TRABAJO DE INVESTIGACION

EXPLOTACION DEL SUELO

1. EXPLORACION DEL SUBSUELO

INTRODUCCION

Las condiciones del subsuelo en un terreno dado son el resultado de una combinación de procesos naturales en los que intervienen factores topográficos, geológicos, climáticos y antrópicos. Un programa de investigación geotécnica, adecuado y consistente, permitirá la evaluación de los resultados de estos procesos y la determinación de los valores de las propiedades de los suelos y de las rocas requeridos para la evaluación de las condiciones generales del terreno y para la preparación de los diseños geotécnicos. El objetivo de la investigación del subsuelo es identificar, localizar y delimitar, tanto horizontal como verticalmente, los diferentes tipos de suelos y rocas en un área dada, relevantes para un proyecto determinado, y caracterizar sus condiciones de ocurrencia, con el objeto de definir las propiedades geotécnicas de los materiales en el subsuelo por muestreo y ensayos de campo y de laboratorio.

Un estudio adecuado del subsuelo debe generar la información pertinente sobre los siguientes puntos.

Localización tanto vertical como horizontal de la obra propuesta.

Localización y evaluación de canteras y zonas de préstamo, o para la protección de taludes.

Propuestas de tratamiento o drenaje de la subrasante o de la fundación de estructuras.

Propuestas de investigaciones detalladas del subsuelo para el diseño y construcción de estructuras particulares.

Investigaciones de estabilidad de laderas y taludes en cortes y terraplenes.

Identificación de áreas que requieren tratamientos y precauciones especiales de protección del medio ambiente.

Identificación de problemas de diseño y construcción que requieran de soluciones geotécnicas especiales.

Propuestas de técnicas especiales para las excavaciones y los drenajes requeridos en el proyecto.

PROGRAMA DE EXPLORACION

Antes de desarrollar un plan de exploración es necesario revisar el proyecto en la etapa en que se encuentre. La densidad de información necesaria para el proyecto y la escala de presentación de los resultados varía en función de la etapa y de la complejidad del proyecto. La exploración preliminar debe planearse para indicar las áreas o las condiciones del terreno que requieran una investigación más amplia. La escala de la cartografía resultante debe ajustarse como mínimo a los requerimientos de la Tabla 1.

Tabla 1. Escala de cartografía geológica y geotécnica aplicable a la caracterización geotécnica de terrenos

Etapa Tipo de cartografía

Escala recomendada Tipo y densidad de información

Reconocimiento Regional 1.25 000 -

1:100 000

Geológica, geomorfológica, hidrogeo- lógica. 1 km-2. Información secundaria y revisión de campo.

Factibilidad. Evaluación de estabilidad.

Local 1: 2 000 -

1:10 000

Geológica, geomorfológica, hidrogeo-lógica, caracterización de masas de suelo y roca, caracterización de mate-riales, propiedades índice. 10 km-2. Exploración de campo: sondeos, aflora- mientos naturales y cortes de caminos y carreteras.

Diseño Detallada 1: 100 - 1:1 000 Caracterización de masas de suelo y roca, caracterización de materiales, propiedades índice, propiedades geomecánicas. Sondeos y ensayos de campo y de laboratorio.

La densidad de la información puede variar en función de la complejidad geológica del terreno y de la magnitud y características del proyecto.

Una investigación geotécnica del subsuelo debe incluir las siguientes actividades:

Recopilación y revisión de la información disponible, tanto regional como local, sobre la historia geológica y geomorfológica, las condiciones de los suelos, de las rocas y del agua subterránea, en la localización propuesta y en su inmediata vecindad. La información secundaria tanto de informes técnicos preparados sobre el mismo sitio y sus alrededores como de fuentes diferentes a ellos puede aportar elementos muy valiosos en la investigación.

