Pruebas geotécnicas de campo

Prepare los sitios de perforación antes de la llegada del equipo de perforación. Tenga en cuenta que el eje y el mástil del equipo de perforación están fijados a la plataforma del camión y no pueden girar.

Nivele la plataforma del camión perforador para perforar un orificio vertical. El camión a menudo está equipado con gatos hidráulicos que levantan el camión del suelo para adaptarse a terrenos irregulares. Si el sitio de perforación propuesto tiene una pendiente de más de 1 pie, prepare una plataforma de trabajo de 16 pies de ancho por 70 pies de largo para nivelar la plataforma y proporcionar un espacio de trabajo seguro para la cuadrilla.

Por razones de seguridad, a la tripulación no se le permite usar bloques debajo de los gatos para adaptarse a ángulos de pendiente mayores. La bandeja para lodo debe estar nivelada o ligeramente inclinada hacia abajo.

Antes de un trabajo extenso en el sitio, consulte con el equipo de perforación que realiza el trabajo para obtener instrucciones específicas. La siguiente figura detalla los requisitos del sitio de perforación.

La parte superior debe estar libre de obstrucciones, incluidas las siguientes:

Debe conocer la ubicación exacta de los servicios públicos subterráneos, incluidos los siguientes:

Antes de perforar, la cuadrilla debe realizar un reconocimiento del sitio para inspeccionar las ubicaciones propuestas, reconocer los servicios públicos marcados y hacer recomendaciones mientras se encuentra en el sitio, si es necesario. A menudo es posible perforar perforaciones fáciles mientras se preparan ubicaciones más desafiantes. Notificar al ingeniero del contrato si la reubicación de una perforación es significativa.

Asegure el permiso para ingresar a la propiedad privada antes de perforar.

Cuando un puente propuesto cruza grandes masas de agua, se utilizan equipos de perforación en barcazas para obtener información del subsuelo para el diseño de cimientos. El trabajo con barcazas es complejo y costoso, por lo que la coordinación con el equipo de perforación y el contratista debe comenzar mucho antes del inicio del trabajo de campo.

Utilice el muestreador de barril seco (de una sola pared) para obtener muestras de núcleo para la clasificación visual del suelo y el lecho rocoso y el registro. La muestra de núcleo obtenida generalmente se encuentra en una condición alterada debido a la presión aplicada al cortar el núcleo y empaquetarlo en el barril para su recuperación. El núcleo se extrae del barril por presión de agua.

Cuando se utiliza para tomar muestras en prácticamente todos los materiales de cimentación, excepto arcilla muy blanda (fango) y arena sin cohesión, el muestreador de barril seco obtiene una muestra que contiene todos los componentes en la formación original. La cantidad y grado de perturbación depende de la consistencia y densidad del material.

Aunque este método se llama método de barril seco, a menudo se usa agua circulante. En formaciones duras, se hace circular un volumen menor de agua mientras se corta el núcleo.

Utilice barriles sacatestigos de diamante para obtener muestras de rocas intactas para pruebas de campo o laboratorio y clasificación. El muestreador de barril de diamante tiene un barril interior y otro exterior. El cañón interior está ligeramente sobredimensionado con un retenedor de núcleo accionado por resorte en la parte inferior.

Utilice el muestreador de barril de empuje (es decir, el muestreador de tubo Shelby) para obtener muestras de suelo relativamente intactas para pruebas de campo y laboratorio y clasificación de suelos. El dispositivo consta de un tubo de paredes delgadas de 24 a 36 pulgadas de largo con un extremo afilado en un borde cortante y el otro extremo reforzado y diseñado para acoplarse fácilmente al acoplamiento del vástago de perforación.

El tubo de paredes delgadas se empuja constantemente hacia la formación con el empuje hacia abajo hidráulico del equipo de perforación. Este muestreador recupera buenas muestras inalteradas donde es adaptable, pero su utilidad está limitada a materiales en los que se puede forzar y que tienen suficiente cohesión para permanecer en el barril mientras el muestreador se retira del pozo.

Use el dispositivo de la siguiente manera en los pasos a continuación:

Para muestras de suelo blando, la perturbación de la muestra puede ser un problema durante el transporte al lugar de la prueba. Para garantizar la mínima perturbación, apoye las muestras blandas en sus cajas. La arena fina y seca que se vierte alrededor de la muestra en la caja proporciona un soporte excelente durante el transporte.

Guarde las muestras que no se analicen de inmediato en el interior, preferiblemente en una habitación húmeda a temperatura ambiente.

