PERFORACION_Y_MUESTREO_DE_SUELOS

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Unformatted text preview: PERFORACIÓN Y MUESTREO PERFORACI JAIME SUAREZ DIAZ BUCARAMANGA COLOMBIA ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ METODOS DE SONDEO METODOS DE SONDEO CATEGORIA APLICACIONES LIMITACIONES Penetrómet Da información de espesores de suelo No se obtienen muestras ni se ros de cono suelto y profundidades de roca y identifican los estratos. provee información general sobre la calidad de los mantos de suelo. Augers Permite definir el perfil estratigráfico Las muestras son alteradas y en suelos granulares y algunos tipos la penetración en suelos de arcilla. duros es muy difícil. Apiques Permiten el examen visual de los estratos, condiciones del nivel freático, interfase suelo – roca, discontinuidades y superficies de ruptura. Hay limitaciones de profundidad y en ocasiones la estabilidad de las paredes es crítica. Puede ser imposible de realizar por debajo del nivel freático. Penetración Método rápido y eficiente de Las muestras son alteradas y determinar la resistencia de los en materiales muy duros se estandar materiales y al mismo tiempo produce rechazo. recuperar las muestras. Sondeo rotación a Se obtienen muestras inalteradas de Se suelo o roca. requiere analizar las muestras en el laboratorio para determinar su resistencia. ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ EXCAVACION VERTICAL EXCAVACION ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ BARRENOS MANUALES BARRENOS MANUALES ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ BARRENOS BARRENOS MOTORIZADOS ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ PERFORACIONES PERFORACIONES ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ EQUIPOS AUTOPROPULSADOS ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ EQUIPOS SOBRE ORUGAS EQUIPOS ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ PERFORACION EN AGUA PERFORACION PARA PUENTES AUGERS (Helicoidales) CONTINUOS AUGERS • Se van agregando en tramos de 1.5 metros • Se limitan a suelos que no se colapsen y a profundidades inferiores a 6 metros • Requieren mano de obra muy intensa porque el suelo se adhiere a los elementos • La punta tiene una cuchilla para cortar el suelo • Se le puede colocar una punta para que suelte el suelo ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ • Los diámetros varían de 4 a 8 pulgadas ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ AUGERS HUECOS AUGERS • Son barrenos continuos los cuales se unen en tramos de 1.5 metros. • El Auger actúa como revestimiento para permitir el muestreo ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ • El hueco cilíndrico dentro del auger permite el muestreo de suelo sin retirar el auger. Augers huecos (HSA) Augers • Durante la perforación se penetra un muestreador interno • El diámetro externo varía de 6 a 8 pulgadas. Augers huecos de varios diámetros ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ • Generalmente se limitan a profundidades hasta de 30 metros • No deben usarse en limos y arenas sueltas por debajo del nivel freático ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Perforaciones rotatorias por lavado Perforaciones • Las perforaciones rotatorias con lavado son mejores para sondeos por debajo del nivel de agua. Para arcillas • Puntas : – De corte para arcillas – Rotatorias para arenas – Punta de dimante para rocas Para rocas Para arenas ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ • Pueden alcanzar profundidades superiores a 100 metros ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Perforaciones Perforaciones Rotatorias Con lavado ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ (Hvorslev 1948) ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Perforaciones rotatorias con lavado Perforaciones • Los fluídos incluyen agua, bentonita, slurry de polímeros o espumas especiales. Los fluídos son recirculados utilizando una piscina en la superficie. en ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ • En los sondeos rotatorios la perforación se estabiliza utilizando un revestimiento metálico o un lodo o fluído viscoso. • ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Perforaciones con un auger con un balde Perforaciones • Se utilizan para obtener muestras inalteradas de gran tamaño • Se excavava en interavalos de 0.3 m a 0.6 m (1 a 2 feet). • Buenos para obtener muestras de gravas y suelos gruesos bucket auger boring (ASTM D 4700) ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ • Los diámetros varían deDiameters range 0.6 m (2 ft) a 1.2 m (4 ft). Sondeo utilizando retroexcavadora Sondeo • ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Métodos de muestreo • Muestras - De augers a apiques – De tubos partidos o muestreadores de pared gruesa • Muestras parcialmente alteradas • Muestras inalteradas – – – Tubos de pared delgada (Shelby, Piston, Laval, Sherbrook) Tubos de rotación y empuje (Denison, Pitcher) Muestras de bloque ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ – Empuje hidráulico continuo Muestreo para obtener la estratificación Muestreo ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Muestreo para obtener la estratificación Muestreo ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Muestreo para obtener la estratificación Muestreo ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Uso de las muestras alteradas Uso – Para ensayos de compactación – Clasificación humedad y otros mensayos con muestras compactadas ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Son algo alteradas pero muy buenas ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Muestras Muestras Muestreador de tubo partido Muestreador • Es el muestreador más utilizado en Colombia • ASTM D 1586: Las muestras se obtien conjuntamente con el ensayo de penetración estandar (SPT) • Longitudes: 457 mm (18 in.) a 610 mm (24 inches) ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ • 50-mm Diámetro externo y 38 mm Diámetro interno (2.0-inch O.D. and 1.375-inch I.D.) TUBO PARTIDO ( SPT ) TUBO Muestreador de tubo partido Muestreador ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Muestreador de tubo partido Muestreador ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Muestras inalteradas Muestras ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ • Tubo de pared delgada Shelby • Muestreadores de pistón • Muestreadores Laval y Sherbrooke • Bloques a mano • Muestreadores de bloque a presión (NGI ) • Pitcher (Rotación y empuje) • Denison (Rotación y empuje) TOMA DE MUESTRAS CON TUBO DE PARED TOMA DE MUESTRAS CON TUBO DE PARED DELGADA (SHELBY) DELGADA (SHELBY) ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Muestras inalteradas Muestras • El más común es el tubo de pared delgada - Shelby • ASTM D 1587 • Utilizado en limos, arcillas y limos o arenas arcillosas • Longitud aproximada 760 mm (30 pulgadas) ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ • 76-mm D.I. con 73-mm D.E. (3.0" w 2.8") Tubo de pared delgada Tubo ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Alteración de la muestra Alteraci Radiografía (Rayos X ) ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Estudios de fotoelasticidad Muestreadores especiales Muestreadores • Muestreador Sherbrooke • Soft Sensitive Clays • Prof. Alan Lutenegger ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Extracción en el campo Sellado y encerado de los tubos INALTERADAS INALTERADAS ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ CORTADO DE MUESTRAS CORTADO Muestreo especial Muestreo • En arenas limpias – Congelación con nitrógeno líquido – Inyección de resinas para mantener la fábrica y la estructura ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Muestreo con pistón Muestreo Se utiliza un pistón de pared delgada Se Se conoce como método Osterberg o Se tipo Hvorslev Útil en suelos muy blandos que el tubo es empujado hidráulicamente. Se aplica vacío para ayudar a Se aumentar y mantener el recobro de muestra. ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ La cabeza del pistón se mantiene fija La con respecto a la superficie a mrdida Métodos Pitcher y Denison El Pitcher es un tubo con un barril El rotatorio alrededor El tubo interno es accionado por un El resorte, mientras el otro corta la muestra. El tubo Denison es similar pero el El tubo muestreador se ajusta manualmente. ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Utilizado para obtener muestras de Utilizado arcillas duras y rocas blandas. Muestreador Pitcher Muestreador ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Muestreo semilaterado Muestreo Tubos plásticos para retener las Tubos muestras Si aparece una zona dura se utiliza Si un martillo percutor ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Muestras continuas a presión Muestras Diametros 0.6 a 1.5 pulgadas Diametros ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Muestreadores de empuje continuo Muestreadores Geoprobe Systems, Salina KS Geoprobe Powerprobe (AMS), Boise ID Powerprobe Cada cuanto tomar muestras ? Cada • Tubo partido generalmente cada 1.5 metros con excepción de los primeros 3 metros donde se toman cada 50 o 75 cmts. • Muestreadores continuos, en forma continua. ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ • Pared delgada (Shelby) a criterio del ingeniero. Cuidado y preservación de las muestras Cuidado • • • • • Las muestras deben marcarse y guardarse inmediatamente después de recobradas. Los frascos deben guardarse en cajas de madera o de cartón. Deben protegerse del calo, del sol y del viento Deben sellarse para que no pierdan humedad Deben empacarse para evitar daños por vibración. Guardado y transporte de las muestras Guardado ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Exploración en roca Exploraci • Rechazo – Rechazo del Auger • Núcleos de roca (ASTM D 2113) • Perforación sin toma de núcleos • Métodos de percusión ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ – Rechazo SPT (> 50 golpes por una pulgada de penetración) Perforación de roca Perforaci ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Brocas sin toma de núcleos Brocas Triconos ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Tipos de broca Materiales Materiales • Las brocas de diamante son las mejores, mas duras, más rápidas, y mejor calidad de las muestras. Son costosas. • Las brocas de tungteno son menos costosas pero son lentas. ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ • Las brocas sintéticas son menos costosas. Brocas de diamante Brocas ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ www.ackerdrill.com ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ DIAMETRO EXTERIOR DIAMETRO NUCLEO EX 1 7/16“ 7/8” AX 1 7/8” 1 1/8” BX 2 5/6” 1 5/8” NX 2 15/16” 2 1/8” 1/8 Toma-núcleos Toma ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Toma-núcleos Toma De doble tubo (TipoSwivel ) Vista interna ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Vista exterior Revestimiento Revestimiento ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ • Revestimiento temporal para estabilizar la perforación y permitir el muestreo Recobro de núcleos Recobro • RECOBRO es el porcentaje de núcleo recuperado ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Rock Quality Designation (RQD) Rock • Mide la fracturación y meteorización de la roca RQD = suma de los pedazos > 100 mm (4 pulgadas) dividido por el total del tramo de perforación • Generalmente se obtiene en muestras NX ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ • RQD ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Organización y almacenamiento Organizaci ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Almacenamiento en el campamento y en el Almacenamiento laboratorio ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ENSAYOS DE CAMPO ENSAYOS DE CAMPO - PENETRACIÓN ESTÁNDAR (SPT) PENETRACIÓN ESTÁNDAR - CONO (CPT) CONO (CPT) - PRESUROMETRO - VELETA - PLACA - CORTE DIRECTO DE CAMPO - PERMEABILIDAD - PENETROMETRO DE BOLSILLO - TORVANE (MINI-VELETA) (MINI-VELETA) ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ - CORTE EN SONDEO Ensayo de Penetración Estándar Ensayo ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ SPT SPT ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ PENETRACION ESTANDAR SUELOS GRUESOS SUELOS GRUESOS Numero de penetración estándar N Densidad relativa % Estado del suelo 0a3 3a8 0 a 15 15 a 35 Muy suelto Suelto 8 a 25 25 a 42 35 a 65 65 a 85 Medio Denso 42 a 58 85 a 100 Muy denso PENETRACION ESTANDAR SUELOS FINOS SUELOS FINOS Numero de penetración estándar N Consistencia Resistencia a compresión kPa 0a2 2a5 Muy blanda Blanda 0 a 25 25 a 50 5 a 10 10 a 20 Medio firme Firme 50 a 100 100 a 200 20 a 30 > 30 Muy firme Dura 200 a 400 > 400 CPT CPT ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ PENETRACION DE CONO PENETRACION DE CONO ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ PRUEBA DE PRESUROMETRO PRUEBA DE PRESUROMETRO ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ PRUEBA DE DILATOMETRO PRUEBA DE DILATOMETRO ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ENSAYOS DE IMPACTO ENSAYOS ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ etc. etc. ENSAYOS GEOFISICOS - SISMICA - GEOACUSTICA (RUIDO NO AUDIBLE) - GRAVEDAD - PENETRACIÓN DE RADAR PENETRACIÓN - RAYOS GAMMA ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ - RESISTIVIDAD ENSAYO DE ENSAYO DE REFRACCION REFRACCION SISMICA SISMICA ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ VELOCIDAD DE ONDA P VELOCIDAD DE ONDA P SUELO 200 – 1.000 1.000 – 2.500 1.500 – 5.000 4.000 – 6.000 ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ARENAS Y LIMOS ARCILLAS DURAS ARENISCA GRANITO ν - M/SEG SONDEO SISMICO CROSS-HOLE SONDEO SISMICO CROSS-HOLE ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ SONDEO DE RESISTIVIDAD SONDEO DE RESISTIVIDAD ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ EN LA EN FS FS ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ EN LA EN FS FS ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ EN LA EN FS FS ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ MODELAMIENTO HIDROGEOLOGICO BASICO DE BUCARAMANGA CURVA DEL SONDEO ELÉCTRICO VERTICAL SEVE-1 PARTE ALTA DE BELLAVISTA FIGURA No.3 EN LA EN 10.000 1.000 100 10 1 10 100 Profundidad (m) 1.000 10.000 ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ Resistividad (Ohm-m) FS FS TOMOGRAFÍA GEO-ELECTRICA EN LA EN FS FS ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ EN LA EN FS FS ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ ...
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This note was uploaded on 06/09/2011 for the course ENG 0101 taught by Professor ... during the Spring '10 term at Punjab Engineering College.

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