciones y mayor alcance
METODO TOMOGRAFICO
En su sentido maacutes amplio un estudio
tomograacutefico cross-hole consiste en
determinar de forma detallada la
distribucioacuten de un determinado
paraacutemetro del terreno en el espacio
comprendido entre dos sondeos
situados relativamente proacuteximos entre
siacute
Procesado de los datos
La primera parte del proceso consiste
en la identificacioacuten en los registros
siacutesmicos de las primeras llegadas de
las ondas de compresioacuten a cada
sensor y para cada punto de sentildeal
determinando el tiempo invertido en
cada caso
Para el caacutelculo de las velocidades de
transmisioacuten de la sentildeal siacutesmica a partir
de estos tiempos hay que determinar
tambieacuten de forma precisa la posicioacuten y
la distancia entre cada punto de sentildeal
y cada sensor
Una vez cubierta la etapa de
identificacioacuten de las primeras llegadas
delas ondas P determinando los
tiempos y las distancias entre cada
punto de tiro y cada sensor la fase
fundamental del proceso es la
inversioacuten de estos datos para
determinar el valor de Vp en cada
celdilla de la seccioacuten del terreno
comprendida entre los dos sondeos
Se trata de un proceso complejo en
teacuterminos matemaacuteticos que
consideramos innecesario describir
aquiacute
METODO GEOELECTRICO
Es la exploracioacuten del subsuelo a partir
de las mediciones de resistividad
eleacutectrica Es una teacutecnica conocida
durante los uacuteltimos 50 antildeos
A grandes rasgos consiste en
introducir corriente en el terreno y
medir el voltaje producido por la
misma
Tomando en cuenta una roca densa
con pocos huecos poca humedad y
baja ionizacioacuten tendraacute alta resistencia
mientras que las arcillas saturadas
tendraacute baja resistencia
Teniendo el voltaje se obtiene la
resistividad del subsuelo Cada
estructura enterrada presenta un
rango de resistividad caracteriacutestico
cuyo valor nos sirve para
interpretacioacuten
En los estudios geoelectricos cuando
se menciona la resistividad aparente y
la resistividad verdadera solo
coinciden cuando el subsuelo es
absolutamente homogeacuteneo
A MAYOR LONGITUD DE
DISPOSITIVOS MAYOR
PENETRACIONEN EL SUBSUELO
a) Pequentildeas separaciones de
electrodos la corriente esta
confinada en un zona
b) Separacioacuten de los
dispositivos mayor
penetracioacuten
Se conoce como dispositivos
geoelectricos al conjunto de electrodos
que inyectan corriente en l subsuelo y
registra el potencias en el mismo
Modelizacioacuten geoelectrica del
subsuelo
Se clasifican en 3
--Modelos unidimensionales1-D
Varia solo la profundidad
Este modelo estudia los terrenos
estratificados horizontalmente
aplicando sondeos eleacutectricos verticales
Dispositivo schlumberger
Lecturas entre 10 a 20
Reconocimiento 1-D en la practica
reciben el nombre de sondeos
eleacutectricos verticales (SEV) con esto
obtenemos los horizontes geoloacutegicos
Procedimiento consiste en fijar los
electrodos e ir incrementando
progresivamente la distancia q los
separa consiguiendo mayor
profundidad
--Modelos bidimensionales 2-D
Este modelo varia en coordenadas (x)
y en profundidad (z)
Aplicado en la practica geolectrica
para el estudio de tuacuteneles
cimentaciones deteccioacuten de cuevas
etc
Emplea un dispositivo Dipolo-Dipolo o
wenner
Lecturas entre 100 y 1000
Los reconocimientos 2d son el dipolo-
dipolo y el wenner Su procedimiento
es clavar un gran numero de
electrodos en un espaciamiento
constante
Las lecturas se haraacuten mediantes
software como ser res2dinv u otros
--Modelos tridimensionales 3-D
Modelos complejos
Las lecturas variacutean en millares
Para realizar el reconocimiento es
similar las de 2D pero colocando los
electrodos en dispositivos de malla
bidimensional
Los meacutetodos geoelectrico tienen
dos ventajas
Permiten cubrir raacutepidamente grandes
aacutereas a un costo relativamente bajo
no son estorbados por los cantos
rodados o gravas gruesas que
dificultan los sondeos
Sistema sencillo y raacutepido de utilizar
Desventaja no se puede obtener una
interpretacioacuten uacutenica esto es
particularmente cuando los estratos no
son de espesor uniforme ni
horizontales
Utilidades reconocimiento de niveles
estratigraacuteficos
Localizacioacuten de depoacutesitos enterrados
Localizacioacuten de tuberiacuteas
metaacutelicas y otros
METODO ACUSTICO
El meacutetodo mas utilizado para
investigar la morfologiacutea y la estructura
del fondo marino es la observacioacuten
indirecta mediante sonar
Sonar de barrido lateral
Consiste en un emisorreceptor de
sentildeales ultrasoacutenicas que emite pulsos
en direccioacuten perpendicular al sentido
de avance y recibe los
correspondientes ecos
El resultado es la obtencioacuten de
registros graacuteficos bidimensionales de
la morfologiacutea del fondo del mar Es
fundamental para trabajos y obras
lineales detectando obstaacuteculos
Se clasifican seguacuten su irregularidad en
mas o menos accidentados
usando mono haz
La energiacutea acuacutestica transmitida estaba
confinada a un solo haz
Este era ancho por lo tanto perdiacutea
resolucioacuten y por consiguiente
exactitud
USANDO MULTIHAZ
La energiacutea acuacutestica transmitida por
varios haz
Profundidad de trabajo va de 50m a
11000m
Sus emisores en proa a popa y
receptores de estribor a babor
Su cobertura es mayor y es en forma
de abanico
METODO MAGNETICO
La magnetometriacutea es como la
gravimetriacutea un meacutetodo geofiacutesico
relativamente simple en su aplicacioacuten
El campo magneacutetico de la tierra afecta
tambieacuten yacimientos que contienen
magnetita (Fe) Estos yacimientos
producen un campo magneacutetico
inducido es decir su propio campo
magneacutetico Un magnetoacutemetro mide
simplemente los anomaliacuteas
magneacuteticas en la superficie terrestre
cuales podriacutean ser producto de un
yacimiento
El meacutetodo magneacutetico es el meacutetodo
geofiacutesico de prospeccioacuten maacutes antiguo
aplicable en la prospeccioacuten petroliacutefera
en las exploraciones mineras y de
artefactos arqueoloacutegicos
En la prospeccioacuten petroliacutefera el
meacutetodo magneacutetico entrega
informaciones acerca de la
profundidad de las rocas
pertenecientes al basamento A partir
de estos conocimientos se puede
localizar y definir la extensioacuten de las
cuencas sedimentarias ubicadas
encima del basamento que
posiblemente contienen reservas de
petroacuteleo
En las exploraciones mineras se aplica
el meacutetodo magneacutetico en la buacutesqueda
directa de minerales magneacuteticos y en
la buacutesqueda de minerales no
magneacuteticos asociados con los
minerales que ejercen un efecto
magneacutetico mensurable en la superficie
terrestre
Ademaacutes el meacutetodo magneacutetico se
puede emplear en la buacutesqueda de
agua subterraacutenea
Las anomaliacuteas magneacuteticas detectadas
a traveacutes de estudios magneacuteticos en
terreno se explican con variaciones en
las propiedades fiacutesicas de las rocas
como la susceptibilidad magneacutetica yo
la imantacioacuten remanente de las rocas
Estas propiedades fiacutesicas solo existen
a temperaturas debajo de la
temperatura de Curie En
consecuencia los generadores de las
anomaliacuteas magneacuteticas podemos hallar
hasta una profundidad maacutexima de 30 a
40 km
METODO GAVIMETRICO
El meacutetodo esta basado en el estudio la
variacioacuten del componente vertical del
campo gravitatorio terrestre
Se realiza mediciones relativas o es
decir se mide las variaciones
laterales de la atraccioacuten gravitatoria de
un lugar al otro puesto que en estas
mediciones se pueden lograr una
precisioacuten satisfactoria maacutes faacutecilmente
en comparacioacuten con las mediciones
del campo gravitatorio absoluto
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza
y estructura de las formaciones del
subsuelo)
El objetivo principal de los estudios de
gravimetriacutea es medir la atraccioacuten
gravitacional que ejerce la Tierra sobre
un cuerpo de masa determinada Pero
como la Tierra no es una esfera
perfecta y no esta en reposo ni es
homogeacutenea y tiene movimientos de
rotacioacuten y de traslacioacuten la fuerza de
gravedad que ejerce no es constante
Por tanto las medidas gravimeacutetrica en
exploracioacuten son representacioacuten de
anomaliacuteas en las que entran la
densidad de los diferentes tipos de
rocas sedimentos no consolidados
areniscas sal gema calizas granito
etc
En representacioacuten esquemaacutetica el
instrumento consta de una masa
metaacutelica que suspendida de un
resorte supersensible registra la
elongacioacuten del resorte debido a la
atraccioacuten producida por lo denso de la
masa de las rocas subterraacuteneas Las
medidas son anotadas y
posteriormente se confeccionan
mapas que representan la
configuracioacuten lograda
Aparatos como el graviacutemetro permiten
estudiar las rocas que hay en el
subsuelo Este aparato mide las
diferencias de la fuerza de la gravedad
en las diferentes zonas de suelo lo
que permite determinar queacute tipo de
roca existe en el subsuelo
Es un meacutetodo que cuantifica las
diferencias en la atraccioacuten de la
gravedad de los materiales del
subsuelo
Consiste en la medicioacuten muy precisa
de la aceleracioacuten de la gravedad en
distintos puntos registrando
variaciones extrantildeas de dicha
aceleracioacuten que pueden suponer
cambios bruscos en la densidad de un
terreno
De esta forma se pueden detectar
huecos o cavernas como las
existentes en los terrenos caacutersticos o
en zonas de explotacioacuten minera actual
o histoacuterica fallas domos salinos
profundidad de capas competentes
compactas etc
Los resultados obtenidos son en
general poco concluyentes para que
su empleo esteacute generalizado en la
ingenieriacutea civil
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza y
estructura de las formaciones del
subsuelo)
TEMA 12 ESTABILIDAD DE
TALUDES
INTRODUCCION-El objetivo principal
de un estudio de estabilidad de taludes
o laderas es el de establecer medidas
de prevencioacuten y control para reducir
los niveles de amenaza y riesgo
Generalmente los beneficios maacutes
importantes desde el punto de vista de
reduccioacuten de amenazas y riesgos es la
prevencioacuten
TALUD
--Es una composicioacuten o masa de tierra
que no es uniformemente plana sino
que tiene pendiente o ciertos cambios
de altura significativos
ESTABILIDAD- Seguridad de una
masa de tierra contra la falla o
movimiento
Para determinar la estabilidad de una
masa de suelo debemos determinar su
coeficiente de seguridad al
deslizamiento Al existir un coeficiente
de seguridad igual a 1 se produce el
deslizamiento del talud
Tipos DE talud
Se define como ladera cuando su
conformacioacuten actual tuvo como origen
un proceso natural
Y se define como talud cuando es
conformada artificialmente o sea por
accioacuten del hombre
Tipos DE FALLA EN taludes
1DESPRENDIMIENTOS-
11 CAIDA LIBRE
Desprendimiento repentino de uno o
maacutes bloques de suelo o roca que
descienden en caiacuteda libre
12 VOLCADURA
Caiacuteda de un bloque de roca con
respecto a un pivote ubicado debajo
de su centro de gravedad
2DERRUMBES- 21 PLANAR
Movimiento lento o raacutepido de un
bloque de suelo o roca a lo largo de
una superficie de falla plana
22ROTACIONAL
Movimiento relativamente lento de una
masa de suelo roca o una
combinacioacuten de los dos a lo largo de
una superficie curva de falla bien
definida
23DESPARRAMIENTO LATERAL
Movimiento de diferentes bloques de
suelo con desplazamientos distintos
3 AVALANCHAS
Movimiento raacutepido de una masa
incoherente de escombros de roca o
suelo-roca donde no se distingue la
estructura original del material
4 FLUJO
Suelo o suelo-roca movieacutendose como
un fluido viscoso desplazaacutendose
usualmente hasta distancias mucho
mayores de la falla Usualmente
originado por exceso de presiones
de poros
bull METODOS PARA
DISMINUIR EL RIESGO
1 PREVENCION-
La prevencioacuten incluye el manejo de la
vulnerabilidad evitando la posibilidad
de que se presenten riesgos o
amenazas La prevencioacuten debe ser un
programa del estado en todos sus
niveles mediante una legislacioacuten y un
sistema de manejo de amenazas que
permita disminuir los riesgos a
deslizamiento en un aacuterea determinada
bull 2 ELUCION DE LA
AMENAZA
Eludir la amenaza consiste en evitar
que los elementos en riesgo sean
expuestos a la amenaza de
deslizamiento
3 CONTROL
Meacutetodos tendientes a controlar la
amenaza activa antes de que se
produzca el riesgo a personas o
propiedades Generalmente consisten
en estructuras que retienen la masa en
movimiento Este tipo de obras se
construyen abajo del deslizamiento
para detenerlo despueacutes de que se ha
iniciado
bull 4 ESTABILIZACION
La estabilizacioacuten de un talud
comprende los siguientes factores
1 Determinar el sistema o
combinacioacuten de sistemas de
estabilizacioacuten maacutes apropiados
teniendo en cuenta todas las
circunstancias del talud estudiado
2 Disentildear en detalle el sistema a
emplear incluyendo planos y
especificaciones de disentildeo
3 Instrumentacioacuten y control durante
y despueacutes de la estabilizacioacuten Debe
tenerse en cuenta que en taludes
nunca existen disentildeos detallado sin
modificables y que las observaciones
que se hacen durante el proceso
deconstruccioacuten tienden generalmente
a introducir modificaciones al disentildeo
inicial y esto debe preverse en las
claacuteusulas contractuales de
construccioacuten Los sistemas de
estabilizacioacuten se pueden clasificar en
cinco categoriacuteas principales
bull 5 RECUBRIMIENTO DE LA
SUPERFICIE
Meacutetodos que tratan de impedir la
infiltracioacuten o la ocurrencia de
fenoacutemenos superficiales de erosioacuten o
refuerzan el suelo maacutes subsuperficial
El recubrimiento puede consistir en
elementos impermeabilizantes como el
concreto o elementos que refuercen la
estructura superficial del suelo como la
cobertura vegetal
bull 6 CONTROL DE AGUA
SUPERFICIAL Y
SUBTERRANEA
Sistemas tendientes a controlar el
agua y sus efectos disminuyendo
fuerzas que producen movimiento y o
aumentando las fuerzas resistentes
1 canales superficiales para control
de escorrentiacutea
Se recomienda construirlos como
obras complementaria en la mayoriacutea
de los casos Generalmente las zanjas
se construye arriba de la corona del
talud
2 subdrenes de zanjas
Muy efectivos para estabilizar
deslizamientos poco profundos en
suelos saturados subsuperficialmente
3 Sudrenes horizontales de
penetracioacuten
Muy efectivos para interceptar y
controlar aguas subterraneas
relativamente profundas
4 galeriacuteas o tuacuteneles de subdrenaje
Efectivos para estabilizar
deslizamientos profundos en
formaciones con permeabilidad
significativa y aguas subterraneas
5pozos profundos de subdrenaje
Uacutetiles en deslizamientos profundos
con aguas subterraneas Efectivos
para excavaciones no permanentes
SE recomienda los siguientes factores
de seguridad miacutenimos para la
estabilidad de los TALUDES
Al final de la construccioacuten FS = 13
A largo plazo FS = 15
ELEMENTOS DEL TALUD
TIPOS DE FALLAS
PRESIONES LATERALES DE
TIERRA
La presioacuten del terreno sobre un muro
esta fuertemente condicionada por la
deformabilidad del muro
Si el muro y el terreno sobre el que se
fundan son tales que las
deformaciones son praacutecticamente
nulas se estaacute en el caso de empuje
en reposo
Si el muro se desplaza permitiendo la
expansioacuten lateral del suelo se produce
una falla por corte del suelo retenido y
se crea una cuntildea El empuje
disminuye desde el valor del empuje al
reposo hasta el denominado valor del
empuje activo que es el miacutenimo
valor posible del empuje
Por el contrario si se aplican fuerzas
al muro de forma que eacuteste empuje al
relleno la falla se produce mediante
una cuntildea mucho maacutes amplia Este
valor recibe el nombre de empuje
pasivo y es el mayor valor que puede
alcanzar el empuje
EMPUJE EN REPOSO
Teoriacutea del ldquoEquilibrio plaacutesticordquoo
ldquoEquilibrio liacutemiterdquo
Coeficiente de empuje de tierra en
reposo K0 cuando no hay
deformaciones horizontales
Determinacioacuten de K0
--ensayo de laboratorio triaxiales
especiales
-- ensayo de campo
--formulas empiacutericas
EMPUJE PASIVO
Si el muro se mueve hacia el suelo los
esfuerzos horizontales aumentan
Finalmente se puede alcanzar la falla
por corte desarrollaacutendose una cuntildea
activa
MEJORAMIENTO DE LA
RESISTENCIA DEL SUELO
Inyecciones
Las inyecciones de diversos productos
quiacutemicos son utilizadas para mejorar la
resistencia o reducir la permeabilidad
de macizos rocosos y en ocasiones de
suelos permeables Las inyecciones
pueden consistir de materiales
cementantes tales como el cemento y
la cal o de productos quiacutemicos tales
como silicatos ligninos resinas
acrylamidas y uretanos
Generalmente las inyecciones de
cemento o de cal se utilizan en suelos
gruesos o en fisuras abiertas y los
productos quiacutemicos en materiales
menos permeables
Antes de decidir sobre la utilizacioacuten de
una inyeccioacuten debe investigarse que
el material realmente pueda penetrar
dentro de los vaciacuteos o fisuras
La penetrabilidad de las inyecciones
quiacutemicas depende de su viscosidad
presioacuten de inyeccioacuten y periodo de
inyeccioacuten asiacute como la permeabilidad
del suelo inyectado
Estabilizacioacuten con cemento
Estabilizacioacuten con cal
Calcinacioacuten o tratamiento teacutermico
Magmaficacioacuten
Compactacioacuten Profunda
La compactacioacuten o incremento de
la densidad del suelo se puede lograr
a grandes profundidades utilizando
alguno de los siguientes
procedimientos
1 Pilotes de compactacioacuten
2 Vibro compactacioacuten profunda
3 Columnas de piedra o grava
a Aumentar la resistencia del
suelo
b Mejorar el drenaje de aguas
subterraacuteneas
4 Compactacioacuten dinaacutemica
SISTEMAS DE ESTABILIZACIOacuteN DE
TALUDES Y LADERAS
Desmonte de tierras de la ladera
Sistemas de drenaje
Elementos resistentes de
contencioacuten
Pantallas o cortinas de pilotes
Pantalla de micro pilotes
Cortina de pilotes
Anclajes permanentes y drenes
Pantalla anclada de micropilotes
--- Estabilidad de taludes
Garantizar la estabilidad de los
taludes y evitar volcamiento o
deslizamiento del suelo de
cimentacioacuten es necesario estudiar los
muros de contencioacuten Incluyendo la
posibilidad de fallas por debajo de la
cimentacioacuten del muro
Disentildear las secciones y refuerzos
internos para resistir momentos
cortantes utilizando procedimientos de
ingenieriacutea estructural
MUROS RIacuteGIDOS
Generalmente son de concreto y no
permiten deformaciones importantes
sin romperse
En esta categoriacutea se encuentran los
muros de
- Concreto reforzado (HordmAordm)
- Concreto simple
-Concreto cicloacutepeo
MUROS DE CONCRETO
REFORZADO
Relativamente esbeltos y
generalmente tienen la forma de L
MUROS DE CONCRETO SIMPLE
Los muros de concreto
sin refuerzo son
masas relativamente
grandes de concreto
las cuales trabajan
como estructuras
Riacutegidas
MUROS DE CONCRETO CICLOacutePEO
El concreto cicloacutepeo es una mezcla de
concreto con cantos o bloques de roca
dura Generalmente se utilizan
mezclas de 60 de concreto y 40 de
volumen de bloques de roca
MUROS DE GRAVEDAD FLEXIBLES
MUROS DE GAVIONES
Son cajones de malla de alambre
galvanizado que se rellenan de cantos
de roca
Debe tenerse en cuenta el amarre
entre unidades de gaviones para evitar
el movimiento de unidades aisladas y
poder garantizar la estabilidad del
muro
MUROS DE LLANTAS USADA
Conocidos como Pneusol o Tiresoil
consisten en rellenos de suelo con
llantas de caucho usadas embebidas
- Muros hasta 20 m de altura
ENROCADOS
Los muros en roca son estructuras
construidas con bloques de roca los
cuales se colocan unos sobre otros en
forma manual o al volteo
El tamantildeo de los bloques supera las 3
pulgadas
SELECCIOacuteN DEL TIPO DE
ESTRUCTURA DE CONTENCIOacuteN
Se debe realizar una
comparacioacuten econoacutemica
Localizacioacuten del muro y la
cantidad de espacio
disponible
Altura de la estructura
propuesta y topografiacutea
resultante
Agua freaacutetica
Disponibilidad de materiales
Tiempo disponible para la
construccioacuten
GRUPO Nordm 13
EXCAVACIONES PROFUNDAS
---Es la facilidad con la que puede
excavarse la roca como los suelos
---Estan influidas en factores como la
resistencia del terreno y la magnitud
de los esfuersos que obran dentro de
el
---En excavaciones extremadamente
profundas la temperatura de la roca y
el flujo de calor a traves de la corteza
tambien sera de importancia
Excavacion De Roca y Suelo
Los metodos comunes utilizados en el
proceso de hacer un agujero en el
terreno son
1- la perforacion
2- Los sondeos
3- Maquina perforadora
4- Voladuras
El eacutexito de cada meacutetodo depende de
su capacidad para romper y disgregar
la roca y el suelo
bull Perforacion
La mayoria de los taladros son de dos
tipos
1- el percusivo
2- el rotatorio
bull Tenacidad
Es la resistencia a la fractura que
proviene esencialmente de la
resistencia de la roca a la tension
muchas barrenas de perforacion se
disentildean para inducir rupturas a la
tencion locales dentro de la roca a
medida que esta se hace mas deil a la
tencion que a la comprecion
La abrasividad
Es la capacidad de los fragmentos de
una roca para desgastar la barrera de
perforacion y pulir sus bordes
cortantes
Estructura
CONTROL DEL AGUA
SUBTERRAacuteNEA
Una excavacioacuten debajo de la
superficie del agua subterraacutenea debe
protegerse ya sea contra una afluencia
de agua o bien debe ser trabajada por
teacutecnicas subacuosas tales como la
perforacioacuten con draga de cable de
arrastre y dragado
Reduccioacuten del flujo durante la
excavacioacuten y para disminuir la presioacuten
del agua alrededor de esta
El mayor peligro del agua subterraacutenea
es un encuentro con horizontes
acuiacuteferos inesperados y presiones de
agua
Para controlar el agua subterraacutenea
que fluye a una excavacioacuten es
necesario conocer
Volumen de Agua
Gobernado por el almacenaje
del terreno y por sus limites
geo hidroloacutegicos
Ritmo de Flujo La descarga
del agua subterraacutenea es una
funcioacuten de la permeabilidad
del terreno y del gradiente
hidraacuteulico que la afecte
Es importante hacer una valoracioacuten de
la permeabilidad para los caacutelculos de
la afluencia y deben obtenerse
pruebas verificadas in situ
Las rocas y los suelos son
anosotropicos generalmente y su
permeabilidad varia con la direccioacuten
Presioacuten del Agua Esta se
pude calcular de una medida
precisa de la carga de
presioacuten variara de lugar a
lugar dentro del
terreno(FIG13-27) y en
cualquier localidad se espera
que variacutee con el tiempo
La presioacuten del agua subterraacutenea fuera
de control alrededor de una
excavacioacuten superficial puede ser la
causa de que el piso de la excavacioacuten
se rompa(Fig16-6bi)
Se inunde (FIG16-6bii)
Derrame(FIGiii)
Ruptura de las excavaciones
subterraacuteneas (FIGiv)
Meacutetodos de Rebajamiento del Nivel
Freaacutetico
bullWellpoint
bullWellpoint por Inyeccioacuten
Tipos de excavacioacuten
Entre los tipos de excavacioacuten
dependeraacute principalmente del tipo de
material a ser excavado por su
fragilidad a los derrumbes
Excavacioacuten sin Apuntalar
Excavaciones Apuntaladas
Excavaciones Apuntaladas Cerca
de estructuras
Excavaciones en rocas
Excavaciones con explosivos
PERFORACION EN ROCA CON
MAQUINARIA
EL PROBLEMA DE LA EXCAVACIOacuteN
EN ROCA
1 Suelos sueltos a
semicompactos
Suelos compactos a roca
blanda
3 Roca de dureza media
4 4 Roca dura
5 5 Roca muy dura
EXCAVACIOacuteN EN SEDIMENTOS
Las excavaciones en grava
limo arena arcilla y rocas
sedimentarias se debe utilizar
revestimientos que proporciones
soporte todo el tiempo
EXCAVACIONES SUBTERRANEAS
Las excavaciones subterraacuteneas son
pozos verticales y galeriacuteas
horizontales para tener acceso a los
trabajos subterraacuteneos a las minas
para la extraccioacuten del mineral tuacuteneles
y caacutemaras extensas
PRECAUCIONES PARA LA
EXCAVACION
Las zonas y fracturas acuiacuteferas
siempre son potencialmente
peligrosas
Las calizas son materiales
particularmente difiacuteciles de investigar
si contienen cavidades de solucioacuten
Las localizaciones de pozos pueden
explorarse con eacutexito razonable
perforando los pozos desde la
superficie del terreno hasta la
profundidad total
Las fisuras y cavidades llenadas
con agua no tienen que ser
interceptadas por una excavacioacuten que
las pongan en peligro
Los tuacuteneles presentan la dificultad
de que los pozos verticales los
intersectan solo en una fraccioacuten de su
longitud total
La cartografiacutea superficial puede
indicar los mejores sitios para
perforar pozos y proporcionar
informacioacuten del aacuterea
Problemas en materiales muy
compactos o muy blandos
Un reconocimiento basado uacutenicamente
en penetraciones puede originar un
estudio geoteacutecnico nefasto
El ensayo de penetracioacuten ligero o
DPL
Consiste en la penetracioacuten de una
puntaza de acero coacutenica perdida de
60ordm de aacutengulo en la punta que penetra
en el terreno por el golpeo de una
maza de 30 kg con una altura de caiacuteda
constante de 25 cm con un ritmo de
15 a 30 golpes por minuto siendo en
este caso el nuacutemero N10 el necesario
para que la puntaza penetre 10 cm El
ensayo se da por finalizado cuando se
alcance el rechazo (80- 100 golpes
para un tramo de 10 cm)
El ensayo de penetracioacuten pesado o
DPH
Consiste en la penetracioacuten de una
puntaza perdida de acero de seccioacuten
cuadrada de 4 x 4 cm que tiene una
longitud de 20 cm y termina en una
piraacutemide de 90ordm que penetra en el
terreno por el golpeo de una maza de
635 kg con una altura de caiacuteda
constante de 50 cm con un ritmo de
15 a 30 golpes por minuto siendo en
este caso el nuacutemero N20 el necesario
para que penetre 20 cm la puntaza
SPT
El ensayo de penetracioacuten estaacutendar
(SPT) desarrollado por Terzagui a
finales de los antildeos 20 es el ensayo in
situ maacutes popular y econoacutemico para
obtener informacioacuten geoteacutecnica del
subsuelo
Se estima que el 85 a 90 de los
disentildeos de las cimentaciones
convencionales de Norte y Sur
Ameacuterica se basan en los valores de N
medidos en el SPT
OBJETIVOS DE PRUEBA
SPT
Obtener la medida de la resistencia a
la penetracioacuten con un muestreador en
un suelo no cohesivo
--Tomar muestras representativas del
suelo
--Hallar correlacioacuten entre
El de golpes N medido y la
compacidad
j y la resistencia a la comprensioacuten
simple por medio de tablas o aacutebacos
ya existentes
--Debe tenerse en cuenta lo siguiente
El ensayo es aplicable solo a suelos
arenosos
Si en un manto de arena existen bajos
contenido grava tan solo una de ellas
puede invalidar el ensayo
En arenas muy finas situadas bajo el
nivel freaacutetico el valor de rdquoNrdquo debe
corregirse pues resultariacutea mayor que
el dado por una arena seca debido a
la baja permeabilidad de eacutesta que
impide que el agua emigre a traveacutes de
los huecos al producirse el impacto
Empiacutericamente se ha encontrado que
en estos casos el valor de N puede
corregirse mediante la siguiente
expresioacuten aplicable cuando la
penetracioacuten sea mayor de 15 golpes
en arenas finas y saturadas
Nrsquo = 15 + 12 ( N - 15 )
Nrsquo valor corregido del iacutendice de
penetracioacuten y
N valor obtenido en el ensayo
ENSAYO VANE TEST
El ensayo consiste en la introduccioacuten
estaacutetica de una paleta de acero con
seccioacuten transversal en formato de cruz
(aspas) de dimensiones estaacutendar
Aplicaciones
Resistencia al corte sin drenar de
arcillas saturadas
Sensitividad de arcillas
Columna de resistencia del suelo
RESULTADOS DEL ENSAYO
Graacutefico de torque en funcioacuten de la
rotacioacuten
Resistencia no drenada en
condiciones naturales (Su)
Resistencia no drenada en
condiciones amalgamadas
Sensibilidad de la estructura de la
arcilla
DPSH (penetracioacuten
dinaacutemica suacuteper pesada)
Es un tipo de prueba de penetracioacuten
dinaacutemica con registro continuo que se
emplea en la caracterizacioacuten de un
terreno dentro de un reconocimiento
geoteacutecnico
ENSAYOS DE
LABORATORIO
En lo referente a suelos granulares
(Arenas y Gravas) podemos
mencionar
Humedad
Anaacutelisis Granulomeacutetrico por
Tamizado
Ensayos Proctor
Ensayo CBR - Descripcioacuten de la Granulometriacutea
Bien graduado
Mal graduados
--Uniforme
--Graduacioacuten discontinua
La indicacioacuten de la graduacioacuten se
realiza con los siguientes paraacutemetros
Coeficiente de Uniformidad CU
Coeficiente de Curvatura CZ
Anaacutelisis por Sedimentacioacuten
El meacutetodo de sedimentacioacuten tiene por
objeto contar con datos muy
