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tarea 5 investigacion, Esquemas y mapas conceptuales de Dibujo Técnico

ijnvestigacion del suelo ensayo spt para investigacion del suelo

Tipo: Esquemas y mapas conceptuales

2021/2022

Subido el 24/12/2022

JuanAr294
JuanAr294 🇨🇴

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ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA
JULIO GARAVITO
INVESTIGACION DEL SUELO
TAREA No 5
Presentado a:
Dr. GUILLERMO PABÓN GUITIÉRREZ
Presentado por:
Ing. PEDRO A. RESTREPO VASQUEZ
No CARNÉ: 2172296
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
MAESTRIA EN INGENIERIA CIVIL ENFASIS EN GEOTECNIA
BOGOTÁ, MAYO DE 2020
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ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA

JULIO GARAVITO

INVESTIGACION DEL SUELO

TAREA No 5 Presentado a: Dr. GUILLERMO PABÓN GUITIÉRREZ Presentado por: Ing. PEDRO A. RESTREPO VASQUEZ No CARNÉ: 2172296 FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL MAESTRIA EN INGENIERIA CIVIL – ENFASIS EN GEOTECNIA BOGOTÁ, MAYO DE 2020

Objetivo general Realizar investigación sobre el procedimiento, análisis y resultados de la Prueba de Carga de Placa, Pruebas de Carga Estáticas de Pilotes, Ensayo de Permeabilidad Lefranc y Ensayo de Permeabilidad Lugeon Objetivos específicos :

  • Determinar y analizar la prueba de carga de placa
  • Determinar y analizar la prueba de carga estáticas de pilotes
  • Determinar y analizar ensayo de permeabilidad lefranc
  • Determinar y analizar ensayo de permeabilidad lugeon

obtener una curva exacta de carga - deformación. Luego de que se aplique cada incremento de carga, se mantiene la carga en este punto hasta cuando la deformación no aumente a una rata mayor de 0.03 mm (0.001") por minuto, durante tres minutos consecutivos. Se anotan las lecturas de carga y de deformación para cada incremento de carga. La deformación debe corresponder al promedio de los valores registrados por los diales instalados. Se continúa este procedimiento hasta alcanzar la deformación total escogida o hasta que se haya alcanzado la capacidad de carga del dispositivo, lo que ocurra primero. En este punto, se mantiene la carga hasta cuando la deformación no aumente a una rata mayor de 0.03 mm (0.001") por minuto, durante tres minutos consecutivos. Se anota la deformación total, después de lo cual se disminuye la carga, hasta aquella a la cual los medidores del dial fueron colocados en "cero", y se mantiene la carga de asentamiento en cero, hasta cuando la rata de recuperación no exceda de 0.03 mm (0.001") durante tres minutos consecutivos. Se anota la deformación para la carga de puesta cero. Equipo

  • Dispositivo de carga – Un camión o remolque o una combinación de ambos
  • Ensamblaje de gato hidráulico – Con un accesorio esférico de soporte, capaz de aplicar y liberar la carga en incrementos
  • Placas de carga
  • Diales indicadores (deformímetros)
  • Viga de deflexión
  • Herramientas varias Ensayo de placa de carga con Deformímetros

Vista general ensayo de placa de carga, con el camión actuando de contrapeso Calculo del módulo de compresibilidad Ev Los módulos de compresibilidad se calculas por medio de la curva carga vs asentamientos, del primer ciclo de carga y del segundo ciclo de carga, La expresión en que se basa este ensayo es la siguiente: Donde: ΔP: Diferencia de carga entre dos escalones de carga (MPa). D: Diámetro de la placa, igual a 298,5 mm. ΔS: Diferencia de asientos de la placa al aplicar ΔP.

