Download - Exploración, muestreo y contenido de humedad
Exploración, muestreo y contenido de humedad
Mecánica de suelos 1 Página 1
OBJETIVOS GENERALES
Efectuar una exploración de suelos o campo tipo sondeo manual.
Reconocer distintos muestreos al momento de la realización de la
exploración.
Determinar el contenido de humedad de los distintos muestreos obtenidos
en campo a través de la exploración.
OBJETIVOS ESPECIFICOS Conocer los distintos métodos de exploración de suelos o campo que se
pueden efectuar.
Conocer y realizar el uso adecuado de los distintos equipos a utilizar para la
exploración de campo.
Desarrollar habilidades para la determinación y clasificación de distintos
muestreos del subsuelo a través del color, textura y plasticidad de este.
Reconocer la importancia y finalidad de la realización de una exploración de
campo.
Emplear de manera correcta la toma de datos para la identificación de las
muestras.
Reconocer las distintas características de los muestreos identificados en
campo, como a través de la determinación de su porcentaje de humedad y
crear un criterio de análisis entre los mismos.
Emplear de manera correcta las distintas ecuaciones y llevar a cabo los
debidos cálculos matemáticos para la determinación del porcentaje de
humedad de las muestras.
Generar el trabajo grupal y la buena comunicación.
Exploración, muestreo y contenido de humedad
Mecánica de suelos 1 Página 2
INTRODUCCIÓN Se conoce que el ingeniero civil dentro de sus funciones más importantes, esta la
realización o ejecución de proyectos con la calidad demandada, sin embargo, este
debe enfrentar o valorar distintas condiciones para lograr este objetivo, por lo
tanto, reconocer las condiciones, características y/o propiedades ya sean físico o
mecánicas del suelo, representan uno de los factores importantes a distinguir o
analizar para la realización de una obra, ya sea vertical u horizontal.
Desde el punto de vista de ingeniería civil o de carreteras el suelo se define como
cualquier material no consolidado formado por partículas sólidas discretas con
líquidos y gases que ocupan los espacios entre ellas.
Es necesario contar con datos firmes y confiables acerca del suelo donde se
cimentará la estructura con el fin de realizar un diseño adecuado, congruente
económicamente con la magnitud del proyecto y ceñido a las condiciones reales a
las que estará sometido el suelo.
A este procedimiento por el cual se realiza la investigación de los datos
cuantitativos del suelo o de la roca del lugar donde se cimentara la estructura se le
conoce como exploración de suelos, la cual también puede ser llamada
investigación exploratoria o exploración de campo. Cabe mencionar que existen
distintos métodos de exploración de suelos.
Como parte de la realización de una exploración se realiza el muestreo o toma de
muestras.
Una muestra se puede conocer o definir como aquella que consiste en una mezcla
de porciones de suelo (sub-muestras) tomadas al azar de un terreno según sea el
caso de la exploración, una muestra del suelo es usualmente empleada para
evaluar sus características y forma parte imprescindible de una exploración.
En el presente documento, se muestran los procedimientos que se emplearon
para la exploración del suelo en un respectivo sitio de análisis, así como la
determinación del porcentaje de humedad de distintas muestras obtenidas en
campo, además de la relación existente y comparación entre los resultados
obtenidos y los parámetros o requerimientos para la realización de un perfil
estratigráfico y el reconocimiento de su importancia.
Exploración, muestreo y contenido de humedad
Mecánica de suelos 1 Página 3
ANTECEDENTES HISTORICOS
La mecánica de los suelos se ha desarrollado en el
comienzo del siglo 20. La necesidad del análisis del
comportamiento de los suelos surgió en muchos de los
países, a menudo como resultado de accidentes
espectaculares, tales como deslizamientos de tierra y los
fracasos de las fundaciones.
Muchos de los principios básicos de mecánica de suelos
eran bien conocidos en ese momento, pero su
combinación con una disciplina de ingeniería aún no se
había completado. Las primeras contribuciones
importantes a la mecánica del suelo se deben a Coulomb
que publicó un importante tratado sobre el fracaso de los
suelos en 1776, y de Rankine, que publicó un artículo
sobre los posibles estados de estrés en los suelos en 1857. En 1856 Darcy publicó
su famosa obra sobre la permeabilidad de los suelos, por el suministro de agua de
la ciudad de Dijon.
Los principios de la mecánica se continua, incluyendo la estática y la resistencia
de los materiales, también conocido en el siglo 19, debido a la obra de Newton,
Cauchy, Navier y Boussinesq. La unión de todos estos fundamentos para una
disciplina coherente tenía que esperar hasta el siglo 20.
