Actividad: Cuestionario Exploración de Suelos

Nombre: López Adame Edgar

1.- ¿Cuál es el objetivo de la exploración geotécnica?

El programa de exploración geotécnica deberá proporcionar información sobre las condiciones

estratigráficas del sitio en estudio, las condiciones de presión del agua del subsuelo y las
propiedades mecánicas de los suelos (resistencia, compresibilidad y permeabilidad), a fin de
facilitar el diseño racional de la cimentación de estructuras y la selección del método
constructivo adecuado para su ejecución.
Para asegurar que se alcanzarán los objetivos de la exploración geotécnica, los trabajos de
campo los supervisará un ingeniero especialista en suelos y su realización estará a cargo de
una brigada de trabajadores entrenados en los trabajos de perforación, muestreo y ejecución de
pruebas de campo.

2.- ¿Cuáles son los objetivos de las etapas de la exploración geotécnica (investigación
preliminar, Recopilación de información, investigación de detalle)?

Investigación preliminar:
El objetivo de esta etapa de la exploración es el de recopilar la información geotécnica que
exista de un sitio, para realizar una interpretación preliminar de los problemas que podrían
presentarse en la cimentación de una estructura de características y requerimientos conocidos.

Recopilacón de información:
Sirve para fundamentar la tercera etapa.

Investigación de detalle:
Incluye la realización de sondeos y pruebas de campo y de laboratorio.

3.- De Recopilación de información comente

a) Recopilación de la información disponible

Las instituciones mexicanos que publican y distribuyen información geotécnica son las
siguientes:
Sociedad Mexicana de Mecánica de Suelos, INEGI, Instituto de ingeniería UNAM.

b) Interpretación de fotografías aéreas

Se realiza por un ingeniero geólogo y permite identificar las características geológicas

del sitio y la de los suelos superficiales.
 c) Recorrido de campo

Lo realiza un ingeniero especializado en geotecnia junto con un geólogo, en el cual se

comprueba la interpretación fotogeológica, y se identifica y clasifica los suelos
superficiales. También se obtiene información adicional sobre las estructuras en la zona.

3.- De la investigación preliminar comente

a) Levantamiento geológico

Excepcionalmente se realiza este tipo de levantamiento, ya que usualmente la geología

de la región donde se construirá la estructura ha sido estudiada anteriormente o se
considera que el recorrido de campo en la etapa de investigación preliminar proporciona
la información geológica necesaria y suficiente para el diseño de la cimentación de una
estructura.
En caso de que se trate de la cimentación de estructuras muy importantes o de
desarrollos industriales localizados en áreas poco estudiadas, se justifica realizar el
levantamiento geológico de la zona. En el Manual de Diseño de Obras Civiles de la CFE
se describe con detalle la realización de un levantamiento geológico.

b) Exploración geofísica

Los métodos de exploración geofísica aplicables en geotecnia se basan en la medición

de la variación de la velocidad de propagación de ondas sísmicas o de la resistividad
eléctrica de los suelos, y mediante su interpretación y correlaciones se deducen las
características estratigráficas, posición del nivel freático y posibles tipos y propiedades
de suelos y rocas. Estos métodos se utilizan para obtener información preliminar del
subsuelo, para complementar la información geológica y para reducir el número de
sondeos.

4.- De la exploración geofísica comente los procedimientos y resultados obtenidos con:

a) Geosísmico de refracción.

Consiste en determinar el tiempo de arribo de las ondas longitudinales sísmicas,

generadas por una pequeña explosión o impacto, a geófonos captadores que envían su
señal a un sismógrafo receptor; con esta información se calcula la velocidad de
propagación de las ondas.

El equipo consta de:

Objetivos del levantamiento geológico
• Un dispositivo generador de la onda que puede ser un explosor o un marro
instrumentado con un sensor del impacto.
• El conjunto de geófonos electromagnéticos que al vibrar con el suelo emiten una
señal eléctrica.
• El sismógrafo receptor que recibe la señal de espejo y que la registra en papel
fotosensible.

Los resultados que se obtienen del método sísmico permiten:

• Interpretar la estratigrafía del sitio
 • Clasificar los suelos y rocas
• Estimar el módulo elástico dinámico del medio

La principal aplicación de este método puede ser la de determinar la profundidad de la

roca bajo un deposito aluvial de difícil exploración directa.

b) Método de resistividad eléctrica.

Consiste en determinar la variación con la profundidad de las resistividades aparentes

de un medio en que se ha inducido un campo eléctrico; el equipo consiste en una fuente
de poder, voltímetro, amperímetro y cuatro electrodos.
Se han desarrollado varias técnicas de operación; dentro de ellas, las más de utilizadas
debido a su sencillez es la denominado como método de Wenner, a través de líneas de
observación sobre el terreno en estudio.

Los resultados que se obtienen con este método permiten:

• Definir la estratigrafía
• Por correlación, clasificar los suelos y rocas del sitio
• Definir la posición del nivel freático

La precisión de este método para predecir la estratigrafía de un sitio es generalmente

menor que la refracción sísmica y por ello se utiliza menos; sin embargo, es más
confiable para determinar la posición del nivel freático.

c) Método con radar.