aproximados de la composicioacuten
granulomeacutetrica de los limos
Se realiza utilizando la ley de Stokes
CONTENIDO EN CARBONATOS Y
SUELOS ORGANICOS
Son compuestos que reaccionan a los
aacutecidos produciendo un burbujeo al
desprenderse el dioacutexido de carbono
Estos permiten identificar algunas
rocas sedimentarias que pueden ser
el material parental de los suelos bien
alguacuten proceso de acumulacioacuten de
sales o quizaacute por el uso de agua de
riego salina Los carbonatos maacutes
comunes son de calcio y le siguen los
de sodio o magnesio
La Materia Orgaacutenica en los suelos se
concentra mayormente en los primeros
centiacutemetros del suelo y disminuye
draacutesticamente con la profundidad
INFLUENCIA DE LA MATERIA
ORGAacuteNICA SOBRE ALGUNAS
PROPIEDADES DE LOS SUELOS
--Mejora a agregacioacuten y estabilidad de
los agregados del suelo reduciendo la
susceptibilidad a la erosioacuten
--Aumenta la capacidad de retencioacuten
de humedad de los suelos
--Tiene influencia sobre el color los
suelos
--Es responsanble en un alto
porcentaje de la capacidad de
intercambio Cationico
ENSAYOS PROCTOR
El ensayo consiste en compactar una
porcioacuten de suelo en un cilindro con
volumen conocido hacieacutendose variar
la humedad para obtener el punto de
compactacioacuten maacutexima en el cual se
obtiene la humedad oacuteptima de
compactacioacuten El ensayo puede ser
realizado en tres niveles de energiacutea de
compactacioacuten conforme las
especificaciones de la obra normal
intermedia y modificada
Existen dos tipos de ensayo Proctor
normalizados el Ensayo Proctor
Normal y el Ensayo Proctor
Modificado La diferencia entre
ambos estriba en la distinta energiacutea
utilizada debido al mayor peso del
pisoacuten y mayor altura de caiacuteda en el
Proctor modificado
MATERIALES COHESIVOS
(Limos y arcillas)
ENSAYO
--Anaacutelisis granulomeacutetrico por
tamizado Con este ensayo se puede
conocer la permeabilidad y la cohesioacuten
del suelo Se clasifica la muestra
Expresando en porcentaje la
proporcioacuten de gravas arena y arcilla o
limo
--Limites de Atterberg Los
contenidos de agua o humedad con
los cuales se producen los cambios de
estados se denominan liacutemites de
Atterberg
--Compresioacuten simple o inconfinada
Tiene por finalidad determinar la
resistencia a la compresioacuten no
confinada (qu) de un cilindro de suelo
cohesivo o semi-cohesivo e
indirectamente la resistencia al corte
(c) por la expresioacuten c = qu 2
( kgscm2 )
Consiste en un ensayo uniaxial en
donde la probeta no tiene soporte
lateral
--Edometriacutea o de consolidacioacuten Se
entiende como consolidacioacuten de un
material la deformacioacuten o reduccioacuten de
tamantildeo que sufre cuando es sometido
a una carga
--La finalidad de este ensayo es
determinar la velocidad y grado de
asentamiento que experimentaraacute una
muestra de suelo arcilloso saturado al
someterla a una serie de incrementos
de presioacuten o carga
--Hinchamiento Colapso
El este ensayo es determinar la
expansividad o aumento de volumen
de una muestra de suelo cohesivo
En los suelos que son expansivos el
hinchamiento que experimenta al
humedecerse depende de las
condiciones de compactacion
Cuanto mas seco este el suelo mayor
es la posibilidad de que se hinche o
colapse ocurrira uno u outro segun la
presion externa que se le aplique sea
este mayor o inferior a la presion de
hinchamiento
El cambio de volumen del suelo es
resultado directo de la variacion de
cantidad de agua que el posea
Para medir la expansibilidad de un
suelo se recurre a ensayos realizados
com el Edometro Los mas comunes
son el ensayo de Hinchamiento Libre
el ensayo de Presion de Hinchamiento
y el ensayo Lambe
---Corte directo La finalidad de los
ensayos de corte es determinar la
resistencia de una muestra de suelo
sometida a fatigas yo deformaciones
que simulen las que existen o existiraacuten
en terreno producto de la aplicacioacuten de
una carga
La resistencia al corte depende de la
cohesioacuten y la friccioacuten interna del suelo
Del ensayo se puede obtener una
estimacioacuten aproximada de la
resistencia al corte Las condiciones
de deformacioacuten son tan poco
homogeacuteneas en la caja de corte que
no se debe esperar precisioacuten en los
paraacutemetros resistentes Por ese
motivo su utilizacioacuten soacutelo es
aconsejable cuando no existe la
posibilidad de hacer ensayos
triaxiales
Generalmente se ensayan tres o maacutes
especiacutemenes cada uno bajo una
carga normal diferente para determinar
su efecto sobre la resistencia al corte y
al desplazamiento y las propiedades
de resistencia a partir de las
envolventes de resistencia de Mohr
A partir de este ensayo no pueden
determinarse las relaciones esfuerzo-
deformacioacuten o cualquier otro valor
asociado como el modulo de
cizalladura
La colapsabilidad es la tendencia que
puede tener un terreno a reducir su
volumen de forma raacutepida (colapso)
Los suelos colapsables suelen
presentar gran variedad de formas y
tamantildeos de partiacuteculas aunque la
mayoria de ellos presenta forma
redondeada
La finalidad de este ensayo es de
determinar o evaluar la susceptibilidad
al colapso de una muestra de suelo la
que podra sufrir un asentamiento
adicional originado por la inundacion
de la muestra
Existen dos metodos de ensayos
ensayos para muestras inalteradas y
para muestras alteradas
--Triaxial El ensayo consiste en
aplicar esfuerzos laterales y verticales
diferentes a probetas ciliacutendricas de
suelo y para determinar la resistencia
al cortante la rigidez y caracteriacutesticas
de deformacioacuten de las muestras
Generalmente existen 3 formas de
realizar el ensayo Triaxial
Ensayo Consolidado drenado
Ensayo Consolidado no drenado
Ensayo No consolidado
Es el ensayo que mayor informacioacuten
nos da ya que nos permite conocer
los dos paraacutemetros intriacutensecos mas
importantes de un suelo COHESION y
ANGULO DE FRICCION con ellos se
define la capacidad portante y las
caracteriacutesticas del corte de un suelo
bajo diferentes condiciones de drenaje
de un suelo
TENA 11 INVESTIGACIONES
PROFUNDA
METODOS GEOFISICOS
Objetivo Con los meacutetodos geofiacutesicos
se puede investigar zonas sin acceso
para el ser humano como el interior
de la tierra En la buacutesqueda de
yacimientos metaliacuteferos (prospeccioacuten
exploracioacuten) este meacutetodos geofiacutesicos
pueden dar informaciones sin hacer
una perforacioacuten de altos costos
Existen varios meacutetodos geofiacutesicos los
cuales aprovechan propiedades fiacutesicas
de las rocas
-Pero todos los meacutetodos geofiacutesicos
dan solamente informaciones
indirectas es decir nunca sale una
muestra de una roca Los resultados
de investigaciones geofiacutesicas son
hojas de datos (nuacutemeros) que esperan
a una interpretacioacuten
Los meacutetodos maacutes usados
METODO DE SONDEO
---Sondeos mineros
Se utiliza etas sondas para llegar a
profundidades grandes alrededor de
1200m Se los utiliza en
minas subterraacuteneas se utiliza para
comprobar a que profundidad esta la
veta de mayor intereacutes y evaluar el
costo de la explotacioacuten
Canteras a cielo abierto ayuda a la
localizacioacuten de las areas con mayor
volumen de materas primas
---Sondeo geotecnicos
Obras de ingenieriacutea estas precisan
estudiar con gran detalle la geologiacutea
de las zonas en algunos casos hasta
alcanzar profundidades considerables
como ser tuacuteneles presas etc
En el campo de la cimentacioacuten
generalmente se basan en sondeos
mecaacutenicos y ensayos ldquoin-siturdquo
Maquinaria
Sonda hidraacuteulica MC-300
Sonda longyear-38 y
Sonda craelius 1500
Adecuada para sondeos profundos
Profundidad de los sondeos
Para obtener informacioacuten necesaria
para poder predecir el asentamiento
de un estructura los sondeos deben
penetrar todos los estratos que
puedan consolidarse por efecto a las
cargas
Para estructuras pesadas muy
importantes como grandes puentes y
edificios altos esto significa que los
sondeos deben llegar hasta la roca
Pero para estructuras pequentildeas la
profundidad se puede estimar por
caracteriacutesticas geologiacuteas Una
antigua regla establece que la
profundidad de los sondeos deben ser
igual a dos veces el ancho del edificio
METODO DE GEORRADAR
El georraacutedar o raacutedar de subsuelo es
una teacutecnica de prospeccioacuten basada en
la emisioacuten de pulsos
electromagneacuteticos y en la recogida de
las reflexiones que se producen por
los cambios del valor de la constante
dieleacutectrica del terreno asociada a los
distintos materiales
Se consiguen profundidades de
penetracioacuten de hasta 40 m (seguacuten
los materiales atravesados)
obtenieacutendose imaacutegenes del subsuelo
de alta resolucioacuten Lo que la hace
especialmente apta para la
delimitacioacuten de estructuras naturales o
artificiales poco profundas
(arqueologiacutea tuberiacuteas y otras
infraestructuras soterradas) deteccioacuten
de fluidos (agua o contaminantes) etc
METODO SISMICO DE
REFRACCION
El meacutetodo siacutesmico de refraccioacuten
constituye la teacutecnica geofiacutesica maacutes
ampliamente utilizada para determinar
la velocidad Vp caracteriacutestica de las
diferentes capas del subsuelo y
tambieacuten el espesor de cada una de
ellas hasta el rango de profundidad
investigado en cada caso
La ejecucioacuten de un estudio mediante
siacutesmica de refraccioacuten consiste en su
primera fase en medir los tiempos
invertidos por una onda de compresioacuten
en llegar a traveacutes del subsuelo a una
serie de sensores (geoacutefonos) situados
alineados en la superficie del terreno
El paraacutemetro fiacutesico que se analiza es
la velocidad de propagacioacuten de la
onda Vp a traveacutes de los materiales del
subsuelo en funcioacuten de la compacidad
de los mismos
Tal paraacutemetro nos aportaraacute
informacioacuten de las caracteriacutesticas
geomecaacutenicas de la zona en que se
apliquen
La representacioacuten graacutefica de los
tiempos que tardan las ondas en
alcanzar los geoacutefonos en funcioacuten de
las distancias al origen de la fuente se
denomina ldquoDromocronardquo
FACTORES QUE DEFINEN LA
PROFUNDIDAD DE PENETRACIOacuteN
Y RESOLUCIOacuteN
Nuacutemero de geoacutefonos
determina la profundidad de
investigacioacuten que se puede alcanzar
A mayor nuacutemero de geoacutefonos se
alcanza mayor profundidad de
penetracioacuten
-Espaciado entre geoacutefonos
determina la resolucioacuten del registro de
modo que cuanto menor sea el
espaciado mayor seraacute la resolucioacuten
-Nuacutemero de puntos de tiro
condiciona el detalle con el que se
determina el espesor y la velocidad de
las capas A mayor nuacutemero de puntos
de tiro mayor detalle
-Fuente de energiacutea
Con fuentes de energiacutea maacutes intensas
(explosivo aire comprimido etc)
pueden alcanzarse mayores
penetraciones y mayor alcance
METODO TOMOGRAFICO
En su sentido maacutes amplio un estudio
tomograacutefico cross-hole consiste en
determinar de forma detallada la
distribucioacuten de un determinado
paraacutemetro del terreno en el espacio
comprendido entre dos sondeos
situados relativamente proacuteximos entre
siacute
Procesado de los datos
La primera parte del proceso consiste
en la identificacioacuten en los registros
siacutesmicos de las primeras llegadas de
las ondas de compresioacuten a cada
sensor y para cada punto de sentildeal
determinando el tiempo invertido en
cada caso
Para el caacutelculo de las velocidades de
transmisioacuten de la sentildeal siacutesmica a partir
de estos tiempos hay que determinar
tambieacuten de forma precisa la posicioacuten y
la distancia entre cada punto de sentildeal
y cada sensor
Una vez cubierta la etapa de
identificacioacuten de las primeras llegadas
delas ondas P determinando los
tiempos y las distancias entre cada
punto de tiro y cada sensor la fase
fundamental del proceso es la
inversioacuten de estos datos para
determinar el valor de Vp en cada
celdilla de la seccioacuten del terreno
comprendida entre los dos sondeos
Se trata de un proceso complejo en
teacuterminos matemaacuteticos que
consideramos innecesario describir
aquiacute
METODO GEOELECTRICO
Es la exploracioacuten del subsuelo a partir
de las mediciones de resistividad
eleacutectrica Es una teacutecnica conocida
durante los uacuteltimos 50 antildeos
A grandes rasgos consiste en
introducir corriente en el terreno y
medir el voltaje producido por la
misma
Tomando en cuenta una roca densa
con pocos huecos poca humedad y
baja ionizacioacuten tendraacute alta resistencia
mientras que las arcillas saturadas
tendraacute baja resistencia
Teniendo el voltaje se obtiene la
resistividad del subsuelo Cada
estructura enterrada presenta un
rango de resistividad caracteriacutestico
cuyo valor nos sirve para
interpretacioacuten
En los estudios geoelectricos cuando
se menciona la resistividad aparente y
la resistividad verdadera solo
coinciden cuando el subsuelo es
absolutamente homogeacuteneo
A MAYOR LONGITUD DE
DISPOSITIVOS MAYOR
PENETRACIONEN EL SUBSUELO
a) Pequentildeas separaciones de
electrodos la corriente esta
confinada en un zona
b) Separacioacuten de los
dispositivos mayor
penetracioacuten
Se conoce como dispositivos
geoelectricos al conjunto de electrodos
que inyectan corriente en l subsuelo y
registra el potencias en el mismo
Modelizacioacuten geoelectrica del
subsuelo
Se clasifican en 3
--Modelos unidimensionales1-D
Varia solo la profundidad
Este modelo estudia los terrenos
estratificados horizontalmente
aplicando sondeos eleacutectricos verticales
Dispositivo schlumberger
Lecturas entre 10 a 20
Reconocimiento 1-D en la practica
reciben el nombre de sondeos
eleacutectricos verticales (SEV) con esto
obtenemos los horizontes geoloacutegicos
Procedimiento consiste en fijar los
electrodos e ir incrementando
progresivamente la distancia q los
separa consiguiendo mayor
profundidad
--Modelos bidimensionales 2-D
Este modelo varia en coordenadas (x)
y en profundidad (z)
Aplicado en la practica geolectrica
para el estudio de tuacuteneles
cimentaciones deteccioacuten de cuevas
etc
Emplea un dispositivo Dipolo-Dipolo o
wenner
Lecturas entre 100 y 1000
Los reconocimientos 2d son el dipolo-
dipolo y el wenner Su procedimiento
es clavar un gran numero de
electrodos en un espaciamiento
constante
Las lecturas se haraacuten mediantes
software como ser res2dinv u otros
--Modelos tridimensionales 3-D
Modelos complejos
Las lecturas variacutean en millares
Para realizar el reconocimiento es
similar las de 2D pero colocando los
electrodos en dispositivos de malla
bidimensional
Los meacutetodos geoelectrico tienen
dos ventajas
Permiten cubrir raacutepidamente grandes
aacutereas a un costo relativamente bajo
no son estorbados por los cantos
rodados o gravas gruesas que
dificultan los sondeos
Sistema sencillo y raacutepido de utilizar
Desventaja no se puede obtener una
interpretacioacuten uacutenica esto es
particularmente cuando los estratos no
son de espesor uniforme ni
horizontales
Utilidades reconocimiento de niveles
estratigraacuteficos
Localizacioacuten de depoacutesitos enterrados
Localizacioacuten de tuberiacuteas
metaacutelicas y otros
METODO ACUSTICO
El meacutetodo mas utilizado para
investigar la morfologiacutea y la estructura
del fondo marino es la observacioacuten
indirecta mediante sonar
Sonar de barrido lateral
Consiste en un emisorreceptor de
sentildeales ultrasoacutenicas que emite pulsos
en direccioacuten perpendicular al sentido
de avance y recibe los
correspondientes ecos
El resultado es la obtencioacuten de
registros graacuteficos bidimensionales de
la morfologiacutea del fondo del mar Es
fundamental para trabajos y obras
lineales detectando obstaacuteculos
Se clasifican seguacuten su irregularidad en
mas o menos accidentados
usando mono haz
La energiacutea acuacutestica transmitida estaba
confinada a un solo haz
Este era ancho por lo tanto perdiacutea
resolucioacuten y por consiguiente
exactitud
USANDO MULTIHAZ
La energiacutea acuacutestica transmitida por
varios haz
Profundidad de trabajo va de 50m a
11000m
Sus emisores en proa a popa y
receptores de estribor a babor
Su cobertura es mayor y es en forma
de abanico
METODO MAGNETICO
La magnetometriacutea es como la
gravimetriacutea un meacutetodo geofiacutesico
relativamente simple en su aplicacioacuten
El campo magneacutetico de la tierra afecta
tambieacuten yacimientos que contienen
magnetita (Fe) Estos yacimientos
producen un campo magneacutetico
inducido es decir su propio campo
magneacutetico Un magnetoacutemetro mide
simplemente los anomaliacuteas
magneacuteticas en la superficie terrestre
cuales podriacutean ser producto de un
yacimiento
El meacutetodo magneacutetico es el meacutetodo
geofiacutesico de prospeccioacuten maacutes antiguo
aplicable en la prospeccioacuten petroliacutefera
en las exploraciones mineras y de
artefactos arqueoloacutegicos
En la prospeccioacuten petroliacutefera el
meacutetodo magneacutetico entrega
informaciones acerca de la
profundidad de las rocas
pertenecientes al basamento A partir
de estos conocimientos se puede
localizar y definir la extensioacuten de las
cuencas sedimentarias ubicadas
encima del basamento que
posiblemente contienen reservas de
petroacuteleo
En las exploraciones mineras se aplica
el meacutetodo magneacutetico en la buacutesqueda
directa de minerales magneacuteticos y en
la buacutesqueda de minerales no
magneacuteticos asociados con los
minerales que ejercen un efecto
magneacutetico mensurable en la superficie
terrestre
Ademaacutes el meacutetodo magneacutetico se
puede emplear en la buacutesqueda de
agua subterraacutenea
Las anomaliacuteas magneacuteticas detectadas
a traveacutes de estudios magneacuteticos en
terreno se explican con variaciones en
las propiedades fiacutesicas de las rocas
como la susceptibilidad magneacutetica yo
la imantacioacuten remanente de las rocas
Estas propiedades fiacutesicas solo existen
a temperaturas debajo de la
temperatura de Curie En
consecuencia los generadores de las
anomaliacuteas magneacuteticas podemos hallar
hasta una profundidad maacutexima de 30 a
40 km
METODO GAVIMETRICO
El meacutetodo esta basado en el estudio la
variacioacuten del componente vertical del
campo gravitatorio terrestre
Se realiza mediciones relativas o es
decir se mide las variaciones
laterales de la atraccioacuten gravitatoria de
un lugar al otro puesto que en estas
mediciones se pueden lograr una
precisioacuten satisfactoria maacutes faacutecilmente
en comparacioacuten con las mediciones
del campo gravitatorio absoluto
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza
y estructura de las formaciones del
subsuelo)
El objetivo principal de los estudios de
gravimetriacutea es medir la atraccioacuten
gravitacional que ejerce la Tierra sobre
un cuerpo de masa determinada Pero
como la Tierra no es una esfera
perfecta y no esta en reposo ni es
homogeacutenea y tiene movimientos de
rotacioacuten y de traslacioacuten la fuerza de
gravedad que ejerce no es constante
Por tanto las medidas gravimeacutetrica en
exploracioacuten son representacioacuten de
anomaliacuteas en las que entran la
densidad de los diferentes tipos de
rocas sedimentos no consolidados
areniscas sal gema calizas granito
etc
En representacioacuten esquemaacutetica el
instrumento consta de una masa
metaacutelica que suspendida de un
resorte supersensible registra la
elongacioacuten del resorte debido a la
atraccioacuten producida por lo denso de la
masa de las rocas subterraacuteneas Las
medidas son anotadas y
posteriormente se confeccionan
mapas que representan la
configuracioacuten lograda
Aparatos como el graviacutemetro permiten
estudiar las rocas que hay en el
subsuelo Este aparato mide las
diferencias de la fuerza de la gravedad
en las diferentes zonas de suelo lo
que permite determinar queacute tipo de
roca existe en el subsuelo
Es un meacutetodo que cuantifica las
diferencias en la atraccioacuten de la
gravedad de los materiales del
subsuelo
Consiste en la medicioacuten muy precisa
de la aceleracioacuten de la gravedad en
distintos puntos registrando
variaciones extrantildeas de dicha
aceleracioacuten que pueden suponer
cambios bruscos en la densidad de un
terreno
De esta forma se pueden detectar
huecos o cavernas como las
existentes en los terrenos caacutersticos o
en zonas de explotacioacuten minera actual
o histoacuterica fallas domos salinos
profundidad de capas competentes
compactas etc
Los resultados obtenidos son en
general poco concluyentes para que
su empleo esteacute generalizado en la
ingenieriacutea civil
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza y
estructura de las formaciones del
subsuelo)
TEMA 12 ESTABILIDAD DE
TALUDES
INTRODUCCION-El objetivo principal
de un estudio de estabilidad de taludes
o laderas es el de establecer medidas
de prevencioacuten y control para reducir
los niveles de amenaza y riesgo
Generalmente los beneficios maacutes
importantes desde el punto de vista de
reduccioacuten de amenazas y riesgos es la
prevencioacuten
TALUD
--Es una composicioacuten o masa de tierra
que no es uniformemente plana sino
que tiene pendiente o ciertos cambios
de altura significativos
ESTABILIDAD- Seguridad de una
masa de tierra contra la falla o
movimiento
Para determinar la estabilidad de una
masa de suelo debemos determinar su
coeficiente de seguridad al
deslizamiento Al existir un coeficiente
de seguridad igual a 1 se produce el
deslizamiento del talud
Tipos DE talud
Se define como ladera cuando su
conformacioacuten actual tuvo como origen
un proceso natural
Y se define como talud cuando es
conformada artificialmente o sea por
accioacuten del hombre
Tipos DE FALLA EN taludes
1DESPRENDIMIENTOS-
11 CAIDA LIBRE
Desprendimiento repentino de uno o
maacutes bloques de suelo o roca que
descienden en caiacuteda libre
12 VOLCADURA
Caiacuteda de un bloque de roca con
respecto a un pivote ubicado debajo
de su centro de gravedad
2DERRUMBES- 21 PLANAR
Movimiento lento o raacutepido de un
bloque de suelo o roca a lo largo de
una superficie de falla plana
22ROTACIONAL
Movimiento relativamente lento de una
masa de suelo roca o una
combinacioacuten de los dos a lo largo de
una superficie curva de falla bien
definida
23DESPARRAMIENTO LATERAL
Movimiento de diferentes bloques de
suelo con desplazamientos distintos
3 AVALANCHAS
Movimiento raacutepido de una masa
incoherente de escombros de roca o
suelo-roca donde no se distingue la
estructura original del material
4 FLUJO
Suelo o suelo-roca movieacutendose como
un fluido viscoso desplazaacutendose
usualmente hasta distancias mucho
mayores de la falla Usualmente
originado por exceso de presiones
de poros
bull METODOS PARA
DISMINUIR EL RIESGO
1 PREVENCION-
La prevencioacuten incluye el manejo de la
vulnerabilidad evitando la posibilidad
de que se presenten riesgos o
amenazas La prevencioacuten debe ser un
programa del estado en todos sus
niveles mediante una legislacioacuten y un
sistema de manejo de amenazas que
permita disminuir los riesgos a
deslizamiento en un aacuterea determinada
bull 2 ELUCION DE LA
AMENAZA
Eludir la amenaza consiste en evitar
que los elementos en riesgo sean
expuestos a la amenaza de
deslizamiento
3 CONTROL
Meacutetodos tendientes a controlar la
amenaza activa antes de que se
produzca el riesgo a personas o
propiedades Generalmente consisten
en estructuras que retienen la masa en
movimiento Este tipo de obras se
construyen abajo del deslizamiento
para detenerlo despueacutes de que se ha
iniciado
bull 4 ESTABILIZACION
La estabilizacioacuten de un talud
comprende los siguientes factores
1 Determinar el sistema o
combinacioacuten de sistemas de
estabilizacioacuten maacutes apropiados
teniendo en cuenta todas las
circunstancias del talud estudiado
2 Disentildear en detalle el sistema a
emplear incluyendo planos y
especificaciones de disentildeo
3 Instrumentacioacuten y control durante
y despueacutes de la estabilizacioacuten Debe
tenerse en cuenta que en taludes
nunca existen disentildeos detallado sin
modificables y que las observaciones
que se hacen durante el proceso
deconstruccioacuten tienden generalmente
a introducir modificaciones al disentildeo
inicial y esto debe preverse en las
claacuteusulas contractuales de
construccioacuten Los sistemas de
estabilizacioacuten se pueden clasificar en
cinco categoriacuteas principales
bull 5 RECUBRIMIENTO DE LA
SUPERFICIE
Meacutetodos que tratan de impedir la
infiltracioacuten o la ocurrencia de
fenoacutemenos superficiales de erosioacuten o
refuerzan el suelo maacutes subsuperficial
El recubrimiento puede consistir en
elementos impermeabilizantes como el
concreto o elementos que refuercen la
estructura superficial del suelo como la
cobertura vegetal
bull 6 CONTROL DE AGUA
SUPERFICIAL Y
SUBTERRANEA
Sistemas tendientes a controlar el
agua y sus efectos disminuyendo
fuerzas que producen movimiento y o
aumentando las fuerzas resistentes
1 canales superficiales para control
de escorrentiacutea
Se recomienda construirlos como
obras complementaria en la mayoriacutea
de los casos Generalmente las zanjas
se construye arriba de la corona del
talud
2 subdrenes de zanjas
Muy efectivos para estabilizar
deslizamientos poco profundos en
suelos saturados subsuperficialmente
3 Sudrenes horizontales de
penetracioacuten
Muy efectivos para interceptar y
controlar aguas subterraneas
relativamente profundas
4 galeriacuteas o tuacuteneles de subdrenaje
Efectivos para estabilizar
deslizamientos profundos en
formaciones con permeabilidad
significativa y aguas subterraneas
5pozos profundos de subdrenaje
Uacutetiles en deslizamientos profundos
con aguas subterraneas Efectivos
para excavaciones no permanentes
SE recomienda los siguientes factores
de seguridad miacutenimos para la
estabilidad de los TALUDES
Al final de la construccioacuten FS = 13
A largo plazo FS = 15
ELEMENTOS DEL TALUD
TIPOS DE FALLAS
PRESIONES LATERALES DE
TIERRA
La presioacuten del terreno sobre un muro
esta fuertemente condicionada por la
deformabilidad del muro
Si el muro y el terreno sobre el que se
fundan son tales que las
deformaciones son praacutecticamente
nulas se estaacute en el caso de empuje
en reposo
Si el muro se desplaza permitiendo la
expansioacuten lateral del suelo se produce
una falla por corte del suelo retenido y
se crea una cuntildea El empuje
disminuye desde el valor del empuje al
reposo hasta el denominado valor del
empuje activo que es el miacutenimo
valor posible del empuje
Por el contrario si se aplican fuerzas
al muro de forma que eacuteste empuje al
relleno la falla se produce mediante
una cuntildea mucho maacutes amplia Este
valor recibe el nombre de empuje
pasivo y es el mayor valor que puede
alcanzar el empuje
EMPUJE EN REPOSO
Teoriacutea del ldquoEquilibrio plaacutesticordquoo
ldquoEquilibrio liacutemiterdquo
Coeficiente de empuje de tierra en
reposo K0 cuando no hay
deformaciones horizontales
Determinacioacuten de K0
--ensayo de laboratorio triaxiales
especiales
-- ensayo de campo
--formulas empiacutericas
EMPUJE PASIVO
Si el muro se mueve hacia el suelo los
esfuerzos horizontales aumentan
Finalmente se puede alcanzar la falla
por corte desarrollaacutendose una cuntildea
activa
MEJORAMIENTO DE LA
RESISTENCIA DEL SUELO
Inyecciones
Las inyecciones de diversos productos
quiacutemicos son utilizadas para mejorar la
resistencia o reducir la permeabilidad
de macizos rocosos y en ocasiones de
suelos permeables Las inyecciones
pueden consistir de materiales
cementantes tales como el cemento y
la cal o de productos quiacutemicos tales
como silicatos ligninos resinas
acrylamidas y uretanos
Generalmente las inyecciones de
cemento o de cal se utilizan en suelos
gruesos o en fisuras abiertas y los
productos quiacutemicos en materiales
menos permeables
Antes de decidir sobre la utilizacioacuten de
una inyeccioacuten debe investigarse que
el material realmente pueda penetrar
dentro de los vaciacuteos o fisuras
La penetrabilidad de las inyecciones
quiacutemicas depende de su viscosidad
presioacuten de inyeccioacuten y periodo de
inyeccioacuten asiacute como la permeabilidad
del suelo inyectado
Estabilizacioacuten con cemento
Estabilizacioacuten con cal
Calcinacioacuten o tratamiento teacutermico
Magmaficacioacuten
Compactacioacuten Profunda
La compactacioacuten o incremento de
la densidad del suelo se puede lograr
a grandes profundidades utilizando
alguno de los siguientes
procedimientos
1 Pilotes de compactacioacuten
2 Vibro compactacioacuten profunda
3 Columnas de piedra o grava
a Aumentar la resistencia del
suelo
b Mejorar el drenaje de aguas
subterraacuteneas
4 Compactacioacuten dinaacutemica
SISTEMAS DE ESTABILIZACIOacuteN DE