Importante pioneras contribuciones al desarrollo de la mecánica del suelo fueron
realizadas por Karl Terzaghi, que, entre otras muchas cosas, ha descrito cómo
hacer frente a la influencia de las presiones del agua intersticial en el
comportamiento de los suelos. Este es un elemento esencial de la teoría de la
mecánica del suelo.
Hasta alrededor de 1930 la exploración de suelos fue consideradamente
inadecuada porque los métodos racionales para la investigación de suelos aún no
habían sido desarrollados. Por otra parte, en el tiempo presente la mayoría de las
exploraciones y pruebas de suelo y el perfeccionamiento de las técnicas para
desempeñar las investigaciones son frecuentemente fuera de proporción al valor
de los resultados de la práctica.
Un factor estimulante ha sido la creación del Laboratorio de Mecánica de Suelos
de Delft en 1934, ahora conocido como Deltares.
Exploración, muestreo y contenido de humedad
Mecánica de suelos 1 Página 4
ASPECTOS GENERALES
Métodos de exploración de suelos
Antes de dar paso a conocer los distintos métodos de exploración de suelos, se
debe conocer los distintos tipo de muestras que existen, para asi logras un mayor
entendimiento de estos.
Tipos de Muestras
Muestra Representativa:
Se denomina muestra representativa aquella fracción de suelo o roca que es
capaz de representar todo un conjunto o estrato determinado, no solo en su
apariencia visual sino en sus propiedades físico-mecánicas.
Muestra Alterada:
Son aquellas en las que no se hace ningún esfuerzo para conservar la estructura
natural y condiciones del suelo. Los aditamentos con características para la
recuperación de estos suelos son los siguientes:
Muestreadores de tubo sencillo.
Cucharas tipo Terzaghi (cuchara partida).
Excavaciones en forma de calicatas o pozos a cielo abierto, etc.
Las muestras alteradas pueden utilizarse para determinar; Peso específico, límites
de consistencia, Granulometría y cualquier otro ensaye que no requiera la
estructura o condiciones naturales del suelo in situ.
Muestras Inalteradas:
Las muestras inalteradas son las que se obtienen tratando de conservar su
estructura natural y cuyas condiciones, fundamentalmente la densidad natural y la
humedad natural, han sufrido cambios mínimos despreciables en comparación a
su estado in situ. Para obtener estas muestras se puede realizar
Monolitos labrados a mano.
Muestreadores Shelby, etc.
Dentro de los métodos de exploración de suelos existen dos clasificaciones:
métodos directos y métodos indirectos.
Exploración, muestreo y contenido de humedad
Mecánica de suelos 1 Página 5
Métodos directos
Dentro de los métodos directos se encuentran:
Pozos a cielo abierto
Perforaciones con posteadora, barrenos o métodos similares
Sondeos manuales
Método de lavado
Método de penetración estándar
Método de penetración cónica
Perforaciones en boleos y gravas
Métodos rotativos en roca
Método de tubo Shelby
Muestreador Denison
Pozos a cielo abierto o calicatas:
Este método debe considerársele como el más satisfactorio para conocer las
condiciones del subsuelo, ya que consiste en excavar un pozo de dimensiones
suficientes para que un técnico pueda directamente bajar y examinar los diferentes
estratos de suelo en su estado natural, así como darse cuenta de las condiciones
precisas referentes al agua contenida en el suelo.
Desgraciadamente este tipo de excavación no puede llevarse a grandes
profundidades a causa, sobre todo, de la dificultad de controlar el flujo de agua
bajo el nivel freático; naturalmente que el tipo de suelo de los diferentes estratos
atravesados también influye grandemente en los alcances del método en sí.
Deben cuidarse especialmente los criterios para distinguir la naturaleza del suelo
"in situ" y la misma, modificada por la excavación realizada. En efecto, una arcilla
dura puede, con el tiempo, aparecer como suave y esponjosa a causa del flujo de
agua hacia la trinchera de excavación; análogamente, una arena compacta puede
presentarse como semifluida y suelta por el mismo motivo. Se recomienda que
siempre que se haga un pozo a cielo abierto se lleve un registro completo de las
condiciones del subsuelo durante la excavación, hecho por un técnico conocedor.
En estos pozos se pueden tomar muestras alteradas o inalteradas de los
diferentes estratos que se hayan encontrado.
Perforaciones con posteadora, barrenos helicoidales o métodos similares:
En estos sondeos exploratorios la muestra de suelo obtenida es completamente
alterada, pero suele ser representativa del suelo en lo referente a contenido de
agua, por lo menos en suelo muy plástico.