Este método está basado en la propagación de impulsos de ondas electromagnéticas de

muy, alta frecuencia (100 a IOOOMHZ) hacia el interior del suelo; estas ondas son
reflejadas por anomalías del subsuelo (irregularidades, interfaces o discontinuidades) a
diferentes profundidades que después se captan por medio de una antena en la
superficie del suelo. El sistema de monitoreo permite conocer la profundidad de la
anomalía. La profundidad máxima de exploración no sobrepasa los 30m.

5. De las pruebas en campo o de muestreo comente los procedimientos y las

correlaciones con las propiedades mecánicas de los suelos.

Los penetrómetros son conos o tubos de acero que se hincan a presión (estáticos) o con el
impacto de una masa (dinámicos) y permiten definir indirectamente la estratigrafía del sitio y la
variación de la compacidad relativa y la resistencia al corte (Drenada) de las arenas con la
profundidad, así como la resistencia al corte no drenada de las arcillas. Con el penetrómetro
estándar se recuperan, además, muestras alteradas que permiten definir confiablemente la
estratigrafía. Cabe aclarar que la resistencia al corte drenada de las arenas depende de la
permeabilidad de estás, así como de sus condiciones de frontera para el flujo de agua; aunque
esto ciertamente es cuestionable cuando las arenas están contaminadas con limos y se trata de
ensayes de penetración dinámica.
En la exploración de un sitio, los penetrómetros se emplean de acuerdo con tres criterio de
aplicación:
 • Como instrumento de exploración, para definir la estratigrafía y facilitar con ello la
selección de los muestreadores de suelo que deberán emplearse.
• Para disminuir el costo de realización de sondeos complementarios para cubrir un
área grande.
• Como técnica única de exploración en proyectos de bajo costo que no puedan
justificar
• sondeos de muestreo.

a) Penetrómetro estático tipo eléctrico (CPT)

El penetrómetro de cono tipo eléctrico para hincarse a presión (estático) tiene

incorporadas celdas instrumentadas con deformímetros eléctricos que permiten la
medición simultánea de las fuerzas necesarias para el hincado de la punta cónica de 60'
de ángulo de ataque y 3.6cm de diámetro 10 cm2 y de la funda cilíndrica de fricción
también de 3.6cm de diámetro y 13.25cm . Cabe aclarar que las fuerzas para el hincado
de la punta del cono se estiman a partir de las mediciones de los deformímetros y
calibraciones.

b) Penetrómetro estándar (SPT).

El penetró metro estándar es un tubo de dimensiones normalizadas que se hinca a

percusión. Consiste en un tubo de pared gruesa partido longitudinalmente, con una
zapata de acero endurecido y una cabeza que lo une al extremo inferior de la columna
de barras de perforación con que se hinca; la cabeza tiene un conducto para la salida de
azolves a través de una válvula esférica o una válvula de varilla. Opcionalmente se
utiliza una trampa de paso para retener las muestras.

Al interpretar los resultados obtenidos con este penetrómetro se puede lograr:

• Definir la estratigrafía del sitio
• Determinar por correlación la compacidad relativa de suelos granulares y la
consistencia de suelos cohesivos.
• Obtener muestras alteradas para determinar en el laboratorio sus propiedades índice

c) Dilatómetro de Marchetti (DMT).

El dilatómetro de Marchetti consiste de una paleta de acero templado, que tiene en el

centro de una de sus caras una membrana circular de acero que expande con gas a
presión; se conecta a la unidad de control por medio de una manguera neumática y
cables conductores, ambos alojados por dentro de las barras de perforación. La prueba
consiste en hincar la hoja en el suelo con las barras de perforación haciéndola avanzar
hasta una cierta profundidad, después expandir la membrana y realizar tres mediciones
con la unidad de control.

d) Cono sísmico

Es un dispositivo mediante el cual pueden medirse en campo las velocidades de las

ondas corte y de compresión en el suelo a diferentes profundidades. El equipo funciona
bajo un mismo principio de operación semejante a una prueba tipo "pozo abajo’ y ha
 demostrado su utilidad para obtener las propiedades dinámicas de suelos blandos y
arenas sueltas.

El cono sísmico está compuesto por un par de péndulos unidireccionales suspendidos

en el interior de una camisa metálica con punta cónica de 5cm de diámetro, un sistema
de amplificación que puede alimentarse con corriente alterna o con corriente directa y
una tarjeta de adquisición de datos conectada a una computadora que almacena la
información generada durante el sondeo.
El equipo para hincar el cono sísmico en el suelo es similar al que se utiliza para llevar a
cabo una prueba de cono eléctrico convencional.

e) Presiómetro

El ensaye presiométrico consiste en introducir una sonda cilíndrica en el suelo y

expandirla para presionar el suelo horizontalmente, durante la prueba se obtiene una
curva esfuerzo- deformación unitaria del suelo mediante la medición del volumen de
agua a presión con que se infla la membrana y el aumento radial de la cavidad, El
ensaye se repite a diferentes profundidades para obtener perfiles de parámetros de
resistencia y deformabilidad del suelo; como la interpretación se basa en modelos para
una cavidad cilíndrica de longitud infinita, los efectos de frontera se minimizan mediante
sondas cuya cámara interior está formada por tres segmentos, donde el tramo
intermedio tiene una longitud mínima de 6.5 veces el diámetro, Se distinguen tres tipos
diferentes de presiómetros atendiendo a la forma de instalación en el suelo: el
presiómetro colocado en un barreno previamente excavado, el presiómetro
autoperforante y el presiómetro hincado.

