Muestras inalteradas

16.2 Muestras inalteradas

En términos absolutos, el apelativo “inalterado” es poco inasumible, puesto que indefectiblemente toda muestra sufre cierto grado de alteración durante el proceso de extracción, manipulación, transporte y desencapsulado en laboratorio. En tal sentido, debería de considerarse de forma más pragmática un cierto sentido relativo sobre lo “inalterado” de una muestra considerando si los parámetros del terreno medidos en laboratorio se ven o no alterados respecto a la situación “in situ” del material. Ello dependerá también del tipo de ensayo a realizar.

Así, por ejemplo, el resultado obtenido de un ensayo de laboratorio que valore la resistencia del material en las condiciones más desfavorables, para el cual se imponen ciertas condiciones iniciales del terreno (mediante su consolidación previa o su saturación) puede no verse alterado significativamente por la variación de la presión intersticial del suelo o una cierta descompresión inducidas por el muestreo y manipulación del material. Sigue leyendo

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Toma de muestras y tipos de muestras

16. Toma de muestras

16.1 Tipos de muestras

Las muestras geotécnicas son porciones representativas del terreno que conservan algunas o todas las propiedades del mismo. Las muestras pueden ser extraídas de un reconocimiento (un sondeo, una cata) bien para la identificación inmediata del material, y/o bien para realizar ensayos de laboratorio.

En función de la fidelidad de la muestra respecto a las propiedades del terreno original, se distinguen los siguientes tipos de muestras: Sigue leyendo

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Catas

15. Catas

15.1 Introducción

Las catas, calicatas, zanjas y pozos (que a partir de ahora denominaremos genéricamente catas) son prospecciones consistentes en la excavación del terreno mediante procedimientos convencionales, entendiendo por tales cualquiera de los recursos disponibles habitualmente en una obra, por tanto, sin el concurso de maquinaria diseñada específicamente para la ejecución de un reconocimiento geotécnico (máquinas de sondeos, penetrómetros…)

Ejecución de una cata por medios manuales en dudosas condiciones de seguridad… profundidad: 4.5 m.

Estos procedimientos pueden consistir tanto en la realización de un pozo mediante una retropala, como de una zanja mediante excavación manual, o el despeje de un frente de talud mediante una pala cargadora… Sigue leyendo

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Sondeos geotécnicos: comentarios sobre la (buena) praxis

14.4. Sondeos geotécnicos: comentarios sobre la (buena) praxis

La ejecución de un sondeo geotécnico trasciende la entidad de un ensayo ejecutado de forma normalizada por un analista, y requiere de un grado de especialización profesional muy importante por parte del operario encargado de realizar la perforación, que incluye un adecuado conocimiento mecánico de la maquinaria, de los tipos básicos de terreno, de las contingencias que pueden darse durante la perforación (presencia de agua en el subsuelo, desprendimientos, sifonamientos, diferencias de competencia entre niveles de poco espesor…) así como de las técnicas más adecuadas para la prospección en cada uno de ellos.

No debe olvidarse que el fin primordial de la ejecución de un sondeo geotécnico no es la realización de un agujero, sino la obtención de toda la información cualitativa y cuantitativa del subsuelo necesaria para el proyecto geotécnico, así como la toma de muestras específicas a profundidades no accesibles a la maquinaria convencional.   Por todo ello, es más que conveniente que las labores de prospección sean planificadas, dirigidas y supervisadas por un técnico cualificado, quien determina el punto adecuado de prospección, la adecuación del método de perforación utilizado respecto al terreno (con el fin de evitar pérdidas durante el muestreo, que redundan en deficiencias de la información geotécnica), así como las profundidades a las que es necesaria la toma de muestras especiales (inalteradas, por ejemplo) o la realización de ensayos “in situ”. Sigue leyendo

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Sondeo a percusión

14.3. Sondeos a percusión

En esta sección comentaremos la técnica de sondeo geotécnico con avance a percusión, que no debe ser confundida con la homónima utilizada en la perforación de captaciones de agua, en la cual se emplean equipos y medios de capacidades muy superiores, como martillos de fondo, trépanos, pilones…

El método convencional de sondeo a percusión emplea un útil de corte que avanza en el terreno gracias al golpeo sucesivo que se aplica en su cabeza mediante la caída libre de una maza o martinete sobre algún tipo de yunque o cabeza de golpeo adaptada a la parte superior del varillaje. Esta energía cinética se transmite desde el yunque a la herramienta de corte del terreno a través de dicho varillaje; dicha herramienta de corte puede ser maciza (una puntaza) o hueca (un tubo tomamuestras).


Esquema básico del sondeo a percusión (fuente: R. E. López Menardi, 2003)

El dispositivo de golpeo utilizado más comúnmente para ejecutar este tipo de sondeo es el mismo que se utiliza para la ejecución de ensayos SPT o toma de muestras inalteradas por hinca, un sistema que cualquier sonda geotécnica convencional lleva incorporado.