Exploración, muestreo y contenido de humedad
Mecánica de suelos 1 Página 6
Los barrenos helicoidales pueden ser de diferentes tipos no sólo dependiendo del
suelo por atacar, sino de acuerdo con la preferencia particular de cada perforista.
Un factor importante es el paso de la hélice que debe ser muy cerrado para suelos
arenosos y mucho más abierto para el muestreo en suelos plásticos.
Posiblemente más usadas que los barrenos son las posteadoras a las que se hace
penetrar en el terreno ejerciendo un giro sobre el mineral adaptado al extremo
superior de la tubería de perforación. Las herramientas se conectan al extremo de
una tubería de perforación, formada por secciones de igual longitud, que se van
añadiendo según aumenta la profundidad del sondeo.
En arenas colocadas bajo el nivel de aguas freáticas estas herramientas no suelen
poder extraer muestras y en esos casos es preferible recurrir al uso de cucharas
especiales, de las que también hay gran variedad de tipos.
Las muestras de cuchara son generalmente más alteradas todavía que las
obtenidas con barrenos helicoidales y posteadoras; la razón es el efecto del agua
que entra en la cuchara junto con el suelo, formando en el interior una
seudosuspensión parcial del mismo. Es claro que en todos estos casos las
muestras son cuando mucho apropiadas solamente para pruebas de clasificación
y, en general, para aquellas pruebas que no requieran muestra inalterada. El
contenido de agua de las muestras de barreno suele ser mayor del real, por lo que
el método no excluye la obtención de muestras más apropiadas, por lo menos
cada vez que se alcanza un nuevo estrato.
Frecuentemente es necesario ademar o revestir el pozo de sondeo, lo cual se
realiza con tubería de hierro, hincada a golpes, de diámetro suficiente para permitir
el paso de las herramientas muestreadoras. En la parte inferior una zapata afilada
facilita la penetración. A veces, la tubería tiene secciones de diámetros
decrecientes, de modo que las secciones de menor diámetro vayan entrando en
las de mayor. Los diferentes segmentos se retiran al fin del trabajo usando gatos
apropiados.
Para el manejo de los segmentos de tubería de perforación y de ademe, en su
caso, se usa un trípode provisto de una polea, a una altura que permita las
manipulaciones necesarias. Los segmentos manejados se sujetan a través de la
polea con cable de manila o cable metálico inclusive: los operadores pueden
intervenir manualmente en las operaciones, guiando y sujetando los segmentos de
tubería de perforación por medio de llaves de diseño especial propias para esas
maniobras y para hacer expedita la operación del atornillado de los segmentos.
Un inconveniente serio de la perforación con barrenos se tiene cuando la
secuencia estratigráfica del suelo es tal que a un estrato firme sigue uno blando.
Exploración, muestreo y contenido de humedad
Mecánica de suelos 1 Página 7
En estos casos es muy frecuente que se pierda la frontera entre ambos o aun la
misma presencia del blando.
El error anterior tiende a atenuarse accionando el barreno helicoidal tan
adelantado respecto al ademe como lo permita el suelo explorado.
Sondeos Manuales:
Este tipo de exploración se realiza comúnmente en obras horizontales
realizándose excavaciones de pequeña sección en planta y generalmente a una
profundidad máxima de 1.5 metros, esta profundidad varía según el tipo de
proyecto que se realizara. En esta exploración se obtienen muestras alteradas y
además se efectúan algunas aplicaciones que se emplean en el método de
perforaciones con posteadora, barrenos helicoidales y métodos similares.
Método de lavado:
Este método constituye un procedimiento económico y rápido para conocer
aproximadamente la estratigrafía del subsuelo. El método se usa también en
ocasiones como auxiliar de avance rápido en otros métodos de exploración. Las
muestras obtenidas en lavado son tan alteradas que prácticamente no deben ser
consideradas como suficientemente representativas para realizar ninguna prueba
de laboratorio.
El equipo necesario para realizar la perforación incluye un trípode con polea y
martinete suspendido, de 80 a 150 Kg de peso, cuya función es hincar en el suelo
a golpes el ademe necesario para la operación. Este ademe debe ser de mayor
diámetro que la tubería que vaya a usarse para la inyección del agua. En el
extremo inferior de la tubería de inyección debe ir un trépano de acero, perforado,
para permitir el paso del agua a presión. El agua se impulsa dentro de la tubería
por medio de una bomba.
