PERFORACIONES Y SONDEOS PARA MECANICA DE SUELOS

PERFORACIONES Y SONDEOS PARA MECANICA DE SUELOS

INDICE

1. INTRODUCCION.........................................................................................................6 2. SONDEOS Y PERFORACIONES ...............................................................................6

2.1 Definicin ...............................................................................................................6 2.1.1 Sondaje o Perforacin de Exploracin..............................................................7

2.2 Sondeos ..................................................................................................................7 2.2.1 Objetivos Generales de los Sondeos.................................................................7 2.2.2 Reconocimiento del Terreno ............................................................................8 2.2.3 Sondajes a Rotacin.........................................................................................8 2.2.4 Sondajes con Barrena.....................................................................................11 2.2.5 Nmero de Sondajes ......................................................................................11 2.2.6 Profundidad de los Sondajes ..........................................................................11

2.3 Obtencin de Muestras........................................................................................12 2.3.1 Muestras Alteradas ........................................................................................12 2.3.2 Muestras Inalteradas ......................................................................................12 2.3.3 Obtencin de Muestras de Suelos Blandos .....................................................13

2.3.1.1 Muestreo de Suelos Pulverulentos..............................................................16 2.3.4 Obtencin de Testigos de Roca ......................................................................18 2.3.5 Presiones de los Terrenos...............................................................................21

2.4 Ensayos en Terreno (In-situ)...............................................................................22 2.4.1 Ensayo de Penetracin S.P.T..........................................................................23

2.4.1.1 Objetivo .....................................................................................................23 2.4.1.2 Terminologa .............................................................................................23 2.4.1.3 Equipos......................................................................................................24 2.4.1.4 Procedimiento ............................................................................................24 2.4.1.5 Empleo Seguro del Cabrestante y/o de los Huinches de Cuerda..................26

2.4.2 Ensayo de Penetracin de Cono C.P.T. ..........................................................27 2.4.3 Penetraciones Estticas (Ensayo de Penetracin con Piezocono CPTU) ........29 2.4.4 Ensayo de Permeabilidad ...............................................................................29

2.4.4.1 Lefranc ......................................................................................................30 2.4.4.2 Lugeon.......................................................................................................32

2.4.5 Exploracin Geofsica....................................................................................36 2.4.5.1 Refraccin ssmica .....................................................................................37 2.4.5.2 DOWN-HOLE...........................................................................................38 2.4.5.3 CROSS-HOLE...........................................................................................39

2.4.6 Ensayo Presiomtrico de MENARD .............................................................40 2.4.7 Toma de muestras Inalteradas ........................................................................41

2.4.7.1 Shelby........................................................................................................42 2.4.7.2 Denison......................................................................................................42

3. FLUIDOS DE PERFORACIN.................................................................................43 3.1 Definicin .............................................................................................................43 3.2 Objetivos ..............................................................................................................43 3.3 Alcances ...............................................................................................................43 3.4 Funciones de los Fluidos de Perforacin.............................................................43 3.5 Propiedades de los Fluidos de Perforacin ........................................................45

3.5.1 Agua libre y Costra........................................................................................46 3.5.1.1 Descripcin del Ensayo de Agua Libre.......................................................46

3.5.2 Densidad de Fluidos de Perforacin ...............................................................47 3.5.3 Viscosidad .....................................................................................................48

3.5.4 Tixotropa ......................................................................................................49 3.5.5 Contenido de arena ........................................................................................49

3.6 Procedimiento para la Elaboracin de los Fluidos de Perforacin....................50 3.6.1 Pretratamiento del Agua.................................................................................50 3.6.2 Orden de Adicin...........................................................................................50 3.6.3 Tiempo de Mezclado......................................................................................50 3.6.4 Equipo Adecuado para Mezclar .....................................................................50

3.6.4.1 Mezcladores del Tipo Venturi ....................................................................50 3.6.4.2 Mezcladores del Tipo Propela ....................................................................51

3.7 Contaminacin de los Fluidos de Perforacin ....................................................51 3.7.1 Contaminacin Fsica.....................................................................................51

3.7.1.1 Slidos.......................................................................................................51 3.7.1.2 Lquidos.....................................................................................................52

3.7.2 Contaminacin Qumica.................................................................................52 3.8 Circulacin del Fluido de Perforacin ................................................................52 3.9 Vigilancia de los Fluidos de Perforacin.............................................................53

4. SITUACIONES EVENTUALES EN LAS PERFORACIONES...............................54 4.1 Prdida de Circulacin de los Fluidos de Perforacin .......................................54 4.2 Perforacin Desviada...........................................................................................56

4.2.1 Causas ...........................................................................................................56 4.2.2 Mtodos para Corregir la Desviacin .............................................................56 4.2.3 Recomendaciones que Debemos Considerar ..................................................56

4.3 Atrapamiento de la Herramienta de Perforacin...............................................57 4.3.1 Causas ms comunes: ....................................................................................57 4.3.2 Recomendaciones ..........................................................................................57

4.4 Cementacin ........................................................................................................57 4.5 Uso de Revestimiento...........................................................................................58

5. SUELOS ......................................................................................................................59 5.1 Introduccin.........................................................................................................59 5.2 Identificacin Visual de Suelos............................................................................59

5.2.1 Suelos Granulares ..........................................................................................59 5.2.2 Suelos Finos ..................................................................................................60

5.2.2.1 Identificacin de Suelos Finos....................................................................60 5.3 Clasificacin de Suelos.........................................................................................64

5.3.1 Descripcin de los Suelos ms Comunes........................................................65 5.4 Clasificacin de Rocas .........................................................................................67

5.4.1 gneas ............................................................................................................68 5.4.1.1 Tipos de Rocas Igneas Plutnicas...............................................................69 5.4.1.2 Tipos de Rocas Igneas Volcnicas y Filonianas..........................................69

5.4.2 Sedimentarias ................................................................................................71 5.4.2.1 Tipos de Rocas Sedimentarias ....................................................................72

5.4.3 Metamrficas.................................................................................................73 5.4.3.1 Tipos de Rocas Metamrficas ....................................................................74

6. LAS HERRAMIENTAS DE PERFORACION .........................................................75 6.1 El Cincel de Percusin.........................................................................................76 6.2 Trpanos de Perforacin .....................................................................................77 6.3 Punzonadora Cnicas ..........................................................................................78 6.4 Coronas Sacatestigos ...........................................................................................79

6.4.1 Coronas de Tungsteno....................................................................................79 6.4.2 Coronas de Diamante.....................................................................................81 6.4.3 Datos Utiles ...................................................................................................86

7. MECANICA ELEMENTAL.......................................................................................91 7.1 Potencia del Motor...............................................................................................91 7.2 Bombas.................................................................................................................91 7.3 Barras de Perforacin .........................................................................................92 7.4 Coplas...................................................................................................................92 7.5 Bombas de Lodo ..................................................................................................93 7.6 Bombas de Embolo ..............................................................................................93 7.7 Recomendaciones para el Uso de Barras y Revestimientos ...............................93

7.7.1 Tubos Muestreadores .....................................................................................94 7.7.2 Sacatestigos ...................................................................................................94 7.7.3 Coronas y Escareadores .................................................................................94

8. EL ARTE DE LA PERFORACION...........................................................................95 9. SEGURIDAD EN LOS TRABAJOS DE PERFORACION ......................................96

9.1 Generalidades ......................................................................................................96 9.2 Introduccin.........................................................................................................96 9.3 El Supervisor de Seguridad (SDS) ......................................................................96

9.3.1 Recomendaciones para el SDS.......................................................................98 9.3.2 Equipo de Proteccin Personal (EPP).............................................................98

9.3.2.1 Fundamento ...............................................................................................99 9.3.2.2 Requisitos ..................................................................................................99

9.4 Accidentes del Trabajo......................................................................................102 9.4.1 Otros Accidentes del Trabajo .......................................................................102

9.4.1.1 Causas de los Accidentes .........................................................................102 9.4.1.2 Causas Directas........................................................................................102 9.4.1.3 Causas Bsicas.........................................................................................103 9.4.1.4 Clasificacin de los Accidentes ................................................................103

9.4.2 Control de los Accidentes ............................................................................104 9.4.3 Seguro Social...............................................................................................105

9.4.3.1 Administradores del Seguro Social...........................................................105 9.4.3.2 Cundo Opera el Seguro ..........................................................................105

9.4.4 En Caso de Accidentes.................................................................................107 9.5 Aseo y Limpieza del Entorno ............................................................................108

9.5.1 Introduccin.................................................................................................108 9.5.2 Mantencin de Condiciones de Orden y Aseo ..............................................108

9.5.2.1 Las Ventajas del Orden y el Aseo.............................................................108 9.5.2.2 Importancia del Orden y Aseo..................................................................109 9.5.2.3 Factor Personal ........................................................................................109 9.5.2.4 Recomendaciones para el Orden y Aseo en las Labores de Perforacin ....110

9.6 Proteccin de Maquinas de Perforacin ...........................................................111 9.6.1 Introduccin.................................................................................................111 9.6.2 Definicin....................................................................................................111 9.6.3 Prevencin de Accidentes ............................................................................111

9.7 Empleo Seguro de Herramientas de Mano.......................................................113 9.7.1 Introduccin.................................................................................................113 9.7.2 Recomendaciones Generales ........................................................................114 9.7.3 Herramientas de Mano de Uso Frecuente .....................................................114 9.7.4 Adquisicin Almacenamiento y Manutencin ..............................................115

9.8 rea de Trabajo ptima y Despejada..............................................................115 9.9 Inicio de los Trabajos o Puesta en Marcha.......................................................117 9.10 Operaciones de Perforacin ..............................................................................117 9.11 Utilizacin Segura de los Huinches, Cables y Accesorios de Izado..................119

