exploraciones trabajo para la obtención de muestras

Presentacion diseñada para la obtencion de exploraciones en geotecnia

1. EXPLORACIONES GEOTECNIA APLICADA A LAS ESTRUCTURAS Elaboró: JSPF

2. INTRODUCCIÓN Las exploraciones geotécnicas en ingeniería civil son un conjunto de investigaciones y estudios que se realizan para obtener información crucial sobre las características del suelo y el subsuelo en un sitio propuesto para una construcción.

3. Identificar la naturaleza del suelo:  Determinar el tipo de suelo (arena, arcilla, etc.) y su composición.  Conocer la estructura del suelo:  Identificar los diferentes estratos de suelo y su distribución, además de la presencia de agua subterránea. Evaluar las propiedades físicas y mecánicas:  Medir la resistencia, deformabilidad, permeabilidad, y otras propiedades relevantes para el diseño.  Identificar riesgos geotécnicos:  Detectar posibles problemas como deslizamientos, asentamientos, hundimientos y cavernas.  Objetivos de las Exploraciones de Suelo

4. Determinación de la ubicación por zonas Es el proceso de delimitar áreas específicas dentro de un proyecto donde se realizarán las investigaciones de campo. Esto es vital para optimizar recursos y asegurar que se obtenga la información más relevante. Los factores clave a considerar incluyen: Geología superficial y antecedentes del sitio: Revisión de mapas geológicos y geotécnicos existentes, imágenes satelitales, fotografía aérea y registros de construcciones cercanas. Esto ayuda a identificar posibles zonas con suelos problemáticos (por ejemplo, arcillas expansivas, suelos colapsables, rellenos) o con condiciones favorables.

5. Factores clave Diseño preliminar de la estructura. La ubicación, tipo y magnitud de la obra (edificios, puentes, carreteras, presas) influirán directamente en la profundidad y extensión de las exploraciones. Por ejemplo, una cimentación profunda requerirá sondeos más profundos que una superficial. Criterios de zonificación geotécnica. En áreas urbanas o con proyectos extensos, se pueden definir zonas con características de suelo similares para planificar las exploraciones de manera más eficiente. Esto puede basarse en datos de riesgo sísmico, presencia de rellenos, o variaciones topográficas.

6. Factores clave Criterios económicos y logísticos. Consideración de la accesibilidad del área, la disponibilidad de infraestructura, los costos de exploración y la viabilidad económica del proyecto. Marco legal y ambiental. Evaluación de las regulaciones locales, permisos necesarios y el impacto ambiental potencial de las actividades de exploración.

7. Exploraciones directas Implican la intervención física en el terreno para obtener muestras (inalteradas o alteradas) y realizar ensayos in situ . Son fundamentales para la geotecnia ya que proporcionan datos directos sobre las propiedades del suelo suelo

8. Exploraciones superficiales Calicatas y Trincheras. Excavaciones superficiales que permiten la observación directa de las capas de suelo, la toma de muestras "inalteradas" y la realización de ensayos in situ a poca profundidad (por ejemplo, densidad in situ ). Son ideales para investigar suelos superficiales y rellenos. Pozos a cielo abierto. Excavaciones más profundas que las calicatas, que permiten el descenso de personal para una inspección detallada y la toma de muestras a diversas profundidades. Muestreo: Recolección de muestras de suelo (inalteradas o alteradas) para análisis exhaustivos en laboratorio, incluyendo granulometría, límites de Atterberg, ensayos de consolidación, resistencia al corte (corte directo, compresión triaxial), permeabilidad, etc.

9. Exploraciones profundas Sondeos de perforaciones geotécnicas. Se taladra el suelo para extraer muestras inalteradas (que conservan su estructura original) y alteradas (que no la conservan) de las diferentes capas. Durante la perforación, se pueden realizar ensayos in situ y determinar el nivel freático. Los tipos comunes incluyen: Sondeo a percusión. Utiliza un martillo para perforar el suelo, obteniendo muestras de suelo y roca.  Sondeo a rotación. Utiliza una barrena helicoidal para perforar el suelo, permitiendo la extracción de muestras de suelo. 

10. Sondeos Sondeo con barrena de núcleo. Permite obtener muestras de roca en forma de núcleo.  Sondeo con cuchara. Se utiliza en suelos blandos y arenas, permitiendo la extracción de muestras de suelo.  Ensayos de penetración dinámica. Se utilizan para evaluar la resistencia del suelo, como el ensayo de penetración estándar (SPT).  https://youtu.be/i8CEW3exxdw?si=I1CguwV_MjkWccZ6 https://youtu.be/hWJj1WaHG60

11. Exploraciones Indirectas Geofísicas Estas técnicas no contactan directamente el suelo, pero infieren sus propiedades a partir de mediciones físicas. Son útiles para cubrir grandes áreas, detectar anomalías y complementar las exploraciones directas.