TALUDES Y LADERAS
Desmonte de tierras de la ladera
Sistemas de drenaje
Elementos resistentes de
contencioacuten
Pantallas o cortinas de pilotes
Pantalla de micro pilotes
Cortina de pilotes
Anclajes permanentes y drenes
Pantalla anclada de micropilotes
--- Estabilidad de taludes
Garantizar la estabilidad de los
taludes y evitar volcamiento o
deslizamiento del suelo de
cimentacioacuten es necesario estudiar los
muros de contencioacuten Incluyendo la
posibilidad de fallas por debajo de la
cimentacioacuten del muro
Disentildear las secciones y refuerzos
internos para resistir momentos
cortantes utilizando procedimientos de
ingenieriacutea estructural
MUROS RIacuteGIDOS
Generalmente son de concreto y no
permiten deformaciones importantes
sin romperse
En esta categoriacutea se encuentran los
muros de
- Concreto reforzado (HordmAordm)
- Concreto simple
-Concreto cicloacutepeo
MUROS DE CONCRETO
REFORZADO
Relativamente esbeltos y
generalmente tienen la forma de L
MUROS DE CONCRETO SIMPLE
Los muros de concreto
sin refuerzo son
masas relativamente
grandes de concreto
las cuales trabajan
como estructuras
Riacutegidas
MUROS DE CONCRETO CICLOacutePEO
El concreto cicloacutepeo es una mezcla de
concreto con cantos o bloques de roca
dura Generalmente se utilizan
mezclas de 60 de concreto y 40 de
volumen de bloques de roca
MUROS DE GRAVEDAD FLEXIBLES
MUROS DE GAVIONES
Son cajones de malla de alambre
galvanizado que se rellenan de cantos
de roca
Debe tenerse en cuenta el amarre
entre unidades de gaviones para evitar
el movimiento de unidades aisladas y
poder garantizar la estabilidad del
muro
MUROS DE LLANTAS USADA
Conocidos como Pneusol o Tiresoil
consisten en rellenos de suelo con
llantas de caucho usadas embebidas
- Muros hasta 20 m de altura
ENROCADOS
Los muros en roca son estructuras
construidas con bloques de roca los
cuales se colocan unos sobre otros en
forma manual o al volteo
El tamantildeo de los bloques supera las 3
pulgadas
SELECCIOacuteN DEL TIPO DE
ESTRUCTURA DE CONTENCIOacuteN
Se debe realizar una
comparacioacuten econoacutemica
Localizacioacuten del muro y la
cantidad de espacio
disponible
Altura de la estructura
propuesta y topografiacutea
resultante
Agua freaacutetica
Disponibilidad de materiales
Tiempo disponible para la
construccioacuten
GRUPO Nordm 13
EXCAVACIONES PROFUNDAS
---Es la facilidad con la que puede
excavarse la roca como los suelos
---Estan influidas en factores como la
resistencia del terreno y la magnitud
de los esfuersos que obran dentro de
el
---En excavaciones extremadamente
profundas la temperatura de la roca y
el flujo de calor a traves de la corteza
tambien sera de importancia
Excavacion De Roca y Suelo
Los metodos comunes utilizados en el
proceso de hacer un agujero en el
terreno son
1- la perforacion
2- Los sondeos
3- Maquina perforadora
4- Voladuras
El eacutexito de cada meacutetodo depende de
su capacidad para romper y disgregar
la roca y el suelo
bull Perforacion
La mayoria de los taladros son de dos
tipos
1- el percusivo
2- el rotatorio
bull Tenacidad
Es la resistencia a la fractura que
proviene esencialmente de la
resistencia de la roca a la tension
muchas barrenas de perforacion se
disentildean para inducir rupturas a la
tencion locales dentro de la roca a
medida que esta se hace mas deil a la
tencion que a la comprecion
La abrasividad
Es la capacidad de los fragmentos de
una roca para desgastar la barrera de
perforacion y pulir sus bordes
cortantes
Estructura
CONTROL DEL AGUA
SUBTERRAacuteNEA
Una excavacioacuten debajo de la
superficie del agua subterraacutenea debe
protegerse ya sea contra una afluencia
de agua o bien debe ser trabajada por
teacutecnicas subacuosas tales como la
perforacioacuten con draga de cable de
arrastre y dragado
Reduccioacuten del flujo durante la
excavacioacuten y para disminuir la presioacuten
del agua alrededor de esta
El mayor peligro del agua subterraacutenea
es un encuentro con horizontes
acuiacuteferos inesperados y presiones de
agua
Para controlar el agua subterraacutenea
que fluye a una excavacioacuten es
necesario conocer
Volumen de Agua
Gobernado por el almacenaje
del terreno y por sus limites
geo hidroloacutegicos
Ritmo de Flujo La descarga
del agua subterraacutenea es una
funcioacuten de la permeabilidad
del terreno y del gradiente
hidraacuteulico que la afecte
Es importante hacer una valoracioacuten de
la permeabilidad para los caacutelculos de
la afluencia y deben obtenerse
pruebas verificadas in situ
Las rocas y los suelos son
anosotropicos generalmente y su
permeabilidad varia con la direccioacuten
Presioacuten del Agua Esta se
pude calcular de una medida
precisa de la carga de
presioacuten variara de lugar a
lugar dentro del
terreno(FIG13-27) y en
cualquier localidad se espera
que variacutee con el tiempo
La presioacuten del agua subterraacutenea fuera
de control alrededor de una
excavacioacuten superficial puede ser la
causa de que el piso de la excavacioacuten
se rompa(Fig16-6bi)
Se inunde (FIG16-6bii)
Derrame(FIGiii)
Ruptura de las excavaciones
subterraacuteneas (FIGiv)
Meacutetodos de Rebajamiento del Nivel
Freaacutetico
bullWellpoint
bullWellpoint por Inyeccioacuten
Tipos de excavacioacuten
Entre los tipos de excavacioacuten
dependeraacute principalmente del tipo de
material a ser excavado por su
fragilidad a los derrumbes
Excavacioacuten sin Apuntalar
Excavaciones Apuntaladas
Excavaciones Apuntaladas Cerca
de estructuras
Excavaciones en rocas
Excavaciones con explosivos
PERFORACION EN ROCA CON
MAQUINARIA
EL PROBLEMA DE LA EXCAVACIOacuteN
EN ROCA
1 Suelos sueltos a
semicompactos
Suelos compactos a roca
blanda
3 Roca de dureza media
4 4 Roca dura
5 5 Roca muy dura
EXCAVACIOacuteN EN SEDIMENTOS
Las excavaciones en grava
limo arena arcilla y rocas
sedimentarias se debe utilizar
revestimientos que proporciones
soporte todo el tiempo
EXCAVACIONES SUBTERRANEAS
Las excavaciones subterraacuteneas son
pozos verticales y galeriacuteas
horizontales para tener acceso a los
trabajos subterraacuteneos a las minas
para la extraccioacuten del mineral tuacuteneles
y caacutemaras extensas
PRECAUCIONES PARA LA
EXCAVACION
Las zonas y fracturas acuiacuteferas
siempre son potencialmente
peligrosas
Las calizas son materiales
particularmente difiacuteciles de investigar
si contienen cavidades de solucioacuten
Las localizaciones de pozos pueden
explorarse con eacutexito razonable
perforando los pozos desde la
superficie del terreno hasta la
profundidad total
Las fisuras y cavidades llenadas
con agua no tienen que ser
interceptadas por una excavacioacuten que
las pongan en peligro
Los tuacuteneles presentan la dificultad
de que los pozos verticales los
intersectan solo en una fraccioacuten de su
longitud total
La cartografiacutea superficial puede
indicar los mejores sitios para
perforar pozos y proporcionar
informacioacuten del aacuterea
Estos permiten identificar algunas
rocas sedimentarias que pueden ser
el material parental de los suelos bien
alguacuten proceso de acumulacioacuten de
sales o quizaacute por el uso de agua de
riego salina Los carbonatos maacutes
comunes son de calcio y le siguen los
de sodio o magnesio
La Materia Orgaacutenica en los suelos se
concentra mayormente en los primeros
centiacutemetros del suelo y disminuye
draacutesticamente con la profundidad
INFLUENCIA DE LA MATERIA
ORGAacuteNICA SOBRE ALGUNAS
PROPIEDADES DE LOS SUELOS
--Mejora a agregacioacuten y estabilidad de
los agregados del suelo reduciendo la
susceptibilidad a la erosioacuten
--Aumenta la capacidad de retencioacuten
de humedad de los suelos
--Tiene influencia sobre el color los
suelos
--Es responsanble en un alto
porcentaje de la capacidad de
intercambio Cationico
ENSAYOS PROCTOR
El ensayo consiste en compactar una
porcioacuten de suelo en un cilindro con
volumen conocido hacieacutendose variar
la humedad para obtener el punto de
compactacioacuten maacutexima en el cual se
obtiene la humedad oacuteptima de
compactacioacuten El ensayo puede ser
realizado en tres niveles de energiacutea de
compactacioacuten conforme las
especificaciones de la obra normal
intermedia y modificada
Existen dos tipos de ensayo Proctor
normalizados el Ensayo Proctor
Normal y el Ensayo Proctor
Modificado La diferencia entre
ambos estriba en la distinta energiacutea
utilizada debido al mayor peso del
pisoacuten y mayor altura de caiacuteda en el
Proctor modificado
MATERIALES COHESIVOS
(Limos y arcillas)
ENSAYO
--Anaacutelisis granulomeacutetrico por
tamizado Con este ensayo se puede
conocer la permeabilidad y la cohesioacuten
del suelo Se clasifica la muestra
Expresando en porcentaje la
proporcioacuten de gravas arena y arcilla o
limo
--Limites de Atterberg Los
contenidos de agua o humedad con
los cuales se producen los cambios de
estados se denominan liacutemites de
Atterberg
--Compresioacuten simple o inconfinada
Tiene por finalidad determinar la
resistencia a la compresioacuten no
confinada (qu) de un cilindro de suelo
cohesivo o semi-cohesivo e
indirectamente la resistencia al corte
(c) por la expresioacuten c = qu 2
( kgscm2 )
Consiste en un ensayo uniaxial en
donde la probeta no tiene soporte
lateral
--Edometriacutea o de consolidacioacuten Se
entiende como consolidacioacuten de un
material la deformacioacuten o reduccioacuten de
tamantildeo que sufre cuando es sometido
a una carga
--La finalidad de este ensayo es
determinar la velocidad y grado de
asentamiento que experimentaraacute una
muestra de suelo arcilloso saturado al
someterla a una serie de incrementos
de presioacuten o carga
--Hinchamiento Colapso
El este ensayo es determinar la
expansividad o aumento de volumen
de una muestra de suelo cohesivo
En los suelos que son expansivos el
hinchamiento que experimenta al
humedecerse depende de las
condiciones de compactacion
Cuanto mas seco este el suelo mayor
es la posibilidad de que se hinche o
colapse ocurrira uno u outro segun la
presion externa que se le aplique sea
este mayor o inferior a la presion de
hinchamiento
El cambio de volumen del suelo es
resultado directo de la variacion de
cantidad de agua que el posea
Para medir la expansibilidad de un
suelo se recurre a ensayos realizados
com el Edometro Los mas comunes
son el ensayo de Hinchamiento Libre
el ensayo de Presion de Hinchamiento
y el ensayo Lambe
---Corte directo La finalidad de los
ensayos de corte es determinar la
resistencia de una muestra de suelo
sometida a fatigas yo deformaciones
que simulen las que existen o existiraacuten
en terreno producto de la aplicacioacuten de
una carga
La resistencia al corte depende de la
cohesioacuten y la friccioacuten interna del suelo
Del ensayo se puede obtener una
estimacioacuten aproximada de la
resistencia al corte Las condiciones
de deformacioacuten son tan poco
homogeacuteneas en la caja de corte que
no se debe esperar precisioacuten en los
paraacutemetros resistentes Por ese
motivo su utilizacioacuten soacutelo es
aconsejable cuando no existe la
posibilidad de hacer ensayos
triaxiales
Generalmente se ensayan tres o maacutes
especiacutemenes cada uno bajo una
carga normal diferente para determinar
su efecto sobre la resistencia al corte y
al desplazamiento y las propiedades
de resistencia a partir de las
envolventes de resistencia de Mohr
A partir de este ensayo no pueden
determinarse las relaciones esfuerzo-
deformacioacuten o cualquier otro valor
asociado como el modulo de
cizalladura
La colapsabilidad es la tendencia que
puede tener un terreno a reducir su
volumen de forma raacutepida (colapso)
Los suelos colapsables suelen
presentar gran variedad de formas y
tamantildeos de partiacuteculas aunque la
mayoria de ellos presenta forma
redondeada
La finalidad de este ensayo es de
determinar o evaluar la susceptibilidad
al colapso de una muestra de suelo la
que podra sufrir un asentamiento
adicional originado por la inundacion
de la muestra
Existen dos metodos de ensayos
ensayos para muestras inalteradas y
para muestras alteradas
--Triaxial El ensayo consiste en
aplicar esfuerzos laterales y verticales
diferentes a probetas ciliacutendricas de
suelo y para determinar la resistencia
al cortante la rigidez y caracteriacutesticas
de deformacioacuten de las muestras
Generalmente existen 3 formas de
realizar el ensayo Triaxial
Ensayo Consolidado drenado
Ensayo Consolidado no drenado
Ensayo No consolidado
Es el ensayo que mayor informacioacuten
nos da ya que nos permite conocer
los dos paraacutemetros intriacutensecos mas
importantes de un suelo COHESION y
ANGULO DE FRICCION con ellos se
define la capacidad portante y las
caracteriacutesticas del corte de un suelo
bajo diferentes condiciones de drenaje
de un suelo
TENA 11 INVESTIGACIONES
PROFUNDA
METODOS GEOFISICOS
Objetivo Con los meacutetodos geofiacutesicos
se puede investigar zonas sin acceso
para el ser humano como el interior
de la tierra En la buacutesqueda de
yacimientos metaliacuteferos (prospeccioacuten
exploracioacuten) este meacutetodos geofiacutesicos
pueden dar informaciones sin hacer
una perforacioacuten de altos costos
Existen varios meacutetodos geofiacutesicos los
cuales aprovechan propiedades fiacutesicas
de las rocas
-Pero todos los meacutetodos geofiacutesicos
dan solamente informaciones
indirectas es decir nunca sale una
muestra de una roca Los resultados
de investigaciones geofiacutesicas son
hojas de datos (nuacutemeros) que esperan
a una interpretacioacuten
Los meacutetodos maacutes usados
METODO DE SONDEO
---Sondeos mineros
Se utiliza etas sondas para llegar a
profundidades grandes alrededor de
1200m Se los utiliza en
minas subterraacuteneas se utiliza para
comprobar a que profundidad esta la
veta de mayor intereacutes y evaluar el
costo de la explotacioacuten
Canteras a cielo abierto ayuda a la
localizacioacuten de las areas con mayor
volumen de materas primas
---Sondeo geotecnicos
Obras de ingenieriacutea estas precisan
estudiar con gran detalle la geologiacutea
de las zonas en algunos casos hasta
alcanzar profundidades considerables
como ser tuacuteneles presas etc
En el campo de la cimentacioacuten
generalmente se basan en sondeos
mecaacutenicos y ensayos ldquoin-siturdquo
Maquinaria
Sonda hidraacuteulica MC-300
Sonda longyear-38 y
Sonda craelius 1500
Adecuada para sondeos profundos
Profundidad de los sondeos
Para obtener informacioacuten necesaria
para poder predecir el asentamiento
de un estructura los sondeos deben
penetrar todos los estratos que
puedan consolidarse por efecto a las
cargas
Para estructuras pesadas muy
importantes como grandes puentes y
edificios altos esto significa que los
sondeos deben llegar hasta la roca
Pero para estructuras pequentildeas la
profundidad se puede estimar por
caracteriacutesticas geologiacuteas Una
antigua regla establece que la
profundidad de los sondeos deben ser
igual a dos veces el ancho del edificio
METODO DE GEORRADAR
El georraacutedar o raacutedar de subsuelo es
una teacutecnica de prospeccioacuten basada en
la emisioacuten de pulsos
electromagneacuteticos y en la recogida de
las reflexiones que se producen por
los cambios del valor de la constante
dieleacutectrica del terreno asociada a los
distintos materiales
Se consiguen profundidades de
penetracioacuten de hasta 40 m (seguacuten
los materiales atravesados)
obtenieacutendose imaacutegenes del subsuelo
de alta resolucioacuten Lo que la hace
especialmente apta para la
delimitacioacuten de estructuras naturales o
artificiales poco profundas
(arqueologiacutea tuberiacuteas y otras
infraestructuras soterradas) deteccioacuten
de fluidos (agua o contaminantes) etc
METODO SISMICO DE
REFRACCION
El meacutetodo siacutesmico de refraccioacuten
constituye la teacutecnica geofiacutesica maacutes
ampliamente utilizada para determinar
la velocidad Vp caracteriacutestica de las
diferentes capas del subsuelo y
tambieacuten el espesor de cada una de
ellas hasta el rango de profundidad
investigado en cada caso
La ejecucioacuten de un estudio mediante
siacutesmica de refraccioacuten consiste en su
primera fase en medir los tiempos
invertidos por una onda de compresioacuten
en llegar a traveacutes del subsuelo a una
serie de sensores (geoacutefonos) situados
alineados en la superficie del terreno
El paraacutemetro fiacutesico que se analiza es
la velocidad de propagacioacuten de la
onda Vp a traveacutes de los materiales del
subsuelo en funcioacuten de la compacidad
de los mismos
Tal paraacutemetro nos aportaraacute
informacioacuten de las caracteriacutesticas
geomecaacutenicas de la zona en que se
apliquen
La representacioacuten graacutefica de los
tiempos que tardan las ondas en
alcanzar los geoacutefonos en funcioacuten de
las distancias al origen de la fuente se
denomina ldquoDromocronardquo
FACTORES QUE DEFINEN LA
PROFUNDIDAD DE PENETRACIOacuteN
Y RESOLUCIOacuteN
Nuacutemero de geoacutefonos
determina la profundidad de
investigacioacuten que se puede alcanzar
A mayor nuacutemero de geoacutefonos se
alcanza mayor profundidad de
penetracioacuten
-Espaciado entre geoacutefonos
determina la resolucioacuten del registro de
modo que cuanto menor sea el
espaciado mayor seraacute la resolucioacuten
-Nuacutemero de puntos de tiro
condiciona el detalle con el que se
determina el espesor y la velocidad de
las capas A mayor nuacutemero de puntos
de tiro mayor detalle
-Fuente de energiacutea
Con fuentes de energiacutea maacutes intensas
(explosivo aire comprimido etc)
pueden alcanzarse mayores
penetraciones y mayor alcance
METODO TOMOGRAFICO
En su sentido maacutes amplio un estudio
tomograacutefico cross-hole consiste en
determinar de forma detallada la
distribucioacuten de un determinado
paraacutemetro del terreno en el espacio
comprendido entre dos sondeos
situados relativamente proacuteximos entre
siacute
Procesado de los datos
La primera parte del proceso consiste
en la identificacioacuten en los registros
siacutesmicos de las primeras llegadas de
las ondas de compresioacuten a cada
sensor y para cada punto de sentildeal
determinando el tiempo invertido en
cada caso
Para el caacutelculo de las velocidades de
transmisioacuten de la sentildeal siacutesmica a partir
de estos tiempos hay que determinar
tambieacuten de forma precisa la posicioacuten y
la distancia entre cada punto de sentildeal
y cada sensor
Una vez cubierta la etapa de
identificacioacuten de las primeras llegadas
delas ondas P determinando los
tiempos y las distancias entre cada
punto de tiro y cada sensor la fase
fundamental del proceso es la
inversioacuten de estos datos para
determinar el valor de Vp en cada
celdilla de la seccioacuten del terreno
comprendida entre los dos sondeos
Se trata de un proceso complejo en
teacuterminos matemaacuteticos que
consideramos innecesario describir
aquiacute
METODO GEOELECTRICO
Es la exploracioacuten del subsuelo a partir
de las mediciones de resistividad
eleacutectrica Es una teacutecnica conocida
durante los uacuteltimos 50 antildeos
A grandes rasgos consiste en
introducir corriente en el terreno y
medir el voltaje producido por la
misma
Tomando en cuenta una roca densa
con pocos huecos poca humedad y
baja ionizacioacuten tendraacute alta resistencia
mientras que las arcillas saturadas
tendraacute baja resistencia
Teniendo el voltaje se obtiene la
resistividad del subsuelo Cada
estructura enterrada presenta un
rango de resistividad caracteriacutestico
cuyo valor nos sirve para
interpretacioacuten
En los estudios geoelectricos cuando
se menciona la resistividad aparente y
la resistividad verdadera solo
coinciden cuando el subsuelo es
absolutamente homogeacuteneo
A MAYOR LONGITUD DE
DISPOSITIVOS MAYOR
PENETRACIONEN EL SUBSUELO
a) Pequentildeas separaciones de
electrodos la corriente esta
confinada en un zona
b) Separacioacuten de los
dispositivos mayor
penetracioacuten
Se conoce como dispositivos
geoelectricos al conjunto de electrodos
que inyectan corriente en l subsuelo y
registra el potencias en el mismo
Modelizacioacuten geoelectrica del
subsuelo
Se clasifican en 3
--Modelos unidimensionales1-D
Varia solo la profundidad
Este modelo estudia los terrenos
estratificados horizontalmente
aplicando sondeos eleacutectricos verticales
Dispositivo schlumberger
Lecturas entre 10 a 20
Reconocimiento 1-D en la practica
reciben el nombre de sondeos
eleacutectricos verticales (SEV) con esto
obtenemos los horizontes geoloacutegicos
Procedimiento consiste en fijar los
electrodos e ir incrementando
progresivamente la distancia q los
separa consiguiendo mayor
profundidad
--Modelos bidimensionales 2-D
Este modelo varia en coordenadas (x)
y en profundidad (z)
Aplicado en la practica geolectrica
para el estudio de tuacuteneles
cimentaciones deteccioacuten de cuevas
etc
Emplea un dispositivo Dipolo-Dipolo o
wenner
Lecturas entre 100 y 1000
Los reconocimientos 2d son el dipolo-
dipolo y el wenner Su procedimiento
es clavar un gran numero de
electrodos en un espaciamiento
constante
Las lecturas se haraacuten mediantes
software como ser res2dinv u otros
--Modelos tridimensionales 3-D
Modelos complejos
Las lecturas variacutean en millares
Para realizar el reconocimiento es
similar las de 2D pero colocando los
electrodos en dispositivos de malla
bidimensional
Los meacutetodos geoelectrico tienen
dos ventajas
Permiten cubrir raacutepidamente grandes
aacutereas a un costo relativamente bajo
no son estorbados por los cantos
rodados o gravas gruesas que
dificultan los sondeos
Sistema sencillo y raacutepido de utilizar
Desventaja no se puede obtener una
interpretacioacuten uacutenica esto es
particularmente cuando los estratos no
son de espesor uniforme ni
horizontales
Utilidades reconocimiento de niveles
estratigraacuteficos
Localizacioacuten de depoacutesitos enterrados
Localizacioacuten de tuberiacuteas
metaacutelicas y otros
METODO ACUSTICO
El meacutetodo mas utilizado para
investigar la morfologiacutea y la estructura
del fondo marino es la observacioacuten
indirecta mediante sonar
Sonar de barrido lateral
Consiste en un emisorreceptor de
sentildeales ultrasoacutenicas que emite pulsos
en direccioacuten perpendicular al sentido
de avance y recibe los
correspondientes ecos
El resultado es la obtencioacuten de
registros graacuteficos bidimensionales de
la morfologiacutea del fondo del mar Es
fundamental para trabajos y obras
lineales detectando obstaacuteculos
Se clasifican seguacuten su irregularidad en
mas o menos accidentados
usando mono haz
La energiacutea acuacutestica transmitida estaba
confinada a un solo haz
Este era ancho por lo tanto perdiacutea
resolucioacuten y por consiguiente
exactitud
USANDO MULTIHAZ
La energiacutea acuacutestica transmitida por
varios haz
Profundidad de trabajo va de 50m a
11000m
Sus emisores en proa a popa y
receptores de estribor a babor
Su cobertura es mayor y es en forma
de abanico
METODO MAGNETICO
La magnetometriacutea es como la
gravimetriacutea un meacutetodo geofiacutesico
relativamente simple en su aplicacioacuten
El campo magneacutetico de la tierra afecta
tambieacuten yacimientos que contienen
magnetita (Fe) Estos yacimientos
producen un campo magneacutetico
inducido es decir su propio campo
magneacutetico Un magnetoacutemetro mide
simplemente los anomaliacuteas
magneacuteticas en la superficie terrestre
cuales podriacutean ser producto de un
yacimiento
El meacutetodo magneacutetico es el meacutetodo
geofiacutesico de prospeccioacuten maacutes antiguo
aplicable en la prospeccioacuten petroliacutefera
en las exploraciones mineras y de
artefactos arqueoloacutegicos
En la prospeccioacuten petroliacutefera el
meacutetodo magneacutetico entrega
informaciones acerca de la
profundidad de las rocas
pertenecientes al basamento A partir
de estos conocimientos se puede
localizar y definir la extensioacuten de las
cuencas sedimentarias ubicadas
encima del basamento que
posiblemente contienen reservas de
petroacuteleo
En las exploraciones mineras se aplica
el meacutetodo magneacutetico en la buacutesqueda
directa de minerales magneacuteticos y en
la buacutesqueda de minerales no
magneacuteticos asociados con los
minerales que ejercen un efecto
magneacutetico mensurable en la superficie
terrestre
Ademaacutes el meacutetodo magneacutetico se
puede emplear en la buacutesqueda de
agua subterraacutenea
Las anomaliacuteas magneacuteticas detectadas
a traveacutes de estudios magneacuteticos en
terreno se explican con variaciones en
las propiedades fiacutesicas de las rocas
como la susceptibilidad magneacutetica yo
la imantacioacuten remanente de las rocas
Estas propiedades fiacutesicas solo existen
a temperaturas debajo de la
temperatura de Curie En
consecuencia los generadores de las
anomaliacuteas magneacuteticas podemos hallar
hasta una profundidad maacutexima de 30 a
40 km
METODO GAVIMETRICO
El meacutetodo esta basado en el estudio la
variacioacuten del componente vertical del
campo gravitatorio terrestre
Se realiza mediciones relativas o es
decir se mide las variaciones
laterales de la atraccioacuten gravitatoria de
un lugar al otro puesto que en estas
mediciones se pueden lograr una
precisioacuten satisfactoria maacutes faacutecilmente
en comparacioacuten con las mediciones
del campo gravitatorio absoluto
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza
y estructura de las formaciones del
subsuelo)
El objetivo principal de los estudios de
gravimetriacutea es medir la atraccioacuten
gravitacional que ejerce la Tierra sobre
un cuerpo de masa determinada Pero
como la Tierra no es una esfera
perfecta y no esta en reposo ni es
homogeacutenea y tiene movimientos de
rotacioacuten y de traslacioacuten la fuerza de
gravedad que ejerce no es constante
Por tanto las medidas gravimeacutetrica en
exploracioacuten son representacioacuten de
anomaliacuteas en las que entran la
densidad de los diferentes tipos de
rocas sedimentos no consolidados
areniscas sal gema calizas granito
etc
En representacioacuten esquemaacutetica el
instrumento consta de una masa
metaacutelica que suspendida de un
resorte supersensible registra la
elongacioacuten del resorte debido a la
atraccioacuten producida por lo denso de la
masa de las rocas subterraacuteneas Las
medidas son anotadas y
posteriormente se confeccionan
mapas que representan la
configuracioacuten lograda
Aparatos como el graviacutemetro permiten
estudiar las rocas que hay en el
subsuelo Este aparato mide las
diferencias de la fuerza de la gravedad
en las diferentes zonas de suelo lo
que permite determinar queacute tipo de
roca existe en el subsuelo
Es un meacutetodo que cuantifica las
diferencias en la atraccioacuten de la
gravedad de los materiales del
subsuelo
Consiste en la medicioacuten muy precisa
de la aceleracioacuten de la gravedad en
distintos puntos registrando
variaciones extrantildeas de dicha
aceleracioacuten que pueden suponer
cambios bruscos en la densidad de un
terreno
De esta forma se pueden detectar
huecos o cavernas como las
existentes en los terrenos caacutersticos o
en zonas de explotacioacuten minera actual
o histoacuterica fallas domos salinos
profundidad de capas competentes
compactas etc
Los resultados obtenidos son en
general poco concluyentes para que
su empleo esteacute generalizado en la
ingenieriacutea civil
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza y
estructura de las formaciones del
subsuelo)
TEMA 12 ESTABILIDAD DE
TALUDES
INTRODUCCION-El objetivo principal
de un estudio de estabilidad de taludes
o laderas es el de establecer medidas
de prevencioacuten y control para reducir
los niveles de amenaza y riesgo
Generalmente los beneficios maacutes
importantes desde el punto de vista de
reduccioacuten de amenazas y riesgos es la
prevencioacuten
TALUD
--Es una composicioacuten o masa de tierra
que no es uniformemente plana sino
que tiene pendiente o ciertos cambios
de altura significativos
ESTABILIDAD- Seguridad de una
masa de tierra contra la falla o
movimiento
Para determinar la estabilidad de una
masa de suelo debemos determinar su
coeficiente de seguridad al
deslizamiento Al existir un coeficiente
de seguridad igual a 1 se produce el
deslizamiento del talud
Tipos DE talud
Se define como ladera cuando su
conformacioacuten actual tuvo como origen
un proceso natural
Y se define como talud cuando es
conformada artificialmente o sea por
accioacuten del hombre
Tipos DE FALLA EN taludes
1DESPRENDIMIENTOS-
11 CAIDA LIBRE
Desprendimiento repentino de uno o
maacutes bloques de suelo o roca que
descienden en caiacuteda libre
12 VOLCADURA
Caiacuteda de un bloque de roca con
respecto a un pivote ubicado debajo
de su centro de gravedad
2DERRUMBES- 21 PLANAR
Movimiento lento o raacutepido de un
bloque de suelo o roca a lo largo de
una superficie de falla plana