La operación consiste en inyectar agua en la
perforación, una vez hincado el ademe, la cual
forma una suspensión con el suelo en el fondo del
pozo y sale al exterior a través del espacio
comprendido entre el ademe y la tubería de
inyección; una vez fuera es recogida en un
recipiente en el cual se puede analizar el
sedimento. El procedimiento debe ir
complementado en todos los casos por un
muestreo con una cuchara del trépano; mientras
las características del suelo no cambien será
Exploración, muestreo y contenido de humedad
Mecánica de suelos 1 Página 8
suficiente obtener una muestra cada 1,50 m aproximadamente, pero al notar un
cambio en el agua eyectada debe procederse de inmediato a un nuevo muestreo.
Al detener las operaciones para un muestreo debe permitirse que el agua alcance
en el pozo un nivel de equilibrio, que corresponde al nivel freático (que debe
registrarse). Cualquier alteración de dicho nivel que sea observada en los
diferentes muestreos debe reportarse especialmente.
Metodo de penetracion estándar:
Este procedimiento es, entre todos los exploratorios preliminares, quizá el que
rinde mejores resultados en la práctica y proporciona más útil información en torno
al subsuelo y no sólo en lo referente a descripción.
En suelos puramente friccionantes la prueba permite conocer la compacidad de
los mantos que es la característica fundamental respecto a su comportamiento
mecánico. En suelos plásticos la prueba permite adquirir una idea, si bien tosca,
de la resistencia a la compresión simple. Además el método lleva implícito un
muestreo, que proporciona muestras alteradas representativas del suelo en
estudio.
El equipo necesario para aplicar el procedimiento consta de un muestreador
especial de dimensiones establecidas. Es normal que el penetrómetro sea de
media caña, para facilitar la extracción de la muestra.
La utilidad e importancia mayor de la prueba de penetración estándar radica en las
correlaciones realizadas en el campo y en el laboratorio en diversos suelos, sobre
todo arenas, que permiten relacionar aproximadamente la compacidad, el ángulo
de fricción interna en arenas y el valor de la resistencia a la compresión simple en
arcillas, con el número de golpes necesarios en ese suelo para que el
penetrómetro estándar logre entrar los 30 cm especificados.
Método de penetración cónica:
Estos métodos consisten en hacer penetrar una punta cónica en el suelo y medir
la resistencia que el suelo ofrece. Existen diversos tipos de conos.
Exploración, muestreo y contenido de humedad
Mecánica de suelos 1 Página 9
Dependiendo del procedimiento para hincar los conos
en el terreno, estos métodos se dividen en estáticos y
dinámicos. En los primeros la herramienta se hinca a
presión, medida en la superficie con un gato
apropiado; en los segundos el hincado se logra a
golpes dados con un peso que cae.
En la prueba dinámica puede usarse un penetrómetro
atornillando al extremo de la tubería de perforación,
que se golpea en su parte superior de un modo
análogo al descrito para la prueba de penetración
estándar. Es normal usar para esta labor un peso de
63,5 Kg, con 76 cm de altura de caída, o sea la misma
energía para la penetración usada en la prueba
estándar. También ahora se cuenta los golpes para 30
cm de penetración de la herramienta.
A modo de resumen podría decirse que las pruebas de penetración cónica,
estática o dinámica, son útiles en zonas cuya estratigrafía sea ya ampliamente
conocida a priori y cuando se desee simplemente obtener información de sus
características en un lugar específico; pero son pruebas de muy problemática
interpretación en lugares no explorados a fondo previamente. La prueba de
penetración estándar debe estimarse preferible en todos los casos en que su
realización sea posible.
Perforaciones en boleos y gravas:
Con frecuencia es necesario atravesar durante las perforaciones estratos de
boleos o gravas que presentan grandes dificultades para ser perforados con las
herramientas hasta aquí descritas. En estos casos se hace necesario el empleo de
herramientas de mayor peso, del tipo de barretones con taladros de acero duro,
que se suspenden y dejan caer sobre el estrato en cuestión, manejándolos con
cables. En ocasiones se ha recurrido, inclusive, al uso localizado de explosivos
para romper la resistencia de un obstáculo que aparezca en el sondeo.
Métodos Rotativos en Roca:
Cuando en un sondeo se alcanza una capa de roca más o menos firme, no es
posible lograr penetración con los métodos estudiados y ha de recurrirse a un
procedimiento diferente. En estos casos se recurre al empleo de maquinaria de
perforación, rotación con broca de diamante o de tungsteno. Las velocidades de
rotación son variables, de acuerdo con el tipo de roca a perforar. A las muestras
Exploración, muestreo y contenido de humedad
Mecánica de suelos 1 Página 10
obtenidas en este tipo de perforación, se le realizan todos los ensayes necesarios
en la investigación.