9.12 Empleo Seguro del Cabrestante y Huinches Pequeo o de Cuerda.................122 9.13 Seguridad Durante el Desarrollo de la Perforacin a Rotacin Diamantina y la Extraccin de Muestras ................................................................................................123 9.14 Seguridad de Mantenimiento ............................................................................125 9.15 Seguridad Durante el Transporte .....................................................................126 9.16 Carga y Descarga...............................................................................................127 9.17 Traslados Fuera de Caminos.............................................................................127

10. EL TRABAJO EN EQUIPO.....................................................................................129 10.1 El Grupo ............................................................................................................130 10.2 El Equipo De Trabajo .......................................................................................131 10.3 Directrices ..........................................................................................................131 10.4 Obligaciones del Facilitador..............................................................................132 10.5 Consejos para trabajar con comportamientos difciles....................................132

11. GLOSARIO...............................................................................................................134

Sondajes Geotcnicos

1. INTRODUCCION La principal finalidad de esta capacitacin es entregar la mayor cantidad de herramientas tcnicas, tericas y prcticas con respecto a los trabajos que se realizan en perforacin, destinada para todas aquellas personas que desarrollan labores dentro de la dinmica en el trabajo de las perforaciones geotcnicas tales como, los operadores, ayudantes 1, ayudantes 2, tcnicos, supervisores, etc., tener la capacidad de conocer, aplicar y diferenciar los variados procedimientos de sondeos, las mquinas, las operaciones, ensayos in situ y el campo de aplicacin de los sondeos, as como el comportamiento del terreno desde el punto de vista de las propiedades que afectan a su perforabilidad. Identificar y aplicar los diferentes aspectos de las leyes de Prevencin de Riesgos Laborales y del Impacto Ambiental en la realizacin de sondeos, incluidos el transporte, la implantacin, el abandono de los mismos y el trabajo en equipo. Este manual pretende convertirse en una herramienta de consulta permanente para todos aquellos que participan de los procedimientos en los trabajos de perforacin con el fin de potenciar el aprendizaje como as tambin mejorar la calidad del trabajo y los factores humanos que esto implica. La mayora de las tcnicas de perforacin tienen como base la experiencia acumulada de las prospecciones petrolferas y la minera, vale decir, las perforaciones mas profundas. Dicha experiencia se suele utilizar en los sondeos y perforaciones geotcnicas para el estudio de los suelos en obras civiles, con la finalidad de obtener muestras de suelos para ensayo de las propiedades de la mecnica de los mismos, la extraccin de testigos de rocas, determinar los ndices resistencia y otros. Tomando como base esto es que los temas que se tratarn en esta capacitacin tienen como objetivo principal orientar a quienes participan en estas materias para un mejor desempeo en su trabajo. La experiencia demuestra, sin embargo, que a pesar de su aparente simplicidad de trabajo, estn sujetas tambin a toda posibilidad de incidentes originales por los cambios de equilibrio de las presiones geoestticas y los cambios estos, que se producen en la medida que avanza en la perforacin y por ello subsiste la conveniencia de aprovechar la experiencia de tcnicas que permiten salvar estos incidentes. Por esta causa es por lo que se desarrollan las tcnicas de inyeccin de las cuales el operador o sondeador aplicar la ms conveniente deducida no slo por los antecedentes del suelo en estudio, sino que por su propia experiencia. 2. SONDEOS Y PERFORACIONES 2.1 Definicin Sondeo geotcnico: Perforacin de pequeo dimetro que permite reconocer la naturaleza y localizacin de las diferentes capas del terreno, as como extraer muestras del mismo y realizar ensayos in situ. Se entiende como perforacin en minera la accin o acto que, a travs de medios mecnicos, tiene como finalidad construir un pozo. Para que esto se logre debe extraerse todo el material destruido dentro del agujero mediante la utilizacin de aire comprimido o agua. En este punto

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es donde se produce la diferencia entre lo que es la perforacin de exploracin y la de produccin. En el primer caso la materia que se extrae sirve con el propsito de analizar y poder determinar tipos, calidades y cantidades de mineral para la eventual explotacin del yacimiento. La perforacin de produccin, en tanto, tiene por finalidad cargar el pozo con explosivos y generar la tronadura para poder quebrar la roca y as ir avanzando con la explotacin de la mina. 2.1.1 Sondaje o Perforacin de Exploracin En la perforacin de sondaje se puede definir dos grandes rubros: a) Diamantina: Es la que al producirse la perforacin lo que se extrae es un testigo de roca. b) Circulacin Reversa: Es donde se destruye absolutamente la roca y se saca un detrito. 2.2 Sondeos Este mtodo de reconocimiento, se emplea cuando se precisa conocer las caractersticas del subsuelo a profundidades imposibles de alcanzar por medio de una calicata. Los equipos, generalmente mecnicos e hidrulicos pueden perforar desde suelos blandos hasta dursimas rocas y su transporte se facilita al estar montados sobre camiones, sin embargo, la informacin en cuanto a la estratigrafa del subsuelo que entrega un sondeo, es ms difcil de interpretar que la de una calicata, pero es mas completo debido a la profundidad alcanzada. Para situaciones en las que se necesita explorar profundidades mayores a 10-15 metros y/o frente a una condicin de terreno suelto y napa de agua superficial, en general, resulta apropiado el uso de sondajes geotcnicos a rotacin con toma de muestra y ensayes de penetracin estndar (SPT). Adicionalmente, es recomendable la toma de muestra inalteradas a travs de la penetracin a presin de tubos Shelby. La gran ventaja de los sondajes es que permiten a cualquier profundidad deseada, observar el subsuelo extrado y la ejecucin de ensayos de caracterizacin. 2.2.1 Objetivos Generales de los Sondeos

Determinar la ubicacin y espesor de los estratos de suelo. Ubicar la napa de agua. Determinar la profundidad de la roca basal y sus caractersticas (si el proyecto lo

requiere). Obtencin de muestras pera su posterior caracterizacin. Llevar a cabo ensayos en terreno y/o en el laboratorio para estimar propiedades de los

distintos estratos de suelo. Definir problemas especiales que puedan generarse durante o despus de la

construccin

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2.2.2 Reconocimiento del Terreno

Consiste en recorrer el sitio y evaluar visualmente las condiciones locales. Generalmente sirve para responder a respuestas tales como:

- Si hay evidencia de construcciones previas en el sitio. - Si hay evidencia de problemas de estabilidad de taludes. - Si existen construcciones cercanas. - Cuales son las condiciones de drenaje. - Que tipos de suelo y/o rocas se encuentran en la superficie. - Si existen problemas de acceso que puedan limitar los tipos de exploracin. -Si existe recurso hdrico en el sector 2.2.3 Sondajes a Rotacin El sentido de la rotacin debe ser el mismo usado para la unin o enrosque de las piezas que constituyen la sarta de perforacin. Todas las brocas, trpanos o triconos, son diseados para cortar, triturar o voltear las distintas formaciones que pueden encontrarse a su paso. Estas herramientas son diseadas para cada tipo de formacin o terreno. El trabajo de perforacin se realiza mediante la ayuda del fluido de perforacin el cual desempea las siguientes funciones: evita el calentamiento de las herramientas durante la operacin, transporta en suspensin el material resultante de la perforacin hacia la superficie del terreno y finalmente formar una pelcula protectora en las paredes del pozo para de esta manera impedir el desmoronamiento o el derrumbe del pozo. Un equipo de perforacin por rotacin motorizado tpico, tiene las siguientes partes: Mesa de rotacin Su funcin es la de recibir la fuerza necesaria del motor para poder girar la sarta de de perforacin. Estas mesas pueden ser accionadas por acople directo o por engranajes y son redondas con tamao de acuerdo a la magnitud del equipo de perforacin. En el centro lleva una abertura que puede ser cuadrada o hexagonal por la que pasa la barra giratoria llamada Kelly. Barra giratoria o Kelly Es una barra generalmente cuadrada de 4 de lado y que pasa por el centro de la mesa rotatoria y recibe de esta el necesario movimiento giratorio para poder perforar. El extremo inferior se acopla a las brocas y el extremo superior al eslabn giratorio llamado Swivel que lo soporta conjuntamente con toda la sarta de perforacin. La barra es de acero de alta dureza y es hueca por el centro (2), para de esta manera permitir el paso del lodo de perforacin hidrulico. El Kelly puede subir, bajar o detenerse cuantas veces lo desee el perforador mediante el accionamiento de los controles respectivos.

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Swivel o eslabn giratorio Es un mecanismo que va acoplado a la parte superior del Kelly, es una pieza hueca en el centro. Aqu se acopla la manguera que viene desde la bomba de lodos. Drill pipe o tubera liviana de perforacin Tubera construida con acero especial y se usa agregndose cada vez que se introduce el Kelly totalmente en el pozo y vuelve a sacarse, ya que de esta manera a dejado el espacio disponible para la tubera. Drill collars o tubera pesada de perforacin Tambin conocida como Botellas o Sobrepeso. Son tubos de 6 ms y de 10a 20 de largo y con un peso de 500 a 700 Kg. Su finalidad es aumentar el peso de la sarta de perforacin y conseguir fcilmente el corte con los trconos. Trconos o brocas de perforacin Las brocas tienen la funcin de desagregacin de las rocas durante la perforacin de un pozo. Existe una amplia gama de trconos y cada uno est diseado para determinadas desagregar rocas con determinadas caractersticas mecnicas y abrasivas. Bomba de lodos Su funcin principal es tomar el lodo de perforacin de la poza de fludos y llevarla por la manguera hacia el Kelly y al fondo del pozo. El fluido de perforacin asciende a la superficie llevando en suspensin el detritus de la perforacin. Por un canal pasa al la poza de sedimentacin donde se depositan por su propio peso partculas grandes y pesadas, arena, etc. Del pozo de sedimentacin el agua con menos material en suspensin pasa por medio de otro canal hacia el pozo principal donde nuevamente es bombeado al pozo, cerrando en ciclo. Motor Pueden ir acoplados al chasis del remolque o puede usarse el mismo motor del camin del equipo de perforacin. La potencia depende de la magnitud del equipo de perforacin. La principal ventaja de este mtodo es que es ms rpido que el mtodo a percusin.

