GEOLOGIA APLICADA ENTREGA-PROYECTO

GEOLOGIA APLICADA

ENTREGA-PROYECTO

CONTENIDO

INTRODUCCION        3

1        OBJETIVOS        4

1.1        OBJETIVO GENERAL        4

1.2        OBJETIVOS ESPECÍFICOS        4

2        MARCO TEÓRICO        5

2.1        CITERIOS PARA SELECCIONAR EL METODO ADECUADO DE INESTIGACION        5

2.2        MOTIVACION        5

2.3        MÉTODOS DIRECTOS        5

2.4        MÉTODOS INDIRECTOS O GEOFISICOS        6

2.5        ENSAYOS IN SITU        6

2.6        ENSAYOS DE LABORATORIO        7

3        Generalidades        9

3.1        LOCALIZACION DEL PROYECTO        9

3.2        gEOLOGIA        9

4        perfil estratigrafico        12

INTRODUCCION

Un estudio geotécnico es el conjunto de actividades que permiten obtener la información geológica y geotécnica del terreno, necesaria para la realización de un proyecto de construcción. El estudio geotécnico se realiza previamente a cualquier proyecto de ingeniería como en un edificio, una vivienda unifamiliar, puentes, túneles, taludes, vías, presas, torres de energía etc. y tiene por objeto determinar la naturaleza y propiedades del terreno, fundamentales para definir el tipo y condiciones de cimentación esta práctica es muy importante en algunos casos se ha demostrado que muchas fallas en estructuras se deben a la falta de estudios geotécnicos o estudios incompletos ya que sin estos estudios no hay forma de concebir un proyectos ingenieril.

Como uno de los fines del estudio geotécnico es el de clasificar los suelos utilizando el sistema unificado de Clasificación de suelos (SUCS) o el sistema de clasificación de suelos AASHTO. Por lo cual la cantidad y tipos de sondeos, las profundidades de exploración, intervalo de muestreo y los ensayos de campo y laboratorio a ser realizados, será responsabilidad del Ingeniero a fin.

En el presente informe se dan a conocer los resultados de un exhaustivo estudio a las propiedades físicas y mecánicas de una muestra de suelo obtenida mediante una exploración realizada en los predios de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, con el fin de caracterizarla y poder predecir a qué tipo de modelo geológico pertenece según su comportamiento, ante la aplicación de cargas de distintas magnitudes.

1. OBJETIVOS

1. OBJETIVO GENERAL

Reconocer los diferentes tipos de materiales, sus propiedades fundamentales y características propias de cada estrato encontrado en la exploración ubicada en la parte posterior del “edificio A” de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, desarrollando un proceso exploratorio mediante sondeos manuales en el subsuelo que permitan identificar las principales ventajas y desventajas de dichos materiales en aplicaciones a la ingeniería; y de esta forma establecer criterios para realizar un diseño de cimentación de acuerdo a lo hallado.

1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Determinar la geología de la zona de exploración  asignada.
• Efectuar un sondeo exploratorio de recuperación de muestra siguiendo las recomendaciones de las normas vigentes INV E 101, INV 112, INV 105 e INV 103.
• Determinar la profundidad del nivel freático.
• Obtener muestras a diferentes estratos para su posterior caracterización.
• Llevar a cabo ensayos in-situ y en el laboratorio para estimar propiedades de los distintos estratos de suelo.
• Realizar un diseño de una cimentación a partir de lo encontrado en la exploración.

1.  MARCO TEÓRICO

1. CITERIOS PARA SELECCIONAR EL METODO ADECUADO DE INESTIGACION

• Geología: con base en esta y en otros estudios realizados anteriormente se puede establecer qué tipo de investigación es la más adecuada para ejecutar.
• Tipo y magnitud del proyecto: proyectos lineales (carreteras, vías)  con apiques o barrenos manuales; estructuras en general (casas, edificios, bodegas, puentes o viaductos.

1. MOTIVACION

Esencial en el desarrollo de estudios, análisis y diseños del ingeniero geotecnista por la presencia de materiales empleados para construcción. Algunas de dichas características son: material natural, material no elástico, heterogéneo, localizado, sistema multifase, anisotrópico, sensitivo, características  de resistencia.

1. MÉTODOS DIRECTOS 

(Comprende actividades de excavación, perforación, penetración y toma de muestras).Incluyen: excavaciones abiertas o subterráneas, perforaciones, muestras alteradas e inalteradas, ensayos de campo (in-situ. Apiques, pozos, barrenos manuales, sondeos con percusión y lavado y perforaciones en roca).