22ROTACIONAL
Movimiento relativamente lento de una
masa de suelo roca o una
combinacioacuten de los dos a lo largo de
una superficie curva de falla bien
definida
23DESPARRAMIENTO LATERAL
Movimiento de diferentes bloques de
suelo con desplazamientos distintos
3 AVALANCHAS
Movimiento raacutepido de una masa
incoherente de escombros de roca o
suelo-roca donde no se distingue la
estructura original del material
4 FLUJO
Suelo o suelo-roca movieacutendose como
un fluido viscoso desplazaacutendose
usualmente hasta distancias mucho
mayores de la falla Usualmente
originado por exceso de presiones
de poros
bull METODOS PARA
DISMINUIR EL RIESGO
1 PREVENCION-
La prevencioacuten incluye el manejo de la
vulnerabilidad evitando la posibilidad
de que se presenten riesgos o
amenazas La prevencioacuten debe ser un
programa del estado en todos sus
niveles mediante una legislacioacuten y un
sistema de manejo de amenazas que
permita disminuir los riesgos a
deslizamiento en un aacuterea determinada
bull 2 ELUCION DE LA
AMENAZA
Eludir la amenaza consiste en evitar
que los elementos en riesgo sean
expuestos a la amenaza de
deslizamiento
3 CONTROL
Meacutetodos tendientes a controlar la
amenaza activa antes de que se
produzca el riesgo a personas o
propiedades Generalmente consisten
en estructuras que retienen la masa en
movimiento Este tipo de obras se
construyen abajo del deslizamiento
para detenerlo despueacutes de que se ha
iniciado
bull 4 ESTABILIZACION
La estabilizacioacuten de un talud
comprende los siguientes factores
1 Determinar el sistema o
combinacioacuten de sistemas de
estabilizacioacuten maacutes apropiados
teniendo en cuenta todas las
circunstancias del talud estudiado
2 Disentildear en detalle el sistema a
emplear incluyendo planos y
especificaciones de disentildeo
3 Instrumentacioacuten y control durante
y despueacutes de la estabilizacioacuten Debe
tenerse en cuenta que en taludes
nunca existen disentildeos detallado sin
modificables y que las observaciones
que se hacen durante el proceso
deconstruccioacuten tienden generalmente
a introducir modificaciones al disentildeo
inicial y esto debe preverse en las
claacuteusulas contractuales de
construccioacuten Los sistemas de
estabilizacioacuten se pueden clasificar en
cinco categoriacuteas principales
bull 5 RECUBRIMIENTO DE LA
SUPERFICIE
Meacutetodos que tratan de impedir la
infiltracioacuten o la ocurrencia de
fenoacutemenos superficiales de erosioacuten o
refuerzan el suelo maacutes subsuperficial
El recubrimiento puede consistir en
elementos impermeabilizantes como el
concreto o elementos que refuercen la
estructura superficial del suelo como la
cobertura vegetal
bull 6 CONTROL DE AGUA
SUPERFICIAL Y
SUBTERRANEA
Sistemas tendientes a controlar el
agua y sus efectos disminuyendo
fuerzas que producen movimiento y o
aumentando las fuerzas resistentes
1 canales superficiales para control
de escorrentiacutea
Se recomienda construirlos como
obras complementaria en la mayoriacutea
de los casos Generalmente las zanjas
se construye arriba de la corona del
talud
2 subdrenes de zanjas
Muy efectivos para estabilizar
deslizamientos poco profundos en
suelos saturados subsuperficialmente
3 Sudrenes horizontales de
penetracioacuten
Muy efectivos para interceptar y
controlar aguas subterraneas
relativamente profundas
4 galeriacuteas o tuacuteneles de subdrenaje
Efectivos para estabilizar
deslizamientos profundos en
formaciones con permeabilidad
significativa y aguas subterraneas
5pozos profundos de subdrenaje
Uacutetiles en deslizamientos profundos
con aguas subterraneas Efectivos
para excavaciones no permanentes
SE recomienda los siguientes factores
de seguridad miacutenimos para la
estabilidad de los TALUDES
Al final de la construccioacuten FS = 13
A largo plazo FS = 15
ELEMENTOS DEL TALUD
TIPOS DE FALLAS
PRESIONES LATERALES DE
TIERRA
La presioacuten del terreno sobre un muro
esta fuertemente condicionada por la
deformabilidad del muro
Si el muro y el terreno sobre el que se
fundan son tales que las
deformaciones son praacutecticamente
nulas se estaacute en el caso de empuje
en reposo
Si el muro se desplaza permitiendo la
expansioacuten lateral del suelo se produce
una falla por corte del suelo retenido y
se crea una cuntildea El empuje
disminuye desde el valor del empuje al
reposo hasta el denominado valor del
empuje activo que es el miacutenimo
valor posible del empuje
Por el contrario si se aplican fuerzas
al muro de forma que eacuteste empuje al
relleno la falla se produce mediante
una cuntildea mucho maacutes amplia Este
valor recibe el nombre de empuje
pasivo y es el mayor valor que puede
alcanzar el empuje
EMPUJE EN REPOSO
Teoriacutea del ldquoEquilibrio plaacutesticordquoo
ldquoEquilibrio liacutemiterdquo
Coeficiente de empuje de tierra en
reposo K0 cuando no hay
deformaciones horizontales
Determinacioacuten de K0
--ensayo de laboratorio triaxiales
especiales
-- ensayo de campo
--formulas empiacutericas
EMPUJE PASIVO
Si el muro se mueve hacia el suelo los
esfuerzos horizontales aumentan
Finalmente se puede alcanzar la falla
por corte desarrollaacutendose una cuntildea
activa
MEJORAMIENTO DE LA
RESISTENCIA DEL SUELO
Inyecciones
Las inyecciones de diversos productos
quiacutemicos son utilizadas para mejorar la
resistencia o reducir la permeabilidad
de macizos rocosos y en ocasiones de
suelos permeables Las inyecciones
pueden consistir de materiales
cementantes tales como el cemento y
la cal o de productos quiacutemicos tales
como silicatos ligninos resinas
acrylamidas y uretanos
Generalmente las inyecciones de
cemento o de cal se utilizan en suelos
gruesos o en fisuras abiertas y los
productos quiacutemicos en materiales
menos permeables
Antes de decidir sobre la utilizacioacuten de
una inyeccioacuten debe investigarse que
el material realmente pueda penetrar
dentro de los vaciacuteos o fisuras
La penetrabilidad de las inyecciones
quiacutemicas depende de su viscosidad
presioacuten de inyeccioacuten y periodo de
inyeccioacuten asiacute como la permeabilidad
del suelo inyectado
Estabilizacioacuten con cemento
Estabilizacioacuten con cal
Calcinacioacuten o tratamiento teacutermico
Magmaficacioacuten
Compactacioacuten Profunda
La compactacioacuten o incremento de
la densidad del suelo se puede lograr
a grandes profundidades utilizando
alguno de los siguientes
procedimientos
1 Pilotes de compactacioacuten
2 Vibro compactacioacuten profunda
3 Columnas de piedra o grava
a Aumentar la resistencia del
suelo
b Mejorar el drenaje de aguas
subterraacuteneas
4 Compactacioacuten dinaacutemica
SISTEMAS DE ESTABILIZACIOacuteN DE
TALUDES Y LADERAS
Desmonte de tierras de la ladera
Sistemas de drenaje
Elementos resistentes de
contencioacuten
Pantallas o cortinas de pilotes
Pantalla de micro pilotes
Cortina de pilotes
Anclajes permanentes y drenes
Pantalla anclada de micropilotes
--- Estabilidad de taludes
Garantizar la estabilidad de los
taludes y evitar volcamiento o
deslizamiento del suelo de
cimentacioacuten es necesario estudiar los
muros de contencioacuten Incluyendo la
posibilidad de fallas por debajo de la
cimentacioacuten del muro
Disentildear las secciones y refuerzos
internos para resistir momentos
cortantes utilizando procedimientos de
ingenieriacutea estructural
MUROS RIacuteGIDOS
Generalmente son de concreto y no
permiten deformaciones importantes
sin romperse
En esta categoriacutea se encuentran los
muros de
- Concreto reforzado (HordmAordm)
- Concreto simple
-Concreto cicloacutepeo
MUROS DE CONCRETO
REFORZADO
Relativamente esbeltos y
generalmente tienen la forma de L
MUROS DE CONCRETO SIMPLE
Los muros de concreto
sin refuerzo son
masas relativamente
grandes de concreto
las cuales trabajan
como estructuras
Riacutegidas
MUROS DE CONCRETO CICLOacutePEO
El concreto cicloacutepeo es una mezcla de
concreto con cantos o bloques de roca
dura Generalmente se utilizan
mezclas de 60 de concreto y 40 de
volumen de bloques de roca
MUROS DE GRAVEDAD FLEXIBLES
MUROS DE GAVIONES
Son cajones de malla de alambre
galvanizado que se rellenan de cantos
de roca
Debe tenerse en cuenta el amarre
entre unidades de gaviones para evitar
el movimiento de unidades aisladas y
poder garantizar la estabilidad del
muro
MUROS DE LLANTAS USADA
Conocidos como Pneusol o Tiresoil
consisten en rellenos de suelo con
llantas de caucho usadas embebidas
- Muros hasta 20 m de altura
ENROCADOS
Los muros en roca son estructuras
construidas con bloques de roca los
cuales se colocan unos sobre otros en
forma manual o al volteo
El tamantildeo de los bloques supera las 3
pulgadas
SELECCIOacuteN DEL TIPO DE
ESTRUCTURA DE CONTENCIOacuteN
Se debe realizar una
comparacioacuten econoacutemica
Localizacioacuten del muro y la
cantidad de espacio
disponible
Altura de la estructura
propuesta y topografiacutea
resultante
Agua freaacutetica
Disponibilidad de materiales
Tiempo disponible para la
construccioacuten
GRUPO Nordm 13
EXCAVACIONES PROFUNDAS
---Es la facilidad con la que puede
excavarse la roca como los suelos
---Estan influidas en factores como la
resistencia del terreno y la magnitud
de los esfuersos que obran dentro de
el
---En excavaciones extremadamente
profundas la temperatura de la roca y
el flujo de calor a traves de la corteza
tambien sera de importancia
Excavacion De Roca y Suelo
Los metodos comunes utilizados en el
proceso de hacer un agujero en el
terreno son
1- la perforacion
2- Los sondeos
3- Maquina perforadora
4- Voladuras
El eacutexito de cada meacutetodo depende de
su capacidad para romper y disgregar
la roca y el suelo
bull Perforacion
La mayoria de los taladros son de dos
tipos
1- el percusivo
2- el rotatorio
bull Tenacidad
Es la resistencia a la fractura que
proviene esencialmente de la
resistencia de la roca a la tension
muchas barrenas de perforacion se
disentildean para inducir rupturas a la
tencion locales dentro de la roca a
medida que esta se hace mas deil a la
tencion que a la comprecion
La abrasividad
Es la capacidad de los fragmentos de
una roca para desgastar la barrera de
perforacion y pulir sus bordes
cortantes
Estructura
CONTROL DEL AGUA
SUBTERRAacuteNEA
Una excavacioacuten debajo de la
superficie del agua subterraacutenea debe
protegerse ya sea contra una afluencia
de agua o bien debe ser trabajada por
teacutecnicas subacuosas tales como la
perforacioacuten con draga de cable de
arrastre y dragado
Reduccioacuten del flujo durante la
excavacioacuten y para disminuir la presioacuten
del agua alrededor de esta
El mayor peligro del agua subterraacutenea
es un encuentro con horizontes
acuiacuteferos inesperados y presiones de
agua
Para controlar el agua subterraacutenea
que fluye a una excavacioacuten es
necesario conocer
Volumen de Agua
Gobernado por el almacenaje
del terreno y por sus limites
geo hidroloacutegicos
Ritmo de Flujo La descarga
del agua subterraacutenea es una
funcioacuten de la permeabilidad
del terreno y del gradiente
hidraacuteulico que la afecte
Es importante hacer una valoracioacuten de
la permeabilidad para los caacutelculos de
la afluencia y deben obtenerse
pruebas verificadas in situ
Las rocas y los suelos son
anosotropicos generalmente y su
permeabilidad varia con la direccioacuten
Presioacuten del Agua Esta se
pude calcular de una medida
precisa de la carga de
presioacuten variara de lugar a
lugar dentro del
terreno(FIG13-27) y en
cualquier localidad se espera
que variacutee con el tiempo
La presioacuten del agua subterraacutenea fuera
de control alrededor de una
excavacioacuten superficial puede ser la
causa de que el piso de la excavacioacuten
se rompa(Fig16-6bi)
Se inunde (FIG16-6bii)
Derrame(FIGiii)
Ruptura de las excavaciones
subterraacuteneas (FIGiv)
Meacutetodos de Rebajamiento del Nivel
Freaacutetico
bullWellpoint
bullWellpoint por Inyeccioacuten
Tipos de excavacioacuten
Entre los tipos de excavacioacuten
dependeraacute principalmente del tipo de
material a ser excavado por su
fragilidad a los derrumbes
Excavacioacuten sin Apuntalar
Excavaciones Apuntaladas
Excavaciones Apuntaladas Cerca
de estructuras
Excavaciones en rocas
Excavaciones con explosivos
PERFORACION EN ROCA CON
MAQUINARIA
EL PROBLEMA DE LA EXCAVACIOacuteN
EN ROCA
1 Suelos sueltos a
semicompactos
Suelos compactos a roca
blanda
3 Roca de dureza media
4 4 Roca dura
5 5 Roca muy dura
EXCAVACIOacuteN EN SEDIMENTOS
Las excavaciones en grava
limo arena arcilla y rocas
sedimentarias se debe utilizar
revestimientos que proporciones
soporte todo el tiempo
EXCAVACIONES SUBTERRANEAS
Las excavaciones subterraacuteneas son
pozos verticales y galeriacuteas
horizontales para tener acceso a los
trabajos subterraacuteneos a las minas
para la extraccioacuten del mineral tuacuteneles
y caacutemaras extensas
PRECAUCIONES PARA LA
EXCAVACION
Las zonas y fracturas acuiacuteferas
siempre son potencialmente
peligrosas
Las calizas son materiales
particularmente difiacuteciles de investigar
si contienen cavidades de solucioacuten
Las localizaciones de pozos pueden
explorarse con eacutexito razonable
perforando los pozos desde la
superficie del terreno hasta la
profundidad total
Las fisuras y cavidades llenadas
con agua no tienen que ser
interceptadas por una excavacioacuten que
las pongan en peligro
Los tuacuteneles presentan la dificultad
de que los pozos verticales los
intersectan solo en una fraccioacuten de su
longitud total
La cartografiacutea superficial puede
indicar los mejores sitios para
perforar pozos y proporcionar
informacioacuten del aacuterea
asociado como el modulo de
cizalladura
La colapsabilidad es la tendencia que
puede tener un terreno a reducir su
volumen de forma raacutepida (colapso)
Los suelos colapsables suelen
presentar gran variedad de formas y
tamantildeos de partiacuteculas aunque la
mayoria de ellos presenta forma
redondeada
La finalidad de este ensayo es de
determinar o evaluar la susceptibilidad
al colapso de una muestra de suelo la
que podra sufrir un asentamiento
adicional originado por la inundacion
de la muestra
Existen dos metodos de ensayos
ensayos para muestras inalteradas y
para muestras alteradas
--Triaxial El ensayo consiste en
aplicar esfuerzos laterales y verticales
diferentes a probetas ciliacutendricas de
suelo y para determinar la resistencia
al cortante la rigidez y caracteriacutesticas
de deformacioacuten de las muestras
Generalmente existen 3 formas de
realizar el ensayo Triaxial
Ensayo Consolidado drenado
Ensayo Consolidado no drenado
Ensayo No consolidado
Es el ensayo que mayor informacioacuten
nos da ya que nos permite conocer
los dos paraacutemetros intriacutensecos mas
importantes de un suelo COHESION y
ANGULO DE FRICCION con ellos se
define la capacidad portante y las
caracteriacutesticas del corte de un suelo
bajo diferentes condiciones de drenaje
de un suelo
TENA 11 INVESTIGACIONES
PROFUNDA
METODOS GEOFISICOS
Objetivo Con los meacutetodos geofiacutesicos
se puede investigar zonas sin acceso
para el ser humano como el interior
de la tierra En la buacutesqueda de
yacimientos metaliacuteferos (prospeccioacuten
exploracioacuten) este meacutetodos geofiacutesicos
pueden dar informaciones sin hacer
una perforacioacuten de altos costos
Existen varios meacutetodos geofiacutesicos los
cuales aprovechan propiedades fiacutesicas
de las rocas
-Pero todos los meacutetodos geofiacutesicos
dan solamente informaciones
indirectas es decir nunca sale una
muestra de una roca Los resultados
de investigaciones geofiacutesicas son
hojas de datos (nuacutemeros) que esperan
a una interpretacioacuten
Los meacutetodos maacutes usados
METODO DE SONDEO
---Sondeos mineros
Se utiliza etas sondas para llegar a
profundidades grandes alrededor de
1200m Se los utiliza en
minas subterraacuteneas se utiliza para
comprobar a que profundidad esta la
veta de mayor intereacutes y evaluar el
costo de la explotacioacuten
Canteras a cielo abierto ayuda a la
localizacioacuten de las areas con mayor
volumen de materas primas
---Sondeo geotecnicos
Obras de ingenieriacutea estas precisan
estudiar con gran detalle la geologiacutea
de las zonas en algunos casos hasta
alcanzar profundidades considerables
como ser tuacuteneles presas etc
En el campo de la cimentacioacuten
generalmente se basan en sondeos
mecaacutenicos y ensayos ldquoin-siturdquo
Maquinaria
Sonda hidraacuteulica MC-300
Sonda longyear-38 y
Sonda craelius 1500
Adecuada para sondeos profundos
Profundidad de los sondeos
Para obtener informacioacuten necesaria
para poder predecir el asentamiento
de un estructura los sondeos deben
penetrar todos los estratos que
puedan consolidarse por efecto a las
cargas
Para estructuras pesadas muy
importantes como grandes puentes y
edificios altos esto significa que los
sondeos deben llegar hasta la roca
Pero para estructuras pequentildeas la
profundidad se puede estimar por
caracteriacutesticas geologiacuteas Una
antigua regla establece que la
profundidad de los sondeos deben ser
igual a dos veces el ancho del edificio
METODO DE GEORRADAR
El georraacutedar o raacutedar de subsuelo es
una teacutecnica de prospeccioacuten basada en
la emisioacuten de pulsos
electromagneacuteticos y en la recogida de
las reflexiones que se producen por
los cambios del valor de la constante
dieleacutectrica del terreno asociada a los
distintos materiales
Se consiguen profundidades de
penetracioacuten de hasta 40 m (seguacuten
los materiales atravesados)
obtenieacutendose imaacutegenes del subsuelo
de alta resolucioacuten Lo que la hace
especialmente apta para la
delimitacioacuten de estructuras naturales o
artificiales poco profundas
(arqueologiacutea tuberiacuteas y otras
infraestructuras soterradas) deteccioacuten
de fluidos (agua o contaminantes) etc
METODO SISMICO DE
REFRACCION
El meacutetodo siacutesmico de refraccioacuten
constituye la teacutecnica geofiacutesica maacutes
ampliamente utilizada para determinar
la velocidad Vp caracteriacutestica de las
diferentes capas del subsuelo y
tambieacuten el espesor de cada una de
ellas hasta el rango de profundidad
investigado en cada caso
La ejecucioacuten de un estudio mediante
siacutesmica de refraccioacuten consiste en su
primera fase en medir los tiempos
invertidos por una onda de compresioacuten
en llegar a traveacutes del subsuelo a una
serie de sensores (geoacutefonos) situados
alineados en la superficie del terreno
El paraacutemetro fiacutesico que se analiza es
la velocidad de propagacioacuten de la
onda Vp a traveacutes de los materiales del
subsuelo en funcioacuten de la compacidad
de los mismos
Tal paraacutemetro nos aportaraacute
informacioacuten de las caracteriacutesticas
geomecaacutenicas de la zona en que se
apliquen
La representacioacuten graacutefica de los
tiempos que tardan las ondas en
alcanzar los geoacutefonos en funcioacuten de
las distancias al origen de la fuente se
denomina ldquoDromocronardquo
FACTORES QUE DEFINEN LA
PROFUNDIDAD DE PENETRACIOacuteN
Y RESOLUCIOacuteN
Nuacutemero de geoacutefonos
determina la profundidad de
investigacioacuten que se puede alcanzar
A mayor nuacutemero de geoacutefonos se
alcanza mayor profundidad de
penetracioacuten
-Espaciado entre geoacutefonos
determina la resolucioacuten del registro de
modo que cuanto menor sea el
espaciado mayor seraacute la resolucioacuten
-Nuacutemero de puntos de tiro
condiciona el detalle con el que se
determina el espesor y la velocidad de
las capas A mayor nuacutemero de puntos
de tiro mayor detalle
-Fuente de energiacutea
Con fuentes de energiacutea maacutes intensas
(explosivo aire comprimido etc)
pueden alcanzarse mayores
penetraciones y mayor alcance
METODO TOMOGRAFICO
En su sentido maacutes amplio un estudio
tomograacutefico cross-hole consiste en
determinar de forma detallada la
distribucioacuten de un determinado
paraacutemetro del terreno en el espacio
comprendido entre dos sondeos
situados relativamente proacuteximos entre
siacute
Procesado de los datos
La primera parte del proceso consiste
en la identificacioacuten en los registros
siacutesmicos de las primeras llegadas de
las ondas de compresioacuten a cada
sensor y para cada punto de sentildeal
determinando el tiempo invertido en
cada caso
Para el caacutelculo de las velocidades de
transmisioacuten de la sentildeal siacutesmica a partir
de estos tiempos hay que determinar
tambieacuten de forma precisa la posicioacuten y
la distancia entre cada punto de sentildeal
y cada sensor
Una vez cubierta la etapa de
identificacioacuten de las primeras llegadas
delas ondas P determinando los
tiempos y las distancias entre cada
punto de tiro y cada sensor la fase
fundamental del proceso es la
inversioacuten de estos datos para
determinar el valor de Vp en cada
celdilla de la seccioacuten del terreno
comprendida entre los dos sondeos
Se trata de un proceso complejo en
teacuterminos matemaacuteticos que
consideramos innecesario describir
aquiacute
METODO GEOELECTRICO
Es la exploracioacuten del subsuelo a partir
de las mediciones de resistividad
eleacutectrica Es una teacutecnica conocida
durante los uacuteltimos 50 antildeos
A grandes rasgos consiste en
introducir corriente en el terreno y
medir el voltaje producido por la
misma
Tomando en cuenta una roca densa
con pocos huecos poca humedad y
baja ionizacioacuten tendraacute alta resistencia
mientras que las arcillas saturadas
tendraacute baja resistencia
Teniendo el voltaje se obtiene la
resistividad del subsuelo Cada
estructura enterrada presenta un
rango de resistividad caracteriacutestico
cuyo valor nos sirve para
interpretacioacuten
En los estudios geoelectricos cuando
se menciona la resistividad aparente y
la resistividad verdadera solo
coinciden cuando el subsuelo es
absolutamente homogeacuteneo
A MAYOR LONGITUD DE
DISPOSITIVOS MAYOR
PENETRACIONEN EL SUBSUELO
a) Pequentildeas separaciones de
electrodos la corriente esta
confinada en un zona
b) Separacioacuten de los
dispositivos mayor
penetracioacuten
Se conoce como dispositivos
geoelectricos al conjunto de electrodos
que inyectan corriente en l subsuelo y
registra el potencias en el mismo
Modelizacioacuten geoelectrica del
subsuelo
Se clasifican en 3
--Modelos unidimensionales1-D
Varia solo la profundidad
Este modelo estudia los terrenos
estratificados horizontalmente
aplicando sondeos eleacutectricos verticales
Dispositivo schlumberger
Lecturas entre 10 a 20
Reconocimiento 1-D en la practica
reciben el nombre de sondeos
eleacutectricos verticales (SEV) con esto
obtenemos los horizontes geoloacutegicos
Procedimiento consiste en fijar los
electrodos e ir incrementando
progresivamente la distancia q los
separa consiguiendo mayor
profundidad
--Modelos bidimensionales 2-D
Este modelo varia en coordenadas (x)
y en profundidad (z)
Aplicado en la practica geolectrica
para el estudio de tuacuteneles
cimentaciones deteccioacuten de cuevas
etc
Emplea un dispositivo Dipolo-Dipolo o
wenner
Lecturas entre 100 y 1000
Los reconocimientos 2d son el dipolo-
dipolo y el wenner Su procedimiento
es clavar un gran numero de
electrodos en un espaciamiento
constante
Las lecturas se haraacuten mediantes
software como ser res2dinv u otros
--Modelos tridimensionales 3-D
Modelos complejos
Las lecturas variacutean en millares
Para realizar el reconocimiento es
similar las de 2D pero colocando los
electrodos en dispositivos de malla
bidimensional
Los meacutetodos geoelectrico tienen
dos ventajas
Permiten cubrir raacutepidamente grandes
aacutereas a un costo relativamente bajo
no son estorbados por los cantos
rodados o gravas gruesas que
dificultan los sondeos
Sistema sencillo y raacutepido de utilizar
Desventaja no se puede obtener una
interpretacioacuten uacutenica esto es
particularmente cuando los estratos no
son de espesor uniforme ni
horizontales
Utilidades reconocimiento de niveles
estratigraacuteficos
Localizacioacuten de depoacutesitos enterrados
Localizacioacuten de tuberiacuteas
metaacutelicas y otros
METODO ACUSTICO
El meacutetodo mas utilizado para
investigar la morfologiacutea y la estructura
del fondo marino es la observacioacuten
indirecta mediante sonar
Sonar de barrido lateral
Consiste en un emisorreceptor de
sentildeales ultrasoacutenicas que emite pulsos
en direccioacuten perpendicular al sentido
de avance y recibe los
correspondientes ecos
El resultado es la obtencioacuten de
registros graacuteficos bidimensionales de
la morfologiacutea del fondo del mar Es
fundamental para trabajos y obras
lineales detectando obstaacuteculos
Se clasifican seguacuten su irregularidad en
mas o menos accidentados
usando mono haz
La energiacutea acuacutestica transmitida estaba
confinada a un solo haz
Este era ancho por lo tanto perdiacutea
resolucioacuten y por consiguiente
exactitud
USANDO MULTIHAZ
La energiacutea acuacutestica transmitida por
varios haz
Profundidad de trabajo va de 50m a
11000m
Sus emisores en proa a popa y
receptores de estribor a babor
Su cobertura es mayor y es en forma
de abanico
METODO MAGNETICO
La magnetometriacutea es como la
gravimetriacutea un meacutetodo geofiacutesico
relativamente simple en su aplicacioacuten
El campo magneacutetico de la tierra afecta
tambieacuten yacimientos que contienen
magnetita (Fe) Estos yacimientos
producen un campo magneacutetico
inducido es decir su propio campo
magneacutetico Un magnetoacutemetro mide
simplemente los anomaliacuteas
magneacuteticas en la superficie terrestre
cuales podriacutean ser producto de un
yacimiento
El meacutetodo magneacutetico es el meacutetodo
geofiacutesico de prospeccioacuten maacutes antiguo
aplicable en la prospeccioacuten petroliacutefera
en las exploraciones mineras y de
artefactos arqueoloacutegicos
En la prospeccioacuten petroliacutefera el
meacutetodo magneacutetico entrega
informaciones acerca de la
profundidad de las rocas
pertenecientes al basamento A partir
de estos conocimientos se puede
localizar y definir la extensioacuten de las
cuencas sedimentarias ubicadas
encima del basamento que
posiblemente contienen reservas de
petroacuteleo
En las exploraciones mineras se aplica
el meacutetodo magneacutetico en la buacutesqueda
directa de minerales magneacuteticos y en
la buacutesqueda de minerales no
magneacuteticos asociados con los
minerales que ejercen un efecto
magneacutetico mensurable en la superficie
terrestre
Ademaacutes el meacutetodo magneacutetico se
puede emplear en la buacutesqueda de
agua subterraacutenea
Las anomaliacuteas magneacuteticas detectadas
a traveacutes de estudios magneacuteticos en
terreno se explican con variaciones en
las propiedades fiacutesicas de las rocas
como la susceptibilidad magneacutetica yo
la imantacioacuten remanente de las rocas
Estas propiedades fiacutesicas solo existen
a temperaturas debajo de la
temperatura de Curie En
consecuencia los generadores de las
anomaliacuteas magneacuteticas podemos hallar
hasta una profundidad maacutexima de 30 a
40 km
METODO GAVIMETRICO
El meacutetodo esta basado en el estudio la
variacioacuten del componente vertical del
campo gravitatorio terrestre
Se realiza mediciones relativas o es
decir se mide las variaciones
laterales de la atraccioacuten gravitatoria de
un lugar al otro puesto que en estas
mediciones se pueden lograr una
precisioacuten satisfactoria maacutes faacutecilmente
en comparacioacuten con las mediciones
del campo gravitatorio absoluto
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza
y estructura de las formaciones del
subsuelo)
El objetivo principal de los estudios de
gravimetriacutea es medir la atraccioacuten
gravitacional que ejerce la Tierra sobre
un cuerpo de masa determinada Pero
como la Tierra no es una esfera
perfecta y no esta en reposo ni es
homogeacutenea y tiene movimientos de
rotacioacuten y de traslacioacuten la fuerza de
gravedad que ejerce no es constante
Por tanto las medidas gravimeacutetrica en
exploracioacuten son representacioacuten de
anomaliacuteas en las que entran la
densidad de los diferentes tipos de
rocas sedimentos no consolidados
areniscas sal gema calizas granito
etc
En representacioacuten esquemaacutetica el
instrumento consta de una masa
metaacutelica que suspendida de un
resorte supersensible registra la
elongacioacuten del resorte debido a la
atraccioacuten producida por lo denso de la
masa de las rocas subterraacuteneas Las
medidas son anotadas y
posteriormente se confeccionan
mapas que representan la
configuracioacuten lograda
Aparatos como el graviacutemetro permiten
estudiar las rocas que hay en el
subsuelo Este aparato mide las
diferencias de la fuerza de la gravedad
en las diferentes zonas de suelo lo
que permite determinar queacute tipo de
roca existe en el subsuelo
Es un meacutetodo que cuantifica las
diferencias en la atraccioacuten de la
gravedad de los materiales del