Interpretación de mapas topográficos, de fotografías aéreas y de otras imágenes de sensores remotos. En toda investigación, y particularmente cuando se trate de la evaluación de estabilidad del terreno, conviene examinar imágenes de diferentes épocas con el objeto de conocer y evaluar sus antecedentes. La presencia o ausencia de cicatrices de deslizamiento, el tipo y distribución de la vegetación, la localización de los cauces de agua y de las estructuras pueden ser indicios importantes en la evaluación de la estabilidad del terreno

Reconocimiento de campo para la identificación de la condiciones geológicas superficiales, la identificación, delimitación y descripción de las formaciones superficiales, la cartografía de los afloramientos de suelos y rocas, y el examen del comportamiento de las estructuras existentes. Investigación de campo de los materiales del subsuelo mediante apiques, perforaciones mecánicas, y sondeos geofísicos. Antes de iniciar cualquier sondeo es necesario verificar la existencia de instalaciones subterráneas, o de materiales o condiciones que constituyan un peligro para las personas que intervienen en el proyecto o que pueden tener alguna relación con él. Si en el curso de la investigación del subsuelo se encuentra alguna evidencia de la existencia materiales o condiciones peligrosas, debe suspenderse el trabajo hasta que dichas circunstancias hayan sido. La perforación mecánica de sondeos o pozos puede requerir permisos especiales de instalación y cierre por parte de las autoridades ambientales.

Espaciamiento y número de sondeos en la investigación geotécnica detallada

Categoría estructural del proyecto Complejidad geotécnica del sitio

Baja Media Alta

Baja 60/2A 45/2 A 45/3 A

Media 50/2 A 40/2 A 30/3 A

Alta 40/2 A 35/3 A 25/3 A

Especial La exploración de campo depende del proyecto específico y de las condiciones particulares del terreno que deben ser evaluadas por el ingeniero geotecnista en cada caso.

El numerador de cada fracción indica el espaciamiento mínimo entre sondeos, dado en metros, y el denominador el número mínimo de sondeos en el terreno de cada proyecto en particular.

Recolección de muestras. Las muestras pueden ser alteradas o inalteradas según el tipo de ensayos que el ingeniero a cargo del proyecto o estudio, considere pertinentes a la investigación.

Localización de los manantiales y de las zonas anormalmente húmedas; la posición del nivel piezométrico; la identificación de los diferentes niveles de agua subterránea, si existe más de uno, y el carácter libre o confinado de los acuíferos. Debe considerarse la variabilidad del nivel freático en el corto y largo plazo. La coloración y el moteado del suelo, la presencia de plintita, y otros rasgos particulares pueden ser indicativos de las posiciones estacionales o seculares del nivel freático. En esta actividad es necesario frecuentemente la instalación de piezómetros para determinar la posición del nivel freático y complementar la red de puntos con base en los cuales se construya un mapa de isopìezas o de equipotenciales.

Identificación y evaluación del nivel y del material de cimentación, sea éste roca o suelo. Identificación y caracterización de las rocas y depósitos superficiales, con referencia particular

al grado de descomposición (suelo residual maduro, saprolito, gruss, roca sana, aluviones, depósitos gravitacionales, etc.), a la profundidad de su emplazamiento, y los tipos y localización de las discontinuidades estructurales.

Evaluación del comportamiento de las instalaciones existentes en relación con su material de cimentación en la inmediata vecindad de la localización propuesta.

Anotación de condiciones particulares que deban tenerse en cuenta en la caracterización del sitio, en el diseño geotécnico y estructural, o en la construcción: rasgos de inestabilidad, ocurrencia de suelos activos, colapsables, o sensibles, calificación de la excavabilidad del terreno, cuando éste puede presentar dificultades particulares, etc

SONDEOS

De investigación en minería mediante sondas rotativas en todo tipo de materiales (gravas, arenas, arcillas, calizas, mármol, granito, etc.) con posibilidad de testigo continuo, y con capacidad para perforar hasta 1.200 metros de profundidad. Estos sondeos se pueden realizar con diferentes diámetros de 69.9 a 131 mm.

- Horizontales.

- Inclinados (Hasta 45º).