Los sondajes a rotacin pueden perforar cualquier tipo de suelo o roca hasta profundidades muy elevadas.

Se utilizan brocas que muelen el material del fondo mediante rotacin y presin. El material se extrae por medio de agua inyectada a presin.

Para obtener muestras cilndricas inalteradas se utilizan coronas diamantadas.

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Figura N 1: Esquema del mtodo por rotacin

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2.2.4 Sondajes con Barrena

La barrena se introduce en el suelo mediante rotacin. Luego se extrae y se remueve el material adherido a ella. Este proceso se repite hasta llegar a la profundidad deseada.

Cuando el terreno es firme se remueve la barrena dejando el terreno sin proteccin. Una vez que se retira la barrena es posible introducir equipos para tomar muestras

inalteradas. Este mtodo presenta problemas cuando la barrena se encuentra con materiales muy

resistentes.

Fotografa N 1: Sondaje con barrera helicoidal

2.2.5 Nmero de Sondajes

No existe una regla absoluta para especificar el nmero de sondajes; se requiere juicio y experiencia del ingeniero.

En general el nmero de sondajes debera aumentar a medida que: - La variabilidad del suelo aumenta. - La carga aumenta. - La estructura sea ms crtica 2.2.6 Profundidad de los Sondajes

No existe una regla absoluta para especificar la profundidad de los sondajes. En general el sondaje debera alcanzar una profundidad a la cual el incremento de

esfuerzos sea menor a un 10% de la generada por la estructura a nivel de la fundacin.

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2.3 Obtencin de Muestras La toma u obtencin de muestras, es como se conoce al procedimiento por el que se recogen partes, porciones o elementos representativos de un terreno, a partir de las cuales se realizar un reconocimiento geotcnico del mismo. Las muestras son porciones representativas del terreno que se extraen para la realizacin de ensayos de laboratorio. Dependiendo de la forma de obtencin, pueden clasificarse de forma general en dos tipos:

Muestras alteradas: conservan slo algunas de las propiedades del terreno en su estado natural.

Muestras inalteradas: conservan, al menos tericamente, las mismas propiedades que tiene el terreno "in situ".

2.3.1 Muestras Alteradas Obtenidas de trozos de testigo o de muestras de ensayo SPT. Anlogamente al caso de muestras alteradas obtenidas en calicatas, se tienen en cuenta las mismas consideraciones. 2.3.2 Muestras Inalteradas Se consiguen mediante tomamuestras adecuados. Los ms utilizados son los tomamuestras abiertos de pared gruesa y el tomamuestras de pared delgada o Shelby. Tambin, en suelos muy sensibles a la alteracin inherente a la maniobra, puede utilizarse el tomamuestras de pistn de pared gruesa o delgada. El utilizado con mayor frecuencia es el primero de los citados. Consta de un tubo cilndrico de pared gruesa dotado de una zapata separable. El resto del tubo es bipartido (por dos generatrices), para la extraccin posterior de la muestra una vez tomada. En el interior se aloja una camisa fina que generalmente es de PVC, aunque puede ser metlica, donde se introduce la muestra para enviarla al laboratorio, habiendo parafinado previamente las caras extremas para evitar prdidas de humedad. En suelos blandos, el grosor de la zapata provoca una fuerte alteracin de la muestra. Para evitarlo, se recurre al tomamuestras de pared delgada, tambin denominado Shelby. En este caso, no se introduce ninguna camisa en el interior del tomamuestras, sino que la muestra se enva al laboratorio dentro del mismo tubo Shelby, convenientemente tapado y parafinado. En suelos arcillosos muy duros o en rocas, no se pueden introducir tubos tomamuestras mediante presin o percusin: en el caso de arcillas muy firmes, la introduccin del tubo tomamuestras por medio de un gran nmero de golpes, provoca la total alteracin del suelo. Por ello, debe obtenerse la muestra con la batera de perforacin. Si este suelo duro o roca requiere agua para el avance, (y esto puede dar lugar a una alteracin de la muestra), se debe utilizar tubo sacatestigos doble. El testigo que va a ser enviado como muestra al laboratorio, debe ser envuelto en un mallazo y parafinado posteriormente.

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2.3.3 Obtencin de Muestras de Suelos Blandos Las arcillas y limos no ofrecen mayores dificultades en las perforaciones de la Mecnica de Suelos, excepto en lo que se refiere a obtener muestras lo mas inalteradas posible. Al extraer el tubo muestreador del pozo hay un exceso de presin hidrosttica sobre el testigo y las fuerzas de succin en su parte inferior. La combinacin de estos dos factores pueden llevar a la prdida de la muestra, especialmente en suelos con humedad alta. Para evitarlas se han desarrollado varios dispositivos tales como: orificios en el cabezal del tubo saca muestras, vlvulas para abrir o cerrar, tubos de pistn estacionario y bulbos de vacos, etc. Por otra parte el testigo es mas corto que la longitud de hincado. Este acortamiento (S) del testigo se debe a que los suelos se hacen mas compactos por la deflexin que experimenta hacia abajo en la proximidad de las paredes del tubo y el estiramiento a que se ven sometidos. La relacin entre la longitud final y la columna de suelo de la que se ha extrado la muestra es la relacin de la recuperacin (Rc) en que:

Rc = L: H Nota: Siendo L la longitud de la muestra y H la altura de la columna de suelo, o lo que es lo mismo, la longitud del hincado. Los suelos cohesivos y homogneos pueden permitir una perforacin continua obteniendo muestras de todos sus espesores sin mayor problema de los descritos y si fuera necesario una limpieza del pozo bastara con una simple inyeccin de cualquier fluido de perforacin y empleando una herramienta apropiada para tal efecto. En cambio en las arenas, la muestra inalterada no es posible obtener si no se utilizan complejos procedimientos tales como inyeccin qumica, congelamiento y otros. En general, para obras civiles tales procedimientos son de alto costo. Cualquiera sea el tipo de saca muestras para suelos blandos, resulta inevitable que se produzca cierta alteracin del suelo. La alteracin es mayor cerca de los bordes. El grado de alteracin depende de las dimensiones del tubo y del procedimiento de hincado. Los mejores resultados se obtienen por una hinca rpida a velocidad constante. Para muestras de un dimetro dado y con el procedimiento descrito, el grado de alteracin depende del ndice de reas, cuya formula reducida a su ms simple expresin resulta:

Ar (%) = 100 De - Di Di

Nota: En la que De = dimetro exterior y Di = dimetro interior del tubo. Para tubos de aceros de pared delgada de 50.8 cm de dimetro, Ar es aproximadamente igual a 10%. En tubos bien proyectados para obtener muestras de 10 cm dicho valor no debe exceder de 40%.

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Como los tubos tienen dimetro exterior algo menor en el extremo inferior del bisel, con objeto de disminuir el roce sobre la superficie cilndrica de la muestra y la alteracin correspondiente, se produce un efecto opuesto al permitir la expansin de la muestra en el interior del tubo; tal efecto puede ser calculado y se denomina coeficiente de huelga interno (Ci).

Ci = Di - Ds Ds

Nota: En que Ds = al dimetro en el interior del bisel. Se recomiendan valores del (Ci) no mayores del 1.5% para la mayor parte de suelos y toma de muestras a fin de conseguir la mayor compensacin de estos efectos opuestos. En la Fig.2 se presentan caractersticas de tubos saca muestras y efecto de la hinca.

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Figura N 2: Tubo Muestreador para Suelos Blandos

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2.3.1.1 Muestreo de Suelos Pulverulentos Muestreador de Campana Bishop La dificultad en la toma de muestras de arenas finas se encuentra en la elevacin del sacatestigos que se vaca con la facilidad desconcertante. El principio del aparato Bishop consiste en asegurar esta elevacin por medio de una burbuja de aire. A causa de la presencia de de las fuerzas capilares que se ejercen sobre la cara inferior de la muestra, la arena adquiere una cohesin aparente y no se cae. Para llegar a este resultado, se instala el tubo de extraccin en el interior del otro de gran dimetro en forma de campana que se puede llenar de aire cuando se desee. El aire comprimido que se introduce despus de tomar la muestra, deforma una membrana de caucho que obtura en la parte superior del sacatestigos. Esta membrana reemplaza la bola habitual. El detalle de las operaciones consiste en realizar un muestreo de tipo corriente, luego se enva aire comprimido hasta que aparecen burbujas en la superficie del agua; despus se levanta el conjunto. El inconveniente del aparato es que se necesita una perforacin de 150mm de dimetro para obtener un testigo de 60 mm de dimetro. Sacatestigo kjellman Como ya es sabido, el rozamiento del testigo con la pared interior del tubo, es lo que limita la longitud de aquel. Si se quieren conseguir testigos largos, hay que suprimir este rozamiento. Para llegar a este resultado kjellman fabrico, mediante unos flejes adosados de acero, una camisa fija con relacin al sacatestigo. El rozamiento se realiza entonces entre dos partes metlicas convenientemente lubricadas. Los flejes de acero estn dispuestos en bobinas en el anillo cortante (zapata). Despus de un cambio de direccin apropiado, su extremo libre se fija a un pistn que extiende los flejes a medida que se hinca el muestreador y as ocurre que no hay ninguna posibilidad de contacto entre la muestra y el tubo sacamuestras. El volumen de las bobinas proporciona un coeficiente de pared relativamente importante, se contrarresta dando al anillo cortante (zapata) una longitud grande por debajo de las cavidades de las bobinas y una gran finura. La longitud de los testigos puede llegar a la docena de metros y esta limitada solo por el volumen de las bobinas. Muestreador de Pistn En 1923 en Suecia, J. Olsen fabrico el primer muestreador de pistn. Al principio de la toma el pistn esta fijo en el nivel del anillo cortante (zapata). Se desciende el conjunto a travs de la perforacin hasta la zona de muestras. Entonces se libera el pistn y se extrae todo, junto con la muestra. Un anillo de cuero (suela hidrulica) puesto en la cabeza del pistn reemplaza la bola de los otros aparatos.

