MÉTODOS DE EXCAVACIÓN DE SUELOS

MÉTODOS DE EXCAVACIÓN DE SUELOS

1. Métodos de exploración de carácter preliminar

• Pozos a cielo abierto

Este método consiste en hacer excavaciones de tamaño suficiente para que una persona en este caso un técnico pueda introducirse en él y poder examinar los distintos estratos en su estado natural, y de este modo poder saber las características que presenta cada estrato en cuanto a la cantidad de agua contenida.

Una desventaja de este sondeo es que no se puede realizar a grandes profundidades por dos cosas, la primera es si se excava mucho se pueden presentar derrumbes y en segundo punto no se controla el flujo del agua cuando se pasa el nivel freático. Se debe tener mucho cuidado para poder distinguir las características que presenta la naturaleza, ya que a causa de la excavación pudieran ser modificadas.

Cuando se realiza un sondeo a pozo abierto, es bueno llevar un registro de las condiciones que presenta el suelo durante la excavación, por los motivos que anteriormente comente, realizado por un técnico conocedor. En los pozos podemos usar maderas o acero, para colocar ademes, normalmente se hace con tablones en dirección horizontal, pero si se tienen suelos fricciónales deberán de colocarse verticales y deberán de estar bien hincados. En cuanto a las muestras se pueden obtener ya se alteradas o inalteradas. Las primeras son partes de suelo las cuales se protegen contra las pérdidas de humedad, colocando las muestras alteradas en recipientes que cumplan con este objetivo o en bolsas emparafinadas. Las muestras inalteradas deben tomarse con calma y mucho cuidado, se toma labrando una o oquedad en la pared del pozo. Esta muestra debe de protegerse más contra las pérdidas de humedad colocándolas en capas de manta impermeabilizada con brea y parafina.

• Perforaciones con posteadora, barrenos helicoidales o métodos similares

A diferencia de los sondeos a cielo abierto, el de perforaciones con posteadora únicamente obtiene muestras alteradas, pero con esto basta para saber las características del suelo y la relación que tiene con la cantidad de agua, esto cuando es un suelo plástico. Para obtener estas muestras se usan barrenos helicoidales que son como saca corchos en espirales y los pasteadores que son como dos palas muy cerradas en la parte baja las cuales tienen un agarre en forma de T. Esta herramienta se hace penetrar en el suelo haciéndola girar sobre el maneral.

Algo importante que se debe tomar encuentra es la forma o la distancia entre las hélices al perforar esto depende del tipo de suelo, si es un suelo arenoso deben de estar más cerradas que si se trata de un suelo plástico. Las herramientas antes mencionadas se adaptan en un extremo de la tubería y se le van añadiendo más tramos de tubo conforme a que el pozo se vaya haciendo más profundo, dichos tubos de colocan por la superficie.

Si el muestreo continúa por debajo del nivel freático se deben de utilizar cucharas especiales, las muestras que se obtienen con esta cuchara son aun más alteradas ya que tiene la variable de la cantidad de agua que entra en la cuchara y el suelo. A causa de esto de las muestras obtenidas solo se puede obtener una clasificación y realizar pruebas para las cuales no es necesaria una muestra inalterada. En estas pruebas como hemos dicho, el contenido de agua es mayor. Generalmente se recurre a colocar ademes en el pozo, esto se hace con tubos de hierro los cuales son hincados a golpes pero con un diámetro necesario para que puedan pasar las herramientas utilizadas para muestrear. En la parte inferior esta tiene una zapata afilada para facilitar la penetración en el suelo. Cuando se agregan los segmentos de tubos de hierro para su manejo y colocación se usa una polea la cual es colocada en un trípode, esto a una altura que permita el manejo de los tubos de hierro. El cable que cruza por la polea y se sujeta a los tubos es un cable de manila o metálico y los operadores o técnicos pueden intervenir manualmente para guiar los tubos con la ayuda de unas llaves especiales y así poder atornillar los segmentos siguientes. Una desventaja de este método es que cuando tenemos un suelo firme y a este le sigue uno blando, en estos casos comúnmente se pierde la frontera que existe entre los dos tipos de suelo.

• Método de lavado

Este método de sondeo es bastante económico y el tiempo en que se realiza es muy rápido. Con este método se pueden presentar errores en la frontera del terreno, dicho error puede ser hasta de un metros al marcar la diferencia entre estratos. Este método de puede usar en conjunto con otro método es decir como un sondeo auxiliar preliminar ya que es más rápido que los otros. Las muestras que se obtienen son bastante alteradas, tanto que no deberían de considerarse como representativas para llevar al laboratorio.