- Piezómetros para investigación y control de las aguas subterráneas.

- De investigación marina sobre plataformas acuáticas. Con hélice.

- A destrucción de testigo con trialeta o tetraleta, rotopercusión y tricono.

SONDEOS MINEROS

Gran parte de nuestra actividad se centra en la investigación minera mediante sondas rotativas capaces de llegar a los 1200 metros de profundidad con obtención de testigo continuo. Contamos con máquinas de perforación convencional y con sistema “Wire-line “ provistas del material necesario para realizar perforaciones en todo tipo de terreno.

La utilización de estas sondas está especialmente indicada en:

Minas subterráneas: Que precisan comprobar a qué profundidad están las vetas de mayor interés para, de esta manera, poder evaluar los costes de explotación, las reservas existentes así como definir la planificación del proceso extractivo.

Canteras a cielo abierto: De igual forma la realización de sondeos de investigación en este tipo de explotaciones permite, por ejemplo, la localización de las áreas con mayor volumen de materias primas, decidir la ejecución de desmontes, de voladuras y, por tanto, planificar de forma eficaz el proceso extractivo.

SONDEOS GEOTÉCNICOS

Obras de ingeniería: Éstas precisan estudiar con gran detalle la geología de las zonas que son objeto de actuación , en algunos casos, hasta alcanzar profundidades considerables, como por ejemplo: túneles, presas, etc.

En el campo de las cimentaciones, los diagnósticos que han de emitirse antes de que una construcción se apoye en el subsuelo, precisan de un reconocimiento previo del mismo, generalmente basado en sondeos mecánicos y ensayos "in situ". En muchos casos las dificultades de acceso a los puntos de perforación, el reducido espacio de trabajo (interior de edificaciones, sótanos, etc.), la ubicación en zonas abruptas (laderas, zonas abarrancadas), exige poder contar con una amplia gama de equipos para solventar tales dificultades, así como con personal especializado para cada tipo de reconocimiento.

Ejecución de piezómetros: Empleados fundamentalmente para el control de los niveles de las aguas subterráneas, toma de muestras, localización y evaluación de fugas en gasolineras, balsas de vertido, vertederos, granjas, industrias varias, etc. La ejecución de los mismos se realiza en muchos casos en destructivo y/o en seco, con objeto de no inyectar durante la perforación ningún agente que pudiera distorsionar las posteriores medidas a realizar en el piezómetro. Estos sondeos se suelen acondicionar con filtro de grava silícea y tubería de PVC o tipo PREHUSSARG, instalando en su superficie una arqueta de cierre.

Sondeos geotécnicos sobre plataformas acuáticas: El análisis de los riesgos geológicos marinos en el límite tierra-océano es un aspecto a menudo ignorado, en parte debido a dificultades técnicas que conlleva. La evaluación y el conocimiento de la estabilidad del fondo marino tienen un creciente interés debido a la proliferación de estructuras asentadas sobre el fondo o sumergidas tales como, cables de comunicaciones submarinos, tuberías, diques de contención, escolleras, muelles, puentes, estructuras costeras como instalaciones portuarias, áreas industriales en terrenos ganados al mar, etc.

Las características físicas del sedimento marino en cuanto a granulometría, composición mineralógica, empaquetamiento, etc. le confieren un comportamiento sensiblemente diferente al de los materiales continentales. Si además tenemos en cuenta todos los factores intrínsecos al medio marino (oleaje, corrientes etc.) es fácil entender que el estudio de los procesos marinos e inestabilidad sedimentaria tiene una entidad propia que requiere una alta especialización.

Sondeos de Investigación del Subsuelo con su equipo técnico, maquinaria de gran versatilidad y experiencia en este campo es capaz de llevar a buen fin cualquier investigación geotécnica marina.

PERFORACIONES EXPLORATORIAS EN CAMPO

BARRENA

TIPOS DE BARRENOS

Edelman: Es el tipo de barreno más usado para suelos. El diseño típico de esta barrena permite un mínimo de fricción durante la penetración en el suelo y poco esfuerzo para retirarlo.