De los muchos métodos para penetrar el suelo sobrecargado, considere solo aquellos que ofrecen la oportunidad de tomar muestras y probar los materiales de los cimientos sin perturbaciones excesivas.

No use muestreo de lavado o perforación de cola de pez a menos que sea absolutamente necesario. Los intentos de clasificar los materiales del suelo observando el agua de lavado pueden conducir a conclusiones erróneas sobre la penetración del suelo subterráneo.

Consulte Tex-132-E en el manual 100-E, Procedimientos de prueba de suelos y agregados.

El SPT utiliza un muestreador de cuchara dividida de 2 pulgadas de diámetro accionado con un martillo de 140 libras a una caída de 30 pulgadas. La prueba se describe en el procedimiento D 1586 de ASTM. Si se van a utilizar el peso del martillo TCP (170 libras) y la altura de caída (24 pulgadas) para un SPT modificado, indíquelo en las notas y registros de perforación.

Esta prueba SPT se recomienda principalmente para suelos granulares, pero se ha utilizado en suelos cohesivos muy duros. No se puede utilizar en roca.

Se correlaciona aproximadamente con la prueba TCP de la siguiente manera:

Las correlaciones de prueba presentadas aquí son solo para una evaluación aproximada de la adecuación del diseño de fuentes externas y no para el trabajo normal de diseño de cimientos.

Los pozos de observación y los piezómetros se utilizan para medir los niveles de agua subterránea. Los pozos de observación son esencialmente pozos de agua y, a veces, se bombean para determinar la permeabilidad del suelo y predecir los volúmenes de filtración en las excavaciones. Los piezómetros pueden ser instrumentos que miden la elevación del agua subterránea.

Para observaciones a corto plazo de los niveles del agua, deje abiertos los pozos de exploración durante varias horas o varios días para monitorear el nivel del agua subterránea y anotar la profundidad del agua en el pozo. Cubra el orificio para proteger a las personas o al ganado de lesiones. Tenga en cuenta que los agujeros de núcleo abiertos serán susceptibles a la intrusión de la escorrentía superficial.

Para observaciones a largo plazo, instale pozos de observación o piezómetros. Los pozos de observación son más útiles cuando las condiciones del agua subterránea son bastante estables y en suelos o rocas relativamente porosos. Son fáciles de instalar y leer, sin embargo, deben colocarse en un lugar donde se pueda acceder a la parte superior del pozo. Los piezómetros son útiles cuando el acceso es difícil, ya que pueden leerse de forma remota. Los piezómetros también son más sensibles a los cambios de agua subterránea en suelos de grano fino. Hay muchos tipos de piezómetros disponibles, y cada uno tiene ventajas y desventajas. Consulte con el diseñador sobre la selección e instalación de piezómetros.

Por lo general, los piezómetros se usan para evaluar los niveles de agua subterránea en futuras secciones de carreteras deprimidas y medir los efectos del agua subterránea en la estabilidad de taludes:

Pasos:

Tome una lectura inmediatamente y luego semanalmente hasta que el nivel del agua se estabilice. Las lecturas mensuales posteriores normalmente son suficientes a menos que el sitio muestre grandes fluctuaciones en las lecturas.

Los inclinómetros miden los movimientos horizontales dentro de una masa de suelo a lo largo del tiempo. El inclinómetro es un dispositivo sensible que mide las desviaciones de la vertical. Registre estas desviaciones a intervalos periódicos a lo largo de un revestimiento especial cementado en un pozo para determinar la desviación horizontal del revestimiento desde la parte inferior del revestimiento hasta la parte superior.

La aplicación más común es para monitorear fallas de taludes o muros de contención para determinar la profundidad del plano de falla y el movimiento subsiguiente. Instale la carcasa del inclinómetro en varios puntos dentro y adyacentes a la falla, y use la información de los inclinómetros en los análisis de estabilidad. La parte inferior de la carcasa del inclinómetro debe extenderse muy por debajo del plano de falla para lograr eficiencia.

Tome un conjunto inicial de lecturas inmediatamente después de la instalación de la carcasa para establecer la lectura de referencia. Compare todas las lecturas posteriores con la línea de base para determinar la dirección y la cantidad de movimiento. Base la frecuencia de las lecturas en la tasa de falla del talud o muro de contención.

La instalación de la carcasa, la operación del inclinómetro y la reducción de datos es bastante complicada. Consulte a los ingenieros geotécnicos de la División de Puentes de TxDOT si se requieren mediciones de inclinómetro.