Universidad Nacional Autónoma De Honduras Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería Civil Diseño de Cimentaciones IC-953 Ing. Marció Alvarado
rupo !" Ana #ose$a %uniga Argueta Cint*ia Ale+andra ,rellana A/ner ,s0aldo 1ustillo
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Introducción Para realizar una cimentación para cualquier obra que se desee realizar, se debe saber las condiciones del suelo, para lo cual existen una variedad de pruebas que se pueden hacer a un suelo tanto en campo como en laboratório, hay pruebas que pueden ser con muestras alteradas dando un porcentaje de error algo significativo, tambien hay pruebas para muestras inalteradas las cuales tienen un porcenjate de error menor que las otras. En el presente informe se detalla uma prueba para muestras inalteradas com muestreadores de pared delgada y tubos shelby, dando a conocer cual es el suelo em el que se debe hacer está prueba, el procedimento que se sigue y que hacer com la muestra obtenida en la prueba
Objetivos
onocer los parámetros con los que es aplicada las pruebas de suelo con muestreadores de pared delgada de pistón y tubos shelby
onocer la forma en que se aplica la prueba, el equipo necesario para tal fin
!dentificar que se debe hacer con las muestras obtenidas despu"s de hacer
Exploración de suelos
El objetivo de una investigación exploratoria, incluyendo pruebas de campo y laboratorio, es facilitar al ingeniero los datos cuantitativos del suelo y de la roca del lugar que se investiga para dar recomendaciones para la construcción de la obra. Para llegar el laboratorio a unos resultados razonablemente dignos de cr"dito es preciso cubrir en forma adecuada una etapa previa e imprescindible, cómo es la obtención de las muestras del suelo, apropiadas para la realización de las pruebas correspondientes. Por procedimientos simples y económicos debe procurar adquirirse información preliminar suficiente respecto al suelo, que con ayuda de pruebas de clasificación tales como granulometr#a, plasticidad, humedad etc. permitan al ingeniero formarse una idea clara de los problemas que se han de esperar en cada caso particular. $n aspecto de importancia fundamental en la exploración es buscar la colaboración de ciencias que como la geolog#a pueden dar en ocasiones información de carácter general muy importante. Puede decirse que sobre todo en obras de importancia el reconocimiento geológico es imprescindible el cuál será previo a cualquier otra actividad realizada por el t"cnico de mecánico de suelos
Método con tubo de pared delgada %a prueba de muestreo inalterada continuó con tubo de pared delgada es aquella que consiste en hincar a presión un tubo muestreador en suelos cohesivos blandos. Este m"todo cuando es ejecutado con precisión, acatando las recomendaciones, es empleado como definitivo para efectuar en las muestras obtenidas ensayos de consolidación y pruebas triaxiales en el laboratorio. Esto es para un tubo de un diámetro grande con paredes delgadas pero sin que "ste se deforme al ser hincado la estructura de la muestra sufrirá muy poca alteración, sucediendo lo contrario cuando las paredes del tubo sean gruesas y el diámetro peque&o. El procedimiento es el siguiente' se hinca el muestreador usando el gato de la perforadora procurando que el hincado sea rápido y a de la ciudad constante. (aciendo necesaria tener bien anclada la máquina al terreno) cuando no se dispone de la perforadora hidráulica, la introducción del muestreador deberá efectuarse usando el malacate con un juego de poleas. *espu"s de extraer la muestra se limpia el fondo del pozo para evitar que existan sedimentos que se introduzca en el muestreador y disminuyen el porcentaje de recuperación de la muestra ya sea por medio de la posteadora con cuchara o bien por medio de inyección de agua. +i la perforación se profundiza y el tipo de arcilla es muy blanda se hace necesario además las paredes por medio de lodos o bien con tuber#a) cuando de esta se trata se deberá introducir hasta una profundidad inferior a la cota donde se obtendrá la muestra, esto con el propósito de no alterar el terreno con el hincado a golpes del ademe. %a calidad de una muestra alterada depende de los siguientes factores'