Muestreador Denison:
Consiste en dos tubos concéntricos que se hinca en el suelo para obtener
muestras alteradas o inalteradas con ayuda de la inyección de fluido de
perforación que se hace circular entre ambos tubos.
Método de tubo Shelby:
Consiste en un tubo afilado de 7.5 a 10 cm de diámetro que se hincan a presión
para obtener muestras relativamente inalteradas de suelos finos blandos o
semiduros.
Métodos indirectos
Dentro de los métodos indirectos se encuentran:
Método sísmico
Método de resistividad eléctrica
Métodos magnéticos y gravimétricos
Método sísmico:
Consiste en provocar una explosión en un punto determinado del área a explorar
usando una pequeña carga de explosivo, usualmente nitro amonio. Por la zona a
explorar se sitúan geófonos cada 15 ó 30 cm. Este procedimiento se funda en la
velocidad de propagación de las ondas vibratorias de tipo sísmico a través de
diferentes medios materiales.
Método de resistividad eléctrica:
Consiste en inducir una corriente eléctrica a través de los suelos, de tal forma que
se presente una mayor o menor resistividad eléctrica para determinar la presencia
de estratos de roca en el subsuelo. Mayores resistividades corresponden a rocas
duras, siguiendo con rocas suaves y así sucesivamente hasta valores menores
correspondientes a suelos suaves saturados.
Métodos magnéticos y gravimétricos:
Para el primero se utiliza un magnetómetro, que mide la componente vertical del
campo magnético terrestre en la zona considerada en varias estaciones próximas
entre sí. En los métodos gravimétricos se mide a aceleración del campo
Exploración, muestreo y contenido de humedad
Mecánica de suelos 1 Página 11
gravitacional en diversos puntos de la zona a explorar. La información que
proveen estos métodos es algo errática y difícil de interpretar.
Perfiles estratigráficos
Son los que se realizan a partir de datos de perforaciones, de datos de
prospección geofísica, o bien de cortes naturales o artificiales del terreno
que muestran las rocas que conforman la columna estratigráfica, mediante los
cuales se puede reconstruir la estratigrafía del subsuelo, acorde con la
profundidad que demanda el proyecto.
Es decir, un perfil estratigráfico es una especie de radiografía del terreno
sondeado, y se conforma de acuerdo a los estratos que se identificaron en los
sondeos que se hayan realizado en el terreno. En el perfil también se incluye de
manera gráfica el contenido de humedad natural y los límites de Atterberg (Límites
Líquido y Plástico), obviamente esto por estrato. En el caso de que se hubiera
realizado pruebas de penetración estándar en los sondeos, también se incluyen de
manera gráfica (tanto el número de golpes como de la profundidad de la
penetración). Como se mencionaba anteriormente en los perfiles estratigráficos se
realiza la representación gráfica de los distintos suelos, a continuación se denota
esta simbología, para los casos más comunes de suelos y su respectiva
nomenclatura.
Arcilla Limo Arena Grava Mat. Orgánica Roca
(C) (M) (S) (G)
Humedad
El contenido de humedad del suelo, se define como la cantidad de agua presente
en el suelo al momento de efectuar el ensaye, relacionado al peso de su fase
sólida.
Exploración, muestreo y contenido de humedad
Mecánica de suelos 1 Página 12
EQUIPO EMPLEADO Dentro del equipo utilizado en laboratorio se tiene:
Pala
Barra
Posteadora
Palín doble
Balanza con 0.1 gr de sensibilidad
Taras
Horno que mantenga una temperatura constante de 110 ± 5 °C.
Cucharon
Charola
Bolsas plásticas
Tarjetas de identificación
Libreta de campo
Cinta metrica
Horno: Es un dispositivo que permite generar calor y
mantenerlo dentro de un cierto compartimiento. De esta
manera, puede cumplir con diversas funciones, como la
cocción o la fundición de minerales. Por supuesto,
existen distintos tipos de hornos según el funcionamiento
o uso que este brindara. En este caso se necesita el uso
de un horno que mantenga una temperatura constante de
110 ± 5 °C y que en él se deposite las taras que
contienen las muestras durante un tiempo de 24 ± 4
horas.
Posteadora: La posteadora comprende ser un tipo de pala la cual
es utilizada sobre el terreno haciéndola girar sobre su propio eje
con la ayuda del maneral con el que cuenta la pala en su extremo
superior. Se debe tener en cuenta que mientras se hinca la pala
posteadora en el terreno es necesario ejercer cierta fuerza sobre el
maneral para que el tubo de perforación que se encuentra en el
extremo inferior de la pala posteadora penetre efectivamente
dentro del suelo.