12. Métodos sísmicos En geotecnia, se usan principalmente para determinar la velocidad de las ondas de corte (Vs​) y ondas de compresión ( Vp ​) en el suelo. Estos parámetros son cruciales para el diseño sismorresistente (determinación del tipo de suelo según normativas) y para estimar módulos de elasticidad dinámicos. https://youtu.be/XmaVnXuaZ_Y?feature=shared

13. Métodos eléctricos Miden la resistividad eléctrica del suelo. En geotecnia, son útiles para mapear la extensión de capas de suelo con diferentes contenidos de humedad, identificar zonas con agua subterránea contaminada, delinear contactos entre suelos y roca, y detectar cavidades o fracturas. https://youtu.be/OQ-LqPAy4y0

14. Métodos electro-magnéticos Similares a los eléctricos, pero usan campos electromagnéticos. Son rápidos y permiten mapear la conductividad del suelo, útil para identificar cambios litológicos, zonas de saturación o presencia de rellenos.

15. Métodos gravimétricos y magnéticos Aunque menos comunes para suelos superficiales, pueden usarse para detectar anomalías geológicas mayores que podrían afectar la ingeniería, como grandes cuerpos rocosos o fallas cubiertas.

16. Condiciones de frontera En la geotecnia para ingeniería civil, las condiciones de frontera definen los límites físicos y conceptuales del área de estudio o del modelo numérico del suelo. Su correcta definición es crítica para el análisis y diseño geotécnico.

17. Límites verticales Superficie del terreno: La topografía y las características superficiales (cargas aplicadas, pavimentos, etc.) definen la frontera superior. Nivel de desplante de la cimentación: Es la profundidad a la que se apoya la estructura, un límite clave para el análisis de capacidad de carga y asentamientos. Profundidad del lecho rocoso: Si existe, la roca competente a una profundidad razonable actúa como una frontera inferior en muchos análisis geotécnicos, ya que el suelo que la cubre es el elemento de interés. Profundidad de influencia: La profundidad hasta la cual los esfuerzos de la estructura o los fenómenos geotécnicos (por ejemplo, bulbo de presiones, nivel freático fluctuante) tienen un impacto significativo.

18. Límites laterales Extensión del proyecto: Los límites laterales del área de la obra (por ejemplo, los linderos de un predio, el ancho de una carretera). Límites de los depósitos de suelo: Los cambios abruptos en la estratigrafía o la presencia de fallas geológicas actúan como fronteras laterales naturales.

19. Condiciones hidráulicas Nivel freático ( NF ): La profundidad del agua subterránea es una frontera esencial. Define la zona saturada y no saturada del suelo, afectando la resistencia al corte, la compresibilidad y la posibilidad de licuefacción. Flujo de agua subterránea: Las condiciones de entrada y salida de agua en el modelo (por ejemplo, un río cercano que actúa como nivel constante, una barrera impermeable).

20. Otras condiciones Condiciones de carga: Las cargas aplicadas por la estructura en la superficie o a cierta profundidad son condiciones de frontera de esfuerzo. Condiciones sísmicas: En análisis de respuesta sísmica, las condiciones de frontera pueden ser las características de la onda sísmica incidente en la base del modelo.

21. Definición de estratigrafía En el contexto geotécnico, la definición de la estratigrafía es la descripción detallada y la representación de la secuencia de capas de suelo (y roca, si aplica) en un sitio. Es el resultado de interpretar todos los datos de las exploraciones y ensayos, y constituye la base para cualquier análisis geotécnico.

22. Estratigrafía Identificación de unidades geotécnicas: Basándose en los datos de los sondeos, calicatas y ensayos, se definen unidades de suelo con propiedades geotécnicas similares (por ejemplo, arena limosa, arcilla de alta plasticidad, grava bien graduada, limo orgánico). Esto incluye su clasificación según sistemas como el SUCS (Sistema Unificado de Clasificación de Suelos). Determinación de la secuencia y espesores: Se establece el orden en que se encuentran las diferentes capas de suelo y sus espesores en cada punto de exploración. Se identifican discontinuidades, transiciones graduales o abruptas.

23. Estratigrafía Correlación entre puntos de exploración: Se establece la continuidad lateral de las capas de suelo entre los diferentes sondeos y calicatas. Esto permite construir perfiles estratigráficos transversales y modelos tridimensionales del subsuelo. Ubicación del nivel freático: Se registra la profundidad del nivel freático y se evalúa su variabilidad estacional, ya que es un factor crítico en el comportamiento del suelo.

24. Estratigrafía Identificación de anomalías o características especiales: Presencia de rellenos, suelos orgánicos, suelos expansivos, suelos colapsables, lentes de arcilla o arena, o zonas con roca fracturada. Asignación de parámetros geotécnicos: A cada unidad estratigráfica se le asignan los parámetros de ingeniería relevantes obtenidos de los ensayos de laboratorio e in situ (por ejemplo, resistencia al corte, módulo de elasticidad, permeabilidad, compresibilidad, densidad, límites de Atterberg).

25. Perfil estratigráfico La estratigrafía geotécnica se representa comúnmente en perfiles estratigráficos (cortes transversales del subsuelo) y en columnas estratigráficas (descripciones verticales de las capas en un punto de sondeo). Esta información es la piedra angular para el diseño de cimentaciones, el análisis de estabilidad de taludes, el cálculo de asentamientos y la evaluación de riesgos geotécnicos en cualquier proyecto de ingeniería civil.