subsuelo
Consiste en la medicioacuten muy precisa
de la aceleracioacuten de la gravedad en
distintos puntos registrando
variaciones extrantildeas de dicha
aceleracioacuten que pueden suponer
cambios bruscos en la densidad de un
terreno
De esta forma se pueden detectar
huecos o cavernas como las
existentes en los terrenos caacutersticos o
en zonas de explotacioacuten minera actual
o histoacuterica fallas domos salinos
profundidad de capas competentes
compactas etc
Los resultados obtenidos son en
general poco concluyentes para que
su empleo esteacute generalizado en la
ingenieriacutea civil
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza y
estructura de las formaciones del
subsuelo)
TEMA 12 ESTABILIDAD DE
TALUDES
INTRODUCCION-El objetivo principal
de un estudio de estabilidad de taludes
o laderas es el de establecer medidas
de prevencioacuten y control para reducir
los niveles de amenaza y riesgo
Generalmente los beneficios maacutes
importantes desde el punto de vista de
reduccioacuten de amenazas y riesgos es la
prevencioacuten
TALUD
--Es una composicioacuten o masa de tierra
que no es uniformemente plana sino
que tiene pendiente o ciertos cambios
de altura significativos
ESTABILIDAD- Seguridad de una
masa de tierra contra la falla o
movimiento
Para determinar la estabilidad de una
masa de suelo debemos determinar su
coeficiente de seguridad al
deslizamiento Al existir un coeficiente
de seguridad igual a 1 se produce el
deslizamiento del talud
Tipos DE talud
Se define como ladera cuando su
conformacioacuten actual tuvo como origen
un proceso natural
Y se define como talud cuando es
conformada artificialmente o sea por
accioacuten del hombre
Tipos DE FALLA EN taludes
1DESPRENDIMIENTOS-
11 CAIDA LIBRE
Desprendimiento repentino de uno o
maacutes bloques de suelo o roca que
descienden en caiacuteda libre
12 VOLCADURA
Caiacuteda de un bloque de roca con
respecto a un pivote ubicado debajo
de su centro de gravedad
2DERRUMBES- 21 PLANAR
Movimiento lento o raacutepido de un
bloque de suelo o roca a lo largo de
una superficie de falla plana
22ROTACIONAL
Movimiento relativamente lento de una
masa de suelo roca o una
combinacioacuten de los dos a lo largo de
una superficie curva de falla bien
definida
23DESPARRAMIENTO LATERAL
Movimiento de diferentes bloques de
suelo con desplazamientos distintos
3 AVALANCHAS
Movimiento raacutepido de una masa
incoherente de escombros de roca o
suelo-roca donde no se distingue la
estructura original del material
4 FLUJO
Suelo o suelo-roca movieacutendose como
un fluido viscoso desplazaacutendose
usualmente hasta distancias mucho
mayores de la falla Usualmente
originado por exceso de presiones
de poros
bull METODOS PARA
DISMINUIR EL RIESGO
1 PREVENCION-
La prevencioacuten incluye el manejo de la
vulnerabilidad evitando la posibilidad
de que se presenten riesgos o
amenazas La prevencioacuten debe ser un
programa del estado en todos sus
niveles mediante una legislacioacuten y un
sistema de manejo de amenazas que
permita disminuir los riesgos a
deslizamiento en un aacuterea determinada
bull 2 ELUCION DE LA
AMENAZA
Eludir la amenaza consiste en evitar
que los elementos en riesgo sean
expuestos a la amenaza de
deslizamiento
3 CONTROL
Meacutetodos tendientes a controlar la
amenaza activa antes de que se
produzca el riesgo a personas o
propiedades Generalmente consisten
en estructuras que retienen la masa en
movimiento Este tipo de obras se
construyen abajo del deslizamiento
para detenerlo despueacutes de que se ha
iniciado
bull 4 ESTABILIZACION
La estabilizacioacuten de un talud
comprende los siguientes factores
1 Determinar el sistema o
combinacioacuten de sistemas de
estabilizacioacuten maacutes apropiados
teniendo en cuenta todas las
circunstancias del talud estudiado
2 Disentildear en detalle el sistema a
emplear incluyendo planos y
especificaciones de disentildeo
3 Instrumentacioacuten y control durante
y despueacutes de la estabilizacioacuten Debe
tenerse en cuenta que en taludes
nunca existen disentildeos detallado sin
modificables y que las observaciones
que se hacen durante el proceso
deconstruccioacuten tienden generalmente
a introducir modificaciones al disentildeo
inicial y esto debe preverse en las
claacuteusulas contractuales de
construccioacuten Los sistemas de
estabilizacioacuten se pueden clasificar en
cinco categoriacuteas principales
bull 5 RECUBRIMIENTO DE LA
SUPERFICIE
Meacutetodos que tratan de impedir la
infiltracioacuten o la ocurrencia de
fenoacutemenos superficiales de erosioacuten o
refuerzan el suelo maacutes subsuperficial
El recubrimiento puede consistir en
elementos impermeabilizantes como el
concreto o elementos que refuercen la
estructura superficial del suelo como la
cobertura vegetal
bull 6 CONTROL DE AGUA
SUPERFICIAL Y
SUBTERRANEA
Sistemas tendientes a controlar el
agua y sus efectos disminuyendo
fuerzas que producen movimiento y o
aumentando las fuerzas resistentes
1 canales superficiales para control
de escorrentiacutea
Se recomienda construirlos como
obras complementaria en la mayoriacutea
de los casos Generalmente las zanjas
se construye arriba de la corona del
talud
2 subdrenes de zanjas
Muy efectivos para estabilizar
deslizamientos poco profundos en
suelos saturados subsuperficialmente
3 Sudrenes horizontales de
penetracioacuten
Muy efectivos para interceptar y
controlar aguas subterraneas
relativamente profundas
4 galeriacuteas o tuacuteneles de subdrenaje
Efectivos para estabilizar
deslizamientos profundos en
formaciones con permeabilidad
significativa y aguas subterraneas
5pozos profundos de subdrenaje
Uacutetiles en deslizamientos profundos
con aguas subterraneas Efectivos
para excavaciones no permanentes
SE recomienda los siguientes factores
de seguridad miacutenimos para la
estabilidad de los TALUDES
Al final de la construccioacuten FS = 13
A largo plazo FS = 15
ELEMENTOS DEL TALUD
TIPOS DE FALLAS
PRESIONES LATERALES DE
TIERRA
La presioacuten del terreno sobre un muro
esta fuertemente condicionada por la
deformabilidad del muro
Si el muro y el terreno sobre el que se
fundan son tales que las
deformaciones son praacutecticamente
nulas se estaacute en el caso de empuje
en reposo
Si el muro se desplaza permitiendo la
expansioacuten lateral del suelo se produce
una falla por corte del suelo retenido y
se crea una cuntildea El empuje
disminuye desde el valor del empuje al
reposo hasta el denominado valor del
empuje activo que es el miacutenimo
valor posible del empuje
Por el contrario si se aplican fuerzas
al muro de forma que eacuteste empuje al
relleno la falla se produce mediante
una cuntildea mucho maacutes amplia Este
valor recibe el nombre de empuje
pasivo y es el mayor valor que puede
alcanzar el empuje
EMPUJE EN REPOSO
Teoriacutea del ldquoEquilibrio plaacutesticordquoo
ldquoEquilibrio liacutemiterdquo
Coeficiente de empuje de tierra en
reposo K0 cuando no hay
deformaciones horizontales
Determinacioacuten de K0
--ensayo de laboratorio triaxiales
especiales
-- ensayo de campo
--formulas empiacutericas
EMPUJE PASIVO
Si el muro se mueve hacia el suelo los
esfuerzos horizontales aumentan
Finalmente se puede alcanzar la falla
por corte desarrollaacutendose una cuntildea
activa
MEJORAMIENTO DE LA
RESISTENCIA DEL SUELO
Inyecciones
Las inyecciones de diversos productos
quiacutemicos son utilizadas para mejorar la
resistencia o reducir la permeabilidad
de macizos rocosos y en ocasiones de
suelos permeables Las inyecciones
pueden consistir de materiales
cementantes tales como el cemento y
la cal o de productos quiacutemicos tales
como silicatos ligninos resinas
acrylamidas y uretanos
Generalmente las inyecciones de
cemento o de cal se utilizan en suelos
gruesos o en fisuras abiertas y los
productos quiacutemicos en materiales
menos permeables
Antes de decidir sobre la utilizacioacuten de
una inyeccioacuten debe investigarse que
el material realmente pueda penetrar
dentro de los vaciacuteos o fisuras
La penetrabilidad de las inyecciones
quiacutemicas depende de su viscosidad
presioacuten de inyeccioacuten y periodo de
inyeccioacuten asiacute como la permeabilidad
del suelo inyectado
Estabilizacioacuten con cemento
Estabilizacioacuten con cal
Calcinacioacuten o tratamiento teacutermico
Magmaficacioacuten
Compactacioacuten Profunda
La compactacioacuten o incremento de
la densidad del suelo se puede lograr
a grandes profundidades utilizando
alguno de los siguientes
procedimientos
1 Pilotes de compactacioacuten
2 Vibro compactacioacuten profunda
3 Columnas de piedra o grava
a Aumentar la resistencia del
suelo
b Mejorar el drenaje de aguas
subterraacuteneas
4 Compactacioacuten dinaacutemica
SISTEMAS DE ESTABILIZACIOacuteN DE
TALUDES Y LADERAS
Desmonte de tierras de la ladera
Sistemas de drenaje
Elementos resistentes de
contencioacuten
Pantallas o cortinas de pilotes
Pantalla de micro pilotes
Cortina de pilotes
Anclajes permanentes y drenes
Pantalla anclada de micropilotes
--- Estabilidad de taludes
Garantizar la estabilidad de los
taludes y evitar volcamiento o
deslizamiento del suelo de
cimentacioacuten es necesario estudiar los
muros de contencioacuten Incluyendo la
posibilidad de fallas por debajo de la
cimentacioacuten del muro
Disentildear las secciones y refuerzos
internos para resistir momentos
cortantes utilizando procedimientos de
ingenieriacutea estructural
MUROS RIacuteGIDOS
Generalmente son de concreto y no
permiten deformaciones importantes
sin romperse
En esta categoriacutea se encuentran los
muros de
- Concreto reforzado (HordmAordm)
- Concreto simple
-Concreto cicloacutepeo
MUROS DE CONCRETO
REFORZADO
Relativamente esbeltos y
generalmente tienen la forma de L
MUROS DE CONCRETO SIMPLE
Los muros de concreto
sin refuerzo son
masas relativamente
grandes de concreto
las cuales trabajan
como estructuras
Riacutegidas
MUROS DE CONCRETO CICLOacutePEO
El concreto cicloacutepeo es una mezcla de
concreto con cantos o bloques de roca
dura Generalmente se utilizan
mezclas de 60 de concreto y 40 de
volumen de bloques de roca
MUROS DE GRAVEDAD FLEXIBLES
MUROS DE GAVIONES
Son cajones de malla de alambre
galvanizado que se rellenan de cantos
de roca
Debe tenerse en cuenta el amarre
entre unidades de gaviones para evitar
el movimiento de unidades aisladas y
poder garantizar la estabilidad del
muro
MUROS DE LLANTAS USADA
Conocidos como Pneusol o Tiresoil
consisten en rellenos de suelo con
llantas de caucho usadas embebidas
- Muros hasta 20 m de altura
ENROCADOS
Los muros en roca son estructuras
construidas con bloques de roca los
cuales se colocan unos sobre otros en
forma manual o al volteo
El tamantildeo de los bloques supera las 3
pulgadas
SELECCIOacuteN DEL TIPO DE
ESTRUCTURA DE CONTENCIOacuteN
Se debe realizar una
comparacioacuten econoacutemica
Localizacioacuten del muro y la
cantidad de espacio
disponible
Altura de la estructura
propuesta y topografiacutea
resultante
Agua freaacutetica
Disponibilidad de materiales
Tiempo disponible para la
construccioacuten
GRUPO Nordm 13
EXCAVACIONES PROFUNDAS
---Es la facilidad con la que puede
excavarse la roca como los suelos
---Estan influidas en factores como la
resistencia del terreno y la magnitud
de los esfuersos que obran dentro de
el
---En excavaciones extremadamente
profundas la temperatura de la roca y
el flujo de calor a traves de la corteza
tambien sera de importancia
Excavacion De Roca y Suelo
Los metodos comunes utilizados en el
proceso de hacer un agujero en el
terreno son
1- la perforacion
2- Los sondeos
3- Maquina perforadora
4- Voladuras
El eacutexito de cada meacutetodo depende de
su capacidad para romper y disgregar
la roca y el suelo
bull Perforacion
La mayoria de los taladros son de dos
tipos
1- el percusivo
2- el rotatorio
bull Tenacidad
Es la resistencia a la fractura que
proviene esencialmente de la
resistencia de la roca a la tension
muchas barrenas de perforacion se
disentildean para inducir rupturas a la
tencion locales dentro de la roca a
medida que esta se hace mas deil a la
tencion que a la comprecion
La abrasividad
Es la capacidad de los fragmentos de
una roca para desgastar la barrera de
perforacion y pulir sus bordes
cortantes
Estructura
CONTROL DEL AGUA
SUBTERRAacuteNEA
Una excavacioacuten debajo de la
superficie del agua subterraacutenea debe
protegerse ya sea contra una afluencia
de agua o bien debe ser trabajada por
teacutecnicas subacuosas tales como la
perforacioacuten con draga de cable de
arrastre y dragado
Reduccioacuten del flujo durante la
excavacioacuten y para disminuir la presioacuten
del agua alrededor de esta
El mayor peligro del agua subterraacutenea
es un encuentro con horizontes
acuiacuteferos inesperados y presiones de
agua
Para controlar el agua subterraacutenea
que fluye a una excavacioacuten es
necesario conocer
Volumen de Agua
Gobernado por el almacenaje
del terreno y por sus limites
geo hidroloacutegicos
Ritmo de Flujo La descarga
del agua subterraacutenea es una
funcioacuten de la permeabilidad
del terreno y del gradiente
hidraacuteulico que la afecte
Es importante hacer una valoracioacuten de
la permeabilidad para los caacutelculos de
la afluencia y deben obtenerse
pruebas verificadas in situ
Las rocas y los suelos son
anosotropicos generalmente y su
permeabilidad varia con la direccioacuten
Presioacuten del Agua Esta se
pude calcular de una medida
precisa de la carga de
presioacuten variara de lugar a
lugar dentro del
terreno(FIG13-27) y en
cualquier localidad se espera
que variacutee con el tiempo
La presioacuten del agua subterraacutenea fuera
de control alrededor de una
excavacioacuten superficial puede ser la
causa de que el piso de la excavacioacuten
se rompa(Fig16-6bi)
Se inunde (FIG16-6bii)
Derrame(FIGiii)
Ruptura de las excavaciones
subterraacuteneas (FIGiv)
Meacutetodos de Rebajamiento del Nivel
Freaacutetico
bullWellpoint
bullWellpoint por Inyeccioacuten
Tipos de excavacioacuten
Entre los tipos de excavacioacuten
dependeraacute principalmente del tipo de
material a ser excavado por su
fragilidad a los derrumbes
Excavacioacuten sin Apuntalar
Excavaciones Apuntaladas
Excavaciones Apuntaladas Cerca
de estructuras
Excavaciones en rocas
Excavaciones con explosivos
PERFORACION EN ROCA CON
MAQUINARIA
EL PROBLEMA DE LA EXCAVACIOacuteN
EN ROCA
1 Suelos sueltos a
semicompactos
Suelos compactos a roca
blanda
3 Roca de dureza media
4 4 Roca dura
5 5 Roca muy dura
EXCAVACIOacuteN EN SEDIMENTOS
Las excavaciones en grava
limo arena arcilla y rocas
sedimentarias se debe utilizar
revestimientos que proporciones
soporte todo el tiempo
EXCAVACIONES SUBTERRANEAS
Las excavaciones subterraacuteneas son
pozos verticales y galeriacuteas
horizontales para tener acceso a los
trabajos subterraacuteneos a las minas
para la extraccioacuten del mineral tuacuteneles
y caacutemaras extensas
PRECAUCIONES PARA LA
EXCAVACION
Las zonas y fracturas acuiacuteferas
siempre son potencialmente
peligrosas
Las calizas son materiales
particularmente difiacuteciles de investigar
si contienen cavidades de solucioacuten
Las localizaciones de pozos pueden
explorarse con eacutexito razonable
perforando los pozos desde la
superficie del terreno hasta la
profundidad total
Las fisuras y cavidades llenadas
con agua no tienen que ser
interceptadas por una excavacioacuten que
las pongan en peligro
Los tuacuteneles presentan la dificultad
de que los pozos verticales los
intersectan solo en una fraccioacuten de su
longitud total
La cartografiacutea superficial puede
indicar los mejores sitios para
perforar pozos y proporcionar
informacioacuten del aacuterea
El meacutetodo siacutesmico de refraccioacuten
constituye la teacutecnica geofiacutesica maacutes
ampliamente utilizada para determinar
la velocidad Vp caracteriacutestica de las
diferentes capas del subsuelo y
tambieacuten el espesor de cada una de
ellas hasta el rango de profundidad
investigado en cada caso
La ejecucioacuten de un estudio mediante
siacutesmica de refraccioacuten consiste en su
primera fase en medir los tiempos
invertidos por una onda de compresioacuten
en llegar a traveacutes del subsuelo a una
serie de sensores (geoacutefonos) situados
alineados en la superficie del terreno
El paraacutemetro fiacutesico que se analiza es
la velocidad de propagacioacuten de la
onda Vp a traveacutes de los materiales del
subsuelo en funcioacuten de la compacidad
de los mismos
Tal paraacutemetro nos aportaraacute
informacioacuten de las caracteriacutesticas
geomecaacutenicas de la zona en que se
apliquen
La representacioacuten graacutefica de los
tiempos que tardan las ondas en
alcanzar los geoacutefonos en funcioacuten de
las distancias al origen de la fuente se
denomina ldquoDromocronardquo
FACTORES QUE DEFINEN LA
PROFUNDIDAD DE PENETRACIOacuteN
Y RESOLUCIOacuteN
Nuacutemero de geoacutefonos
determina la profundidad de
investigacioacuten que se puede alcanzar
A mayor nuacutemero de geoacutefonos se
alcanza mayor profundidad de
penetracioacuten
-Espaciado entre geoacutefonos
determina la resolucioacuten del registro de
modo que cuanto menor sea el
espaciado mayor seraacute la resolucioacuten
-Nuacutemero de puntos de tiro
condiciona el detalle con el que se
determina el espesor y la velocidad de
las capas A mayor nuacutemero de puntos
de tiro mayor detalle
-Fuente de energiacutea
Con fuentes de energiacutea maacutes intensas
(explosivo aire comprimido etc)
pueden alcanzarse mayores
penetraciones y mayor alcance
METODO TOMOGRAFICO
En su sentido maacutes amplio un estudio
tomograacutefico cross-hole consiste en
determinar de forma detallada la
distribucioacuten de un determinado
paraacutemetro del terreno en el espacio
comprendido entre dos sondeos
situados relativamente proacuteximos entre
siacute
Procesado de los datos
La primera parte del proceso consiste
en la identificacioacuten en los registros
siacutesmicos de las primeras llegadas de
las ondas de compresioacuten a cada
sensor y para cada punto de sentildeal
determinando el tiempo invertido en
cada caso
Para el caacutelculo de las velocidades de
transmisioacuten de la sentildeal siacutesmica a partir
de estos tiempos hay que determinar
tambieacuten de forma precisa la posicioacuten y
la distancia entre cada punto de sentildeal
y cada sensor
Una vez cubierta la etapa de
identificacioacuten de las primeras llegadas
delas ondas P determinando los
tiempos y las distancias entre cada
punto de tiro y cada sensor la fase
fundamental del proceso es la
inversioacuten de estos datos para
determinar el valor de Vp en cada
celdilla de la seccioacuten del terreno
comprendida entre los dos sondeos
Se trata de un proceso complejo en
teacuterminos matemaacuteticos que
consideramos innecesario describir
aquiacute
METODO GEOELECTRICO
Es la exploracioacuten del subsuelo a partir
de las mediciones de resistividad
eleacutectrica Es una teacutecnica conocida
durante los uacuteltimos 50 antildeos
A grandes rasgos consiste en
introducir corriente en el terreno y
medir el voltaje producido por la
misma
Tomando en cuenta una roca densa
con pocos huecos poca humedad y
baja ionizacioacuten tendraacute alta resistencia
mientras que las arcillas saturadas
tendraacute baja resistencia
Teniendo el voltaje se obtiene la
resistividad del subsuelo Cada
estructura enterrada presenta un
rango de resistividad caracteriacutestico
cuyo valor nos sirve para
interpretacioacuten
En los estudios geoelectricos cuando
se menciona la resistividad aparente y
la resistividad verdadera solo
coinciden cuando el subsuelo es
absolutamente homogeacuteneo
A MAYOR LONGITUD DE
DISPOSITIVOS MAYOR
PENETRACIONEN EL SUBSUELO
a) Pequentildeas separaciones de
electrodos la corriente esta
confinada en un zona
b) Separacioacuten de los
dispositivos mayor
penetracioacuten
Se conoce como dispositivos
geoelectricos al conjunto de electrodos
que inyectan corriente en l subsuelo y
registra el potencias en el mismo
Modelizacioacuten geoelectrica del
subsuelo
Se clasifican en 3
--Modelos unidimensionales1-D
Varia solo la profundidad
Este modelo estudia los terrenos
estratificados horizontalmente
aplicando sondeos eleacutectricos verticales
Dispositivo schlumberger
Lecturas entre 10 a 20
Reconocimiento 1-D en la practica
reciben el nombre de sondeos
eleacutectricos verticales (SEV) con esto
obtenemos los horizontes geoloacutegicos
Procedimiento consiste en fijar los
electrodos e ir incrementando
progresivamente la distancia q los
separa consiguiendo mayor
profundidad
--Modelos bidimensionales 2-D
Este modelo varia en coordenadas (x)
y en profundidad (z)
Aplicado en la practica geolectrica
para el estudio de tuacuteneles
cimentaciones deteccioacuten de cuevas
etc
Emplea un dispositivo Dipolo-Dipolo o
wenner
Lecturas entre 100 y 1000
Los reconocimientos 2d son el dipolo-
dipolo y el wenner Su procedimiento
es clavar un gran numero de
electrodos en un espaciamiento
constante
Las lecturas se haraacuten mediantes
software como ser res2dinv u otros
--Modelos tridimensionales 3-D
Modelos complejos
Las lecturas variacutean en millares
Para realizar el reconocimiento es
similar las de 2D pero colocando los
electrodos en dispositivos de malla
bidimensional
Los meacutetodos geoelectrico tienen
dos ventajas
Permiten cubrir raacutepidamente grandes
aacutereas a un costo relativamente bajo
no son estorbados por los cantos
rodados o gravas gruesas que
dificultan los sondeos
Sistema sencillo y raacutepido de utilizar
Desventaja no se puede obtener una
interpretacioacuten uacutenica esto es
particularmente cuando los estratos no
son de espesor uniforme ni
horizontales
Utilidades reconocimiento de niveles
estratigraacuteficos
Localizacioacuten de depoacutesitos enterrados
Localizacioacuten de tuberiacuteas
metaacutelicas y otros
METODO ACUSTICO
El meacutetodo mas utilizado para
investigar la morfologiacutea y la estructura
del fondo marino es la observacioacuten
indirecta mediante sonar
Sonar de barrido lateral
Consiste en un emisorreceptor de
sentildeales ultrasoacutenicas que emite pulsos
en direccioacuten perpendicular al sentido
de avance y recibe los
correspondientes ecos
El resultado es la obtencioacuten de
registros graacuteficos bidimensionales de
la morfologiacutea del fondo del mar Es
fundamental para trabajos y obras
lineales detectando obstaacuteculos
Se clasifican seguacuten su irregularidad en
mas o menos accidentados
usando mono haz
La energiacutea acuacutestica transmitida estaba
confinada a un solo haz
Este era ancho por lo tanto perdiacutea
resolucioacuten y por consiguiente
exactitud
USANDO MULTIHAZ
La energiacutea acuacutestica transmitida por
varios haz
Profundidad de trabajo va de 50m a
11000m
Sus emisores en proa a popa y
receptores de estribor a babor
Su cobertura es mayor y es en forma
de abanico
METODO MAGNETICO
La magnetometriacutea es como la
gravimetriacutea un meacutetodo geofiacutesico
relativamente simple en su aplicacioacuten
El campo magneacutetico de la tierra afecta
tambieacuten yacimientos que contienen
magnetita (Fe) Estos yacimientos
producen un campo magneacutetico
inducido es decir su propio campo
magneacutetico Un magnetoacutemetro mide
simplemente los anomaliacuteas
magneacuteticas en la superficie terrestre
cuales podriacutean ser producto de un
yacimiento
El meacutetodo magneacutetico es el meacutetodo
geofiacutesico de prospeccioacuten maacutes antiguo
aplicable en la prospeccioacuten petroliacutefera
en las exploraciones mineras y de
artefactos arqueoloacutegicos
En la prospeccioacuten petroliacutefera el
meacutetodo magneacutetico entrega
informaciones acerca de la
profundidad de las rocas
pertenecientes al basamento A partir
de estos conocimientos se puede
localizar y definir la extensioacuten de las
cuencas sedimentarias ubicadas
encima del basamento que
posiblemente contienen reservas de
petroacuteleo
En las exploraciones mineras se aplica
el meacutetodo magneacutetico en la buacutesqueda
directa de minerales magneacuteticos y en
la buacutesqueda de minerales no
magneacuteticos asociados con los
minerales que ejercen un efecto
magneacutetico mensurable en la superficie
terrestre
Ademaacutes el meacutetodo magneacutetico se
puede emplear en la buacutesqueda de
agua subterraacutenea
Las anomaliacuteas magneacuteticas detectadas
a traveacutes de estudios magneacuteticos en
terreno se explican con variaciones en
las propiedades fiacutesicas de las rocas
como la susceptibilidad magneacutetica yo
la imantacioacuten remanente de las rocas
Estas propiedades fiacutesicas solo existen
a temperaturas debajo de la
temperatura de Curie En
consecuencia los generadores de las
anomaliacuteas magneacuteticas podemos hallar
hasta una profundidad maacutexima de 30 a
40 km
METODO GAVIMETRICO
El meacutetodo esta basado en el estudio la
variacioacuten del componente vertical del
campo gravitatorio terrestre
Se realiza mediciones relativas o es
decir se mide las variaciones
laterales de la atraccioacuten gravitatoria de
un lugar al otro puesto que en estas
mediciones se pueden lograr una
precisioacuten satisfactoria maacutes faacutecilmente
en comparacioacuten con las mediciones
del campo gravitatorio absoluto
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza
y estructura de las formaciones del
subsuelo)
El objetivo principal de los estudios de
gravimetriacutea es medir la atraccioacuten
gravitacional que ejerce la Tierra sobre
un cuerpo de masa determinada Pero
como la Tierra no es una esfera
perfecta y no esta en reposo ni es
homogeacutenea y tiene movimientos de
rotacioacuten y de traslacioacuten la fuerza de
gravedad que ejerce no es constante
Por tanto las medidas gravimeacutetrica en
exploracioacuten son representacioacuten de
anomaliacuteas en las que entran la
densidad de los diferentes tipos de
rocas sedimentos no consolidados
areniscas sal gema calizas granito
etc
En representacioacuten esquemaacutetica el
instrumento consta de una masa
metaacutelica que suspendida de un
resorte supersensible registra la
elongacioacuten del resorte debido a la
atraccioacuten producida por lo denso de la
masa de las rocas subterraacuteneas Las
medidas son anotadas y
posteriormente se confeccionan
mapas que representan la
configuracioacuten lograda
Aparatos como el graviacutemetro permiten
estudiar las rocas que hay en el
subsuelo Este aparato mide las
diferencias de la fuerza de la gravedad
en las diferentes zonas de suelo lo
que permite determinar queacute tipo de
roca existe en el subsuelo
Es un meacutetodo que cuantifica las
diferencias en la atraccioacuten de la
gravedad de los materiales del
subsuelo
Consiste en la medicioacuten muy precisa
de la aceleracioacuten de la gravedad en
distintos puntos registrando
variaciones extrantildeas de dicha
aceleracioacuten que pueden suponer
cambios bruscos en la densidad de un
terreno
De esta forma se pueden detectar
huecos o cavernas como las
existentes en los terrenos caacutersticos o
en zonas de explotacioacuten minera actual
o histoacuterica fallas domos salinos
profundidad de capas competentes
compactas etc
Los resultados obtenidos son en
general poco concluyentes para que
su empleo esteacute generalizado en la
ingenieriacutea civil
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza y
estructura de las formaciones del
subsuelo)
TEMA 12 ESTABILIDAD DE
TALUDES
INTRODUCCION-El objetivo principal
de un estudio de estabilidad de taludes
o laderas es el de establecer medidas
de prevencioacuten y control para reducir
los niveles de amenaza y riesgo
Generalmente los beneficios maacutes
importantes desde el punto de vista de
reduccioacuten de amenazas y riesgos es la
prevencioacuten
TALUD
--Es una composicioacuten o masa de tierra
que no es uniformemente plana sino
que tiene pendiente o ciertos cambios
de altura significativos
ESTABILIDAD- Seguridad de una
masa de tierra contra la falla o
movimiento
Para determinar la estabilidad de una
masa de suelo debemos determinar su
coeficiente de seguridad al
deslizamiento Al existir un coeficiente
de seguridad igual a 1 se produce el
deslizamiento del talud
Tipos DE talud
Se define como ladera cuando su
conformacioacuten actual tuvo como origen
un proceso natural
Y se define como talud cuando es
conformada artificialmente o sea por
accioacuten del hombre
Tipos DE FALLA EN taludes
1DESPRENDIMIENTOS-
11 CAIDA LIBRE
Desprendimiento repentino de uno o
maacutes bloques de suelo o roca que
descienden en caiacuteda libre
12 VOLCADURA
Caiacuteda de un bloque de roca con
respecto a un pivote ubicado debajo
de su centro de gravedad
2DERRUMBES- 21 PLANAR
Movimiento lento o raacutepido de un
bloque de suelo o roca a lo largo de
una superficie de falla plana
22ROTACIONAL