Exploración, muestreo y contenido de humedad
Mecánica de suelos 1 Página 13
Palín doble: El palin doble es un tipo de pala que extrae material (tierra o suelo) en excavaciones bastantes angostas y profundas para las cuales no se puede realizar uso de una pala corriente, esta consta de un par de mangos o agarres con los cuales según el movimiento que se realice socaba o extrae material.
Balanza: Es un instrumento que mide la masa de una
sustancia o cuerpo, utilizando como medio de
comparación la fuerza de la gravedad que actúa sobre
dicha masa. Dispone de dos masas conocidas que se
pueden desplazar sobre escalas, una con una
graduación macro y la otra con una graduación micro.
Al colocar una sustancia de masa desconocida sobre
el plato, se determina su peso deslizando las masas
sobre las escalas mencionadas hasta que se obtiene la posición de equilibrio. En
dicho momento se toma la lectura sumando las cantidades indicadas por la
posición de las masas sobre las dos escalas mencionadas. Con esta se determina
los distintos pesos en laboratorio y muestra datos en gr o Kgr.
Tara: Es un recipiente de aluminio que puede tener distintas
formas, pero que debe poseer dimensiones mayores a la del
material que esta va a albergar, este es empleado o utilizado en
laboratorio para depositar material que será colocado en el
horno.
Charola: Es un recipiente hecho de aluminio, el cual es usado
en distintos laboratorios para colocar, transportar o depositar
sustancias. Además debe contener un espacio mayor al de la
cantidad de volumen a utilizar.
Cinta métrica: Es un instrumento también conocido como flexómetro el cual
realiza funciones de medida que consiste en una cinta de acero graduada y que se
puede enrollar, haciendo que el transporte de esta sea más fácil. Esta es utilizada
en campo para la medición de las profundidades de los distintos estratos
identificados.
Exploración, muestreo y contenido de humedad
Mecánica de suelos 1 Página 14
PROCEDIMIENTO
El procedimiento empleado en campo y en laboratorio conllevo a distintos
procesos de distintas etapas, a continuación se describe estos distintos procesos y
los pasos empleados:
Exploración - Sondeo manual:
1. Se traslada el equipo de exploración, en este caso una exploración por el
método de sondeo manual y se analiza el punto en el cual se realizara la
excavación, este dicho punto deberá estar libre de desperdicios inorgánicos
y lejano a posibles inconvenientes que se puedan encontrar al momento de
realizar la excavación como por ejemplo raíces de árboles.
2. Valorando estos criterios de prevención, se selecciona o determina el punto
exacto donde se realizara el sondeo y se procede a medir dicho punto con
ayuda de una cinta métrica respecto a distintos puntos fijos que se
encuentren en el sitio los cuales tomaran el papel de puntos de referencia.
Esto con el fin de representar el sitio de la excavación en un plano y
posteriormente este sea localizado con facilidad.
3. Con ayuda de la pala se procede a retirar materia orgánica que se
encuentre en el punto de excavación, procurando no se retire material
mismo del suelo.
4. Se define el área de la excavación.
5. Se inicia la excavación haciendo uso de la barra y de la pala, de manera tal
que la barra profundice en el suelo y la pala se utilice para sacar material y
lo coloque a un lado de la excavación.
6. A medida que se procede con el paso anterior se debe ir valorando y
observando alguna variación en los estratos, considerando tamaño de
partículas y el color, para esto, se comprueba la textura de estos con la
mano, de igual manera para la plasticidad revisando la cohesión del mismo
y observando si existe alguna presencia de otro material o peculiaridad.
7. A medida que se va considerando o determinando diferencia entre un
estrato y otro, cada muestra se coloca de manera independiente del otro. Al
mismo tiempo que se valora la existencia entre estratos, se mide haciendo
Determinacion y localizacion del sitio de
analisis
Excavacion y valoracion de
estratos
Medicion y toma de notas
Toma e identificacion de muestras
Exploración, muestreo y contenido de humedad
Mecánica de suelos 1 Página 15
uso de la cinta métrica la profundidad a la cual abarca el estrato
identificado.
8. A medida que se profundiza la excavación, este proceso resulta más
incómodo y difícil, para esto, se utiliza la posteadora, la cual llega a
mayores profundidades y extrae material.
9. Cuando se reconoce la aparición de otro estrato, luego de medir la
profundidad se realiza la anotación de los apuntes importantes de este,
como textura, color, plasticidad y observaciones.
10. En el mismo momento que se realizan los apuntes se procede a depositar
la muestra dentro de una bolsa plástica, con su respectiva tarjeta de
identificación.