a. *esplazamiento del suelo por el muestreador b. m"todos para introducir muestreador en el terreno c. rozamiento de la cara interior del muestreador
d. compresión del suelo debido a la presión de la sobrecarga e. manipulación y almacenaje de la muestra hasta ser ensayada El desplazamiento del suelo por las paredes del muestreador es probablemente la causa de alteración más importante Por lo tanto este desplazamiento del suelo depende las dimensiones del tubo muestreador. Para muestra con diferentes diámetros introducimos en el terreno por el mismo procedimiento de hincado el grado de alteración depende el #ndice de áreas que es la razón del área de la sección del tubo de la muestra. 2
r-/001
2
De − Di Di
2
r relación de áreas *e diámetro exterior *i diámetro interior *e acuerdo con 2. (vorslev la alteración por desplazamientos es m#nima cuando el coeficiente anda alrededor de /0- a /3-. Estos tubos pueden ser simples o de pistones. a4 %os tubos muestreadores simples consisten principalmente en una cabeza de unión entre el tubo de perforación y el muestreador) este tubo puede ser de acero sin costuras o de lámina 5+helby4. Este es el tipo más usado, el diámetro m#nimo que tiene estos muestreadores es de 67 y el más com8n es el de 97 usándose a veces diámetros un poco mayores, su longitud es del orden de :0 a ;0cm, estos muestreadores son bastantes 8tiles para extraer muestras tanto arriba como abajo del nivel freático. b4 %os muestreadores de pistones estacionarios, usados en suelos finos como las arcillas bentoniticas y algunas arenas limo< arcillosas Este tipo de muestreadores tienen por objeto eliminar la tarea de limpia del fondo del pozo previa al muestreo, necesaria en los =2uestreadores abiertos7 al hincar el muestredor con el piston en su posición inferior, puede llevarse al nivel deseado sin que el suelo alterado de niveles más altos en "l. uando el sondeo alcanza una capa de roca mas o menos dura o cuando en el curso de la perforación las herramientas usadas por otros m"todos tropiezan con un bloque grande, no es posible lograr penetración o esta es minima a un numero mayor de 30 golpes, a de recubrirse a un procedimiento diferente para la obtención de muestras empleando maquinas perforadas de rotación, con brocas de diamantes o del tipo caliz. En las brocas con diamante en el extremo de la tuber#a de perforación va colocando un muestreador especial llamado de =corazon7, en cuyo extremo inferior se acopla una broca de acero duro con incrustaciones de diamante industrial que facilitan la perforación En la de tipo caliz los muestradores son de acero duro y la penetración
Capitulo 1
Tomamuestras “Shelby” Es muy simple y muy usado. onsta de un tubo de pared delgada, generalmente acerado que tiene un borde inferior afilado. IMAGEN El tomamuestras debe cumplir la >orma ?ecnológica >?E<E@ siendo su' A Belación de área' B C /0 A *espeje interior' * C / A Espesor de zapata' EC 6 mm. A %ongitud de muestra' % D 300 mm. Este tipo de tomamuestras, en n8mero razonable y con los complementos necesarios par su uso, suele estar permanentemente en obra como dotación básica del equipo de sondeos para reconocer los suelos blandos. El modelo más habitualmente definido en los pliegos de condiciones que regulan estas campa&as tendrá de / a 6 mm de espesor, longitud m#nima de 93 cm y diámetro m#nimo interior de :0 mm. %a muestra obtenida es de tipo !. +i el tubo de pared delgada es de bronce, latón o acero inoxidable se obtienen muestras de tipo ! y !!. Para cerrar herm"ticamente los tubos se usan tapas de goma, fabricadas al efecto. Está especialmente indicado para suelos arcillosos blandos, arenas hasta compactas sobre el nivel freático a medianamente firmes y la calidad de la muestra obtenida es buena a regular. Este tipo de tomamuestras tiene el inconveniente de que hay que extraer la muestra del tubo mediante empuje, lo que origina cierta alteración, ocasionalmente importante. 9./.. Tomamuestras de pistón fijo Este tomamuestras evita que entre fango o la presión del agua act8e sobre la muestra al entrar "sta en el tubo y alzar la bola al expulsar el agua hacia el tren de varillas. on este procedimiento se obtienen muestras de tipo ! con una calidad regular a buena. Pueden utilizarse en suelos arcillosos blandos a medianamente firmes y en arenas sueltas.