Movimiento relativamente lento de una
masa de suelo roca o una
combinacioacuten de los dos a lo largo de
una superficie curva de falla bien
definida
23DESPARRAMIENTO LATERAL
Movimiento de diferentes bloques de
suelo con desplazamientos distintos
3 AVALANCHAS
Movimiento raacutepido de una masa
incoherente de escombros de roca o
suelo-roca donde no se distingue la
estructura original del material
4 FLUJO
Suelo o suelo-roca movieacutendose como
un fluido viscoso desplazaacutendose
usualmente hasta distancias mucho
mayores de la falla Usualmente
originado por exceso de presiones
de poros
bull METODOS PARA
DISMINUIR EL RIESGO
1 PREVENCION-
La prevencioacuten incluye el manejo de la
vulnerabilidad evitando la posibilidad
de que se presenten riesgos o
amenazas La prevencioacuten debe ser un
programa del estado en todos sus
niveles mediante una legislacioacuten y un
sistema de manejo de amenazas que
permita disminuir los riesgos a
deslizamiento en un aacuterea determinada
bull 2 ELUCION DE LA
AMENAZA
Eludir la amenaza consiste en evitar
que los elementos en riesgo sean
expuestos a la amenaza de
deslizamiento
3 CONTROL
Meacutetodos tendientes a controlar la
amenaza activa antes de que se
produzca el riesgo a personas o
propiedades Generalmente consisten
en estructuras que retienen la masa en
movimiento Este tipo de obras se
construyen abajo del deslizamiento
para detenerlo despueacutes de que se ha
iniciado
bull 4 ESTABILIZACION
La estabilizacioacuten de un talud
comprende los siguientes factores
1 Determinar el sistema o
combinacioacuten de sistemas de
estabilizacioacuten maacutes apropiados
teniendo en cuenta todas las
circunstancias del talud estudiado
2 Disentildear en detalle el sistema a
emplear incluyendo planos y
especificaciones de disentildeo
3 Instrumentacioacuten y control durante
y despueacutes de la estabilizacioacuten Debe
tenerse en cuenta que en taludes
nunca existen disentildeos detallado sin
modificables y que las observaciones
que se hacen durante el proceso
deconstruccioacuten tienden generalmente
a introducir modificaciones al disentildeo
inicial y esto debe preverse en las
claacuteusulas contractuales de
construccioacuten Los sistemas de
estabilizacioacuten se pueden clasificar en
cinco categoriacuteas principales
bull 5 RECUBRIMIENTO DE LA
SUPERFICIE
Meacutetodos que tratan de impedir la
infiltracioacuten o la ocurrencia de
fenoacutemenos superficiales de erosioacuten o
refuerzan el suelo maacutes subsuperficial
El recubrimiento puede consistir en
elementos impermeabilizantes como el
concreto o elementos que refuercen la
estructura superficial del suelo como la
cobertura vegetal
bull 6 CONTROL DE AGUA
SUPERFICIAL Y
SUBTERRANEA
Sistemas tendientes a controlar el
agua y sus efectos disminuyendo
fuerzas que producen movimiento y o
aumentando las fuerzas resistentes
1 canales superficiales para control
de escorrentiacutea
Se recomienda construirlos como
obras complementaria en la mayoriacutea
de los casos Generalmente las zanjas
se construye arriba de la corona del
talud
2 subdrenes de zanjas
Muy efectivos para estabilizar
deslizamientos poco profundos en
suelos saturados subsuperficialmente
3 Sudrenes horizontales de
penetracioacuten
Muy efectivos para interceptar y
controlar aguas subterraneas
relativamente profundas
4 galeriacuteas o tuacuteneles de subdrenaje
Efectivos para estabilizar
deslizamientos profundos en
formaciones con permeabilidad
significativa y aguas subterraneas
5pozos profundos de subdrenaje
Uacutetiles en deslizamientos profundos
con aguas subterraneas Efectivos
para excavaciones no permanentes
SE recomienda los siguientes factores
de seguridad miacutenimos para la
estabilidad de los TALUDES
Al final de la construccioacuten FS = 13
A largo plazo FS = 15
ELEMENTOS DEL TALUD
TIPOS DE FALLAS
PRESIONES LATERALES DE
TIERRA
La presioacuten del terreno sobre un muro
esta fuertemente condicionada por la
deformabilidad del muro
Si el muro y el terreno sobre el que se
fundan son tales que las
deformaciones son praacutecticamente
nulas se estaacute en el caso de empuje
en reposo
Si el muro se desplaza permitiendo la
expansioacuten lateral del suelo se produce
una falla por corte del suelo retenido y
se crea una cuntildea El empuje
disminuye desde el valor del empuje al
reposo hasta el denominado valor del
empuje activo que es el miacutenimo
valor posible del empuje
Por el contrario si se aplican fuerzas
al muro de forma que eacuteste empuje al
relleno la falla se produce mediante
una cuntildea mucho maacutes amplia Este
valor recibe el nombre de empuje
pasivo y es el mayor valor que puede
alcanzar el empuje
EMPUJE EN REPOSO
Teoriacutea del ldquoEquilibrio plaacutesticordquoo
ldquoEquilibrio liacutemiterdquo
Coeficiente de empuje de tierra en
reposo K0 cuando no hay
deformaciones horizontales
Determinacioacuten de K0
--ensayo de laboratorio triaxiales
especiales
-- ensayo de campo
--formulas empiacutericas
EMPUJE PASIVO
Si el muro se mueve hacia el suelo los
esfuerzos horizontales aumentan
Finalmente se puede alcanzar la falla
por corte desarrollaacutendose una cuntildea
activa
MEJORAMIENTO DE LA
RESISTENCIA DEL SUELO
Inyecciones
Las inyecciones de diversos productos
quiacutemicos son utilizadas para mejorar la
resistencia o reducir la permeabilidad
de macizos rocosos y en ocasiones de
suelos permeables Las inyecciones
pueden consistir de materiales
cementantes tales como el cemento y
la cal o de productos quiacutemicos tales
como silicatos ligninos resinas
acrylamidas y uretanos
Generalmente las inyecciones de
cemento o de cal se utilizan en suelos
gruesos o en fisuras abiertas y los
productos quiacutemicos en materiales
menos permeables
Antes de decidir sobre la utilizacioacuten de
una inyeccioacuten debe investigarse que
el material realmente pueda penetrar
dentro de los vaciacuteos o fisuras
La penetrabilidad de las inyecciones
quiacutemicas depende de su viscosidad
presioacuten de inyeccioacuten y periodo de
inyeccioacuten asiacute como la permeabilidad
del suelo inyectado
Estabilizacioacuten con cemento
Estabilizacioacuten con cal
Calcinacioacuten o tratamiento teacutermico
Magmaficacioacuten
Compactacioacuten Profunda
La compactacioacuten o incremento de
la densidad del suelo se puede lograr
a grandes profundidades utilizando
alguno de los siguientes
procedimientos
1 Pilotes de compactacioacuten
2 Vibro compactacioacuten profunda
3 Columnas de piedra o grava
a Aumentar la resistencia del
suelo
b Mejorar el drenaje de aguas
subterraacuteneas
4 Compactacioacuten dinaacutemica
SISTEMAS DE ESTABILIZACIOacuteN DE
TALUDES Y LADERAS
Desmonte de tierras de la ladera
Sistemas de drenaje
Elementos resistentes de
contencioacuten
Pantallas o cortinas de pilotes
Pantalla de micro pilotes
Cortina de pilotes
Anclajes permanentes y drenes
Pantalla anclada de micropilotes
--- Estabilidad de taludes
Garantizar la estabilidad de los
taludes y evitar volcamiento o
deslizamiento del suelo de
cimentacioacuten es necesario estudiar los
muros de contencioacuten Incluyendo la
posibilidad de fallas por debajo de la
cimentacioacuten del muro
Disentildear las secciones y refuerzos
internos para resistir momentos
cortantes utilizando procedimientos de
ingenieriacutea estructural
MUROS RIacuteGIDOS
Generalmente son de concreto y no
permiten deformaciones importantes
sin romperse
En esta categoriacutea se encuentran los
muros de
- Concreto reforzado (HordmAordm)
- Concreto simple
-Concreto cicloacutepeo
MUROS DE CONCRETO
REFORZADO
Relativamente esbeltos y
generalmente tienen la forma de L
MUROS DE CONCRETO SIMPLE
Los muros de concreto
sin refuerzo son
masas relativamente
grandes de concreto
las cuales trabajan
como estructuras
Riacutegidas
MUROS DE CONCRETO CICLOacutePEO
El concreto cicloacutepeo es una mezcla de
concreto con cantos o bloques de roca
dura Generalmente se utilizan
mezclas de 60 de concreto y 40 de
volumen de bloques de roca
MUROS DE GRAVEDAD FLEXIBLES
MUROS DE GAVIONES
Son cajones de malla de alambre
galvanizado que se rellenan de cantos
de roca
Debe tenerse en cuenta el amarre
entre unidades de gaviones para evitar
el movimiento de unidades aisladas y
poder garantizar la estabilidad del
muro
MUROS DE LLANTAS USADA
Conocidos como Pneusol o Tiresoil
consisten en rellenos de suelo con
llantas de caucho usadas embebidas
- Muros hasta 20 m de altura
ENROCADOS
Los muros en roca son estructuras
construidas con bloques de roca los
cuales se colocan unos sobre otros en
forma manual o al volteo
El tamantildeo de los bloques supera las 3
pulgadas
SELECCIOacuteN DEL TIPO DE
ESTRUCTURA DE CONTENCIOacuteN
Se debe realizar una
comparacioacuten econoacutemica
Localizacioacuten del muro y la
cantidad de espacio
disponible
Altura de la estructura
propuesta y topografiacutea
resultante
Agua freaacutetica
Disponibilidad de materiales
Tiempo disponible para la
construccioacuten
GRUPO Nordm 13
EXCAVACIONES PROFUNDAS
---Es la facilidad con la que puede
excavarse la roca como los suelos
---Estan influidas en factores como la
resistencia del terreno y la magnitud
de los esfuersos que obran dentro de
el
---En excavaciones extremadamente
profundas la temperatura de la roca y
el flujo de calor a traves de la corteza
tambien sera de importancia
Excavacion De Roca y Suelo
Los metodos comunes utilizados en el
proceso de hacer un agujero en el
terreno son
1- la perforacion
2- Los sondeos
3- Maquina perforadora
4- Voladuras
El eacutexito de cada meacutetodo depende de
su capacidad para romper y disgregar
la roca y el suelo
bull Perforacion
La mayoria de los taladros son de dos
tipos
1- el percusivo
2- el rotatorio
bull Tenacidad
Es la resistencia a la fractura que
proviene esencialmente de la
resistencia de la roca a la tension
muchas barrenas de perforacion se
disentildean para inducir rupturas a la
tencion locales dentro de la roca a
medida que esta se hace mas deil a la
tencion que a la comprecion
La abrasividad
Es la capacidad de los fragmentos de
una roca para desgastar la barrera de
perforacion y pulir sus bordes
cortantes
Estructura
CONTROL DEL AGUA
SUBTERRAacuteNEA
Una excavacioacuten debajo de la
superficie del agua subterraacutenea debe
protegerse ya sea contra una afluencia
de agua o bien debe ser trabajada por
teacutecnicas subacuosas tales como la
perforacioacuten con draga de cable de
arrastre y dragado
Reduccioacuten del flujo durante la
excavacioacuten y para disminuir la presioacuten
del agua alrededor de esta
El mayor peligro del agua subterraacutenea
es un encuentro con horizontes
acuiacuteferos inesperados y presiones de
agua
Para controlar el agua subterraacutenea
que fluye a una excavacioacuten es
necesario conocer
Volumen de Agua
Gobernado por el almacenaje
del terreno y por sus limites
geo hidroloacutegicos
Ritmo de Flujo La descarga
del agua subterraacutenea es una
funcioacuten de la permeabilidad
del terreno y del gradiente
hidraacuteulico que la afecte
Es importante hacer una valoracioacuten de
la permeabilidad para los caacutelculos de
la afluencia y deben obtenerse
pruebas verificadas in situ
Las rocas y los suelos son
anosotropicos generalmente y su
permeabilidad varia con la direccioacuten
Presioacuten del Agua Esta se
pude calcular de una medida
precisa de la carga de
presioacuten variara de lugar a
lugar dentro del
terreno(FIG13-27) y en
cualquier localidad se espera
que variacutee con el tiempo
La presioacuten del agua subterraacutenea fuera
de control alrededor de una
excavacioacuten superficial puede ser la
causa de que el piso de la excavacioacuten
se rompa(Fig16-6bi)
Se inunde (FIG16-6bii)
Derrame(FIGiii)
Ruptura de las excavaciones
subterraacuteneas (FIGiv)
Meacutetodos de Rebajamiento del Nivel
Freaacutetico
bullWellpoint
bullWellpoint por Inyeccioacuten
Tipos de excavacioacuten
Entre los tipos de excavacioacuten
dependeraacute principalmente del tipo de
material a ser excavado por su
fragilidad a los derrumbes
Excavacioacuten sin Apuntalar
Excavaciones Apuntaladas
Excavaciones Apuntaladas Cerca
de estructuras
Excavaciones en rocas
Excavaciones con explosivos
PERFORACION EN ROCA CON
MAQUINARIA
EL PROBLEMA DE LA EXCAVACIOacuteN
EN ROCA
1 Suelos sueltos a
semicompactos
Suelos compactos a roca
blanda
3 Roca de dureza media
4 4 Roca dura
5 5 Roca muy dura
EXCAVACIOacuteN EN SEDIMENTOS
Las excavaciones en grava
limo arena arcilla y rocas
sedimentarias se debe utilizar
revestimientos que proporciones
soporte todo el tiempo
EXCAVACIONES SUBTERRANEAS
Las excavaciones subterraacuteneas son
pozos verticales y galeriacuteas
horizontales para tener acceso a los
trabajos subterraacuteneos a las minas
para la extraccioacuten del mineral tuacuteneles
y caacutemaras extensas
PRECAUCIONES PARA LA
EXCAVACION
Las zonas y fracturas acuiacuteferas
siempre son potencialmente
peligrosas
Las calizas son materiales
particularmente difiacuteciles de investigar
si contienen cavidades de solucioacuten
Las localizaciones de pozos pueden
explorarse con eacutexito razonable
perforando los pozos desde la
superficie del terreno hasta la
profundidad total
Las fisuras y cavidades llenadas
con agua no tienen que ser
interceptadas por una excavacioacuten que
las pongan en peligro
Los tuacuteneles presentan la dificultad
de que los pozos verticales los
intersectan solo en una fraccioacuten de su
longitud total
La cartografiacutea superficial puede
indicar los mejores sitios para
perforar pozos y proporcionar
informacioacuten del aacuterea
Lecturas entre 10 a 20
Reconocimiento 1-D en la practica
reciben el nombre de sondeos
eleacutectricos verticales (SEV) con esto
obtenemos los horizontes geoloacutegicos
Procedimiento consiste en fijar los
electrodos e ir incrementando
progresivamente la distancia q los
separa consiguiendo mayor
profundidad
--Modelos bidimensionales 2-D
Este modelo varia en coordenadas (x)
y en profundidad (z)
Aplicado en la practica geolectrica
para el estudio de tuacuteneles
cimentaciones deteccioacuten de cuevas
etc
Emplea un dispositivo Dipolo-Dipolo o
wenner
Lecturas entre 100 y 1000
Los reconocimientos 2d son el dipolo-
dipolo y el wenner Su procedimiento
es clavar un gran numero de
electrodos en un espaciamiento
constante
Las lecturas se haraacuten mediantes
software como ser res2dinv u otros
--Modelos tridimensionales 3-D
Modelos complejos
Las lecturas variacutean en millares
Para realizar el reconocimiento es
similar las de 2D pero colocando los
electrodos en dispositivos de malla
bidimensional
Los meacutetodos geoelectrico tienen
dos ventajas
Permiten cubrir raacutepidamente grandes
aacutereas a un costo relativamente bajo
no son estorbados por los cantos
rodados o gravas gruesas que
dificultan los sondeos
Sistema sencillo y raacutepido de utilizar
Desventaja no se puede obtener una
interpretacioacuten uacutenica esto es
particularmente cuando los estratos no
son de espesor uniforme ni
horizontales
Utilidades reconocimiento de niveles
estratigraacuteficos
Localizacioacuten de depoacutesitos enterrados
Localizacioacuten de tuberiacuteas
metaacutelicas y otros
METODO ACUSTICO
El meacutetodo mas utilizado para
investigar la morfologiacutea y la estructura
del fondo marino es la observacioacuten
indirecta mediante sonar
Sonar de barrido lateral
Consiste en un emisorreceptor de
sentildeales ultrasoacutenicas que emite pulsos
en direccioacuten perpendicular al sentido
de avance y recibe los
correspondientes ecos
El resultado es la obtencioacuten de
registros graacuteficos bidimensionales de
la morfologiacutea del fondo del mar Es
fundamental para trabajos y obras
lineales detectando obstaacuteculos
Se clasifican seguacuten su irregularidad en
mas o menos accidentados
usando mono haz
La energiacutea acuacutestica transmitida estaba
confinada a un solo haz
Este era ancho por lo tanto perdiacutea
resolucioacuten y por consiguiente
exactitud
USANDO MULTIHAZ
La energiacutea acuacutestica transmitida por
varios haz
Profundidad de trabajo va de 50m a
11000m
Sus emisores en proa a popa y
receptores de estribor a babor
Su cobertura es mayor y es en forma
de abanico
METODO MAGNETICO
La magnetometriacutea es como la
gravimetriacutea un meacutetodo geofiacutesico
relativamente simple en su aplicacioacuten
El campo magneacutetico de la tierra afecta
tambieacuten yacimientos que contienen
magnetita (Fe) Estos yacimientos
producen un campo magneacutetico
inducido es decir su propio campo
magneacutetico Un magnetoacutemetro mide
simplemente los anomaliacuteas
magneacuteticas en la superficie terrestre
cuales podriacutean ser producto de un
yacimiento
El meacutetodo magneacutetico es el meacutetodo
geofiacutesico de prospeccioacuten maacutes antiguo
aplicable en la prospeccioacuten petroliacutefera
en las exploraciones mineras y de
artefactos arqueoloacutegicos
En la prospeccioacuten petroliacutefera el
meacutetodo magneacutetico entrega
informaciones acerca de la
profundidad de las rocas
pertenecientes al basamento A partir
de estos conocimientos se puede
localizar y definir la extensioacuten de las
cuencas sedimentarias ubicadas
encima del basamento que
posiblemente contienen reservas de
petroacuteleo
En las exploraciones mineras se aplica
el meacutetodo magneacutetico en la buacutesqueda
directa de minerales magneacuteticos y en
la buacutesqueda de minerales no
magneacuteticos asociados con los
minerales que ejercen un efecto
magneacutetico mensurable en la superficie
terrestre
Ademaacutes el meacutetodo magneacutetico se
puede emplear en la buacutesqueda de
agua subterraacutenea
Las anomaliacuteas magneacuteticas detectadas
a traveacutes de estudios magneacuteticos en
terreno se explican con variaciones en
las propiedades fiacutesicas de las rocas
como la susceptibilidad magneacutetica yo
la imantacioacuten remanente de las rocas
Estas propiedades fiacutesicas solo existen
a temperaturas debajo de la
temperatura de Curie En
consecuencia los generadores de las
anomaliacuteas magneacuteticas podemos hallar
hasta una profundidad maacutexima de 30 a
40 km
METODO GAVIMETRICO
El meacutetodo esta basado en el estudio la
variacioacuten del componente vertical del
campo gravitatorio terrestre
Se realiza mediciones relativas o es
decir se mide las variaciones
laterales de la atraccioacuten gravitatoria de
un lugar al otro puesto que en estas
mediciones se pueden lograr una
precisioacuten satisfactoria maacutes faacutecilmente
en comparacioacuten con las mediciones
del campo gravitatorio absoluto
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza
y estructura de las formaciones del
subsuelo)
El objetivo principal de los estudios de
gravimetriacutea es medir la atraccioacuten
gravitacional que ejerce la Tierra sobre
un cuerpo de masa determinada Pero
como la Tierra no es una esfera
perfecta y no esta en reposo ni es
homogeacutenea y tiene movimientos de
rotacioacuten y de traslacioacuten la fuerza de
gravedad que ejerce no es constante
Por tanto las medidas gravimeacutetrica en
exploracioacuten son representacioacuten de
anomaliacuteas en las que entran la
densidad de los diferentes tipos de
rocas sedimentos no consolidados
areniscas sal gema calizas granito
etc
En representacioacuten esquemaacutetica el
instrumento consta de una masa
metaacutelica que suspendida de un
resorte supersensible registra la
elongacioacuten del resorte debido a la
atraccioacuten producida por lo denso de la
masa de las rocas subterraacuteneas Las
medidas son anotadas y
posteriormente se confeccionan
mapas que representan la
configuracioacuten lograda
Aparatos como el graviacutemetro permiten
estudiar las rocas que hay en el
subsuelo Este aparato mide las
diferencias de la fuerza de la gravedad
en las diferentes zonas de suelo lo
que permite determinar queacute tipo de
roca existe en el subsuelo
Es un meacutetodo que cuantifica las
diferencias en la atraccioacuten de la
gravedad de los materiales del
subsuelo
Consiste en la medicioacuten muy precisa
de la aceleracioacuten de la gravedad en
distintos puntos registrando
variaciones extrantildeas de dicha
aceleracioacuten que pueden suponer
cambios bruscos en la densidad de un
terreno
De esta forma se pueden detectar
huecos o cavernas como las
existentes en los terrenos caacutersticos o
en zonas de explotacioacuten minera actual
o histoacuterica fallas domos salinos
profundidad de capas competentes
compactas etc
Los resultados obtenidos son en
general poco concluyentes para que
su empleo esteacute generalizado en la
ingenieriacutea civil
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza y
estructura de las formaciones del
subsuelo)
TEMA 12 ESTABILIDAD DE
TALUDES
INTRODUCCION-El objetivo principal
de un estudio de estabilidad de taludes
o laderas es el de establecer medidas
de prevencioacuten y control para reducir
los niveles de amenaza y riesgo
Generalmente los beneficios maacutes
importantes desde el punto de vista de
reduccioacuten de amenazas y riesgos es la
prevencioacuten
TALUD
--Es una composicioacuten o masa de tierra
que no es uniformemente plana sino
que tiene pendiente o ciertos cambios
de altura significativos
ESTABILIDAD- Seguridad de una
masa de tierra contra la falla o
movimiento
Para determinar la estabilidad de una
masa de suelo debemos determinar su
coeficiente de seguridad al
deslizamiento Al existir un coeficiente
de seguridad igual a 1 se produce el
deslizamiento del talud
Tipos DE talud
Se define como ladera cuando su
conformacioacuten actual tuvo como origen
un proceso natural
Y se define como talud cuando es
conformada artificialmente o sea por
accioacuten del hombre
Tipos DE FALLA EN taludes
1DESPRENDIMIENTOS-
11 CAIDA LIBRE
Desprendimiento repentino de uno o
maacutes bloques de suelo o roca que
descienden en caiacuteda libre
12 VOLCADURA
Caiacuteda de un bloque de roca con
respecto a un pivote ubicado debajo
de su centro de gravedad
2DERRUMBES- 21 PLANAR
Movimiento lento o raacutepido de un
bloque de suelo o roca a lo largo de
una superficie de falla plana
22ROTACIONAL
Movimiento relativamente lento de una
masa de suelo roca o una
combinacioacuten de los dos a lo largo de
una superficie curva de falla bien
definida
23DESPARRAMIENTO LATERAL
Movimiento de diferentes bloques de
suelo con desplazamientos distintos
3 AVALANCHAS
Movimiento raacutepido de una masa
incoherente de escombros de roca o
suelo-roca donde no se distingue la
estructura original del material
4 FLUJO
Suelo o suelo-roca movieacutendose como
un fluido viscoso desplazaacutendose
usualmente hasta distancias mucho
mayores de la falla Usualmente
originado por exceso de presiones
de poros
bull METODOS PARA
DISMINUIR EL RIESGO
1 PREVENCION-
La prevencioacuten incluye el manejo de la
vulnerabilidad evitando la posibilidad
de que se presenten riesgos o
amenazas La prevencioacuten debe ser un
programa del estado en todos sus
niveles mediante una legislacioacuten y un
sistema de manejo de amenazas que
permita disminuir los riesgos a
deslizamiento en un aacuterea determinada
bull 2 ELUCION DE LA
AMENAZA
Eludir la amenaza consiste en evitar
que los elementos en riesgo sean
expuestos a la amenaza de
deslizamiento
3 CONTROL
Meacutetodos tendientes a controlar la
amenaza activa antes de que se
produzca el riesgo a personas o
propiedades Generalmente consisten
en estructuras que retienen la masa en
movimiento Este tipo de obras se
construyen abajo del deslizamiento
para detenerlo despueacutes de que se ha
iniciado
bull 4 ESTABILIZACION
La estabilizacioacuten de un talud
comprende los siguientes factores
1 Determinar el sistema o
combinacioacuten de sistemas de
estabilizacioacuten maacutes apropiados
teniendo en cuenta todas las
circunstancias del talud estudiado
2 Disentildear en detalle el sistema a
emplear incluyendo planos y
especificaciones de disentildeo
3 Instrumentacioacuten y control durante
y despueacutes de la estabilizacioacuten Debe
tenerse en cuenta que en taludes
nunca existen disentildeos detallado sin
modificables y que las observaciones
que se hacen durante el proceso
deconstruccioacuten tienden generalmente
a introducir modificaciones al disentildeo
inicial y esto debe preverse en las
claacuteusulas contractuales de
construccioacuten Los sistemas de
estabilizacioacuten se pueden clasificar en
cinco categoriacuteas principales
bull 5 RECUBRIMIENTO DE LA
SUPERFICIE
Meacutetodos que tratan de impedir la
infiltracioacuten o la ocurrencia de
fenoacutemenos superficiales de erosioacuten o
refuerzan el suelo maacutes subsuperficial
El recubrimiento puede consistir en
elementos impermeabilizantes como el
concreto o elementos que refuercen la
estructura superficial del suelo como la
cobertura vegetal
bull 6 CONTROL DE AGUA
SUPERFICIAL Y
SUBTERRANEA
Sistemas tendientes a controlar el
agua y sus efectos disminuyendo
fuerzas que producen movimiento y o
aumentando las fuerzas resistentes
1 canales superficiales para control
de escorrentiacutea
Se recomienda construirlos como
obras complementaria en la mayoriacutea
de los casos Generalmente las zanjas
se construye arriba de la corona del
talud
2 subdrenes de zanjas
Muy efectivos para estabilizar
deslizamientos poco profundos en
suelos saturados subsuperficialmente
3 Sudrenes horizontales de
penetracioacuten
Muy efectivos para interceptar y
controlar aguas subterraneas
relativamente profundas
4 galeriacuteas o tuacuteneles de subdrenaje
Efectivos para estabilizar
deslizamientos profundos en
formaciones con permeabilidad
significativa y aguas subterraneas
5pozos profundos de subdrenaje
Uacutetiles en deslizamientos profundos
con aguas subterraneas Efectivos
para excavaciones no permanentes
SE recomienda los siguientes factores
de seguridad miacutenimos para la
estabilidad de los TALUDES
Al final de la construccioacuten FS = 13
A largo plazo FS = 15
ELEMENTOS DEL TALUD
TIPOS DE FALLAS
PRESIONES LATERALES DE
TIERRA
La presioacuten del terreno sobre un muro
esta fuertemente condicionada por la
deformabilidad del muro
Si el muro y el terreno sobre el que se
fundan son tales que las
deformaciones son praacutecticamente
nulas se estaacute en el caso de empuje
en reposo
Si el muro se desplaza permitiendo la
expansioacuten lateral del suelo se produce
una falla por corte del suelo retenido y
se crea una cuntildea El empuje
disminuye desde el valor del empuje al
reposo hasta el denominado valor del
empuje activo que es el miacutenimo
valor posible del empuje
Por el contrario si se aplican fuerzas
al muro de forma que eacuteste empuje al
relleno la falla se produce mediante
una cuntildea mucho maacutes amplia Este
valor recibe el nombre de empuje
pasivo y es el mayor valor que puede
alcanzar el empuje
EMPUJE EN REPOSO
Teoriacutea del ldquoEquilibrio plaacutesticordquoo
ldquoEquilibrio liacutemiterdquo
Coeficiente de empuje de tierra en
reposo K0 cuando no hay
deformaciones horizontales
Determinacioacuten de K0
--ensayo de laboratorio triaxiales
especiales
-- ensayo de campo
--formulas empiacutericas
EMPUJE PASIVO
Si el muro se mueve hacia el suelo los
esfuerzos horizontales aumentan
Finalmente se puede alcanzar la falla
por corte desarrollaacutendose una cuntildea
activa
MEJORAMIENTO DE LA
RESISTENCIA DEL SUELO
Inyecciones
Las inyecciones de diversos productos
quiacutemicos son utilizadas para mejorar la
resistencia o reducir la permeabilidad
de macizos rocosos y en ocasiones de
suelos permeables Las inyecciones
pueden consistir de materiales
cementantes tales como el cemento y
la cal o de productos quiacutemicos tales
como silicatos ligninos resinas
acrylamidas y uretanos
Generalmente las inyecciones de
cemento o de cal se utilizan en suelos
gruesos o en fisuras abiertas y los
productos quiacutemicos en materiales
menos permeables
Antes de decidir sobre la utilizacioacuten de
una inyeccioacuten debe investigarse que
el material realmente pueda penetrar
dentro de los vaciacuteos o fisuras
La penetrabilidad de las inyecciones
quiacutemicas depende de su viscosidad
presioacuten de inyeccioacuten y periodo de
inyeccioacuten asiacute como la permeabilidad
del suelo inyectado
Estabilizacioacuten con cemento
Estabilizacioacuten con cal
Calcinacioacuten o tratamiento teacutermico
Magmaficacioacuten
Compactacioacuten Profunda
La compactacioacuten o incremento de
la densidad del suelo se puede lograr
a grandes profundidades utilizando
alguno de los siguientes
procedimientos
1 Pilotes de compactacioacuten
2 Vibro compactacioacuten profunda
3 Columnas de piedra o grava
a Aumentar la resistencia del
suelo
b Mejorar el drenaje de aguas
subterraacuteneas
4 Compactacioacuten dinaacutemica
SISTEMAS DE ESTABILIZACIOacuteN DE
TALUDES Y LADERAS
Desmonte de tierras de la ladera
Sistemas de drenaje
Elementos resistentes de