Criterios para ejecutar la prueba de carga Criterios de carga controlada Aplicar incrementos iguales de carga (25% da la capacidad de diseño) cuando la rapidez del asentamiento medida en la cabeza sea mínima Aplicar incrementos iguales de carga (8.5% de la capacidad última) en incrementos de tiempo constante ( min)

Sistemas de aplicación de carga sistemas de aplicación de carga La carga se puede aplicar de dos maneras:

  • Con lastre o peso muerto. Se incrementa gradualmente durante la prueba y el lastre lo reciben las vigas y lo transmiten al pilote de prueba
  • Sistema hidráulico de presión. Se coloca entre la viga de reacción y el pilote, en cuyo caso la reacción la proporcionan las anclas o pilotes adyacentes Variables a medir Las variables a medir durante el ensayo son:
  • Asentamientos que sufre la parte superior del pilote
  • Cargas aplicadas
  • Tiempo trascurrido En caso de contar con instrumentación a lo largo del pilote:
  • Carga que se transmiten a diferentes profundidades Dispositivos empleados para medir las variables Asentamientos que sufre la parte superior del pilote
  • Micrómetros fijados a un marco de referencia.
  • Dispositivos electrónicos (LVDT, Transductores de desplazamientos, etc).
  • Equipo de topografía
  • Escala graduada adherida al pilote Cargas aplicadas.
  • Manómetro del sistema hidráulico previamente calibrado.
  • Celda de carga electrónica. Tiempo trascurrido
  • Cronometro

Dispositivos para medir los desplazamientos Dispositivos para medir deformaciones a profundidad

Presentación de resultados Representación gráfica de la resistencia a la penetración Representación gráfica la carga vs desplazamiento en cabeza

ENSAYO DE PERMEABILIDAD LEFRANC

El ensayo Lefranc es un tipo de ensayo in situ que permite determinar la permeabilidad de los suelos en el interior de sondeos, ya sea durante la ejecución del mismo o una vez a finalizada la perforación. Están especialmente indicados para determinar el coeficiente de permeabilidad de suelos permeables o semipermeables como suelos arenosos, limosos o rocas muy fracturadas por debajo del nivel freático, aunque también pueden utilizarse en gravas o suelos arcillosos. Son un tipo de ensayo muy práctico y fácil de realizar en campo, el cual nos dará una idea de la permeabilidad de un nivel o estrato en concreto ya que tiene la ventaja de que se puede ejecutar a la profundidad que se desee y con el espesor que se considere más idóneo. Es una de las técnicas más sencillas (en cuanto a costos y trabajo) para hallar el coeficiente de permeabilidad en un suelo. Este tipo de ensayo, a pesar de realizarse normalmente en perforaciones de pocos metros, es muy utilizado en Geotecnia. Imágenes Ensayo de permeabilidad Lefranc

Existen dos procedimientos de ejecución de este tipo de prueba: Procedimiento No 1 de permeabilidad de carga constante El procedimiento consiste en medir el caudal necesario para mantener un nivel de agua en el interior de un sondeo principalmente para suelos más permeables Para ello, durante las labores de perforación del sondeo o una vez finalizado este y una vez alcanzada la profundidad deseada, se realizan los siguientes pasos:

  • Maniobra de limpieza para despejar la cavidad de perforación de cualquier fragmento, lodo o derrumbe.
  • Izado de la tubería de revestimiento, habitualmente 1 o 2 m, hasta dejar libre el tramo que se pretende ensayar.
  • Llenado con agua del hueco de perforación y esperar el tiempo suficiente hasta que se libere el posible aire acumulado en los poros y se estabilice el nivel de agua.
  • Una vez estabilizado el nivel de agua, se comienza la prueba Lefranc mediante las lecturas de tiempo y caudal cada 5 minutos y durante un tiempo mínimo de 45 minutos. Si la permeabilidad es elevada, durante los primeros 20 minutos se tomarán medidas cada 1 minuto. Una vez terminada la prueba la permeabilidad de un suelo la permeabilidad de un suelo puede ser determinada mediante la siguiente expresión: K = m·Q/H Donde:
  • K: Coeficiente de permeabilidad
  • m: Coeficiente que depende de las características geométricas del hueco de perforación del sondeo.
  • Q: Caudal de agua
  • H: Altura desde la superficie del agua hasta la profundidad del nivel freático. La constante m pero estos casos puede determinarse mediante la expresión: (válido para h/d>4)