OBTEC!O "E #$EST%&S '&%& '%OBET&S "E ES&(O #E"!&TE T$BOS "E '&%E" "E)*&"& !..+. E , 1- 1. OB/ETO 1.1 Esta norma establece el m"todo de obtención de muestras relativamente inalteradas de suelos para probetas de ensayo, en el cual se emplea un tubo metálico de pared delgada.
1.0 Existen en general dos 564 tipos de muestreadores que usan tubos de pared delgada' de tubo abierto y de pistón. %os muestreadores de pistón son mejores y pueden ser usados en casi todos los suelos. El m"todo descrito se aplica igualmente a ambos, ya que los requisitos de los tubos de pared delgada son los mismos para los tipos de probetas obtenidas por los dos m"todos.
0. E$!'O 0.1 Equipo de perforación.< Puede emplearse cualquier equipo de perforación que proporcione un orificio limpio antes de la inserción del tubo de pared delgada cuidando de que no perturbe al suelo muestreado y de que pueda efectuarse una penetración continua y rápida.
0.0 ?ubos de pared delgada.< %os tubos de pared delgada de 30.; a /6: mm 56F a 3F4 de diámetro exterior deben ser elaborados de un material que tenga una resistencia mecánica adecuada y caracter#sticas anticorrosivas satisfactorias 5Gigura >o./4. Para obtener la debida resistencia a la corrosión, los tubos pueden llevar un recubrimiento adecuado. +i se especifica, pueden emplearse tubos de tama&os diferentes. < %os tubos serán de una longitud entre 3 y /0 veces el diámetro para penetración en arenas y entre /0 y /3 diámetros para penetración en arcillas. %os tubos serán cil#ndricos y suaves sin filos ni rayaduras y estarán limpios y libres de oxidación y polvo. +e permiten tubos sin costura o soldados, pero en este 8ltimo caso las soldaduras no se deben proyectar en la costura. El borde cortante será maquinado como se muestra en la Gigura >o./ y estará libre de muescas. %a relación de la luz interior estará entre 0.3 y -. %as dimensiones adecuadas de los tubos de muestreo de pared delgada están indicadas en la tabla >o./. < %a cabeza de acople deberá estar provista de dos agujeros con diámetro m#nimo de H.36 mm 5I;F4 para el montaje. *eberá proporcionarse un área de ventilación m#nima de .H cmJ 50.K pulgJ4 por encima de la válvula de retención 5cheque4.
0.2 Parafina sellante.< %a parafina sellante que se vaya a emplear no deberá tener una contracción apreciable, ni permitir la evaporación de las muestras) se preferirán las parafinas microcristalinas. ntes del sellado con parafina y para proporcionar un mejor cierre de ambos extremos del tubo, se recomienda usar discos delgados de acero o de cobre amarillo que tengan un diámetro ligeramente menor que el interior del tubo. +e requiere, además, estopilla de algodón y cinta impermeabilizada o parafinada.
0.3 Equipo accesorio.< Bótulos, hojas de datos, contenedores de embarque y otros elementos menores necesarios.
2. '%OCE"!#!ETO 2.1 (asta la profundidad del muestreo, el orificio se debe limpiar usando el m"todo preferido que asegure que no se perturba el material que se vaya a muestrear. En arenas saturadas y limos, se deberá sacar lentamente la punta, broca o corona del taladro en uso para prevenir que el suelo se afloje alrededor del orificio. +e deberá mantener el nivel de agua en el orificio a un nivel mayor o igual que el nivel de aguas freáticas 5>G4.
2.0 >o se permitirá el uso de puntas, brocas o coronas con descarga de fondo, pero podrán emplearse con orificios de descarga lateral. Para la limpieza de la perforación no está permitida la utilización de chorro a trav"s de un muestrador de tubo abierto.
2.2 on el tubo de muestreo apoyado sobre el fondo de la perforación y con el nivel del agua a la misma altura o por encima del >G 5>ivel de aguas freáticas4, se penetra el tubo en el suelo mediante un movimiento continuo y rápido sin impacto ni torsión. En ning8n caso el tubo será empujado más allá de la longitud prevista para la muestra del suelo. Es necesario dejar un margen de aproximadamente :3 mm 5F4 de longitud de muestra para recortes y desperdicios.