11. Los pasos 7, 8, 9 y 10 se repiten hasta lograr un profundidad de excavación
de 1.00 m.
12. Posteriormente las distintas bolsas que contienen las distintas muestras son
llevadas a laboratorio.
Porcentaje de humedad:
1. Se toman distintas taras del laboratorio, el número de taras correspondiente
al número de bolsas o muestras que se extrajeron de campo, estas se
identifican y se anotan.
2. Se procede a pesar cada una de las taras haciendo uso de la balanza y se
anota el dato.
3. Se coloca material dentro de las taras, una tara para cada muestra, se
anota el dato de que tara contiene la respectiva muestra.
4. Se pesa en la balanza cada tara que contiene su respectiva muestra y se
anota el dato.
5. Se colocan todas las muestras en el horno que mantiene una temperatura
constante de 110 ± 5 °C por un periodo de 24 ± 4 horas.
6. Se retiran las muestras.
7. Se realiza una espera de alrededor de dos minutos para que cada tara se
enfrié.
8. Se pesa cada una de las muestras y se anota el dato.
Pesar taras y muestras
Colocacion de muestras en el horno
Pesar muestra seca
Anotacion de los datos
Exploración, muestreo y contenido de humedad
Mecánica de suelos 1 Página 16
TABLAS DE DATOS
A continuación, se presentan distintas tablas correspondientes a la exploración
realizada en campo y la información contenida en las tarjetas de identificación, así
como las tablas de los datos obtenidos en laboratorio.
DATOS DE EXPLORACION DE CAMPO
SM-1
Muestra 1
Profundidad (m) 0 - 0.48
Textura Arcilla Arenosa
Color Café claro
Plasticidad Posee plasticidad
Observación
1. Presencia de materia orgánica (superficie)
2. Presencia de partículas de pómez
DATOS DE EXPLORACION DE CAMPO
SM-1
Muestra 2
Profundidad (m) 0.48 - 0.70
Textura Limo arenoso
Color Café verdusco
Plasticidad Posee plasticidad
Observación 1. Presencia de arena
DATOS DE EXPLORACION DE CAMPO
SM-1
Muestra 3
Profundidad (m) 0.70 - 1.00
Textura Limo arenoso
Color Café oscuro
Plasticidad Posee plasticidad
Observación 1. Aumenta la humedad
2. Presencia de partículas de pómez (poca)
Dónde:
SM-1: Sondeo manual 1
Exploración, muestreo y contenido de humedad
Mecánica de suelos 1 Página 17
DATOS DE LABORATORIO
No. Muestra Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3
Tara T-1 A-04 T-2
W tara (gr) 28.54 42.1 48.08
Wmh+tara (gr) 243.2 264.78 236.6
Wms+tara (gr) 207.5 223.6 199.2
Dónde:
W tara: Peso de la tara vacía.
W mh+tara: Peso del material húmedo más peso de tara vacía.
W ms+tara: Peso del material seco más peso de tara vacía.
Exploración, muestreo y contenido de humedad
Mecánica de suelos 1 Página 19
METODOS Y/O FORMULAS A
UTILIZAR A continuación, se realiza muestra del procedimiento empleado en los debidos
cálculos matemáticos, así como las respectivas ecuaciones a utilizar y el
reconocimiento empleado, para en este caso, el método de exploración empleado
en campo.
1. Calculo del peso de la muestra húmeda:
Dónde:
Wmh: Peso de la muestra húmeda
Wmh + tara: Peso de la muestra húmeda más peso de la tara
Wtara: Peso de la tara
2. Calculo del peso de la muestra seca:
Dónde:
Wms: Peso de la muestra seca
Wms + tara: Peso de la muestra seca más peso de la tara
3. Calculo del porcentaje de humedad:
Dónde:
%w: Porcentaje de humedad
Nota: Este procedimiento de cálculo se realiza para cada una de las muestras
extraídas en campo.
Dentro de los distintos métodos de exploración anteriormente detallados, el
método por el cual se realizó este ensaye, corresponde al método de sondeo
manual.
Exploración, muestreo y contenido de humedad
Mecánica de suelos 1 Página 20
DESARROLLO DE LOS CALCULOS
MATEMATICOS
1. Calculo del peso de la muestra húmeda:
Para muestra 1
Para muestra 2
Para muestra 3
2. Calculo del peso de la muestra seca:
Para muestra 1
Para muestra 2
Para muestra 3
3. Calculo del porcentaje de humedad:
Para muestra 1
Exploración, muestreo y contenido de humedad
Mecánica de suelos 1 Página 21
Para muestra 2
Para muestra 3
TABLA DE RESULTADOS OBTENIDOS
A continuación, se representan y sistematizan los resultados obtenidos a través de
los debidos cálculos matemáticos.