• Apiques: Condiciones del subsuelo in-situ, con herramientas manuales o retroexcavadora, mínimo 1.0 de ancho por 1.5 de largo, profundidad normal: 1 a 5 m, se realizan para investigaciones de poca profundidad, ideales en vías, ideales en suelos cohesivos. Se obtienen muestras alteradas e integrales, inalteradas (cubos  inalterados). Ensayos como resistencia, comprensibilidad, permeabilidad,  triaxial, compresión inconfinada, triaxial, consolidación, corte directo, etc. Veleta de bolsillo, penetrómetro de bolsillo, CBR, DCP.
• Trincheas: Apique que se excava en ladera inclinada, con herramientas manuales o retro. Muestras alteradas e inalteradas. Ensayos de resistencia al corte in –situ.
• Pozos: Apiques de gran profundidad (>5m), condiciones del subsuelo in-situ vertical y horizontal, herramientas manuales o retro, se utilizan en grandes proyectos de ingeniería, muestras alteradas e inalteradas, ensayos de resistencia al corte in-situ similares a los indicados para apiques.
• Barrenos manuales: herramienta liviana y portátil, hasta profundidad de 8m suelos de consistencia blanda a firme sin gravas gruesas, el nivel freático superficial dificulta enormemente su ejecución. Toma de muestras alteradas e inalteradas (shelby). Ensayos de resistencia al corte in-situ con veleta.
• Sondeos con percusión y lavado: Para mayores profundidades (50m) en suelos cohesivos y granulares finos pero no en gruesos, se recomiendan muestras en tubo shelby o en el Split spoon, muestras alteradas e inalteradas, ensayos de resistencia al corte in-situ con veleta, penetración estándar, permeabilidad de cabeza variable o constante, penetrómetro de bolsillo.
• Perforaciones en roca: se utilizan brocas impregnadas con diamantes se usan taladros hidráulicos, brocas, rimas, motobombas, etc. Muestras inalteradas, ensayos in situ ensayos de esfuerzo deformación, permeabilidad, estimar calidad de la roca (RQD).

1. MÉTODOS INDIRECTOS O GEOFISICOS

(Consisten en obtener información por medio de medición de algunos parámetros característicos del suelo como: velocidad de propagación de ondas de compresión, Vp, o de ondas de corte, Vs, o de su resistividad eléctrica.) Complementan una exploración directa, sin necesidad de excavar o perforar el terreno. (Sondeos geoeléctricos y refracción sísmica). Trae ventajas sobre los métodos directos; ejecución rápida, uso de equipos ligeros y fáciles de transportar y son muy útiles cuando se trata de áreas extensas.

• Prospección geofísica: Basada en estudio de propagación de ondas de cuerpo (p y s) y ondas superficiales. (Refracción sísmica, reflexión sísmica, métodos de up-hole, down-hole,cross-hole)
• Prospección geoeléctrica: basada en el estudio de la conductividad eléctrica de masas de suelo y roca. (Sondeos eléctricos verticales, SEV y la geoeléctrica de barrido continuo).
• Existen dos métodos de creciente aplicación en la geotecnia, denominados gravimétricos y magnetrómetrico. Estos métodos proporcionan resultados aproximados en forma rápida y económica, sobre todo en proyectos con requerimientos geológicos mayores. Son de gran utilidad en obras de infraestructura de conducción primaria, son de utilidad debido a su rapidez y economía, dando resultados aproximados útiles para determinar la factibilidad técnica y económica del proyecto.