El equipo y material a utilizar son al igual que en el método anterior un trípode con una polea, la cual se usa para sostener el martinete este tiene un peso que puede ir desde los 80 hasta los 150 kilogramos. Lo que hace el martinete es hincar en el suelo los ademes necesarios. El ademe utilizado debe tener un diámetro mayor para de esta manera poder inyectar el agua. El agua se impulsa mediante una bomba. Esto se hace una vez que se ha hincado el ademe. Entonces cuando el agua se introduce en la tubería hace que una muestra suba a través del espacio que existe entre el ademe y la tubería de inyección, ya que la muestra se encuentra fuera se coloca en un recipiente en el cual se puede estudiar y analizar la muestra. Cuando se realiza el muestreo y si las características no han cambiado se puede muestrear cada 1.5 metros pero si se presenta un cambo en el agua que sale debe de hacerse un nuevo muestreo. Una vez que se detuvo el muestreo debemos esperar a que el agua se quede en equilibrio con el nivel freática y así anotar todo lo que se va observando.

Existen diferentes tipos de muestreadores unos se introducen en el suelo a golpes y el más usado es llamado de media caña de esta hecho para poder dividirse y así poder extraer la muestra más fácilmente. Existe otro muestreador el cual se llama trampa de muelles el cual tiene en la parte inferior unas cuchillas metálicas las cuales permiten la entrada en la cámara inferior pero puede dificultar su salida y por último el muestreador de cucharon raspador el cual se usa en un suelo con arenas bajo en nivel freático y funciona por rotación.

2. Método de penetración estándar

Este método de exploración es el que mejor resultados nos proporciona ya que obtenernos más información acerca del subsuelo, a diferencia de los métodos anteriores en los cuales nos da únicamente una descripción. Dependerá del tipo de suelo y nos dará diferentes resultados, por ejemplo si tenemos un suelo friccional obtendremos la compacidad de los mantos, si se presenta un suelo plástico sabremos la resistencia que presenta a la compresión simple. Este método nos da muestras alteradas las cuales permiten su estudio.

El equipo para este método es un penetrometro estándar. Normalmente tiene en la parte inferior la forma de media caña, con la cual se facilita la extracción de la muestra. Este tipo de muestreador se hinca en el suelo por medio de golpes ayudado por un martinete el cual tiene un peso aproximado de 63.5 kilogramos, la altura desde la cual es soltado son 76 centímetros. Se cuentan la cantidad de golpes dado hasta alcanzar una profundidad de 30 centímetros. Cuando se ha introducido el muestreador a una profundidad de 60 centímetros, se debe de sacar el penetrometro y se obtiene una muestra. El pozo donde se ha hecho el sondeo debe de ser previamente limpiado con cuidado. Después el muestreador o el técnico, debe de introducirse en él y después se da golpes para que el penetrometro se meta otros 15 centímetros dentro del suelo. Ahora después de esos golpes se vuelven a contar los golpeteos hasta que se introduce un pie de profundidad y luego podemos obtener una muestra la cual queda dentro del penetrometro. La muestra que se puede obtener con este sondeo son muestras inalteradas y confiables. De dichas muestras se pueden obtener los valores y relaciones que tienen lugar en el laboratorio.

3. Método de penetración cónica

Este método de sondeo consiste en introducir una punta cónica dentro del suelo para así obtener la resistencia que puede presentar el suelo. Dependerá del tipo de terreno, ya sea estático o dinámico, para saber que procedimiento y qué tipo de cono utilizar. Existen cuatro tipos el danés, que es un cono como lo conocemos, holandés, presenta una punta en forma de flecha, otro tipo es para ensaye dinámico, el cual se parece al holandés pero el diámetro de la flecha es más grande de 50.8 mm a comparación del holandés que mide 35.6 mm y por último el de inyección, el cual es el que presenta la flecha más grande de 70mm. En los terrenos estáticos, el equipo se hinca tan solo a presión esto se logra con un martinete que cae sobre él. En un terreno dinámico lo mejor es utilizar el tipo de penetrometro para ensaye dinámico, en este se usa el mismo equipo que para la prueba de penetración estándar, es decir un martinete con un peso de 63.5 kilogramos y se deja caer de una altura de 76 centímetros. De igual manera se cuentan los golpes para introducirse 30 centímetros.

Cuando se obtienen las muestras en este tipo de sondeos, no llegamos a resultados como en el método anterior es decir de laboratorio. En la penetración cónica los resultados son de sudosa interpretación dependiendo los criterios utilizados. Pero la razón por la que este métodos se utiliza es porque es muy rápido y económico, económico en el sentido de no de utilizan ademes, aunque esto provoca que exista

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