TABLA DE RESULTADOS OBTENIDOS
No. Muestra Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3
Tara T-1 A-04 T-2
W tara (gr) 28.54 42.1 48.08
Wmh (gr) 214.66 222.68 188.52
Wms (gr) 178.96 181.5 151.12
Humedad (%) 19.95 22.69 24.75
Dónde:
Wtara: Peso de la tara
Wmh: Peso de la muestra húmeda
Wms: Peso de la muestra seca
Exploración, muestreo y contenido de humedad
Mecánica de suelos 1 Página 22
CONCLUSIONES
Para el método de exploración utilizado en la realización de este ensaye las
muestras han sufrido alteración, son muestras alteradas, por lo tanto, se
concluye que estas muestras no podrán ser utilizadas para pruebas de
resistencia del suelo ya que han sufrido variaciones en su estructura.
Debido a la falta de experiencia en la realización de este tipo de ensayes y
en el tiempo de maniobra de las muestras, se concluye, que los datos
tomados en campo no corresponden a ser los más precisos, de igual
manera, el tipo de exploración realizada no comprende ser la más efectiva
ya que comprende ser un método de tanteo basado en la asimilación del
explorador, sin embargo, a través de las muestras tomadas se pueden
realizar distintos ensayes de laboratorio.
El método del sondeo manual comprende ser un método de exploración
bastante económico, por lo tanto, se concluye que comprende ser un
método que no elevara en gran magnitud los costos de una obra.
De los distintos estratos identificados, los limos poseen mayor humedad,
por lo tanto, se concluye que los limos poseen mayor capacidad de
absorción que los otros estratos identificados.
La capa o estrato superior presenta los menores porcentajes de humedad,
por lo tanto, se concluye que en el suelo aunque exista una mayor relación
o contacto con la humedad del ambiente entre un estrato y otro, esto no
definirá que esta capa superior presente más humedad que las capas más
profundas. Las capas más profundas pueden estar expuestas a condiciones
de mayor humedad.
Se identificó la presencia de distintas partículas (pómez y arena), por lo
tanto se concluye que estos estratos han sufrido variación en su
composición original y que estas variaciones afectaran o variaran tanto en
sus propiedades físicas como mecánicas.
Exploración, muestreo y contenido de humedad
Mecánica de suelos 1 Página 23
RECOMENDACIONES
Se recomienda emplear métodos más precisos para la exploración de un
suelo, como el método de penetración estándar.
Se recomienda la realización del ensaye con las profundidades
características del método para reconocer de manera más profunda la
textura predominante.
Se recomienda valorar los resultados de exploración para realizar una
comparación con los parámetros y requisitos que dicho suelo debe cumplir,
según el tipo de proyecto civil que se realizara.
Llevar a cabo de manera correcta el procedimiento de ensaye supervisando
de manera continua los pasos empleados para evitar que estos se alejen de
los estipulados en las normas.
Exploración, muestreo y contenido de humedad
Mecánica de suelos 1 Página 25
TARJETAS DE IDENTIFICACIÓN
TARJETA DE IDENTIFICACION
Nombre del proyecto Practica numero 1
Localización del sondeo UNI - RUPAP
Numero de sondeo SM - 1
Numero de muestra Muestra 1
Profundidad 0.00m - 0.48m
Descripción del suelo Arcilla arenosa
Color de muestra Café claro
TARJETA DE IDENTIFICACION
Nombre del proyecto Practica numero 1
Localización del sondeo UNI - RUPAP
Numero de sondeo SM - 1
Numero de muestra Muestra 2
Profundidad 0.48m - 0.70m
Descripción del suelo Limo arenoso
Color de muestra Café verdoso
TARJETA DE IDENTIFICACION
Nombre del proyecto Practica numero 1
Localización del sondeo UNI - RUPAP
Numero de sondeo SM - 1
Numero de muestra Muestra 3
Profundidad 0.70m - 1.00m
Descripción del suelo Limo arenoso
Color de muestra Café oscuro
Exploración, muestreo y contenido de humedad
Mecánica de suelos 1 Página 29
BIBLIOGRAFIA
www.construinge.com
Guía de laboratorio de mecánica de suelos (Ing. Marvin Blanco – Ing. Iván
Matus).
Introducción a la mecánica de suelos y cimentaciones (Sower and Sower).
www.expsuelos.blogspot.com
Mecánica de suelos (Eulalio Juárez Badillo).
www.civionica.net