Riverside: Diseño muy útil para perforar suelos duros, y compactos, mezclados con grava fina por encima y por debajo del nivel del agua subterránea. Las extremidades muy agudas de la barrena clavan con un cierto ángulo hacia abajo, lo que le permite atravesar el suelo fácilmente.

Barrenos para Suelos Pedregosos: Para suelos con gran contenido de grava, esta construida en acero duro forjado en curva. Las puntas de corte son agudas y curvadas hacia fuera, lo que permite un diámetro de corte un poco mayor que el del cuerpo de la barrena.

Barreno espiral: Esta barrena opera como un saca corchos, y no extrae el suelo. Usualmente se aplica cuando hay que perforar capas duras, por ejemplo en suelos calcáreos, y en combinación con otros tipos de barrena.

Colector de piedras: Este complemento se utiliza para retirar las piedras sueltas dentro de un hoyo.

Barrena para suelos blandos: Este tipo especial de barreno Edelman tiene un cuerpo alargado susceptible a la torsión y se debe utilizar solamente para muestreo de suelos muy blandos.

Barreno de media caña (tipo gubia): Este tipo de barreno se utiliza para muestreo de perfiles de suelos cohesivos, más o menos blandos con un mínimo de alteración del perfil del suelo.

Muestreador de pistón: El muestreador de pistón difiere en diseño y aplicación de todos los barrenos descritos previamente, y es muy útil para muestreo de perfiles de suelo menos cohesivos (arena) por debajo del nivel freático. También es válido para muestreo de sedimentos con contenido de arena.

2. OBTENCION DE MUESTRAS DE SUELO

El muestreo del suelo se usa para cuantificar el contenido del suelo en un área determinada. Las estrategias implicadas van desde el contacto directo y el análisis de la tierra para la aplicación de la topografía. Mientras que las muestras puntuales de la tierra pueden ser deseables en un caso, otras veces requieren una visión más amplia, y estas diferentes estrategias proporcionan una amplia gama de técnicas para explorar el terreno que conforma el mundo.

TIPOS DE MUESTRAS

Aleatorio

Muestreo aleatorio directo del suelo significa que el investigador toma muestras de suelo de las áreas de un sitio determinado elegido al azar. La imagen de la tierra que da un investigador es muy básica, pero el muestreo al azar es un buen lugar para empezar cuando hay poco conocimiento previo del sitio. Ofrece la imagen más general, dando pistas sobre dónde buscar con otros métodos, o si el sitio es adecuado para un uso determinado. Puede ser utilizado con fines agrícolas para determinar los niveles generales de importantes nutrientes como el nitrógeno y el fósforo, le dice al investigador si el sitio es adecuado para los cultivos y cosechas, sugiere que podría hacerlo mejor.

Cuadrícula

En el muestreo de cuadrícula, un área se divide en secciones. Esto da una mejor idea de la variabilidad de la zona y la concentración y la densidad de nutrientes. Evita el peligro de un muestreo aleatorio, que a veces puede dar lugar a demasiadas muestras recogidas de la misma región. Esta información puede ser utilizada por los agricultores para ajustar las cantidades y tipos de fertilizantes que utilizan, para identificar los microorganismos que habitan en el área o para evaluar los peligros de la tierra contaminada.

Series de suelos

Esta estrategia de muestreo del suelo utiliza múltiples series del suelo, una serie está compuesta de múltiples muestras individuales del suelo, y la topografía para localizar áreas que difieren una de la otra. Series múltiples del suelo se toman y son compuestas para crear un perfil básico de cada zona. Las dos se comparan entonces para saber qué producen los nutrientes en qué áreas, en qué grado los microorganismos habitan las áreas diferentes y dónde la toxicidad del suelo comienza y termina.