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Figura N 3: Muestreador de Pistn Perforacin con Barrenos (Auger) Un procedimiento relativamente moderno que precisa de movimientos por sistema hidrulico para la rotacin, y de maquinas perforadoras de gran potencia, con estructuras compactas, es el que emplea barrenos espirales para el despeje y avance de la perforacin. Un tipo de barreno tiene su ncleo hueco, con un dimetro tal que permite introducir tubos para obtener muestras en suelos blandos y adems por ciento, permite efectuar pruebas de

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ndices de resistencia a la penetracin normal. La presencia de estratos con gravas y bolones limita la efectividad del sistema. Entonces puede emplearse procedimientos combinados de perforacin, se extrae el barreno, se coloca el revestimiento y se contina con algn otro mtodo usual. Muestreador Mohr Este aparato se caracteriza por: Seis lengetas en la base (algo similar a lo que se conoce como canastillo de

retencin). Un hilo metlico que acciona las lengetas y corta el testigo por su base. Un tubo de aire comprimido que impide que se produzca un efecto de bombeo en el

momento de la extraccin. El testigo se introduce en siete camisas superpuestas de 30 cm de longitud cada una. Una vez lleno el aparato y desprendidas las camisas, se separan estas por medio de un hilo metlico. Se sellan los extremos con parafina slida. El aparato da resultados buenos en suelos coherentes. El mismo principio se aplica en el muestreador de Langer, pero es mucho ms sencillo. La camisa interior es nica y no lleva vlvulas, ni hilo de acero, ni tubo de aire. 2.3.4 Obtencin de Testigos de Roca Al perforar las rocas con rotacin y empleando granalla, prismas de vidia o diamantes, se obtiene automticamente un testigo a condicin evidentemente a no emplear coronas macizas. Basta arrancar ese testigo, sin estropear, despus de cortarlo para tener certificacin continua. La experiencia demuestra que se recupera el mayor porcentaje de testigo con los diamantes y el menor por supuesto, con la granalla. Los prismas dan un resultado intermedio, excelente en algunos casos. Evidentemente que en el folleto solo se tratara de los diamantes y prismas en la parte pertinente a herramientas de corte. En lo que respecta a la testificacin en rocas, desde el punto de vista de la Mecnica de los Suelos, solo interesa la testificacin como comprobacin de la existencia de rocas bajo el suelo de una fundacin y los testigos que se extraen no van ms all de una profundidad prudente de unos cinco metros, a menos que se especifique otra cosa. La extraccin de testigos en rocas se emplea como ya se ha dicho, para comprobar la presencia de ellas, para la identificacin y la clasificacin de su calidad. Con respecto a esto ultimo, es muy importante pues la obtencin de buenos testigos. Se comprender con mayor facilidad la importancia de lo dicho si se estudian los tipos de fallas que presenten los testigos.

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1. Juntas: Entre ellas una delgada capa de material fino. 2. Fractura: Superficie spera entre ellas. 3. Partiduras: Es una fractura fresca. 4. Separacin: Una gruesa pelcula de material fino o sales entre ellas. La tercera falla es generalmente es consecuencia de la manipulacin de las operaciones de perforacin y es favorecida por el uso de malos saca testigos. Los testigos constituyen una de las ms valiosas fuentes de informacin para el estudio de numerosas obras civiles de cierta envergadura respecto de: tipos litolgicos, fracturamientos, callamiento, micro fracturas, grado de alteracin, dureza, comportamiento mecnico, etc. Esta consideracin permite establecer que mediante un examen critico, los testigos proporcionan valiosos antecedentes geolgicamente significativos. Respecto del estado de las masas rocosas de superficie. Sin embargo, frecuentemente las descripciones de los testigos resultan poco afortunadas para sealar el estado y la condicin mecnica de las masas rocosas. Mas aun, en oportunidades, la informacin que se entrega a menudo suele incluir solo el nombre o clasificacin petrogrfica de la roca cortada en el sondeo, complementada por alguna informacin adicional que contiene algn antecedente como dureza, grado de alteracin fracturamiento, etc. La informacin as entregada en mucho representa el criterio subjetivo del encargado de los anlisis de los testigos. Uno de los principales medios para establecer el carcter geotcnico de una masa roca, en base al anlisis del testigo, lo constituye el denominado porcentaje de recuperacin (PR). Para tales fines se ha establecido de una de las formas mas objetivas de cuantificar la cantidad en terreno de las masas de rocas, lo constituye el registro de fracturas presente en los testigos, como ya se menciono anteriormente. En esta forma una roca de buena calidad tendr un bajo fracturamiento, , y una alta frecuencia de fracturamiento (4 a 6 fracturas de cada 10 cm) corresponder a una roca de mala calidad. Otro sistema considerado como mas sensible, en base al anlisis descriptivo del testigo, una vez extrado del saca testigo denominado (RM) recuperacin modificada (en ingles: RQK: Rock Quality Designation) en el cual solo los trozos de rocas mayores que 10 cm se consideran como recuperados. Se estima que los trozos menores son consecuencia de esfuerzos de cortes, fracturamiento, microfisuramiento y alteracin de la masa rocosa y por ello no deben ser contabilizados. El sistema (RM) proporciona una estimacin preliminar de las variaciones en terreno de las propiedades de las rocas, a partir del examen de un trozo sano de roca, constituyendo por tanto un mtodo mas adecuado que el (PR) para estimar la calidad de ellas. Al margen de las consideraciones expuestas y aceptando el hecho de los testigos en cierto modo sirve para evaluar el carcter geotcnico de las rocas, es necesario insistir que, en ciertos casos, la recuperacin esta influenciada por: tipo del equipo de sonda, dimetro empleado, tipo de corona, velocidad de avance y rotacin, habilidad del perforista, etc. Las condiciones esenciales que exige la aplicacin del mtodo (RM) es el uso de saca testigos del tipo NX adems de una buena supervisin de la perforacin, de la extraccin y examen del testigo, ya que usualmente no resulta fcil de diferenciar las fracturas o discontinuidades naturales de las artificiales.

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En la siguiente figura, se describen el mtodo (PR) y (RM).

Figura N 4: Relacin entre Porcentajes de Recuperacin Modificada y Carcter Geotcnico de las Rocas

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2.3.5 Presiones de los Terrenos Antes de la perforacin el terreno esta sometido a las acciones de la gravedad. Si la perforacin se hace en terreno homogneo, el esfuerzo vertical soportado por el terreno es igual al producto de su peso especifico (y) por la altura (z) a que ha llegado la perforacin o en cualquier punto de ella, se tiene que:

pv = z y El esfuerzo vertical se traduce en una comprensin que tiende a producir una dilatacin transversal pasando entonces de un estado de equilibrio nuevo, variando sus tensiones a medida que se avanza en la perforacin. Estos nuevos estados de tensiones dan origen a una serie de fenmenos que obligan a los perforistas y sondeadotes a sortearlos para evitarse problemas tales como derrumbes, atascamientos de herramientas y tubos de revestimientos. En el caso de este numero, el suelo ejerce un empuje sobre su superficie cilndrica, equilibrndose las presiones por el esfuerzo que desarrolla el mismo. Los estados de esfuerzos que obren sobre los revestimientos se calculan de esta forma: a) Suelos granulares Del ensayo de Penetracin Normal se obtiene el Angulo de friccin interna del suelo, o sea del rozamiento entre sus granos ( aprox.) la presin horizontal del suelo en un punto dado es:

ph = pv.tg Pero como en la longitud total del tubo existe una transmisin lateral de esfuerzos, es necesario determinar el coeficiente (K) en que:

K = ph

pv Y la presin horizontal real del suelo sobre el revestimiento es:

ph = k.pv =k.z.y Lo cual significa que es posible determinar en que momento de la perforacin se esta produciendo un esfuerzo sobre el tubo que puede causar un atascamiento, por lo que es conveniente reducir Nx a Bx. Si se conoce la capacidad de traccin mxima de huinche de la sonda para alzar la tubera, se puede calcular en que momento se alcanzara esa capacidad, conociendo la fuerza necesaria a emplear en una profundidad dada. Se tiene que:

F = 1.6.k.yd.1.tg

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b) Suelos finos:

F = . D .1 C.a Ca es la adherencia, que es la cohesin existente entre un suelo y la superficie slida de un tubo. Para romper la adherencia, los tubos se giran aplicando un torque, el que no es muy grande dando a que el dimetro D es pequeo:

T = 1.6. Ca.D .1 b

en que ( l ) es longitud y ( b ) es el largo de la palanca o llave para girar el tubo. Estas formulas no se aplican corrientemente en la practica, pero demuestran la causa de muchos atascamientos de revestimientos. Finalmente, existen tcnicas o procedimientos en que el revestimiento es empleado adems, en determinaciones de ndices de resistencia al cizalle, con mtodos similares al de una penetracin normal. 2.4 Ensayos en Terreno (In-situ) Los ensayos "in situ" son pruebas realizadas para la determinacin de las caractersticas geotcnicas de un terreno, como parte de las tcnicas de reconocimiento de un reconocimiento geotcnico, constituyendo una alternativa o complemento a los ensayos de laboratorio sobre muestras extradas del terreno. Pretenden eliminar o reducir algunas de las limitaciones de los ensayos de laboratorio: El proceso de toma de la muestra, bien sea por golpeo, hinca o rotacin, produce una alteracin de la estructura del terreno. Esta alteracin es ms importante en la periferia de la muestra, pero en cierta medida afecta a la totalidad de la misma. Estudios tericos muestran que las deformaciones verticales que se producen en un suelo arcilloso debido a la hinca de un tomamuestras de pared delgada, son del orden del 1% en el eje de la muestra. A esta alteracin hay que aadir la que se produce en el transporte, almacenamiento, extraccin de la muestra del tubo tomamuestras y tallado de la probeta. La extraccin de la muestra del terreno implica la anulacin de las tensiones totales a las que estaba sometida "in situ". En cuanto a las presiones intersticiales, el nico control que se tiene sobre ellas es la proteccin de la muestra contra la desecacin o humectacin a travs de sus paredes. El agua intersticial queda as en estado capilar, siendo esta succin la responsable de mantener la estabilidad de la muestra. Si no existe ninguna alteracin, esta succin debe ser igual a la presin efectiva media a la que estaba sometida la muestra in situ. Mediciones de la succin existente en muestras reales, indican valores entre el 100% y el 60% de la presin efectiva media.