contencioacuten
Pantallas o cortinas de pilotes
Pantalla de micro pilotes
Cortina de pilotes
Anclajes permanentes y drenes
Pantalla anclada de micropilotes
--- Estabilidad de taludes
Garantizar la estabilidad de los
taludes y evitar volcamiento o
deslizamiento del suelo de
cimentacioacuten es necesario estudiar los
muros de contencioacuten Incluyendo la
posibilidad de fallas por debajo de la
cimentacioacuten del muro
Disentildear las secciones y refuerzos
internos para resistir momentos
cortantes utilizando procedimientos de
ingenieriacutea estructural
MUROS RIacuteGIDOS
Generalmente son de concreto y no
permiten deformaciones importantes
sin romperse
En esta categoriacutea se encuentran los
muros de
- Concreto reforzado (HordmAordm)
- Concreto simple
-Concreto cicloacutepeo
MUROS DE CONCRETO
REFORZADO
Relativamente esbeltos y
generalmente tienen la forma de L
MUROS DE CONCRETO SIMPLE
Los muros de concreto
sin refuerzo son
masas relativamente
grandes de concreto
las cuales trabajan
como estructuras
Riacutegidas
MUROS DE CONCRETO CICLOacutePEO
El concreto cicloacutepeo es una mezcla de
concreto con cantos o bloques de roca
dura Generalmente se utilizan
mezclas de 60 de concreto y 40 de
volumen de bloques de roca
MUROS DE GRAVEDAD FLEXIBLES
MUROS DE GAVIONES
Son cajones de malla de alambre
galvanizado que se rellenan de cantos
de roca
Debe tenerse en cuenta el amarre
entre unidades de gaviones para evitar
el movimiento de unidades aisladas y
poder garantizar la estabilidad del
muro
MUROS DE LLANTAS USADA
Conocidos como Pneusol o Tiresoil
consisten en rellenos de suelo con
llantas de caucho usadas embebidas
- Muros hasta 20 m de altura
ENROCADOS
Los muros en roca son estructuras
construidas con bloques de roca los
cuales se colocan unos sobre otros en
forma manual o al volteo
El tamantildeo de los bloques supera las 3
pulgadas
SELECCIOacuteN DEL TIPO DE
ESTRUCTURA DE CONTENCIOacuteN
Se debe realizar una
comparacioacuten econoacutemica
Localizacioacuten del muro y la
cantidad de espacio
disponible
Altura de la estructura
propuesta y topografiacutea
resultante
Agua freaacutetica
Disponibilidad de materiales
Tiempo disponible para la
construccioacuten
GRUPO Nordm 13
EXCAVACIONES PROFUNDAS
---Es la facilidad con la que puede
excavarse la roca como los suelos
---Estan influidas en factores como la
resistencia del terreno y la magnitud
de los esfuersos que obran dentro de
el
---En excavaciones extremadamente
profundas la temperatura de la roca y
el flujo de calor a traves de la corteza
tambien sera de importancia
Excavacion De Roca y Suelo
Los metodos comunes utilizados en el
proceso de hacer un agujero en el
terreno son
1- la perforacion
2- Los sondeos
3- Maquina perforadora
4- Voladuras
El eacutexito de cada meacutetodo depende de
su capacidad para romper y disgregar
la roca y el suelo
bull Perforacion
La mayoria de los taladros son de dos
tipos
1- el percusivo
2- el rotatorio
bull Tenacidad
Es la resistencia a la fractura que
proviene esencialmente de la
resistencia de la roca a la tension
muchas barrenas de perforacion se
disentildean para inducir rupturas a la
tencion locales dentro de la roca a
medida que esta se hace mas deil a la
tencion que a la comprecion
La abrasividad
Es la capacidad de los fragmentos de
una roca para desgastar la barrera de
perforacion y pulir sus bordes
cortantes
Estructura
CONTROL DEL AGUA
SUBTERRAacuteNEA
Una excavacioacuten debajo de la
superficie del agua subterraacutenea debe
protegerse ya sea contra una afluencia
de agua o bien debe ser trabajada por
teacutecnicas subacuosas tales como la
perforacioacuten con draga de cable de
arrastre y dragado
Reduccioacuten del flujo durante la
excavacioacuten y para disminuir la presioacuten
del agua alrededor de esta
El mayor peligro del agua subterraacutenea
es un encuentro con horizontes
acuiacuteferos inesperados y presiones de
agua
Para controlar el agua subterraacutenea
que fluye a una excavacioacuten es
necesario conocer
Volumen de Agua
Gobernado por el almacenaje
del terreno y por sus limites
geo hidroloacutegicos
Ritmo de Flujo La descarga
del agua subterraacutenea es una
funcioacuten de la permeabilidad
del terreno y del gradiente
hidraacuteulico que la afecte
Es importante hacer una valoracioacuten de
la permeabilidad para los caacutelculos de
la afluencia y deben obtenerse
pruebas verificadas in situ
Las rocas y los suelos son
anosotropicos generalmente y su
permeabilidad varia con la direccioacuten
Presioacuten del Agua Esta se
pude calcular de una medida
precisa de la carga de
presioacuten variara de lugar a
lugar dentro del
terreno(FIG13-27) y en
cualquier localidad se espera
que variacutee con el tiempo
La presioacuten del agua subterraacutenea fuera
de control alrededor de una
excavacioacuten superficial puede ser la
causa de que el piso de la excavacioacuten
se rompa(Fig16-6bi)
Se inunde (FIG16-6bii)
Derrame(FIGiii)
Ruptura de las excavaciones
subterraacuteneas (FIGiv)
Meacutetodos de Rebajamiento del Nivel
Freaacutetico
bullWellpoint
bullWellpoint por Inyeccioacuten
Tipos de excavacioacuten
Entre los tipos de excavacioacuten
dependeraacute principalmente del tipo de
material a ser excavado por su
fragilidad a los derrumbes
Excavacioacuten sin Apuntalar
Excavaciones Apuntaladas
Excavaciones Apuntaladas Cerca
de estructuras
Excavaciones en rocas
Excavaciones con explosivos
PERFORACION EN ROCA CON
MAQUINARIA
EL PROBLEMA DE LA EXCAVACIOacuteN
EN ROCA
1 Suelos sueltos a
semicompactos
Suelos compactos a roca
blanda
3 Roca de dureza media
4 4 Roca dura
5 5 Roca muy dura
EXCAVACIOacuteN EN SEDIMENTOS
Las excavaciones en grava
limo arena arcilla y rocas
sedimentarias se debe utilizar
revestimientos que proporciones
soporte todo el tiempo
EXCAVACIONES SUBTERRANEAS
Las excavaciones subterraacuteneas son
pozos verticales y galeriacuteas
horizontales para tener acceso a los
trabajos subterraacuteneos a las minas
para la extraccioacuten del mineral tuacuteneles
y caacutemaras extensas
PRECAUCIONES PARA LA
EXCAVACION
Las zonas y fracturas acuiacuteferas
siempre son potencialmente
peligrosas
Las calizas son materiales
particularmente difiacuteciles de investigar
si contienen cavidades de solucioacuten
Las localizaciones de pozos pueden
explorarse con eacutexito razonable
perforando los pozos desde la
superficie del terreno hasta la
profundidad total
Las fisuras y cavidades llenadas
con agua no tienen que ser
interceptadas por una excavacioacuten que
las pongan en peligro
Los tuacuteneles presentan la dificultad
de que los pozos verticales los
intersectan solo en una fraccioacuten de su
longitud total
La cartografiacutea superficial puede
indicar los mejores sitios para
perforar pozos y proporcionar
informacioacuten del aacuterea
hasta una profundidad maacutexima de 30 a
40 km
METODO GAVIMETRICO
El meacutetodo esta basado en el estudio la
variacioacuten del componente vertical del
campo gravitatorio terrestre
Se realiza mediciones relativas o es
decir se mide las variaciones
laterales de la atraccioacuten gravitatoria de
un lugar al otro puesto que en estas
mediciones se pueden lograr una
precisioacuten satisfactoria maacutes faacutecilmente
en comparacioacuten con las mediciones
del campo gravitatorio absoluto
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza
y estructura de las formaciones del
subsuelo)
El objetivo principal de los estudios de
gravimetriacutea es medir la atraccioacuten
gravitacional que ejerce la Tierra sobre
un cuerpo de masa determinada Pero
como la Tierra no es una esfera
perfecta y no esta en reposo ni es
homogeacutenea y tiene movimientos de
rotacioacuten y de traslacioacuten la fuerza de
gravedad que ejerce no es constante
Por tanto las medidas gravimeacutetrica en
exploracioacuten son representacioacuten de
anomaliacuteas en las que entran la
densidad de los diferentes tipos de
rocas sedimentos no consolidados
areniscas sal gema calizas granito
etc
En representacioacuten esquemaacutetica el
instrumento consta de una masa
metaacutelica que suspendida de un
resorte supersensible registra la
elongacioacuten del resorte debido a la
atraccioacuten producida por lo denso de la
masa de las rocas subterraacuteneas Las
medidas son anotadas y
posteriormente se confeccionan
mapas que representan la
configuracioacuten lograda
Aparatos como el graviacutemetro permiten
estudiar las rocas que hay en el
subsuelo Este aparato mide las
diferencias de la fuerza de la gravedad
en las diferentes zonas de suelo lo
que permite determinar queacute tipo de
roca existe en el subsuelo
Es un meacutetodo que cuantifica las
diferencias en la atraccioacuten de la
gravedad de los materiales del
subsuelo
Consiste en la medicioacuten muy precisa
de la aceleracioacuten de la gravedad en
distintos puntos registrando
variaciones extrantildeas de dicha
aceleracioacuten que pueden suponer
cambios bruscos en la densidad de un
terreno
De esta forma se pueden detectar
huecos o cavernas como las
existentes en los terrenos caacutersticos o
en zonas de explotacioacuten minera actual
o histoacuterica fallas domos salinos
profundidad de capas competentes
compactas etc
Los resultados obtenidos son en
general poco concluyentes para que
su empleo esteacute generalizado en la
ingenieriacutea civil
El meacutetodo gravimeacutetrico se emplea
como un meacutetodo de reconocimiento
general en hidrologiacutea subterraacutenea para
definir los limites de los acuiacuteferos
(profundidad de las formaciones
impermeables extensioacuten de la
formacioacuten acuiacutefera naturaleza y
estructura de las formaciones del
subsuelo)
TEMA 12 ESTABILIDAD DE
TALUDES
INTRODUCCION-El objetivo principal
de un estudio de estabilidad de taludes
o laderas es el de establecer medidas
de prevencioacuten y control para reducir
los niveles de amenaza y riesgo
Generalmente los beneficios maacutes
importantes desde el punto de vista de
reduccioacuten de amenazas y riesgos es la
prevencioacuten
TALUD
--Es una composicioacuten o masa de tierra
que no es uniformemente plana sino
que tiene pendiente o ciertos cambios
de altura significativos
ESTABILIDAD- Seguridad de una
masa de tierra contra la falla o
movimiento
Para determinar la estabilidad de una
masa de suelo debemos determinar su
coeficiente de seguridad al
deslizamiento Al existir un coeficiente
de seguridad igual a 1 se produce el
deslizamiento del talud
Tipos DE talud
Se define como ladera cuando su
conformacioacuten actual tuvo como origen
un proceso natural
Y se define como talud cuando es
conformada artificialmente o sea por
accioacuten del hombre
Tipos DE FALLA EN taludes
1DESPRENDIMIENTOS-
11 CAIDA LIBRE
Desprendimiento repentino de uno o
maacutes bloques de suelo o roca que
descienden en caiacuteda libre
12 VOLCADURA
Caiacuteda de un bloque de roca con
respecto a un pivote ubicado debajo
de su centro de gravedad
2DERRUMBES- 21 PLANAR
Movimiento lento o raacutepido de un
bloque de suelo o roca a lo largo de
una superficie de falla plana
22ROTACIONAL
Movimiento relativamente lento de una
masa de suelo roca o una
combinacioacuten de los dos a lo largo de
una superficie curva de falla bien
definida
23DESPARRAMIENTO LATERAL
Movimiento de diferentes bloques de
suelo con desplazamientos distintos
3 AVALANCHAS
Movimiento raacutepido de una masa
incoherente de escombros de roca o
suelo-roca donde no se distingue la
estructura original del material
4 FLUJO
Suelo o suelo-roca movieacutendose como
un fluido viscoso desplazaacutendose
usualmente hasta distancias mucho
mayores de la falla Usualmente
originado por exceso de presiones
de poros
bull METODOS PARA
DISMINUIR EL RIESGO
1 PREVENCION-
La prevencioacuten incluye el manejo de la
vulnerabilidad evitando la posibilidad
de que se presenten riesgos o
amenazas La prevencioacuten debe ser un
programa del estado en todos sus
niveles mediante una legislacioacuten y un
sistema de manejo de amenazas que
permita disminuir los riesgos a
deslizamiento en un aacuterea determinada
bull 2 ELUCION DE LA
AMENAZA
Eludir la amenaza consiste en evitar
que los elementos en riesgo sean
expuestos a la amenaza de
deslizamiento
3 CONTROL
Meacutetodos tendientes a controlar la
amenaza activa antes de que se
produzca el riesgo a personas o
propiedades Generalmente consisten
en estructuras que retienen la masa en
movimiento Este tipo de obras se
construyen abajo del deslizamiento
para detenerlo despueacutes de que se ha
iniciado
bull 4 ESTABILIZACION
La estabilizacioacuten de un talud
comprende los siguientes factores
1 Determinar el sistema o
combinacioacuten de sistemas de
estabilizacioacuten maacutes apropiados
teniendo en cuenta todas las
circunstancias del talud estudiado
2 Disentildear en detalle el sistema a
emplear incluyendo planos y
especificaciones de disentildeo
3 Instrumentacioacuten y control durante
y despueacutes de la estabilizacioacuten Debe
tenerse en cuenta que en taludes
nunca existen disentildeos detallado sin
modificables y que las observaciones
que se hacen durante el proceso
deconstruccioacuten tienden generalmente
a introducir modificaciones al disentildeo
inicial y esto debe preverse en las
claacuteusulas contractuales de
construccioacuten Los sistemas de
estabilizacioacuten se pueden clasificar en
cinco categoriacuteas principales
bull 5 RECUBRIMIENTO DE LA
SUPERFICIE
Meacutetodos que tratan de impedir la
infiltracioacuten o la ocurrencia de
fenoacutemenos superficiales de erosioacuten o
refuerzan el suelo maacutes subsuperficial
El recubrimiento puede consistir en
elementos impermeabilizantes como el
concreto o elementos que refuercen la
estructura superficial del suelo como la
cobertura vegetal
bull 6 CONTROL DE AGUA
SUPERFICIAL Y
SUBTERRANEA
Sistemas tendientes a controlar el
agua y sus efectos disminuyendo
fuerzas que producen movimiento y o
aumentando las fuerzas resistentes
1 canales superficiales para control
de escorrentiacutea
Se recomienda construirlos como
obras complementaria en la mayoriacutea
de los casos Generalmente las zanjas
se construye arriba de la corona del
talud
2 subdrenes de zanjas
Muy efectivos para estabilizar
deslizamientos poco profundos en
suelos saturados subsuperficialmente
3 Sudrenes horizontales de
penetracioacuten
Muy efectivos para interceptar y
controlar aguas subterraneas
relativamente profundas
4 galeriacuteas o tuacuteneles de subdrenaje
Efectivos para estabilizar
deslizamientos profundos en
formaciones con permeabilidad
significativa y aguas subterraneas
5pozos profundos de subdrenaje
Uacutetiles en deslizamientos profundos
con aguas subterraneas Efectivos
para excavaciones no permanentes
SE recomienda los siguientes factores
de seguridad miacutenimos para la
estabilidad de los TALUDES
Al final de la construccioacuten FS = 13
A largo plazo FS = 15
ELEMENTOS DEL TALUD
TIPOS DE FALLAS
PRESIONES LATERALES DE
TIERRA
La presioacuten del terreno sobre un muro
esta fuertemente condicionada por la
deformabilidad del muro
Si el muro y el terreno sobre el que se
fundan son tales que las
deformaciones son praacutecticamente
nulas se estaacute en el caso de empuje
en reposo
Si el muro se desplaza permitiendo la
expansioacuten lateral del suelo se produce
una falla por corte del suelo retenido y
se crea una cuntildea El empuje
disminuye desde el valor del empuje al
reposo hasta el denominado valor del
empuje activo que es el miacutenimo
valor posible del empuje
Por el contrario si se aplican fuerzas
al muro de forma que eacuteste empuje al
relleno la falla se produce mediante
una cuntildea mucho maacutes amplia Este
valor recibe el nombre de empuje
pasivo y es el mayor valor que puede
alcanzar el empuje
EMPUJE EN REPOSO
Teoriacutea del ldquoEquilibrio plaacutesticordquoo
ldquoEquilibrio liacutemiterdquo
Coeficiente de empuje de tierra en
reposo K0 cuando no hay
deformaciones horizontales
Determinacioacuten de K0
--ensayo de laboratorio triaxiales
especiales
-- ensayo de campo
--formulas empiacutericas
EMPUJE PASIVO
Si el muro se mueve hacia el suelo los
esfuerzos horizontales aumentan
Finalmente se puede alcanzar la falla
por corte desarrollaacutendose una cuntildea
activa
MEJORAMIENTO DE LA
RESISTENCIA DEL SUELO
Inyecciones
Las inyecciones de diversos productos
quiacutemicos son utilizadas para mejorar la
resistencia o reducir la permeabilidad
de macizos rocosos y en ocasiones de
suelos permeables Las inyecciones
pueden consistir de materiales
cementantes tales como el cemento y
la cal o de productos quiacutemicos tales
como silicatos ligninos resinas
acrylamidas y uretanos
Generalmente las inyecciones de
cemento o de cal se utilizan en suelos
gruesos o en fisuras abiertas y los
productos quiacutemicos en materiales
menos permeables
Antes de decidir sobre la utilizacioacuten de
una inyeccioacuten debe investigarse que
el material realmente pueda penetrar
dentro de los vaciacuteos o fisuras
La penetrabilidad de las inyecciones
quiacutemicas depende de su viscosidad
presioacuten de inyeccioacuten y periodo de
inyeccioacuten asiacute como la permeabilidad
del suelo inyectado
Estabilizacioacuten con cemento
Estabilizacioacuten con cal
Calcinacioacuten o tratamiento teacutermico
Magmaficacioacuten
Compactacioacuten Profunda
La compactacioacuten o incremento de
la densidad del suelo se puede lograr
a grandes profundidades utilizando
alguno de los siguientes
procedimientos
1 Pilotes de compactacioacuten
2 Vibro compactacioacuten profunda
3 Columnas de piedra o grava
a Aumentar la resistencia del
suelo
b Mejorar el drenaje de aguas
subterraacuteneas
4 Compactacioacuten dinaacutemica
SISTEMAS DE ESTABILIZACIOacuteN DE
TALUDES Y LADERAS
Desmonte de tierras de la ladera
Sistemas de drenaje
Elementos resistentes de
contencioacuten
Pantallas o cortinas de pilotes
Pantalla de micro pilotes
Cortina de pilotes
Anclajes permanentes y drenes
Pantalla anclada de micropilotes
--- Estabilidad de taludes
Garantizar la estabilidad de los
taludes y evitar volcamiento o
deslizamiento del suelo de
cimentacioacuten es necesario estudiar los
muros de contencioacuten Incluyendo la
posibilidad de fallas por debajo de la
cimentacioacuten del muro
Disentildear las secciones y refuerzos
internos para resistir momentos
cortantes utilizando procedimientos de
ingenieriacutea estructural
MUROS RIacuteGIDOS
Generalmente son de concreto y no
permiten deformaciones importantes
sin romperse
En esta categoriacutea se encuentran los
muros de
- Concreto reforzado (HordmAordm)
- Concreto simple
-Concreto cicloacutepeo
MUROS DE CONCRETO
REFORZADO
Relativamente esbeltos y
generalmente tienen la forma de L
MUROS DE CONCRETO SIMPLE
Los muros de concreto
sin refuerzo son
masas relativamente
grandes de concreto
las cuales trabajan
como estructuras
Riacutegidas
MUROS DE CONCRETO CICLOacutePEO
El concreto cicloacutepeo es una mezcla de
concreto con cantos o bloques de roca
dura Generalmente se utilizan
mezclas de 60 de concreto y 40 de
volumen de bloques de roca
MUROS DE GRAVEDAD FLEXIBLES
MUROS DE GAVIONES
Son cajones de malla de alambre
galvanizado que se rellenan de cantos
de roca
Debe tenerse en cuenta el amarre
entre unidades de gaviones para evitar
el movimiento de unidades aisladas y
poder garantizar la estabilidad del
muro
MUROS DE LLANTAS USADA
Conocidos como Pneusol o Tiresoil
consisten en rellenos de suelo con
llantas de caucho usadas embebidas
- Muros hasta 20 m de altura
ENROCADOS
Los muros en roca son estructuras
construidas con bloques de roca los
cuales se colocan unos sobre otros en
forma manual o al volteo
El tamantildeo de los bloques supera las 3
pulgadas
SELECCIOacuteN DEL TIPO DE
ESTRUCTURA DE CONTENCIOacuteN
Se debe realizar una
comparacioacuten econoacutemica
Localizacioacuten del muro y la
cantidad de espacio
disponible
Altura de la estructura
propuesta y topografiacutea
resultante
Agua freaacutetica
Disponibilidad de materiales
Tiempo disponible para la
construccioacuten
GRUPO Nordm 13
EXCAVACIONES PROFUNDAS
---Es la facilidad con la que puede
excavarse la roca como los suelos
---Estan influidas en factores como la
resistencia del terreno y la magnitud
de los esfuersos que obran dentro de
el
---En excavaciones extremadamente
profundas la temperatura de la roca y
el flujo de calor a traves de la corteza
tambien sera de importancia
Excavacion De Roca y Suelo
Los metodos comunes utilizados en el
proceso de hacer un agujero en el
terreno son
1- la perforacion
2- Los sondeos
3- Maquina perforadora
4- Voladuras
El eacutexito de cada meacutetodo depende de
su capacidad para romper y disgregar
la roca y el suelo
bull Perforacion
La mayoria de los taladros son de dos
tipos
1- el percusivo
2- el rotatorio
bull Tenacidad
Es la resistencia a la fractura que
proviene esencialmente de la
resistencia de la roca a la tension
muchas barrenas de perforacion se
disentildean para inducir rupturas a la
tencion locales dentro de la roca a
medida que esta se hace mas deil a la
tencion que a la comprecion
La abrasividad
Es la capacidad de los fragmentos de
una roca para desgastar la barrera de
perforacion y pulir sus bordes
cortantes
Estructura
CONTROL DEL AGUA
SUBTERRAacuteNEA
Una excavacioacuten debajo de la
superficie del agua subterraacutenea debe
protegerse ya sea contra una afluencia
de agua o bien debe ser trabajada por
teacutecnicas subacuosas tales como la
perforacioacuten con draga de cable de
arrastre y dragado
Reduccioacuten del flujo durante la
excavacioacuten y para disminuir la presioacuten
del agua alrededor de esta
El mayor peligro del agua subterraacutenea
es un encuentro con horizontes
acuiacuteferos inesperados y presiones de
agua
Para controlar el agua subterraacutenea
que fluye a una excavacioacuten es
necesario conocer
Volumen de Agua
Gobernado por el almacenaje
del terreno y por sus limites
geo hidroloacutegicos
Ritmo de Flujo La descarga
del agua subterraacutenea es una
funcioacuten de la permeabilidad
del terreno y del gradiente
hidraacuteulico que la afecte
Es importante hacer una valoracioacuten de
la permeabilidad para los caacutelculos de
la afluencia y deben obtenerse
pruebas verificadas in situ
Las rocas y los suelos son
anosotropicos generalmente y su
permeabilidad varia con la direccioacuten
Presioacuten del Agua Esta se
pude calcular de una medida
precisa de la carga de
presioacuten variara de lugar a
lugar dentro del
terreno(FIG13-27) y en
cualquier localidad se espera
que variacutee con el tiempo
La presioacuten del agua subterraacutenea fuera
de control alrededor de una
excavacioacuten superficial puede ser la
causa de que el piso de la excavacioacuten
se rompa(Fig16-6bi)
Se inunde (FIG16-6bii)
Derrame(FIGiii)
Ruptura de las excavaciones
subterraacuteneas (FIGiv)
Meacutetodos de Rebajamiento del Nivel
Freaacutetico
bullWellpoint
bullWellpoint por Inyeccioacuten
Tipos de excavacioacuten
Entre los tipos de excavacioacuten
dependeraacute principalmente del tipo de
material a ser excavado por su
fragilidad a los derrumbes
Excavacioacuten sin Apuntalar
Excavaciones Apuntaladas
Excavaciones Apuntaladas Cerca
de estructuras
Excavaciones en rocas
Excavaciones con explosivos
PERFORACION EN ROCA CON
MAQUINARIA
EL PROBLEMA DE LA EXCAVACIOacuteN
EN ROCA
1 Suelos sueltos a
semicompactos
Suelos compactos a roca
blanda
3 Roca de dureza media
4 4 Roca dura
5 5 Roca muy dura
EXCAVACIOacuteN EN SEDIMENTOS
Las excavaciones en grava
limo arena arcilla y rocas
sedimentarias se debe utilizar
revestimientos que proporciones
soporte todo el tiempo
EXCAVACIONES SUBTERRANEAS
Las excavaciones subterraacuteneas son
pozos verticales y galeriacuteas
horizontales para tener acceso a los
trabajos subterraacuteneos a las minas
para la extraccioacuten del mineral tuacuteneles
y caacutemaras extensas
PRECAUCIONES PARA LA
EXCAVACION
Las zonas y fracturas acuiacuteferas
siempre son potencialmente
peligrosas
Las calizas son materiales
particularmente difiacuteciles de investigar
si contienen cavidades de solucioacuten
Las localizaciones de pozos pueden
explorarse con eacutexito razonable
perforando los pozos desde la
superficie del terreno hasta la
profundidad total
Las fisuras y cavidades llenadas
con agua no tienen que ser
interceptadas por una excavacioacuten que
las pongan en peligro
Los tuacuteneles presentan la dificultad
de que los pozos verticales los
intersectan solo en una fraccioacuten de su
longitud total
La cartografiacutea superficial puede
indicar los mejores sitios para
perforar pozos y proporcionar
informacioacuten del aacuterea
Caiacuteda de un bloque de roca con
respecto a un pivote ubicado debajo
de su centro de gravedad
2DERRUMBES- 21 PLANAR
Movimiento lento o raacutepido de un
bloque de suelo o roca a lo largo de
una superficie de falla plana
22ROTACIONAL
Movimiento relativamente lento de una
masa de suelo roca o una
combinacioacuten de los dos a lo largo de
una superficie curva de falla bien
definida
23DESPARRAMIENTO LATERAL
Movimiento de diferentes bloques de
suelo con desplazamientos distintos
3 AVALANCHAS
Movimiento raacutepido de una masa
incoherente de escombros de roca o
suelo-roca donde no se distingue la
estructura original del material
4 FLUJO
Suelo o suelo-roca movieacutendose como
un fluido viscoso desplazaacutendose
usualmente hasta distancias mucho
mayores de la falla Usualmente
originado por exceso de presiones
de poros
bull METODOS PARA
DISMINUIR EL RIESGO
1 PREVENCION-
La prevencioacuten incluye el manejo de la
vulnerabilidad evitando la posibilidad
de que se presenten riesgos o
amenazas La prevencioacuten debe ser un
programa del estado en todos sus
niveles mediante una legislacioacuten y un
sistema de manejo de amenazas que
permita disminuir los riesgos a
deslizamiento en un aacuterea determinada
bull 2 ELUCION DE LA
AMENAZA
Eludir la amenaza consiste en evitar
que los elementos en riesgo sean
expuestos a la amenaza de
deslizamiento
3 CONTROL
Meacutetodos tendientes a controlar la
amenaza activa antes de que se
produzca el riesgo a personas o
propiedades Generalmente consisten
en estructuras que retienen la masa en
movimiento Este tipo de obras se
construyen abajo del deslizamiento
para detenerlo despueacutes de que se ha
iniciado
bull 4 ESTABILIZACION
La estabilizacioacuten de un talud
comprende los siguientes factores
1 Determinar el sistema o
combinacioacuten de sistemas de
estabilizacioacuten maacutes apropiados
teniendo en cuenta todas las
circunstancias del talud estudiado
2 Disentildear en detalle el sistema a
emplear incluyendo planos y
especificaciones de disentildeo
3 Instrumentacioacuten y control durante
y despueacutes de la estabilizacioacuten Debe
tenerse en cuenta que en taludes
nunca existen disentildeos detallado sin
modificables y que las observaciones
que se hacen durante el proceso
deconstruccioacuten tienden generalmente
a introducir modificaciones al disentildeo
inicial y esto debe preverse en las
claacuteusulas contractuales de
construccioacuten Los sistemas de
estabilizacioacuten se pueden clasificar en
cinco categoriacuteas principales
bull 5 RECUBRIMIENTO DE LA
SUPERFICIE
Meacutetodos que tratan de impedir la
infiltracioacuten o la ocurrencia de
fenoacutemenos superficiales de erosioacuten o
refuerzan el suelo maacutes subsuperficial
El recubrimiento puede consistir en
elementos impermeabilizantes como el
concreto o elementos que refuercen la
estructura superficial del suelo como la
cobertura vegetal
bull 6 CONTROL DE AGUA
SUPERFICIAL Y
SUBTERRANEA
Sistemas tendientes a controlar el
agua y sus efectos disminuyendo
fuerzas que producen movimiento y o
aumentando las fuerzas resistentes
1 canales superficiales para control
de escorrentiacutea
Se recomienda construirlos como
obras complementaria en la mayoriacutea
de los casos Generalmente las zanjas
se construye arriba de la corona del
talud
2 subdrenes de zanjas
Muy efectivos para estabilizar
deslizamientos poco profundos en
suelos saturados subsuperficialmente
3 Sudrenes horizontales de
penetracioacuten
Muy efectivos para interceptar y
controlar aguas subterraneas
relativamente profundas
4 galeriacuteas o tuacuteneles de subdrenaje
Efectivos para estabilizar
deslizamientos profundos en
formaciones con permeabilidad
significativa y aguas subterraneas
5pozos profundos de subdrenaje
Uacutetiles en deslizamientos profundos
con aguas subterraneas Efectivos
para excavaciones no permanentes
SE recomienda los siguientes factores
de seguridad miacutenimos para la
estabilidad de los TALUDES
Al final de la construccioacuten FS = 13
A largo plazo FS = 15
ELEMENTOS DEL TALUD
TIPOS DE FALLAS
PRESIONES LATERALES DE
TIERRA
La presioacuten del terreno sobre un muro
esta fuertemente condicionada por la
deformabilidad del muro