Unidad topográfica

Características naturales difieren de una zona a otra. Debido a que factores tales como las pendientes, la elevación y depresiones difieren en la composición del suelo, estos pueden ser utilizados para predecir los tipos de suelo que se encuentran en un área dada. A continuación, se toman muestras directas. Estos ejemplos ayudan a los investigadores a comprender cómo reaccionan los suelos y se relacionan con los factores topológicos. Estas muestras directas de suelos también ayudan a construir una base de datos de similitudes y diferencias, lo que hace el muestreo más preciso.

PROCEDIMIENTO PARA MUESTRA DE SUELOS

Delimitación de las áreas

Recorra la finca y haga un plano o croquis sencillo de las superficies más o menos homogéneas, en cuanto al tipo de suelo, apariencia física y clase de manejo recibido anteriormente, donde ubique los detalles más importantes de la finca como lo son partes altas o bajas, planas o inclinadas, coloración del suelo, si es arenoso o pesado, vegetación alta, media o baja, riesgo de aguachinamiento, áreas que no se han trabajado ni fertilizado, y áreas trabajadas y fertilizadas. En todo caso, procure tomar siempre en forma separada, muestras de áreas que usted ha observado le producen diferentemente.

Época de Muestreo

En suelos no sembrados anteriormente, haga el muestreo de dos a tres meses antes de la siembra; en cultivos de ciclo corto dos meses antes, y en cultivos permanentes, anualmente, dos meses antes de la fertilización.

Herramientas y materiales necesarios

Para la toma de muestra en cada lote utilice los implementos necesarios como barreno, pala, bolsa plástica, y balde.

Toma de la muestra

Recorra los lotes al azar en forma de zig-zag y cada 15 o 30 pasos tome una submuestra, limpiando la superficie del terreno y depositándola en el balde. Las submuestras deben ser tomadas entre 20 y 30 cm de profundidad. Luego de tener todas las submuestras en el balde (de 15 a 20 por ha) se mezclan homogéneamente y se toma 1 kg aproximadamente. Esta es la muestra compuesta requerida para el análisis. El proceso se ilustra en las siete figuras que acompañan este artículo.

ldentificación de la muestra

Para identificar la muestra se debe colocar: el nombre del propietario, nombre de la finca, ubicación geográfica, número de muestra y lote, superficie que representa y algunas informaciones complementarias como lo son: pendiente del terreno, riesgo de aguachinamiento, color del suelo, tipo

de vegetación, cultivo anterior, rendimiento obtenido, disponibilidad de residuos, tipo de fertilizante usado, si encaló y forma y época de aplicación.

Frecuencia de rnuestreo

Cultivos anuales en rotación o un solo cultivo con período de barbecho: cada tres años.Cultivos intensivos con aplicaciones regulares de abonos químicos y orgánicos (hortalizas): cada dos años.

FACTORES A CONSIDERAR EN EL MUESTREO DE SUELOS

Tamaño de la unidad de muestreo

El tamaño dependerá de la variabilidad del terreno y de la intensidad y tipo de uso del lote. En áreas muy uniformes, con el mismo uso agrícola y vegetación, el lote puede estar representado por 10 ha. En áreas de uso muy intensivo con fuertes aplicaciones de fertilizantes, abonos orgánicos y con riego (hortalizas y frutales) el lote no debe ser mayor de dos hectáreas.

Número de submuestras

Dependerá del tamaño del lote de muestreo y de la intensidad de uso. Mientras mayor sea el lote, mayor número de submuestras serán necesarias. El mínimo puede ser entre 15 20 y lo ideal entre 30 40 submuestras.

Precauciones a tornar cuando se tomen muestras para análisis de suelos

• Evite muestrear suelos muy mojados.

• Use bolsas plásticas nuevas y limpias, no de papel.

• No fume durante la recolección de muestras, para evitar contaminarlas con las cenizas del cigarro, ricas en potasio.

• No tome muestras en áreas recién fertilizadas, sitios próximos a viviendas, galpones, corrales, cercas, caminos, lugares pantanosos o erosionados, áreas quemadas, lugares donde se amontonan estiércol, fertilizantes, cal u otras sustancias que pueden contaminar la muestra..