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2.4.1 Ensayo de Penetracin S.P.T. 2.4.1.1 Objetivo El ensayo de penetracin del tipo SPT, es un ensayo geotcnico que consiste en intentar penetrar 45 cm en el suelo a caracterizar, una Cuchara Normalizada mediante golpes de martinete en cada libre desde una altura 76 cm, golpeando este sobre una cabeza de golpe. La energa es trasmitida a la cuchara mediante la sarta de barras del tipo AW. Para esta penetracin de 45 cm, se registra el nmero de golpes totales que han sido necesarios para descender en tramos de 15 cm cada uno o el nmero de golpes realizados para calificarlo de rechazo. 2.4.1.2 Terminologa Mquina de sondaje: Equipo destinado a la perforacin y que realiza muestreo, avance y/o limpieza del agujero permitiendo de esta manera continuar con los ensayos geotcnicos o proseguir con el muestreo. Por lo general dispone de sistema de rodillo o cabrestante para minimizar el esfuerzo para el levante del martinete. Martinete: Elemento metlico (masa de fierro) de 140 2 libras (63,5 1 kg.) y forma cilndrica, pudiendo ser hueco (con pasada para barra gua) o de una sola pieza (elemento que incorpora la barra gua en forma interna), con sujecin en la parte superior para conectar cordel de manila o camo (fibra vegetal). Cabrestante: Torno de eje vertical que se emplea para mover grandes pesos por medio de una maroma o cable que se va arrollando en l a medida que gira movido por la potencia aplicada en unas barras o palancas que se introducen en las cajas abiertas en el canto exterior del cilindro o en la parte alta de la mquina. Torno generalmente accionado por un motor y destinado a levantar y desplazar grandes pesos. Operador: Persona fsica e intelectualmente preparada y encargada de operar la mquina para realizar la perforacin y extraccin de muestras, como tambin ejecutar los ensayos geotcnicos y manipular todo lo que tenga relacin con la mquina o utilizacin de ella. El perfil del operador deber ajustarse de la mejor manera a satisfacer lo siguiente: Operador especializado (en Chile no se imparte la carrera de operador de Equipos de Perforacin) con a lo menos 5 aos de experiencia en estos trabajos, con conocimientos bsicos de mecnica de suelos, mecnica automotriz, electricidad, etc. De requerirse se solicitar certificado de salud o examen preocupacional, si las condiciones geogrficas y/o climticas as lo exijan, cursos de seguridad (sean estos, los impartidos por la mutual correspondiente y/o los exigidos por la empresa o compaa a la cual se prestarn los servicios. Deseable poseer Licencia de Conducir clase B. 1 Ayudante: Tcnico calificado, con conocimientos de descripcin de suelos para llevar la estratigrafa del sondaje y para realizar trabajos con importantes esfuerzos fsicos) debiendo llevar adems el Libro de Obra para cada proyecto. Adicionalmente, ser adems el encargado de comunicarse con las jefaturas de la seccin como tambin con el mandante y coordinar en terreno aquellas acciones para realizar correctamente los trabajos. De requerirse se solicitar certificado de salud o examen preocupacional, si las condiciones geogrficas y/o climticas as

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lo exijan, cursos de seguridad (sean estos, los impartidos por la mutual correspondiente y/o los exigidos por la empresa o compaa a la cual se prestarn los servicios). Deseable poseer Licencia de Conducir clase B. 2 Ayudante: Segundo Ayudante (persona en condiciones de realizar importantes esfuerzos fsicos) y que est en condiciones de realizar trabajos menores y de apoyo al operador de la mquina. Certificado de salud o examen preocupacional, si las condiciones geogrficas y/o climticas as lo exijan, cursos de seguridad (sean estos, los impartidos por la mutual correspondiente y/o los exigidos por la empresa o compaa a la cual se prestarn los servicios). Cuchara normal: Elemento metlico cilndrico hueco, de 45 cm de largo (mnimo ptimo) y de 2 pulgadas de dimetro exterior y que en su interior se aloja la muestra ingresada si hubiese penetracin. Barras: Sistema de transmisin de energa y acople de la cuchara normal, tambin al sistema de golpeo (martinete y cabeza de golpe), por lo general son de 5 o 10 pies (1,525 o 3.05 metros) cada una. Apriete de barras: Accin que realiza el ayudante y/o el operador, con llaves ajustables que se encuentren en buen estado, dependiendo tambin de las condiciones locales y particulares de trabajo y del tipo de martinete que se est utilizando. Esta maniobra, slo se deber realizar cuando el Operador de la mquina as lo ordene, tanto de manera verbal complementada con un gesto tcnico propio del apriete y adems considerando que el martinete este en posicin segura sin riesgo de caer. 2.4.1.3 Equipos Mquina de sondaje: 1 Equipo de perforacin mecnico para avance y recuperacin de muestra, con huinche y sistema de rodillo o cabrestante. Martinete: 1 martinete con masa aproximada de 63,5 1 kilogramo. Cabeza de Golpe: 1 cabeza de golpe, slo en caso de utilizar martinete con pasada por el centro o hueco. Cabrestante: 1 Rodillo o Cabrestante giratorio. Cordel: 1 cordel de manila o camo con un largo ptimo. Barras o sarta de barras: Sistema de barras tipo AW, para transmisin de energa. Barra gua: Sistema de barra gua, slo en caso de utilizar martinete con pasada por el centro o hueco. Cuchara normal: Cuchara de penetracin y recuperadora de muestra de 2 de dimetro exterior. 2.4.1.4 Procedimiento El procedimiento general consiste en lo siguiente: Una vez habilitado el pozo y despejado hasta la cota del ensayo (profundidad desde donde se iniciar el hincado de la cuchara normal), se procede a introducir la cuchara normal, acoplando tantas barras como sea necesario para llegar al fondo del pozo. Una vez realizado

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esto se ajusta la altura adecuada con barras de longitudes variables a modo que sobresalga la sarta de barras entre 1,00 a 1.50 metros aproximadamente desde la cota de inicio del pozo o nivel referencial (por lo general nivel de tierra) y ser a esa altura donde quedar ubicada o se acoplar la cabeza de golpe con su barra gua para dar inicio al hincado, esto es, si slo s, se utilizara el martinete con pasada de barra gua o hueco. En caso contrario la altura se ajustar de acuerdo a las dimensiones que tenga el martinete con barra incorporada. El operador marcar visiblemente las barras, ya sea en la parte superior para dar la altura de cada del martinete (76 cm desde la cabeza de golpe hacia arriba) y tambin en la parte inferior, desde una cota de referencia, tres trazos equidistantes de 15 cm cada uno para verificar cuanto a penetrado la cuchara normal y poder as llevar el control del nmero de golpes ejecutados. Una vez dispuesto todo lo anterior se procede a activar el cabrestante o rodillo a modo de izar el martinete. Esta accin se realiza enrollando una cuerda de camo una o dos vueltas sobre el rodillo. Luego, para el caso del martinete hueco o de cadena, se posiciona o se pasa por el hueco del martinete la barra gua a modo de asegurar que el martinete siempre caiga sobre la cabeza de golpe. De esta manera se est en condiciones de iniciar la serie de golpes que requiera el ensayo. El operador podr solicitar al ayudante al inicio o durante el ensayo, que tome la barra con las manos (utilizando guantes), por debajo de la cabeza de golpe, indicando la manera correcta de hacerlo, para mantener principalmente la excentricidad de la sarta de barras, evitando as que no se golpeen estas contra el suelo o tubera de revestimiento, lo que provocara perdidas de energa que afectan el resultado del ensayo. El operador, levanta el martinete hasta la altura indicada, se detiene y deja caer seguidamente el martinete en cada libre, posteriormente vuelve a levantar hasta la altura indicada y lo deja caer, esta accin se repite constante y continuamente hasta que: Se penetren 15 cm y en ese momento se gira toda la sarta de barra en el sentido de apriete a lo menos una vuelta o la sarta de barras, la barra gua o la cabeza de golpe se hayan soltado producto de los mismos golpes y ser el operador del cabrestante quien ordene al o los ayudantes que aprieten con llaves todas aquellas partes que as lo requieran. La maniobra de apriete termina cuando hayan quedado listas las conexiones para continuar y nuevamente ser el operador quien ordene al o los ayudantes retirarse pues se continuar con la secuencia de golpes. Las ordenes dadas para los aprietes y retirarse a posicin segura sern dadas en forma fuerte y verbal, complementndola con gestos o gesticulaciones que indiquen estas acciones. Para estas maniobras se requerir de tomar por parte del operador, de todas las medidas de seguridad que garanticen que, entre otras el martinete no se suelte y caiga. El ensayo contina, anotando el nmero de golpes que han sido necesarios para penetrar los tres tramos de 15 cm cada uno y en caso contrario, indicar el nmero de golpes con que se calific de rechazo (la cuchara no penetra y rebota). Concluido esto se retira el martinete de su gua y se deja ubicado sobre el suelo. Se desacopla la cabeza de golpe y se conecta el adaptador para iniciar el sacado de barras.