2.3 uando los suelos sean tan duros que el empuje no haga penetrar el muestreador suficientemente para una adecuada recuperación, y cuando la recuperación mediante empuje en arenas sea pobre, se puede usar un martillo para hincar el muestreador. En tal caso, debe anotarse el peso, la altura y el n8mero de golpes. ntes de halar el tubo, es necesario girarlo al menos dos 564 revoluciones para cortar la muestra en el fondo.
2. %os procedimientos de muestreo se deben repetir en intervalos no mayores de /.3 m 5K0F4 en estratos homog"neos y en cada cambio de estrato.
3. '%E'&%&C!O '&%& E#B&%$E 3.1 *espu"s que se haya extra#do el muestreador, se debe medir y anotar la longitud de la muestra dentro del tubo y la longitud penetrada.
3.0 continuación, deberá removerse el material perturbado en el extremo superior del tubo antes de aplicar la parafina y se medirá la longitud de la muestra nuevamente luego de remover al menos 63 mm 5/F4 de suelo de su extremo inferior. *espu"s de insertar sendos discos impermeabilizantes, se sellarán ambos extremos del tubo con parafina aplicada, en forma tal que se evite su penetración en la muestra.
3.2 uando los tubos se vayan a transportar, se protegerán los extremos para prevenir el rompimiento de los sellos. Es aconsejable colocar estopilla de algodón alrededor de los extremos despu"s del sellado y sumergirlos varias veces en la parafina fundida.
3.3 *eberán adherirse rótulos a los tubos con la identificación del trabajo, la localización de la perforación, el diámetro y el n8mero de muestra, la profundidad, la penetración y la longitud recuperada. *eberá hacerse, igualmente, una descripción cuidadosa del suelo, anotando su composición, estructura, consistencia, color y grado de humedad. +e deberán rotular por duplicado los n8meros del tubo y del sondeo.
3. %os tubos siempre se deberán almacenar a la sombra en un lugar fresco. %as muestras para embarque deben empacarse adecuadamente para reducir el efecto de choques, vibraciones y alteraciones.
3.4 $sando suelo removido de los extremos del tubo se debe hacer una descripción cuidadosa dando la composición, condición, color y, si fuere posible, su estructura y consistencia.
!5O%#E .1 %os datos obtenidos en los sondeos deberán registrarse en el campo e incluirán lo siguiente' < >ombre y localización de la obra < Gechas del comienzo y terminación del sondeo < >8mero y coordenadas del sondeo, si se dispone de ellas. < Elevación 5cota4 de la superficie, si se dispone de ella. < >8mero y profundidad de la muestra. < 2"todo de avance del muestreador, longitudes de penetración y de recuperación. < ?ipo y tama&o del muestreador. < *escripción del suelo. < Espesor de la capa o estrato de suelo. < Profundidad del nivel de aguas freáticas 5>G4) de p"rdida de agua) de cabeza artesiana) y la hora en que fue hecha la lectura. < ?ipo y marca del equipo de perforación. < ?ama&o del revestimiento, profundidad de la perforación. < >ombres del personal 5!ngeniero, inspector, operario y ayudantes4. < !nforme de tiempo y labores.
T&B)& o.1 T$BOS "E &CE%O "E '&%E" "E)*&"& '&%& #$EST%&S "E T&#&6OS &'%O'!&"OS. %os diámetros que aparecen en la ?abla >o./ son indicados con propósitos de normalización y no significan que los tubos de muestreo de diámetro intermedios o mayores no sean aceptables. %as longitudes mostradas para los tubos son ilustrativas. %as longitudes convenientes deberán determinarse de manera que se ajusten a las condiciones del campo.
4. CO%%ES'O"EC!& CO OT%&S O%#
*iámetro exterior mm pulg.
Espesor de la pared B89 mm pul9 )on9itud del tubo
-.0 0
74.0 2
107
1: 1.03 -.-3;
14 1.4 -.-4
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m pul9 Espacio libre 'orcentaje &S +(?L ? 60: +?2 * /3;: !L>?E 6/6/.
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