MUESTREADOR DE PISTON

Cuando las muestras inalteradas de suelo son muy blandas o mayores que 76.2 mm (3 pulg) de diámetro, tienden a salirse del muestreador. Los muestreadores de pistón son particularmente útiles bajo tales condiciones. Existen varios tipos de éstos; sin embargo, el propuesto por Osterberg (1952) es el más útil (véanse las figuras 2.20c y 2.20d). Consiste en un tubo de pared delgada con un pistón. Inicialmente, el pistón cierra el extremo del tubo de pared delgada. El muestreador se baja al fondo del barreno (figura 220c) y el tubo se hinca hidráulicamente en el suelo más allá del pistón. La presión es entonces liberada a través de un agujero en la barra del pistón (figura 220d). En gran medida, la

presencia del pistón impide la distorsión de la muestra al no dejar que el suelo se aplaste muy rápidamente en el tubo muestreador al no admitir suelo adicional. En consecuencia, las muestras obtenidas así quedan menos alteradas que las que se obtienen con los tubos Shelby.

MUESTREADOR DE MEDIA CAÑA

Los muestreadores de media caña se usan en el campo para obtener muestras de suelo que están generalmente alteradas pero son aún representativas. La figura 2.15a muestra una sección de muestreador de media caña estándar, consistente en una zapata de hincado de acero, un tubo de acero dividido longitudinalmente en dos y un copie en su parte superior. El copie conecta el muestreador a la barra de perforación. El penetrómetro estándar tiene un diámetro de 34.93 mm (1 3/8 pulg) y exterior de 50.8 mm (2 pulg); sin embargo, se dispone también de muestreadores con diámetros interior y exterior de hasta 63.5 mm (2 pulg) y 76.2 mm (3 pulg), respectivamente. Cuando un barreno se lleva hasta una profundidad predeterminada, las herramientas de perforación se retiran y el muestreador se baja al fondo del agujero barrenado. El penetrómetro se hinca en el suelo por golpes de un martinete en la parte superior de la barra de perforación. El peso estándar del martinete es de 622.72 N (140 ib) y para cada golpe la altura de caída del martinete es de 0.762 m (30 pulg). El número de golpes requeridos para la penetración del penetrómetro de tres intervalos de 152.4 mm (6 pulg), es registrado. El número de golpes requeridos para los dos últimos intervalos se suman para dar el número de penetración estándar a esa profundidad. Este número se llama generalmente el valor N (American Society for Testing and Materials, 1992, Designación D-1586-84).

3. COMPACTACION DE CAMPO

PESO ESPECIFICO EN CAMPO

METODOS DEL CONO DE ARENA

La calidad durante un proceso de compactación en campo se mide a partir de un parámetro conocido como grado de compactación, el cual representa un cierto porcentaje. Su evaluación involucra la determinación previa del peso específico y de la humedad óptima correspondiente a la capa de material ya compactado. Este método de conocer el grado de compactación es un método destructivo ya que se basa en determinar el peso específico seco de campo a partir del material extraído de un hoyo, el cual se realiza sobre la capa de material ya compactada.

Es importante decir que este ensayo aplica solo para suelos granulares y que sean cohesivos, tambien tenemos que mencionar que mientras se esta haciendo el ensayo no puede haber vibraciones cerca del lugar donde se esté haciendo la prueba.

El espesor del hoyo va a depender del tamano maximo de las particulas contenidas en el suelo, las cuales se muestran en la siguiente tabla

Para hacer este ensayo vamos a necesitar el siguiente equipo:

1. Molde próctor para conocer la densidad de la arena.

3. Equipo (compuesto de un frasco, un cono metálico y arena sílica o de Ottawa que pase la malla #20 y se retenga en la #30