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Tabla de Correlacin

Tabla N 1: Consistencia de las Arcillas

Estado Compresin Simple (Kg/Cm2) Indice de Penetracin N

Muy blanda menor 0,25 0 - 2 golpes Blanda 0,25 - 1,00 2 - 4 golpes Mediana 0,50 - 1,00 4 -8 golpes Consistente 1,00 - 2,00 8 - 16 golpes Muy consistente 2,00 - 4,00 16 - 30 golpes Dura mas de 4,0 mas de 30 golpes

Tabla N 2: Compacidad de las Arenas

Estado Densidad Relativa Indice de Penetracin

Muy suelta 0 - 0,15 28 0 - 4 golpes Suelta 0,15 - 0,35 30 4 -10 golpes Mediana 0,35 - 0,65 30 10 - 30 golpes Densa 0,65 - 0,85 41 30 - 50 golpes Muy dura 0,85 - 1,0 mas de 50 golpes 2.4.1.5 Empleo Seguro del Cabrestante y/o de los Huinches de Cuerda Mantenga el cabrestante limpio y sin xidos, libre de aceite y/o grasas. Este debe ser

limpiado con escobilla en caso de tener xidos. Revise el cabrestante en forma peridica (cada vez que se termina una faena de sondajes),

cuando el motor no est funcionando y verificar as que no hayan ranuras de desgaste provocadas por las cuerdas. Si la ranura observada es de ms de 3 mm, el cabrestante debe ser reemplazado.

Emplee siempre una cuerda limpia, seca y en buen estado. Una cuerda con aceite o hmeda puede agarrar el cabrestante pequeo y provocar que las herramientas de perforacin u otros objetos sean izados rpidamente a la parte superior del mstil o torre.

En caso que la cuerda agarre el cabrestante o se enrede de alguna forma en el tambor, libere la cuerda y de aviso o alerte enrgicamente para que todo el personal retroceda rpidamente y permanezcan alejados, incluido el operador. De ocurrir esto a menudo la cuerda se romper y soltar todo lo que arrastro con ella. Si no se rompe, permanezca apartado del equipo de perforacin hasta que el operador, evaluando la situacin, detenga el motor y se tomen la medidas para desacoplar lo que este atrapado. El operador debe estar atento a las herramientas que se encuentran suspendidas y debe retirarse rpidamente despus de apagar el motor. Existen equipos que traen incorporados frenos de emergencia y bocinas de alarma, las que deben ser usadas en caso de disponerlas.

La cuerda debe estar siempre protegida del contacto de productos qumicos, pues estos pueden provocar deterioros que no son detectados visualmente.

Jams enrolle la cuerda del cabrestante o cualquier otra cuerda, alrededor de una mano, mueca, brazo, pie, tobillo o pierna, ni en ninguna otra parte de su cuerpo.

Siempre mantenga un mnimo de 18 pulgadas de espacio entre la mano que esta operando y el tambor del cabrestante cuando este se este utilizando.

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Est atento al hecho que la cuerda avanza hacia el cabrestante con cada golpe de martinete y que la herramienta utilizada avanza dentro del suelo.

Jams opere el cabrestante o efecte cualquier tarea alrededor de la sonda con ropa desabotonada o de alguna manera no sujeta o cuando use guantes con puos anchos o tiras o cordones sueltos.

Se recomienda que el uso de cabello largo en las personas que operan, transitan o realizan otras tareas en la mquina, no est expuesto y sea tomado, de tal manera que permanezca contenido dentro del casco de seguridad.

No use cuerdas que sean ms largas que lo necesario. Una cuerda muy larga puede formar una lazada en el suelo o enredarse de alguna forma en el operador.

No le d ms vueltas a la cuerda de las que sean necesarias para elevar la carga. No deje solo el cabrestante con la cuerda enrollada en el tambor. Ubique todos lo dems cables de izado de manera de impedir el contacto con la que se este

empleando. El operador debe ser capaz de utilizar el cabrestante, permaneciendo de pie sobre una

superficie nivelada con buenas condiciones de estabilidad y firmes, y sin distracciones o molestias.

Permanezca siempre concentrado en lo que se est haciendo y se sugiere que todas las personas involucradas en el ensayo, vayan contando la cantidad de golpes que se han dado, de esta manera se darn cuenta en que etapa del ensayo estn.

2.4.2 Ensayo de Penetracin de Cono C.P.T. El ensayo de penetracin esttica CPT consiste en hincar a presin en el suelo a una velocidad constante de 2 cm/seg. una punta cnica que permite medir por separado la reaccin que opone el suelo a la penetracin del cono (qc) y el rozamiento de un manguito ubicado por encima del mismo (fs). El ensayo CPTU (piezocono) permite medir adems la presin de poro que se genera durante la hinca. La reaccin necesaria para la hinca est dada por el propio peso del vehculo o por anclajes al terreno. El ensayo CPT puede realizarse con puntas mecnicas o elctricas. El ensayo CPTU es completamente electrnico y las medidas son efectuadas por captores de presin, amplificadas y tratadas por un convertidor A/D. Se calibra peridicamente siguiendo las normativas internacionales. Este ensayo mide la resistencia de punta del cono y la resistencia por friccin. Es un ensayo rpido y entrega un perfil continuo. La desventaja es que es relativamente caro y no se obtienen muestras. Es ms adecuado para suelos con cohesin.

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Figura N 5: Ensayo Cono Pentetracin CPT

Figura N 6: Piezocono

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2.4.3 Penetraciones Estticas (Ensayo de Penetracin con Piezocono CPTU) El ensayo de piezocono es bsicamente un ensayo de penetracin esttica continuo, con medida de presin intersticial, que se encuadra dentro del conjunto de los ensayos de campo realizados "in situ". Consiste fundamentalmente en la introduccin de una sonda (llamada piezocono) en el terreno, a velocidad constante, unida a un sistema de varillas que se van aadiendo segn se avanza en profundidad, con ayuda de un equipo de empuje movido por un motor. Durante la penetracin se registran simultneamente, mediante un sistema de censores, datos de resistencia por punta (Rp), resistencia por fuste (Rf) y de presin intersticial (u). La esencia del mismo es la incorporacin, al ensayo clsico de penetracin esttica, de la medida de la presin intersticial que se genera durante la hinca y es sta precisamente la caracterstica principal que lo diferencia del resto de los penetrmetros estticos. 2.4.4 Ensayo de Permeabilidad Antes de la construccin de una estructura de tierra, es importante verificar que las propiedades del suelo de la cimentacin, sean las indicadas para garantizar la estabilidad y funcionamiento adecuado de la obra. En algunos casos, dichas propiedades pueden obtenerse en el laboratorio a partir de muestras inalteradas; sin embargo, es frecuente que, al no poder obtener muestras inalteradas o suficientemente representativas, se tenga que recurrir a pruebas de campo para el mismo fin. Las pruebas de campo tienen que adaptarse a las particularidades de cada obra y, en general, no es posible ni deseable establecer un procedimiento estndar para su ejecucin. Pruebas de Permeabilidad de Campo Las pruebas de permeabilidad de laboratorio son tiles cuando la estructura que se forma est formada por un material que puede considerarse homogneo, istropo, o anistropo, como en el caso del corazn impermeable de una cortina, construido con la tierra de un banco de prstamo homogneo. En cambio, en las formaciones naturales, generalmente compuestas por mantos distintos, con variaciones importantes tanto en la disposicin de los mismos como en las caractersticas de los materiales, es difcil estudiar el escurrimiento a partir de un nmero limitado de ensayes sobre muestras inalteradas. En mantos de arena y grava es casi imposible obtener especimenes inalterados. En estos casos es necesario recurrir a las pruebas de campo. El tipo de prueba de permeabilidad til en cada caso particular depende de numerosos factores, tales como tipo de material, localizacin del nivel fretico y homogeneidad o heterogeneidad de los distintos estratos del suelo, en cuanto a permeabilidad se refiere. En la tabla siguiente, tomando en cuenta ciertas caractersticas del problema bajo estudio, se expone la aplicabilidad de los diversos tipos de pruebas de permeabilidad a los suelos aluviales tpicos de las boquillas de presas.

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Tabla N 3: Aplicabilidad De Los Diversos Tipos De Pruebas De Permeabilidad

Nivel fretico Material

Prueba lefranc

Bombeo con

medicin del

abatimiento

Bombeo con colocacin

de piezmetros

Absorcin y

filtracin

Trazadores radiactivos micromolinete

Homogneo X Por encima del nivel fretico

Heterogneo X

Homogneo X X Por debajo del nivel fretico

Heterogneo X X X X

Cada tipo de prueba se analiza con mtodos de clculo ms o menos elaborados; sin embargo, los resultados obtenidos de los diferentes mtodos de interpretacin, propios a cada prueba, son semejantes; debe prestarse especial atencin a la forma en que se lleva a cabo el ensaye, ya que, dependiendo de los procedimientos utilizados, los resultados pueden variar de forma significativa. Adems de las pruebas de permeabilidad mencionadas en la tabla anterior, se presenta la prueba de permeabilidad Lugeon, generalmente usada para masas rocosas. 2.4.4.1 Lefranc Se entuba la perforacin por tratarse de terrenos pulverulentos y la cavidad se abre bajo la zapata del revestimiento. Se conserva abierta gracias a la inyeccin de agua que se realiza a travs de las toberas de un trpano pequeo que se mantiene fijo a una determinada profundidad. La sobrecarga h de agua en la cavidad viene dada por la observacin del nivel libre en el entubado y el caudal de inyeccin por la bajada del nivel del tanque. De este modo se tienen todos los elementos necesarios para calcular K, salvo el coeficiente C de la cavidad para evaluar este es preciso hacer una hiptesis sobre la forma de la misma. Por consiguiente, la interpretacin del ensayo solo puede suministrar un orden de magnitud bastante aproximado de las permeabilidades. En general es suficiente, ya que el coeficiente C vara poco con la forma de la cavidad. Cuando la dimensin de los granos de las formaciones es demasiado grande para que el agua pueda formar una cavidad, es necesario recurrir a otro procedimiento. Algunas veces se puede realizar con la herramienta de perforacin con una cavidad de forma dada asegurando su mantenimiento durante el tiempo que dura el ensayo la propia cohesin del terreno. En este caso no hay que olvidarse de comprobar que no sufre ninguna modificacin durante el tiempo que se realizan las medidas.