1. ENSAYOS IN SITU

• Ensayo de placa directa (DPLT): Consiste en aplicar una carga sobre una placa (generalmente rígida), colocada sobre la superficie del terreno, y medir los asientos producidos. Puede llegarse a la condición límite de rotura de la muestra, es decir donde termina el ensayo, de no fallar, se toma los valores máximos a los cuales se asignan a los suelos no friccionantes. se utilizan placas de diámetros de 30, 45 ó 60 centímetros, y se aplican tensiones reducidas, sin llegar a rotura, determinando únicamente la deformabilidad del terreno.
• Ensayo de torsión con veleta de campo (SUV): generalmente la altura de las aspas H es dos veces el diámetro D de la veleta. Especialmente apropiado en suelos arcillosos de gran consistencia media a blanda que no tenga contenidos especiales de arena. Es un ensayo sencillo, permite medir la sensitividad in-situ. En cuanto a desventajas limitada su uso a arcillas y limos con svv <200Kpa, es lento y se gasta mucho tiempo, el resultado es afectado por lentes de arena.
• Ensayo de penetración estándar (SPT): adecuado en suelos arenosos y limosos de variadas densidades, y en suelos arcillosos de consistencia firme a dura. En cuanto a sus ventajas es sencillo y de bajo costo, funciona en muchos tipos de suelo, utilizado en rocas blandas, disponible en todo el mundo. Y sus desventajas es que se obtiene una muestra alterada (solo para caracterización), no aplica en arcillas blandas y limos, número muy crudo para el análisis, variabilidad e incertidumbre.
• Ensayo de penetración estática de cono (CPT): dispositivo especialmente hidráulico, apropiado para todo tipo de suelos arcillosos blandos a firmes y arenosos sueltos a densos. No presenta problema por la existencia de niveles piezométricos altos. Sus ventajas: perfiles continuos rápidamente, varios por día, buena base teórica, buenos en suelos blandos. Desventajas: alta inversión, operaciones muy capacitadas, no toma muestra de suelos, no apto para suelos gravosos.
• Ensayo de penetración dinámica de cono (DCPT): se obtiene un registro muy continuo de resistencia, este ensayo NO toma muestras. Muy adecuado para establecer condiciones de compacidad de estratos arenosos sueltos a densos y condiciones de consistencia de estratos arcillosos de consistencia media a firme, no recomendable para suelos arcillosos de consistencia media a baja. Influido por la densidad relativa del suelo, muy adecuado de combinar con exploraciones de suelo, sondeos, muestreo, y otros ensayos de campo, reduce costos y tiempo, cubre grandes áreas. Apropiado cuando se requiere una gran área la profundidad.
• Ensayo de presurómetro de Menard (PMT): sirve para medir resistencia y deformabilidad del suelo, datos presentados en grafica presión vs volumen. Se diferencian tres zonas: zona de recarga, zona pseudoelástica, y plástica.
• Ensayo del dilatómetro de marcheti (DMT): sencillo y preciso, se aplica a gran cantidad de perfiles de suelo, obteniendo información valiosa sobre la resistencia y deformabilidad de los suelos. Ventajas: equipo simple sin influencia de operador, rápido y económico. Desventajas: difícil de penetrar en materiales densos y duros, funciona con base en correlaciones, necesita calibración para la geología local.
• Ensayo de carga de pilotes (PLT): herramienta valiosa para la determinación del comportamiento bajo carga de servicio de fundaciones profundas.

1. ENSAYOS DE LABORATORIO

(Complementan información de ensayos in-situ, única fuente de información de las características de suelos, particularmente en comprensibilidad).

• Ensayos de identificación visual y manual: resistencia de terrón seco, dilatancia con la sacudida.
• Ensayos de clasificación: gradación por tamizado, gradación por hidrómetro, límites de consistencia.
• Ensayos de compresibilidad: Humedad natural, peso unitario, consolidación unidimensional
• Ensayos de resistencia: sencillos y de bajo costo (penetrómetro de bolsillo (PB), veleta de mano (Sut), Caída de cono sueco (SFC), para suelos puramente granulares (corte directo DS)), para suelos arcillosos (compresión inconfinada (qu), triaxial(TX), no consolidado no drenado(UU), consolidado no drenado con medición de presión de poros(CU), consolidado drenado(CD), también el de corte dicrecto en superficies de roca.)
• Ensayos de permeabilidad y de estabilidad interna: Permeabilidad utilizados para estimar el coeficiente de permeabilidad de muestras de suelo, evalua K  de pequeña muestra (Cabeza constante, cabeza variable), Erodabilidad y dispersividad (pin hole y análisis físico-químicos) permiten estimar el carácter dispersivo de ciertos suelos.)
• Ensayos de susceptibilidad a los cambios volumétricos: Expansividad, para establecer el potencial expansivo de ciertos suelos con aumentos en el contenido de humedad (ensayo de presión de expansión de albe, expansión controlada en consolidómetro y expansión libre en probeta), contracción, contracción volumétrica por pérdida de humedad especialmente en cimentaciones superficiales sobre suelos arcillosos de alta plasticidad.
• Ensayos de calidad y solidez de granos o de piedras y rocas: determinan la calidad, solidez y durabilidad de los granos individuales de agregados gruesos para mezclas de concreto o asfalto, capas de filtros y drenes, piedras o fragmentos de roca (peso específico, absorción, desgaste en la máquina de los ángeles (abrasión), solidez en sulfato de sodio o de magnesio (intemperismo acelerado), humedecimiento-secamiento.

1. Generalidades

1. LOCALIZACION DEL PROYECTO

La perforación se realizó en la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, la cual se encuentra ubicada en la ciudad de Tunja, municipio capital del departamento de Boyacá. Cuenta con una población estimada para 2016 de 191 878 habitantes. Las coordenadas aproximadas del sector son 5º 54' 90.11 '' Norte y 73º 35'  61.40 ''   Oeste, la altura sobre el nivel del mar del punto de perforación es de aproximadamente 2698 metros sobre el nivel del mar. El clima del sector es templado. Este terreno es un lote baldío para uso institucional.

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