Si el muro y el terreno sobre el que se
fundan son tales que las
deformaciones son praacutecticamente
nulas se estaacute en el caso de empuje
en reposo
Si el muro se desplaza permitiendo la
expansioacuten lateral del suelo se produce
una falla por corte del suelo retenido y
se crea una cuntildea El empuje
disminuye desde el valor del empuje al
reposo hasta el denominado valor del
empuje activo que es el miacutenimo
valor posible del empuje
Por el contrario si se aplican fuerzas
al muro de forma que eacuteste empuje al
relleno la falla se produce mediante
una cuntildea mucho maacutes amplia Este
valor recibe el nombre de empuje
pasivo y es el mayor valor que puede
alcanzar el empuje
EMPUJE EN REPOSO
Teoriacutea del ldquoEquilibrio plaacutesticordquoo
ldquoEquilibrio liacutemiterdquo
Coeficiente de empuje de tierra en
reposo K0 cuando no hay
deformaciones horizontales
Determinacioacuten de K0
--ensayo de laboratorio triaxiales
especiales
-- ensayo de campo
--formulas empiacutericas
EMPUJE PASIVO
Si el muro se mueve hacia el suelo los
esfuerzos horizontales aumentan
Finalmente se puede alcanzar la falla
por corte desarrollaacutendose una cuntildea
activa
MEJORAMIENTO DE LA
RESISTENCIA DEL SUELO
Inyecciones
Las inyecciones de diversos productos
quiacutemicos son utilizadas para mejorar la
resistencia o reducir la permeabilidad
de macizos rocosos y en ocasiones de
suelos permeables Las inyecciones
pueden consistir de materiales
cementantes tales como el cemento y
la cal o de productos quiacutemicos tales
como silicatos ligninos resinas
acrylamidas y uretanos
Generalmente las inyecciones de
cemento o de cal se utilizan en suelos
gruesos o en fisuras abiertas y los
productos quiacutemicos en materiales
menos permeables
Antes de decidir sobre la utilizacioacuten de
una inyeccioacuten debe investigarse que
el material realmente pueda penetrar
dentro de los vaciacuteos o fisuras
La penetrabilidad de las inyecciones
quiacutemicas depende de su viscosidad
presioacuten de inyeccioacuten y periodo de
inyeccioacuten asiacute como la permeabilidad
del suelo inyectado
Estabilizacioacuten con cemento
Estabilizacioacuten con cal
Calcinacioacuten o tratamiento teacutermico
Magmaficacioacuten
Compactacioacuten Profunda
La compactacioacuten o incremento de
la densidad del suelo se puede lograr
a grandes profundidades utilizando
alguno de los siguientes
procedimientos
1 Pilotes de compactacioacuten
2 Vibro compactacioacuten profunda
3 Columnas de piedra o grava
a Aumentar la resistencia del
suelo
b Mejorar el drenaje de aguas
subterraacuteneas
4 Compactacioacuten dinaacutemica
SISTEMAS DE ESTABILIZACIOacuteN DE
TALUDES Y LADERAS
Desmonte de tierras de la ladera
Sistemas de drenaje
Elementos resistentes de
contencioacuten
Pantallas o cortinas de pilotes
Pantalla de micro pilotes
Cortina de pilotes
Anclajes permanentes y drenes
Pantalla anclada de micropilotes
--- Estabilidad de taludes
Garantizar la estabilidad de los
taludes y evitar volcamiento o
deslizamiento del suelo de
cimentacioacuten es necesario estudiar los
muros de contencioacuten Incluyendo la
posibilidad de fallas por debajo de la
cimentacioacuten del muro
Disentildear las secciones y refuerzos
internos para resistir momentos
cortantes utilizando procedimientos de
ingenieriacutea estructural
MUROS RIacuteGIDOS
Generalmente son de concreto y no
permiten deformaciones importantes
sin romperse
En esta categoriacutea se encuentran los
muros de
- Concreto reforzado (HordmAordm)
- Concreto simple
-Concreto cicloacutepeo
MUROS DE CONCRETO
REFORZADO
Relativamente esbeltos y
generalmente tienen la forma de L
MUROS DE CONCRETO SIMPLE
Los muros de concreto
sin refuerzo son
masas relativamente
grandes de concreto
las cuales trabajan
como estructuras
Riacutegidas
MUROS DE CONCRETO CICLOacutePEO
El concreto cicloacutepeo es una mezcla de
concreto con cantos o bloques de roca
dura Generalmente se utilizan
mezclas de 60 de concreto y 40 de
volumen de bloques de roca
MUROS DE GRAVEDAD FLEXIBLES
MUROS DE GAVIONES
Son cajones de malla de alambre
galvanizado que se rellenan de cantos
de roca
Debe tenerse en cuenta el amarre
entre unidades de gaviones para evitar
el movimiento de unidades aisladas y
poder garantizar la estabilidad del
muro
MUROS DE LLANTAS USADA
Conocidos como Pneusol o Tiresoil
consisten en rellenos de suelo con
llantas de caucho usadas embebidas
- Muros hasta 20 m de altura
ENROCADOS
Los muros en roca son estructuras
construidas con bloques de roca los
cuales se colocan unos sobre otros en
forma manual o al volteo
El tamantildeo de los bloques supera las 3
pulgadas
SELECCIOacuteN DEL TIPO DE
ESTRUCTURA DE CONTENCIOacuteN
Se debe realizar una
comparacioacuten econoacutemica
Localizacioacuten del muro y la
cantidad de espacio
disponible
Altura de la estructura
propuesta y topografiacutea
resultante
Agua freaacutetica
Disponibilidad de materiales
Tiempo disponible para la
construccioacuten
GRUPO Nordm 13
EXCAVACIONES PROFUNDAS
---Es la facilidad con la que puede
excavarse la roca como los suelos
---Estan influidas en factores como la
resistencia del terreno y la magnitud
de los esfuersos que obran dentro de
el
---En excavaciones extremadamente
profundas la temperatura de la roca y
el flujo de calor a traves de la corteza
tambien sera de importancia
Excavacion De Roca y Suelo
Los metodos comunes utilizados en el
proceso de hacer un agujero en el
terreno son
1- la perforacion
2- Los sondeos
3- Maquina perforadora
4- Voladuras
El eacutexito de cada meacutetodo depende de
su capacidad para romper y disgregar
la roca y el suelo
bull Perforacion
La mayoria de los taladros son de dos
tipos
1- el percusivo
2- el rotatorio
bull Tenacidad
Es la resistencia a la fractura que
proviene esencialmente de la
resistencia de la roca a la tension
muchas barrenas de perforacion se
disentildean para inducir rupturas a la
tencion locales dentro de la roca a
medida que esta se hace mas deil a la
tencion que a la comprecion
La abrasividad
Es la capacidad de los fragmentos de
una roca para desgastar la barrera de
perforacion y pulir sus bordes
cortantes
Estructura
CONTROL DEL AGUA
SUBTERRAacuteNEA
Una excavacioacuten debajo de la
superficie del agua subterraacutenea debe
protegerse ya sea contra una afluencia
de agua o bien debe ser trabajada por
teacutecnicas subacuosas tales como la
perforacioacuten con draga de cable de
arrastre y dragado
Reduccioacuten del flujo durante la
excavacioacuten y para disminuir la presioacuten
del agua alrededor de esta
El mayor peligro del agua subterraacutenea
es un encuentro con horizontes
acuiacuteferos inesperados y presiones de
agua
Para controlar el agua subterraacutenea
que fluye a una excavacioacuten es
necesario conocer
Volumen de Agua
Gobernado por el almacenaje
del terreno y por sus limites
geo hidroloacutegicos
Ritmo de Flujo La descarga
del agua subterraacutenea es una
funcioacuten de la permeabilidad
del terreno y del gradiente
hidraacuteulico que la afecte
Es importante hacer una valoracioacuten de
la permeabilidad para los caacutelculos de
la afluencia y deben obtenerse
pruebas verificadas in situ
Las rocas y los suelos son
anosotropicos generalmente y su
permeabilidad varia con la direccioacuten
Presioacuten del Agua Esta se
pude calcular de una medida
precisa de la carga de
presioacuten variara de lugar a
lugar dentro del
terreno(FIG13-27) y en
cualquier localidad se espera
que variacutee con el tiempo
La presioacuten del agua subterraacutenea fuera
de control alrededor de una
excavacioacuten superficial puede ser la
causa de que el piso de la excavacioacuten
se rompa(Fig16-6bi)
Se inunde (FIG16-6bii)
Derrame(FIGiii)
Ruptura de las excavaciones
subterraacuteneas (FIGiv)
Meacutetodos de Rebajamiento del Nivel
Freaacutetico
bullWellpoint
bullWellpoint por Inyeccioacuten
Tipos de excavacioacuten
Entre los tipos de excavacioacuten
dependeraacute principalmente del tipo de
material a ser excavado por su
fragilidad a los derrumbes
Excavacioacuten sin Apuntalar
Excavaciones Apuntaladas
Excavaciones Apuntaladas Cerca
de estructuras
Excavaciones en rocas
Excavaciones con explosivos
PERFORACION EN ROCA CON
MAQUINARIA
EL PROBLEMA DE LA EXCAVACIOacuteN
EN ROCA
1 Suelos sueltos a
semicompactos
Suelos compactos a roca
blanda
3 Roca de dureza media
4 4 Roca dura
5 5 Roca muy dura
EXCAVACIOacuteN EN SEDIMENTOS
Las excavaciones en grava
limo arena arcilla y rocas
sedimentarias se debe utilizar
revestimientos que proporciones
soporte todo el tiempo
EXCAVACIONES SUBTERRANEAS
Las excavaciones subterraacuteneas son
pozos verticales y galeriacuteas
horizontales para tener acceso a los
trabajos subterraacuteneos a las minas
para la extraccioacuten del mineral tuacuteneles
y caacutemaras extensas
PRECAUCIONES PARA LA
EXCAVACION
Las zonas y fracturas acuiacuteferas
siempre son potencialmente
peligrosas
Las calizas son materiales
particularmente difiacuteciles de investigar
si contienen cavidades de solucioacuten
Las localizaciones de pozos pueden
explorarse con eacutexito razonable
perforando los pozos desde la
superficie del terreno hasta la
profundidad total
Las fisuras y cavidades llenadas
con agua no tienen que ser
interceptadas por una excavacioacuten que
las pongan en peligro
Los tuacuteneles presentan la dificultad
de que los pozos verticales los
intersectan solo en una fraccioacuten de su
longitud total
La cartografiacutea superficial puede
indicar los mejores sitios para
perforar pozos y proporcionar
informacioacuten del aacuterea
PRESIONES LATERALES DE
TIERRA
La presioacuten del terreno sobre un muro
esta fuertemente condicionada por la
deformabilidad del muro
Si el muro y el terreno sobre el que se
fundan son tales que las
deformaciones son praacutecticamente
nulas se estaacute en el caso de empuje
en reposo
Si el muro se desplaza permitiendo la
expansioacuten lateral del suelo se produce
una falla por corte del suelo retenido y
se crea una cuntildea El empuje
disminuye desde el valor del empuje al
reposo hasta el denominado valor del
empuje activo que es el miacutenimo
valor posible del empuje
Por el contrario si se aplican fuerzas
al muro de forma que eacuteste empuje al
relleno la falla se produce mediante
una cuntildea mucho maacutes amplia Este
valor recibe el nombre de empuje
pasivo y es el mayor valor que puede
alcanzar el empuje
EMPUJE EN REPOSO
Teoriacutea del ldquoEquilibrio plaacutesticordquoo
ldquoEquilibrio liacutemiterdquo
Coeficiente de empuje de tierra en
reposo K0 cuando no hay
deformaciones horizontales
Determinacioacuten de K0
--ensayo de laboratorio triaxiales
especiales
-- ensayo de campo
--formulas empiacutericas
EMPUJE PASIVO
Si el muro se mueve hacia el suelo los
esfuerzos horizontales aumentan
Finalmente se puede alcanzar la falla
por corte desarrollaacutendose una cuntildea
activa
MEJORAMIENTO DE LA
RESISTENCIA DEL SUELO
Inyecciones
Las inyecciones de diversos productos
quiacutemicos son utilizadas para mejorar la
resistencia o reducir la permeabilidad
de macizos rocosos y en ocasiones de
suelos permeables Las inyecciones
pueden consistir de materiales
cementantes tales como el cemento y
la cal o de productos quiacutemicos tales
como silicatos ligninos resinas
acrylamidas y uretanos
Generalmente las inyecciones de
cemento o de cal se utilizan en suelos
gruesos o en fisuras abiertas y los
productos quiacutemicos en materiales
menos permeables
Antes de decidir sobre la utilizacioacuten de
una inyeccioacuten debe investigarse que
el material realmente pueda penetrar
dentro de los vaciacuteos o fisuras
La penetrabilidad de las inyecciones
quiacutemicas depende de su viscosidad
presioacuten de inyeccioacuten y periodo de
inyeccioacuten asiacute como la permeabilidad
del suelo inyectado
Estabilizacioacuten con cemento
Estabilizacioacuten con cal
Calcinacioacuten o tratamiento teacutermico
Magmaficacioacuten
Compactacioacuten Profunda
La compactacioacuten o incremento de
la densidad del suelo se puede lograr
a grandes profundidades utilizando
alguno de los siguientes
procedimientos
1 Pilotes de compactacioacuten
2 Vibro compactacioacuten profunda
3 Columnas de piedra o grava
a Aumentar la resistencia del
suelo
b Mejorar el drenaje de aguas
subterraacuteneas
4 Compactacioacuten dinaacutemica
SISTEMAS DE ESTABILIZACIOacuteN DE
TALUDES Y LADERAS
Desmonte de tierras de la ladera
Sistemas de drenaje
Elementos resistentes de
contencioacuten
Pantallas o cortinas de pilotes
Pantalla de micro pilotes
Cortina de pilotes
Anclajes permanentes y drenes
Pantalla anclada de micropilotes
--- Estabilidad de taludes
Garantizar la estabilidad de los
taludes y evitar volcamiento o
deslizamiento del suelo de
cimentacioacuten es necesario estudiar los
muros de contencioacuten Incluyendo la
posibilidad de fallas por debajo de la
cimentacioacuten del muro
Disentildear las secciones y refuerzos
internos para resistir momentos
cortantes utilizando procedimientos de
ingenieriacutea estructural
MUROS RIacuteGIDOS
Generalmente son de concreto y no
permiten deformaciones importantes
sin romperse
En esta categoriacutea se encuentran los
muros de
- Concreto reforzado (HordmAordm)
- Concreto simple
-Concreto cicloacutepeo
MUROS DE CONCRETO
REFORZADO
Relativamente esbeltos y
generalmente tienen la forma de L
MUROS DE CONCRETO SIMPLE
Los muros de concreto
sin refuerzo son
masas relativamente
grandes de concreto
las cuales trabajan
como estructuras
Riacutegidas
MUROS DE CONCRETO CICLOacutePEO
El concreto cicloacutepeo es una mezcla de
concreto con cantos o bloques de roca
dura Generalmente se utilizan
mezclas de 60 de concreto y 40 de
volumen de bloques de roca
MUROS DE GRAVEDAD FLEXIBLES
MUROS DE GAVIONES
Son cajones de malla de alambre
galvanizado que se rellenan de cantos
de roca
Debe tenerse en cuenta el amarre
entre unidades de gaviones para evitar
el movimiento de unidades aisladas y
poder garantizar la estabilidad del
muro
MUROS DE LLANTAS USADA
Conocidos como Pneusol o Tiresoil
consisten en rellenos de suelo con
llantas de caucho usadas embebidas
- Muros hasta 20 m de altura
ENROCADOS
Los muros en roca son estructuras
construidas con bloques de roca los
cuales se colocan unos sobre otros en
forma manual o al volteo
El tamantildeo de los bloques supera las 3
pulgadas
SELECCIOacuteN DEL TIPO DE
ESTRUCTURA DE CONTENCIOacuteN
Se debe realizar una
comparacioacuten econoacutemica
Localizacioacuten del muro y la
cantidad de espacio
disponible
Altura de la estructura
propuesta y topografiacutea
resultante
Agua freaacutetica
Disponibilidad de materiales
Tiempo disponible para la
construccioacuten
GRUPO Nordm 13
EXCAVACIONES PROFUNDAS
---Es la facilidad con la que puede
excavarse la roca como los suelos
---Estan influidas en factores como la
resistencia del terreno y la magnitud
de los esfuersos que obran dentro de
el
---En excavaciones extremadamente
profundas la temperatura de la roca y
el flujo de calor a traves de la corteza
tambien sera de importancia
Excavacion De Roca y Suelo
Los metodos comunes utilizados en el
proceso de hacer un agujero en el
terreno son
1- la perforacion
2- Los sondeos
3- Maquina perforadora
4- Voladuras
El eacutexito de cada meacutetodo depende de
su capacidad para romper y disgregar
la roca y el suelo
bull Perforacion
La mayoria de los taladros son de dos
tipos
1- el percusivo
2- el rotatorio
bull Tenacidad
Es la resistencia a la fractura que
proviene esencialmente de la
resistencia de la roca a la tension
muchas barrenas de perforacion se
disentildean para inducir rupturas a la
tencion locales dentro de la roca a
medida que esta se hace mas deil a la
tencion que a la comprecion
La abrasividad
Es la capacidad de los fragmentos de
una roca para desgastar la barrera de
perforacion y pulir sus bordes
cortantes
Estructura
CONTROL DEL AGUA
SUBTERRAacuteNEA
Una excavacioacuten debajo de la
superficie del agua subterraacutenea debe
protegerse ya sea contra una afluencia
de agua o bien debe ser trabajada por
teacutecnicas subacuosas tales como la
perforacioacuten con draga de cable de
arrastre y dragado
Reduccioacuten del flujo durante la
excavacioacuten y para disminuir la presioacuten
del agua alrededor de esta
El mayor peligro del agua subterraacutenea
es un encuentro con horizontes
acuiacuteferos inesperados y presiones de
agua
Para controlar el agua subterraacutenea
que fluye a una excavacioacuten es
necesario conocer
Volumen de Agua
Gobernado por el almacenaje
del terreno y por sus limites
geo hidroloacutegicos
Ritmo de Flujo La descarga
del agua subterraacutenea es una
funcioacuten de la permeabilidad
del terreno y del gradiente
hidraacuteulico que la afecte
Es importante hacer una valoracioacuten de
la permeabilidad para los caacutelculos de
la afluencia y deben obtenerse
pruebas verificadas in situ
Las rocas y los suelos son
anosotropicos generalmente y su
permeabilidad varia con la direccioacuten
Presioacuten del Agua Esta se
pude calcular de una medida
precisa de la carga de
presioacuten variara de lugar a
lugar dentro del
terreno(FIG13-27) y en
cualquier localidad se espera
que variacutee con el tiempo
La presioacuten del agua subterraacutenea fuera
de control alrededor de una
excavacioacuten superficial puede ser la
causa de que el piso de la excavacioacuten
se rompa(Fig16-6bi)
Se inunde (FIG16-6bii)
Derrame(FIGiii)
Ruptura de las excavaciones
subterraacuteneas (FIGiv)
Meacutetodos de Rebajamiento del Nivel
Freaacutetico
bullWellpoint
bullWellpoint por Inyeccioacuten
Tipos de excavacioacuten
Entre los tipos de excavacioacuten
dependeraacute principalmente del tipo de
material a ser excavado por su
fragilidad a los derrumbes
Excavacioacuten sin Apuntalar
Excavaciones Apuntaladas
Excavaciones Apuntaladas Cerca
de estructuras
Excavaciones en rocas
Excavaciones con explosivos
PERFORACION EN ROCA CON
MAQUINARIA
EL PROBLEMA DE LA EXCAVACIOacuteN
EN ROCA
1 Suelos sueltos a
semicompactos
Suelos compactos a roca
blanda
3 Roca de dureza media
4 4 Roca dura
5 5 Roca muy dura
EXCAVACIOacuteN EN SEDIMENTOS
Las excavaciones en grava
limo arena arcilla y rocas
sedimentarias se debe utilizar
revestimientos que proporciones
soporte todo el tiempo
EXCAVACIONES SUBTERRANEAS
Las excavaciones subterraacuteneas son
pozos verticales y galeriacuteas
horizontales para tener acceso a los
trabajos subterraacuteneos a las minas
para la extraccioacuten del mineral tuacuteneles
y caacutemaras extensas
PRECAUCIONES PARA LA
EXCAVACION
Las zonas y fracturas acuiacuteferas
siempre son potencialmente
peligrosas
Las calizas son materiales
particularmente difiacuteciles de investigar
si contienen cavidades de solucioacuten
Las localizaciones de pozos pueden
explorarse con eacutexito razonable
perforando los pozos desde la
superficie del terreno hasta la
profundidad total
Las fisuras y cavidades llenadas
con agua no tienen que ser
interceptadas por una excavacioacuten que
las pongan en peligro
Los tuacuteneles presentan la dificultad
de que los pozos verticales los
intersectan solo en una fraccioacuten de su
longitud total
La cartografiacutea superficial puede
indicar los mejores sitios para
perforar pozos y proporcionar
informacioacuten del aacuterea
MUROS DE CONCRETO
REFORZADO
Relativamente esbeltos y
generalmente tienen la forma de L
MUROS DE CONCRETO SIMPLE
Los muros de concreto
sin refuerzo son
masas relativamente
grandes de concreto
las cuales trabajan
como estructuras
Riacutegidas
MUROS DE CONCRETO CICLOacutePEO
El concreto cicloacutepeo es una mezcla de
concreto con cantos o bloques de roca
dura Generalmente se utilizan
mezclas de 60 de concreto y 40 de
volumen de bloques de roca
MUROS DE GRAVEDAD FLEXIBLES
MUROS DE GAVIONES
Son cajones de malla de alambre
galvanizado que se rellenan de cantos
de roca
Debe tenerse en cuenta el amarre
entre unidades de gaviones para evitar
el movimiento de unidades aisladas y
poder garantizar la estabilidad del
muro
MUROS DE LLANTAS USADA
Conocidos como Pneusol o Tiresoil
consisten en rellenos de suelo con
llantas de caucho usadas embebidas
- Muros hasta 20 m de altura
ENROCADOS
Los muros en roca son estructuras
construidas con bloques de roca los
cuales se colocan unos sobre otros en
forma manual o al volteo
El tamantildeo de los bloques supera las 3
pulgadas
SELECCIOacuteN DEL TIPO DE
ESTRUCTURA DE CONTENCIOacuteN
Se debe realizar una
comparacioacuten econoacutemica
Localizacioacuten del muro y la
cantidad de espacio
disponible
Altura de la estructura
propuesta y topografiacutea
resultante
Agua freaacutetica
Disponibilidad de materiales
Tiempo disponible para la
construccioacuten
GRUPO Nordm 13
EXCAVACIONES PROFUNDAS
---Es la facilidad con la que puede
excavarse la roca como los suelos
---Estan influidas en factores como la
resistencia del terreno y la magnitud
de los esfuersos que obran dentro de
el
---En excavaciones extremadamente
profundas la temperatura de la roca y
el flujo de calor a traves de la corteza
tambien sera de importancia
Excavacion De Roca y Suelo
Los metodos comunes utilizados en el
proceso de hacer un agujero en el
terreno son
1- la perforacion
2- Los sondeos
3- Maquina perforadora
4- Voladuras
El eacutexito de cada meacutetodo depende de
su capacidad para romper y disgregar
la roca y el suelo
bull Perforacion
La mayoria de los taladros son de dos
tipos
1- el percusivo
2- el rotatorio
bull Tenacidad
Es la resistencia a la fractura que
proviene esencialmente de la
resistencia de la roca a la tension
muchas barrenas de perforacion se
disentildean para inducir rupturas a la
tencion locales dentro de la roca a
medida que esta se hace mas deil a la
tencion que a la comprecion
La abrasividad
Es la capacidad de los fragmentos de
una roca para desgastar la barrera de
perforacion y pulir sus bordes
cortantes
Estructura
CONTROL DEL AGUA
SUBTERRAacuteNEA
Una excavacioacuten debajo de la
superficie del agua subterraacutenea debe
protegerse ya sea contra una afluencia
de agua o bien debe ser trabajada por
teacutecnicas subacuosas tales como la
perforacioacuten con draga de cable de
arrastre y dragado
Reduccioacuten del flujo durante la
excavacioacuten y para disminuir la presioacuten
del agua alrededor de esta
El mayor peligro del agua subterraacutenea
es un encuentro con horizontes
acuiacuteferos inesperados y presiones de
agua
Para controlar el agua subterraacutenea
que fluye a una excavacioacuten es
necesario conocer
Volumen de Agua
Gobernado por el almacenaje
del terreno y por sus limites
geo hidroloacutegicos
Ritmo de Flujo La descarga
del agua subterraacutenea es una
funcioacuten de la permeabilidad
del terreno y del gradiente
hidraacuteulico que la afecte
Es importante hacer una valoracioacuten de
la permeabilidad para los caacutelculos de
la afluencia y deben obtenerse
pruebas verificadas in situ
Las rocas y los suelos son
anosotropicos generalmente y su
permeabilidad varia con la direccioacuten
Presioacuten del Agua Esta se
pude calcular de una medida
precisa de la carga de
presioacuten variara de lugar a
lugar dentro del
terreno(FIG13-27) y en
cualquier localidad se espera
que variacutee con el tiempo
La presioacuten del agua subterraacutenea fuera
de control alrededor de una
excavacioacuten superficial puede ser la
causa de que el piso de la excavacioacuten
se rompa(Fig16-6bi)
Se inunde (FIG16-6bii)
Derrame(FIGiii)
Ruptura de las excavaciones
subterraacuteneas (FIGiv)
Meacutetodos de Rebajamiento del Nivel
Freaacutetico
bullWellpoint
bullWellpoint por Inyeccioacuten
Tipos de excavacioacuten
Entre los tipos de excavacioacuten
dependeraacute principalmente del tipo de
material a ser excavado por su
fragilidad a los derrumbes
Excavacioacuten sin Apuntalar
Excavaciones Apuntaladas
Excavaciones Apuntaladas Cerca
de estructuras
Excavaciones en rocas
Excavaciones con explosivos
PERFORACION EN ROCA CON
MAQUINARIA
EL PROBLEMA DE LA EXCAVACIOacuteN
EN ROCA
1 Suelos sueltos a
semicompactos
Suelos compactos a roca
blanda
3 Roca de dureza media
4 4 Roca dura
5 5 Roca muy dura
EXCAVACIOacuteN EN SEDIMENTOS
Las excavaciones en grava
limo arena arcilla y rocas
sedimentarias se debe utilizar
revestimientos que proporciones
soporte todo el tiempo
EXCAVACIONES SUBTERRANEAS
Las excavaciones subterraacuteneas son
pozos verticales y galeriacuteas
horizontales para tener acceso a los
trabajos subterraacuteneos a las minas
para la extraccioacuten del mineral tuacuteneles
y caacutemaras extensas
PRECAUCIONES PARA LA
EXCAVACION
Las zonas y fracturas acuiacuteferas
siempre son potencialmente
peligrosas
Las calizas son materiales
particularmente difiacuteciles de investigar
si contienen cavidades de solucioacuten
Las localizaciones de pozos pueden
explorarse con eacutexito razonable
perforando los pozos desde la
superficie del terreno hasta la
profundidad total
Las fisuras y cavidades llenadas
con agua no tienen que ser
interceptadas por una excavacioacuten que
las pongan en peligro
Los tuacuteneles presentan la dificultad
de que los pozos verticales los
intersectan solo en una fraccioacuten de su
longitud total
La cartografiacutea superficial puede
indicar los mejores sitios para
perforar pozos y proporcionar
informacioacuten del aacuterea
Es la capacidad de los fragmentos de
una roca para desgastar la barrera de
perforacion y pulir sus bordes
cortantes
Estructura
CONTROL DEL AGUA
SUBTERRAacuteNEA
Una excavacioacuten debajo de la
superficie del agua subterraacutenea debe
protegerse ya sea contra una afluencia
de agua o bien debe ser trabajada por
teacutecnicas subacuosas tales como la
perforacioacuten con draga de cable de
arrastre y dragado
Reduccioacuten del flujo durante la
excavacioacuten y para disminuir la presioacuten
del agua alrededor de esta
El mayor peligro del agua subterraacutenea
es un encuentro con horizontes
acuiacuteferos inesperados y presiones de
agua
Para controlar el agua subterraacutenea
que fluye a una excavacioacuten es
necesario conocer
Volumen de Agua
Gobernado por el almacenaje
del terreno y por sus limites
geo hidroloacutegicos
Ritmo de Flujo La descarga
del agua subterraacutenea es una
funcioacuten de la permeabilidad
del terreno y del gradiente
hidraacuteulico que la afecte
Es importante hacer una valoracioacuten de
la permeabilidad para los caacutelculos de
la afluencia y deben obtenerse
pruebas verificadas in situ
Las rocas y los suelos son
anosotropicos generalmente y su
permeabilidad varia con la direccioacuten
Presioacuten del Agua Esta se
pude calcular de una medida
precisa de la carga de
presioacuten variara de lugar a
lugar dentro del
terreno(FIG13-27) y en
cualquier localidad se espera
que variacutee con el tiempo
La presioacuten del agua subterraacutenea fuera
de control alrededor de una
excavacioacuten superficial puede ser la
causa de que el piso de la excavacioacuten
se rompa(Fig16-6bi)
Se inunde (FIG16-6bii)
Derrame(FIGiii)
Ruptura de las excavaciones
subterraacuteneas (FIGiv)
Meacutetodos de Rebajamiento del Nivel
Freaacutetico
bullWellpoint
bullWellpoint por Inyeccioacuten
Tipos de excavacioacuten
Entre los tipos de excavacioacuten
dependeraacute principalmente del tipo de
material a ser excavado por su
fragilidad a los derrumbes
Excavacioacuten sin Apuntalar
Excavaciones Apuntaladas
Excavaciones Apuntaladas Cerca
de estructuras
Excavaciones en rocas
Excavaciones con explosivos
PERFORACION EN ROCA CON
MAQUINARIA
EL PROBLEMA DE LA EXCAVACIOacuteN
EN ROCA
1 Suelos sueltos a
semicompactos
Suelos compactos a roca
blanda
3 Roca de dureza media
4 4 Roca dura
5 5 Roca muy dura
EXCAVACIOacuteN EN SEDIMENTOS
Las excavaciones en grava
limo arena arcilla y rocas
sedimentarias se debe utilizar
revestimientos que proporciones
soporte todo el tiempo
EXCAVACIONES SUBTERRANEAS
Las excavaciones subterraacuteneas son
pozos verticales y galeriacuteas
horizontales para tener acceso a los
trabajos subterraacuteneos a las minas
para la extraccioacuten del mineral tuacuteneles
y caacutemaras extensas
PRECAUCIONES PARA LA
EXCAVACION
Las zonas y fracturas acuiacuteferas
siempre son potencialmente
peligrosas
Las calizas son materiales
particularmente difiacuteciles de investigar
si contienen cavidades de solucioacuten
Las localizaciones de pozos pueden
explorarse con eacutexito razonable
perforando los pozos desde la
superficie del terreno hasta la
profundidad total
Las fisuras y cavidades llenadas
con agua no tienen que ser
interceptadas por una excavacioacuten que
las pongan en peligro
Los tuacuteneles presentan la dificultad
de que los pozos verticales los
intersectan solo en una fraccioacuten de su
longitud total
La cartografiacutea superficial puede
indicar los mejores sitios para
perforar pozos y proporcionar
informacioacuten del aacuterea