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Sondeo geotécnico con barrena helicoidal

14.2. Sondeos de testificación discontinua mediante avance con barrena helicoidal o hélice

Un método alternativo al avance mediante batería y obtención de testigo continuo consiste en la realización de una perforación utilizando para tal fin un útil que perfore a destroza el terreno. El útil en cuestión puede ser una barrena (a símil, un sacacorchos de grandes dimensiones), en cuya punta se dispone una trialeta o un elemento de corte apropiado para romper el terreno, que es evacuado en sentido ascendente por el giro del helicoide.

varillaje barrena helicoide

varillaje helicoidal

trialeta

trialeta (SOLUTEC)

trialeta para suelos duros

trialeta para suelos duros (SOLUTEC)

Durante la perforación, el útil de corte destruye la estructura del terreno, mezclando el suelo procedente de diferentes cotas, por lo que no puede aplicarse al material recuperado de esta forma (ripio) el calificativo de muestra representativa, siendo insuficiente su descripción a efectos de testificación del terreno. Por lo tanto, el único objeto estricto de este tipo de sondeo es realizar una perforación.
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Sondeo a rotación con batería y obtención de testigo continuo

14. Tipos de sondeo geotécnico

Como se apuntó anteriormente, los tipos de sondeo geotécnico se diferencian en función del método de avance, es decir, de la forma en la que se ejecuta la perforación.

14.1. Sondeos a rotación con batería y obtención de testigo continuo

El sondeo a rotación con batería y obtención de testigo continuo es el procedimiento más extendido para obtener muestra o testigo en cualquier investigación geotécnica. Las instrucciones españolas (tanto el Código Técnico de la Edificación como la Guía de Cimentaciones para Obras de Carreteras) se refieren a esta metodología por defecto al tratar los reconocimientos geotécnicos, considerándose otros métodos como alternativos y aplicables con restricciones.

Con este sistema puede obtenerse testigo en cualquier tipo de terreno, aunque en suelos cohesivos blandos, grandes bolos y limos deben tomarse ciertas precauciones.

En este procedimiento de perforación el útil de corte es una corona, situada en la boca del tubo de recepción del testigo. La corona tiene sección circular y puede ser de dos naturalezas en función del tipo de material utilizado en su fabricación: Sigue leyendo

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Sondas geotécnicas

SECCIÓN SEGUNDA: RECONOCIMIENTOS.

TEMA 3: Reconocimientos

13. Sondas geotécnicas

Una sonda geotécnica es un dispositivo que permite la ejecución de un sondeo geotécnico. Existen también máquinas que permiten la realización de alguna de las tareas que son propias de una sonda geotécnica, como la realización de ensayos “in situ” de penetración dinámica continua, o la toma de muestras superficiales, pero que carecen de la capacidad de ejecutar un sondeo completo.

En esencia, una sonda geotécnica se compone de los siguientes elementos:

  • Un dispositivo que permita transmitir al útil de perforación la energía y posibilidades de desplazamiento necesarios para el avance y la toma de muestras, en su caso.
  • Un conjunto de elementos que, si son precisos, permitan la realización de ensayos “in situ”.
  • Los elementos necesarios para desplazar el equipo de un lugar a otro (en la misma obra o entre obras.)

sonda-geotecnica-01Sonda RL36so (fuente: modificado del catálogo online de ROLATEC), en la que se indican los componentes esenciales de una sonda geotécnica.

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Métodos de perforación en sondeos geotécnicos

SECCIÓN SEGUNDA: RECONOCIMIENTOS.

TEMA 3: Reconocimientos

12. Métodos de perforación en sondeos geotécnicos

El tipo de sondeo depende del fin que se persiga: se aplican diferentes metodologías  a la investigación minera y del petróleo, a la investigación o explotación del agua, a la geotecnia, a la geotermia, o a la realización de voladuras, por lo que serán muy diferentes las herramientas y maquinaria utilizadas en cada caso. Este texto se refiere únicamente a aquellos con aplicabilidad en geotecnia.

Una primera clasificación de los sondeos puede basarse en el modo en que trabaja la herramienta básica de prospección o útil de avance, en función de la cual se diferencia entre:

  • Sondeos a percusión: aquellos en los que se transmite la energía necesaria a la herramienta de avance mediante un golpeo en cabeza (o cualquier otra forma de carga dinámica, como pudiera ser una vibración), provocando el corte del terreno en la dirección de la perforación.
  • Sondeos a rotación: aquellos en los que la herramienta de avance ejecuta la perforación mediante el corte del terreno a cizalla, mediante un giro en dirección perpendicular al avance, rotando alrededor del eje de la dirección de la perforación.

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Qué es y qué no es un sondeo geotécnico

SECCIÓN SEGUNDA: RECONOCIMIENTOS.

TEMA 3: Reconocimientos

11. Introducción: qué es y qué no es un sondeo geotécnico

Se entiende por sondeo una perforación de pequeño diámetro que permite reconocer la naturaleza y localización de las diferentes capas del terreno, así como extraer muestras del mismo y realizar ensayos “in situ”.

Debe ponerse especial énfasis en que el objeto del sondeo geotécnico es la testificación del terreno, a profundidades más allá de las que son factibles para medios de observación directa (catas, afloramientos) consistente en la verificación fehaciente de la litología y características del material, tal que permita su identificación inequívoca. Así mismo, el sondeo geotécnico tiene como misión la toma de muestras de calidad adecuada para su análisis en laboratorio, y la ejecución de ensayos “in situ” que permitan valorar los parámetros geotécnicos del terreno, en especial en aquellos casos en los que la toma de muestras no alteradas resulta casi inviable (en suelos no cohesivos, por ejemplo).

No-es-un-sondeo-geotecnicoSi-es-un-sondeo-geotecnico

Resultado obtenido de dos sondeos realizados en un mismo emplazamiento; a destacar la diferencia de calidad de la testificación obtenida.

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