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En particular, si se toma como cavidad el espacio en forma de disco que se crea en la base del entubado, es necesario que no ascienda por l nada de terreno. Si esto no se cumple rigurosamente, no existe ningn medio de evaluar correctamente el coeficiente a considerar, ya que la parte de formacin que se introduce en el entubado, en general antes de comenzar el ensayo, se ha descomprimido con relacin a la que queda en su sitio y su permeabilidad cambia. Adems, el clculo demuestra que, cuando existe un terreno idntico dentro y fuera del revestimiento basta con una pequea subida para que la carga h que hay que sustituir en la frmula sea una pequea fraccin de la sobrecarga aplicada. Por consiguiente, hay que evitar este tipo de cavidad. Cuando es posible se mantiene el hueco abierto llenndolo con grava gruesa calibrada. Los vacos de esta son lo suficientemente grandes para que el agua de inyeccin no pierda la carga por su causa. Finalmente, se puede proveer el entubado de un elemento perforado debidamente calibrado. Si los caudales inyectados son muy pequeos y no se puede conseguir una cavidad inyectando agua, la bomba resulta intil, entonces se puede introducir el agua con un bidn de capacidad conocida que mantenga siempre un nivel constante en el entubado. O ms sencillo an, despus de haber llenado el revestimiento de agua, se mide la velocidad de descenso de esta. Como se ha visto, estos ensayos se pueden realizar de modo muy variado y conviene tomar diferentes valores de la sobrecarga para compensar los errores. La experiencia de estas muestras demuestra que su simplicidad es solo aparente y es necesario que las efecten e interpreten tcnicos que sepan lo que hacen. Con las inyecciones de agua se corre el riesgo de provocar fracturas que permiten que se establezca fcilmente una corriente de agua alrededor del entubado o, por el contrario, que se obturen las formaciones. Incluso aunque las aguas estn perfectamente limpias, se puede producir esta colmatacin por el desprendimiento del gas disuelto en el agua. Por todas estas razones se prefiere generalmente efectuar los ensayos por bombeo. Pero es necesario tomar grandes precauciones para evitar que se produzcan arrastres del terreno que cambiaran completamente el valor del coeficiente C que se crea aplicable. Como generalmente las cavidades son de pequeas dimensiones, las permeabilidades calculadas se refieren a un pequeo volumen de terreno y se pueden considerar como puntuales. Es necesario ensayar un gran nmero de puntos para poder tener un valor medio de la permeabilidad del terreno

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Figura N 7: Ensayo Lefrac a Nivel Constante 2.4.4.2 Lugeon

Los ensayos Leugen son anlogos a los Lefranc. Lo mismo que estos, se ejecutan segn avanza la perforacin, se hace en rocas de baja permeabilidad en pequeo volumen; pero ms o menos fisuradas, es necesario ejercer presiones relativamente grandes para inyectar el agua en las fisuras. As pues se calcula la permeabilidad en grande. Supongamos una perforacin invadida hasta una cierta profundidad. A partir de ella se perforan unos 5 metros. A continuacin se fija un obturador en la parte superior de este tramo virgen y se inyecta agua a presin con una bomba. Un manmetro colocado en la boca del pozo, un contador de agua y una vlvula de descarga, permiten medir los caudales inyectados a una presin dada.

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En general, se mide durante cinco o diez minutos el caudal inyectando a una presin constante. Despus se trabaja con una presin mayor. La gama de presiones a emplear depende del estado de fisuracin, pero al menos se emplean tres o cuatro valores que se volvern a utilizar cuando se haya alcanzado la presin mxima. Esta raramente es mayor a 10 kg/cm, ya que existe un lmite a causa de la presencia del obturador y de la potencia de las bombas. Por otra parte, se corre el riesgo de producir una facturacin artificial y trastornos del terreno que falsearan los resultados. La comparacin de los resultados obtenidos con presiones crecientes y decrecientes es muy instructiva en lo que concierne al comportamiento del terreno. A menudo se comprueba que, cuando las presiones disminuyen, los caudales son mas elevados que cuando aumentan a consecuencia del lavado de las fisuras. Leugen preconiza expresar los resultados evaluando la absorcin con una presin de 410 kg/cm en litros por minuto y por metro, con una duracin del ensayo de 10 minutos. En su honor se suele denominar Lugen a esta unidad. Si se expresa en unidades ms consistentes, es decir, calculando el coeficiente de permeabilidad equivalente, se comprueba que un Lugen vale de 1 a 2x10-7 m/s. Esta equivalencia solo tiene valor para un determinado grado de fisuracin que justifique un clculo de este tipo, si los caudales inyectados son pequeos. En efecto, Lugen considera nicamente las presiones indicadas por el manmetro que se coloca en la superficie. Como las perforaciones y la tubera de conduccin del agua son de pequeo dimetro, si los caudales inyectados son grandes y el tramo ensayado es un poco profundo, las prdidas de carga en la tubera son del mismo orden de magnitud que las presiones medidas en el manmetro. Para poder evaluar correctamente el coeficiente de permeabilidad de las formaciones que hay que determinar la presin de inyeccin que existe en el centro de la cavidad. Por consiguiente, hay que tener en cuenta la profundidad del nivel esttico del manto acufero y calcular la prdida de carga debida a la lnea de conduccin. Si no se toma esta precaucin, las grficas del ensayo, expresadas en lugeones brutos, representan casi exclusivamente la ley de variacin de las prdidas de carga en la tubera de conduccin. No pueden suministrar ninguna indicacin sobre el estado de fisuracin de las rocas. La prueba consiste en inyectar agua a presin en tramos de perforacin, lo cual tiene por objeto tener una idea aproximada de la permeabilidad en grande, o sea debida a las fisuras de la roca o del material granular cementado estudiado. Se vara la longitud de los tramos probados, as como la presin a la que se inyecta el agua, La llamada unidad Lugeon corresponde a una absorcin de 1 litro de agua por minuto, por metro de sondeo, con una presin de inyeccin de 10 kg/cm2. En la prctica, la prueba consiste en obtener, para distintos tramos, curvas de gastos de absorcin en funcin de la presin de inyeccin. La longitud de los tramos de perforacin en los que se realiza la prueba debe adaptarse a la naturaleza del terreno. En numerosos casos resulta adecuado el empleo de tramos de prueba de

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longitud reducida (1m o aun menos), con objeto de analizar detalladamente zonas de caractersticas excepcionales.

Figura N 8: Ensayo Leugeon A) Obturador Simple B) obturador Doble A continuacin de muestra el equipo, procedimiento, realizacin e interpretacin de la prueba. Equipo, procedimiento, realizacin e interpretacin de la prueba Leugeon EQUIPO Un obturador o empaque con su correspondiente tubo de inyeccin. Existen numerosos tipos de obturadores. Los mecnicos son adecuados para perforaciones de dimetro mayor de 90 mm.; el sello se logra comprimiendo una serie de rondanas de hule que presionan sobre las paredes de la perforacin. En los obstructores de la copa de cuero, la presin de inyeccin acua una serie de copas contra las paredes de la perforacin; este tipo de obturados requiere que las perforaciones sean muy regulares y perfectamente cilndricas. Los obturadores neumticos constan de cubiertas cilndricas de hule que se expanden por inyeccin de aire comprimido; estos obturadores son eficientes pero de colocacin delicada. En todos los casos, la longitud del obturador debe ser de 30 cm. por lo menos y de preferencia de ms de 1m.

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Una bomba. La bomba necesita para inyectar agua a presin debe ser tal que no produzca variaciones rpidas de la presin, por tanto, debe usarse una de varios pistones, o de gusano, pero de preferencia una centrfuga de alta presin. Medidor de gastos de agua. Solo los medidores de tipo Venturi permiten determinar el gasto con la precisin suficiente (orden de 1 por ciento) Uno o varios manmetros. El manmetro empleado para medir la presin debe ser de buena calidad y encontrarse en buen estado. Se calibrar cuidadosamente por comparacin con un manmetro de precisin. Para evitar daos al manmetro, este no debe colocarse directamente en la manguera la tubera de desfogue de la bomba, ya que sufrira el golpeteo debido a funcionamiento irregular de los pistones de la bomba. Agua. El agua de inyeccin debe ser limpia y sin materiales de suspensin, para evitar taponamientos en el medidor de gastos de agua, as como en las fisuras del terreno por probar, los cuales pueden inducir errores apreciables en la prueba. PROCEDIMIENTO Verificacin del sello La colocacin de los empaques en la perforacin, con objeto de sellar el tramo por probar, puede resultar muy delicada. Para apreciar la calidad del sello, se inyecta agua y se observa si sube por la perforacin, Si el agua sube, esto puede deberse a dos causas.