Los resultados de prueba permiten elaborar un perfil de parámetros presiométricos de

deformabilidad y resistencia que pueden correlacionarse con las propiedades usuales en
mecánica de suelos o ser aplicados directamente en análisis y diseño geotécnicos.

f) Tubo de pared delgada (Shelby)

También conocido como tubo Shelby, se utiliza para el muestreo inalterado de suelos
blandos a semiduros localizados arriba y abajo del nivel freático; tiene de 7.5 a 10cm de
diámetro y se hinca a presión.
El tubo se une a la cabeza con tornillos Allen o mediante cuerda repujada. La cabeza
tiene cuatro drenes laterales para la salida del fluido de perforación y de los azolves
durante el hincado. La válvula de bola impide que la muestra se vea sujeta a presionas
hidrodinámicas durante la extracción del muestreador.

g) Muestreadores Denison y Pitcher

Estos también se conocen como barriles por que operan a rotación y presión; recuperan
muestras que pueden ser inalteradas; las muestras se obtienen a presión y pueden ser
de arcillas duras, limos cementados y limos cementados con pocas gravas localizados
 abajo del nivel freático; operándolos arriba del nivel freático, el agua o lodo utilizado
contamina las muestras. El muestreador Pitcher es el adecuado cuando se presentan
intercalados estratos delgados de materiales blandos y duros.
Estos muestreadores consisten esencialmente de dos tubos concéntricos unidos a la
pieza denominada cabeza del muestreador; el tubo interior está montado sobre baleros
axiales y el exterior, que lleva en su extremo inferior la broca de corte, está unido con
rosca.

h) Tubo Muestreador TGC

Este muestreador es pared delgada y puede operar con un pistón auxiliar; está
constituido por un tubo de acero que lleva en su interior otro de aluminio cortado en
segmentos; la punta del muestreador es una filosa zapata de acero templado. Al
hincarse el muestreador a presión, la muestra queda contenida en los tubos de aluminio
anodizado, que reducen drásticamente los problemas de extracción de la muestra y
sobre todo de la corrosión que sufren los tubos de acero que convencionalmente se
emplean.

La cabeza de este muestreador lleva una válvula muy ligera que facilita la salida del lodo
de perforación, durante el hincado del rnuestreador y que posteriormente al hincado se
cierra con ayuda de una varilla de acero de 1 a 2m de longitud que se introduce a través
de la columna de barras de perforación.

6.- Comente las pruebas de laboratorio para conocer la resistencia y deformabilidad del
suelo
a) Consolidación unidimensional

La magnitud del asentamiento que sufrirá una estructura y su variación con el tiempo
pueden estimarse a partir de los resultados de pruebas de consolidación unidimensional
en especímenes obtenidos de una muestra inalterada. El número de pruebas debe
determinarse atendiendo a la estratigrafía y a la profundidad de influencia dentro de la
que el grupo de pilotes cimentación modificará significativamente el estado de esfuerzos
en el suelo.

b) Pruebas triaxiales

La obtención de los parámetros de resistencia al corte de suelos cohesivos dependerá

del criterio de diseño a utilizar ya sea a partir de esfuerzos totales o esfuerzos efectivos.

• Criterio de esfuerzos totales

En este caso se estima la adherencia suelo-pilote cu como una fracción de la resistencia
al corte no drenada del suelo e; la prueba debe realizarse en un espécimen labrado a
partir de una muestra inalterada.
Para evaluar cu se recomienda realizar una prueba triaxial no consolidada no drenada,
que presenta las siguientes ventajas en relación a las demás pruebas:
• Se reduce la influencia de fisuras presentes en el espécimen, ya que si se utiliza la
prueba de compresión no confinada, se tiende a subestimar la resistencia.
c) Pruebas de compresión simple

El ensayo de compresión simple se realiza con el fin de determinar la resistencia o

esfuerzo último de un suelo cohesivo a la compresión no confinada, mediante la
aplicación de una carga axial con control de deformación y utilizando una muestra de
suelo inalterada tallada en forma de cilindro, generalmente con una relación
alto/diámetro igual a 2. Esta prueba tiene la ventaja de ser de fácil realización y de exigir
equipo relativamente sencillo, en comparación con las pruebas triaxiales, si se desea ir
al fondo de los mecanismos de falla que tienen lugar; por el contrario, los resultados de
la prueba son de fácil aplicación a los trabajos de rutina, por lo menos en apariencia.

También se determinara la resistencia por medio de carga triaxial con control de

deformación.

d) Prueba de corte simple

Consiste en que a la muestra ensayada no se le induce un plano de corte, sino que se

somete a una fuerza que produce una deformación.