4. Base metálica para el cono

5. Balanza de 20 kg con aproximación de 1 gr

6. Una charola cuadrada

7. Una brocha y una cuchara

8. Una cápsula de aluminio con tapa

9. Un horno con temperatura controlable que sea capaz de mantener una temperatura de 110ºC

10.Un cincel y un martillo

11.Bolsas de plasticas

12.Una placa de 10cm de diámetro

PROCEDIMIENTO

Se mide el diámetro y altura del cilindro y se calcula el volumen del cilindro; después se pesa el cilindro con la base, se cierra la válvula del cono, se coloca éste sobre las mariposas del cilindro evitando que se mueva, se abre la válvula y se llena el molde con arena hasta que ésta se derrame; se cierra la válvula una vez que ha cesado el movimiento al interior del frasco y se enraza el cilindro ayudado por un cordell para evitar ejercer presión, se limpia la base con la brocha y se pesa; por diferencia de pesos se obtiene el peso de la arena que dividida entre el volumen del cilindro nos proporcionará el peso volumétrico. Se repite el proceso anterior de 3 a 5 veces dependiendo las varaciones en el peso de la arena.

Cilindro y base

Frasco con cono

Para obtener el peso de la arena que llena el cono y la base se procede a hacer lo siguiente: se pesa el equipo con arena, se coloca la base sobre una superficie plana (en este caso la charola), se cierra la válvula y se coloca el cono sobre la placa permitiendo que fluya la arena dentro del cono, cuando se detenga el movimiento de la arena dentro del frasco se cierra la válvula y, se pesa el equipo con la arena sobrante.

cono sobre la placa para obtener el peso

de la arena retenida entre el cono y la placa

El siguiente paso es la obtención del peso volumétrico de campo, para ello se pesa el equipo con arena y la cápsula. En el campo, en el lugar en que se realizará la prueba se debe nivelar, colocar la placa y trazar el diámetro de ésta, se extrae el material procurando evitar perdidas hasta una profundidad de 8 a 10 cm. El material extraído deberá colocarse en una bolsa de plástico para evitar que pierda agua. Después se coloca el cono sobre la base, se cierra la válvula y cuando esté listo se abre la válvula para que fluya la arena dentro de la cala y el cono, cuando se llenen ambos elementos, se cierra la válvula y se pesa el equipo con la arena restante. Se pesa el material extraído de la cala y de ahí mismo se obtiene una muestra representativa que será pesada para obtener el contenido de humedad, con estos datos se obtiene el peso específico seco máximo de campo y dividiéndolo entre el peso volumétrico seco máximo de laboratorio nos indica el grado de compactación de campo

METODO DEL GLOBO DE HULE

El método de globo de hule puede ser utilizado para determinar la densidad en campo y el peso unitario de depósitos de suelo natural e inorgánico, mezclas de suelo-agregado u otro material similarfirme; además se puede determinar a través de éste método la densidad de suelos compactados utilizados en construcción de terraplenes, carreteras o cimentaciones de estructuras; que contenganpartículas finas o que sea granular sin acumulación de rocas o partículas gruesas.

El método también es comúnmente utilizado como base de aceptación para suelos compactados a determinada densidad específica oporcentaje máximo de densidad. El uso de este método comúnmente es limitado a una condición de suelo no saturado, y no es recomendable para suelos flojos o que se puedan deformar fácilmente, loscuales pueden someterse a cambios volumétricos durante la aplicación de presión en el ensayo.

El método puede no ser apto para suelos que contengan fragmentos de roca o materiales con partículas anguladaslas cuales pueden penetrar la membrana de hule y consecuentemente romperla, es importante la consideración del tamaño de partícula del suelo, ya que si el tamaño es muy grande aproximadamente mayor a2” se utilizan otros métodos.

METODO NUCLEAR

Opera con el principio de que los suelos densos absorben mas radiación que los suelos sueltos. El densímetro de coloca cobre el suelo a probar y se conecta par que funcione. Los rayos Gamma de una fuente radiactiva penetran en el suelo y, según sea el numero de huecos que existan, un numero de rayos se reflejan y vuelven a la superficie. Esta densidad se compara con la máxima Proctor y se obtiene la densidad relativa Proctor.