1. La perforacin no es regular y el empaque no ajusta. 2. El terreno est muy fisurado y se establece un corto circuito alrededor del empaque.

En el primer caso es necesario desplazar el empaque algunos centmetros y en ocasiones algunos metros, hasta poderlo ajustar perfectamente o aumentar la longitud del empaque para lograr un mejor sello. En el segundo, resulta difcil la realizacin de la prueba, y se debe pensar en efectuar otro tipo de ensaye. REALIZACIN DE LA PRUEBA

1. Verificando el sello, se anotan los datos correspondiente al tramo probado: profundidad del nivel fretico (obtenida despus de estabilizarse el nivel de agua en la perforacin), profundidad y longitud del tramo probado, dimetro y longitud de la tubera de inyeccin.

2. Se aplica el primer incremente de presin de inyeccin, se observa el gasto correspondiente, y se espera de 5 a 10 min. a que se estabilice. Se anotan los valores del gasto y de la presin correspondiente en el registro de prueba.

3. Se repite el paso anterior hasta llegar a un presin mxima de 10 kg/cm2. y se procede, entonces, a aplicar decrementos de presin, anotando asimismo los valores de la presin y del gasto correspondiente. La secuencia de presiones aplicadas puede ser, por ejemplo, de 1, 2, 4, 6, 8, 10, 6, 4, 2, 1,kg/cm2. Es conveniente trazar el diagrama gasto-presin conforme progresa la prueba para ir observando las particularidades de la curva obtenida. La presin considerada debe e ser la presin efectiva, P, en la zona de prueba, y obtenerse a partir de la presin leda en la superficie, Pm, tomando en

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cuanta las prdidas de carga en la tubera y en el obturador, Pc, as como la profundidad del nivel fretico con respecto al plano de lectura del manmetro, Hm, P = Pm (Hm / 10) - Pc Resulta delicado valorar Pc, sobre todo en lo referente a prdidas de carga en el obturador; las prdidas de carga en tuberas pueden calcularse con nomogramas adecuados, tomando en cuenta la naturaleza del material que las constituye. Es deseable que se desarrolle un sistema de medicin directa de la presin en la cmara que elimine las graves incertidumbre en cuanto a estas correcciones.

4. Se calcula el valor de la absorcin, en unidades Lugeon, dividiendo el gasto correspondiente a una presin de 10 kg/cm2, expresado en lt/min, entre la longitud de la zona probada, expresada en metros. Para dar una idea aproximada de lo que representa una unidad Lugeon, se puede establecer que, si se tuviera un medio poroso y homogneo, en lugar de roca fisurada, sometido a una prueba de inyeccin, que diera una absorcin igual a una unidad Lugeon, su permeabilidad sera.

INTERPRETACIN DE LA PRUEBA El valor de la absorcin en unidades Lugeon no es la nica informacin que se puede obtener de esta prueba. La forma de las curvas gasto-presin es muy variable y depende esencialmente de las caractersticas de fisuracin de la masa: distribucin y espesor de las fisuras, tipo de relleno de stas, etc. Al aumentar la presin de inyeccin, se puede observar que la variacin del gasto no es lineal, salvo en contados casos. El tapamiento y destapamiento de las grietas con materiales de relleno provocan, a diversas presiones, fenmenos de aumento o disminucin de la permeabilidad. Esta variabilidad de la permeabilidad en grande de la masa debe tomarse en cuenta para valorar la permeabilidad de diseo de la misma. A menudo se observan seudo discontinuidades en las curvas gasto-presin las cuales pueden atribuirse a la abertura y cierre reversibles de las fisuras que provocan una variacin no lineal del gasto con la presin de inyeccin. 2.4.5 Exploracin Geofsica

Existen varios mtodos de exploracin geofsica para investigar el perfil del subsuelo. Ondas (mecnicas)

-Refraccin ssmica -Cross-hole -Down-hole Ondas electromagnticas -Resistividad -Radar No alteran las condiciones del suelo (no-destructivos).

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Los mtodos de exploracin geofsica fueron originalmente desarrolladas por la industria minera y petrolera. Para la ingeniera geotcnica tiene la ventaja de cubrir grandes reas a un relativo bajo costo. Pueden utilizarse como primer paso en un proceso de exploracin. La desventaja es que no se obtienen muestras. Se debe complementar con sondajes. 2.4.5.1 Refraccin ssmica Mtodo de exploracin para estimar el espesor de los estratos y la velocidad de propagacin de onda. Se basa en las leyes de propagacin de las ondas. Consiste en generar ondas en el terreno mediante golpes o detonaciones, y medir el tiempo de llegada a distintos puntos.

Figura N 9: Refraccin Ssmica

Ambas tcnicas se han desarrollado fundamentalmente con el fin de determinar la velocidad de propagacin de las ondas tangenciales o S (ver Figura N 10).

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Figura N 10: Onda Tangencial o S

El tipo de movimiento generado en el suelo por la propagacin de este tipo de ondas afecta fundamentalmente a su esqueleto slido y proporciona informacin de gran valor sobre su capacidad de deformacin frente a los esfuerzos tangenciales. Para el estudio del comportamiento de las cimentaciones de mquinas vibratorias se necesita conocer las constantes de muelle con que reacciona el terreno en los distintos modos de vibracin de las bancadas. En todos los casos, dichas constantes incorporan en su definicin el mdulo elstico de deformacin tangencial G del terreno:

G = vS2

donde vS es la velocidad de propagacin de las ondas tangenciales y la densidad del terreno incluyendo su contenido en agua. Pero no slo en dichos casos tiene aplicaciones geotcnicas la determinacin de la velocidad vS. En la ltima versin del Parte 5 del Eurocdigo 8 para el diseo de estructuras se propone ese parmetro como ndice bsico para caracterizar un determinado emplazamiento y cada vez es mayor el nmero de correlaciones que aparece en la literatura tcnica ligando la velocidad vS con otros parmetros geotcnicos, tales como el ndice N del SPT o la resistencia por punta qc del penetrmetro esttico. Ambas tcnicas vienen siendo utilizadas de manera rutinaria durante los ltimos veinte aos por el Laboratorio de Geotecnia del CEDEX para el estudio de cimentacin de distintos emplazamientos y de la deformabilidad de terraplenes, diques de estriles y ncleos de presas de tierra. 2.4.5.2 DOWN-HOLE El ensayo "down-hole" est enfocado fundamentalmente a detectar la velocidad de propagacin de las ondas tangenciales SH (vibracin de las partculas en la direccin horizontal) en su trayectoria vertical a travs de una masa de suelo. El ensayo consiste en generar ondas tangenciales mediante una fuente de energa reversible que produzca un efecto de cizalla horizontal en la superficie del terreno, y en registrar la llegada del impacto a lo largo de un sondeo situado a una distancia comprendida entre 2 y 5 m del foco emisor (ver Figura N 11). Al estar la fuente de energa cerca del sondeo receptor, las ondas que interesa detectar se propagarn en una direccin muy prxima a la vertical por lo que es lcito suponer una

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trayectoria directa desde el foco emisor a los receptores para calcular la velocidad de propagacin de las ondas. Frente al ensayo cross-hole presenta la ventaja de que tan slo exige la perforacin de un sondeo para llevar a cabo los ensayos, y el inconveniente de que la energa ssmica que se puede generar mediante el golpe de una maza o martillo se amortigua rpidamente en el terreno alcanzando una profundidad mxima de 15 a 20 m.

Figura N 11: Ensayo Down-Hole

2.4.5.3 CROSS-HOLE El ensayo "cross-hole" tiene como objeto detectar los tiempos de transmisin de las ondas tangenciales SV (vibracin de las partculas del terreno en la direccin vertical) a travs de trayectorias horizontales directas entre un punto emisor situado en el interior del terreno y uno o ms receptores situados a su misma cota a una cierta distancia. Para ello (ver Figura N 12) se sita sucesivamente una fuente de ondas, que cizalle verticalmente el subsuelo, a distintas profundidades dentro de un sondeo emisor y se registra el instante de llegada de las ondas tangenciales as generadas a uno o ms sondeos receptores, que, dependiendo de la rigidez del material a ensayar y de la precisin de los equipos de medida, se suelen situar alineados con el sondeo emisor a distancias comprendidas entre 3 y 10 m. Es fundamental cuidar al mximo la perforacin y recuperacin de testigos en los sondeos para poder as determinar con la mayor precisin posible el espesor y buzamiento de los distintos estratos y capas encontradas. La testificacin geofsica de los sondeos as como la realizacin sistemtica de ensayos SPT a lo largo de sus columnas, constituyen una ayuda valiossima a la hora de interpretar los registros

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ssmicos. Otro aspecto de vital importancia que hay que tener en cuenta en el ensayo es el de asegurar el contacto ntimo entre la entubacin definitiva de los sondeos, que alojar el equipo de medida, y el terreno mediante mortero o lechada de cemento. En la norma D4428 ASTM se proporcionan indicaciones de gran utilidad que contemplan estos aspectos.

Figura N 12: Ensayo Cross-Hole

2.4.6 Ensayo Presiomtrico de MENARD El ensayo presiomtrico consiste en la introduccin en el terreno, de un campo radial de presiones por medio de la aplicacin de una presin hidrulica que llena por completo la perforacin en una longitud conocida, es decir, se ejecuta una dilatacin en la sonda, mediante un gas, contra las paredes del sondeo y se mide la deformacin volumtrica del terreno en sentido horizontal hasta llegar a la rotura de este. Este tipo de ensayo se realiza sobre el mismo terreno que posteriormente sufrir los estados tensinales producidos por la estructura. Las variaciones de volumen de la membrana se traducen en deformaciones del terreno, lo que permite medir el mdulo presiomtrico y la presin lmite de rotura de este. El ensayo presiomtrico es uno de los ensayos "in situ" llevados a cabo para realizar un recon