4. PRUEBA DE PENETRACION DE CONO (CPT)

Este ensayo se encuentra estandarizado por la ASTM D-3441

La prueba de penetración del cono se utiliza ampliamente para investigaciones en arcillas suaves y en arenas finas o medias. En este ensayo se mide la resistencia de penetración que presenta un cono mecánico o eléctrico al ser introducido al suelo a razón de 20 mm/seg.

Conociendo la resistencia de penetración es posible determinar una serie de parámetros gracias a la infinidad de correlaciones que existen en la actualidad. Los parámetros más conocidos son la densidad relativa ,el módulo de deformación y el ángulo de fricción interna para suelos granulares. También permite establecer la cohesión no drenada, la presión de preconsolidación y la razón de sobreconsolidación en los suelos cohesivos.

El ensayo de penetración del cono también nos permite obtener la estratigrafía del suelo. A diferencia del ensayo de penetración estándar no pueden obtenerse muestras para observación visual o para ensayos en laboratorio.

PRUEBA DE PENETRACION STANDARD (SPT)

Este ensayo se encuentra estandarizado por la ASTM D-1586.

Su objetivo es el de obtener muestras representativas del suelo para fines de identificación y ejecución de ensayos en laboratorio, además de medir la resistencia a la penetración de la cuchara normal de muestreo. Su utilización no se limita a suelos granulares, el ensayo también puede ejecutarse en arcillas y rocas suaves.

Existen una serie de correlaciones con el número de penetración estándard que se refiere al número de golpes necesarios para la penetración de las últimos dos tramos de 6 pulgadas de la cuchara, gracias a esto se puede obtener de forma rápida los parámetros del los suelos estudiados.

Es una de las pruebas de campo más realizadas, como un indicador del comportamiento del suelo.

PRUEBA DE DILATOMETRO

Los suelos adecuados para realizar el sondeo son suelos finos mas que arenas gravosas. No es aconsejable realizar el sondeo en suelos que tienen obstrucción a la penetración, como estratos rocosos, fragmentos rocosos mayores a 60 mm de diámetro.

Este ensayo es relativamente reciente. Consiste en la penetración del suelo a una profundidad deseada de un dispositivo plano en forma de paleta situado al final de una serie de varillas metálicas, es un ensayo que puede ser realizado en forma simultanea al CPT. Al igual que la mayoría de los ensayos en campo el ensayo DMT permite obtener una serie de parámetros del suelo en base a correlaciones como ser el módulo de elasticidad, el coeficiente de empuje en reposo (Ko), la razón de sobreconsolidación, el ángulo de frición interna.

Las aplicaciones del sondeo DMT incluyen: Control de compactación, diseño de cimentaciones profundas bajo cargas horizontales y verticales gracias a la determinación del Ko, diseño de cimentaciones superficiales bajo carga vertical.

5. PRUEBA DE PERMEABILIDAD EN CAMPO

El ensayo de permeabilidad es uno de los ensayos "in situ" llevados a cabo para realizar un reconocimiento geotécnico.Existen diferentes formas de ensayo que pueden agruparse en tres: ensayos de permeabilidad en calicatas, en sondeos y en pozos.

PRUEBA DE VELTA DE CORTE

Estandarizado por la ASTM D - 2573.

Determina la resistencia al corte del suelo en situ.

El método consiste en insertar una veleta dentro el suelo y hacerla rotar hasta que el suelo falle al corte. Este método es ampliamente usado en una grán variedad de exploraciones debido a su facilidad de empleo, no pueden obtenerse muestras para el laboratorio.

Parámetros como la resistencia no drenada, son determinadas obteniendo el torque en el momento de la falla, la dimensiones de la veleta, etc. La veleta puede avanzar grandes profundidades con tan solo presionarla contra el suelo, pero como la veleta debe poseer paredes delgadas para disminuir la disturbación del suelo entonces solo debe ser aplicada a suelos cohesivos suaves y medianamante suaves.