Los parámetros que rigen esta ecuación quedan representados en el siguiente esquema: Esquema ensayo de permeabilidad de carga variable Lefranc Lo recomendable es empezar haciendo un ensayo Lefranc de carga constante y una vez finalizado este, continuar con la prueba de carga variable. De este modo tendríamos dos ensayos en uno y podemos contrastarlas diferencias de permeabilidad entre un ensayo y otro. Valores de permeabilidad de suelos A continuación, y para que sirva como orden de magnitud de los tests Lefranc, se presentan distintos valores de permeabilidad para los suelos más comunes según la clasificación USCS

ENSAYO DE PERMEABILIDAD LUGEON

El ensayo Lugeon es el ensayo de permeabilidad para macizos rocosos más empleado en la actualidad en la ingeniería geotécnica, es un ensayo muy útil, rápido y económico para determinar la permeabilidad de macizos rocosos fracturados. Muy utilizado en las cerradas y vasos de embalses u otras balsas de agua y también en túneles u otras obras subterráneas. El test Lugeon se realiza en el interior de sondeos geotécnicos y permite calcular de forma más o menos cuantitativa la permeabilidad in situ de un macizo rocoso fracturado. Debe su nombre en homenaje al geólogo suizo Maurice Lugeon, el cual formuló por primera vez el método en 1933. Inicialmente se diseño para medir la permeabilidad del terreno en proyectos de presa, principalmente para inyecciones de cemento pero posteriormente se amplió a otras ramas de la geotecnia. Esquema general ensayo penetración Lugeon

Procedimiento prueba Lugeon

El ensayo consiste básicamente en inyectar agua a una presión constante de 1 MPa ( kp/cm^2 ) en un tramo obturando de sondeo durante 10 minutos. Normalmente se ensayan tramos de 5 m los cuales se aíslan del resto de la perforación mediante obturadores, durante el trascurso del ensayo se va midiendo la admisión de agua. La presión se va aplicando en escalones de carga y descarga de 0, 1, 2, 5 y 10 kp/cm^2 y en cada escalón debe mantenerse la presión 10 minutos debiendo alcanzarse siempre la presión de 10 kp/cm^2 salvo en rocas blandas o superficiales en las que podría producirse la fracturación hidráulica. El test proporciona unos resultados en unidades Lugeon que se corresponden con 1 litro de agua que se absorba por metro de sondeo y por minuto de ensayo, Una unidad Lugeon equivale a una permeabilidad de 10-^5 cm/s.

Como puede verse, además de determinar la permeabilidad del tramo ensayado, las gráficas del test nos permiten conocer el comportamiento de las fisuras y el régimen del agua . Más detalladamente pueden presentarse 5 tipos de comportamiento, los cuales habrá que estudiar con detenimiento, pues en ensayos reales de campo podrían darse comportamientos mixtos: Flujo laminar El flujo laminar se produce cuando los resultados de permeabilidad del ensayo son aproximadamente iguales e independientemente de la presión aplicada y si estamos en la rama de carga o descarga del ensayo. Flujo turbulento El flujo turbulento tiene lugar cuando con la presión mas alta se obtiene el menor valor de permeabilidad y con las presiones más bajas, tanto en carga como en descarga, los mayores resultados de permeabilidad Lugeon y más o menos del mismo valor. Dilatación de diaclasas Se produce cuando con la mayor presión se obtiene un valor de permeabilidad significativamente más elevado al resto de presiones. El resto de valores Lugeon son significativamente similares. Se interpreta, como el encabezado indica, con una apertura de fracturas del tipo elástico. Es decir, que una vez finalizado el ensayo vuelve a cerrarse la fractura. Si durante la descarga, se obtuvieran valores de permeabilidad elevados sería síntoma de una apertura permanente de las fisuras o limpieza de las mismas. Lavado de diaclasas El lavado de diaclasas se lleva a cabo cuando se produce un incremento de la permeabilidad con el aumento de la presión del ensayo y sigue aumentando dicha permeabilidad, aunque se produzca la reducción de la presión durante la descarga. Se produce un lavado del material que rellena las fisuras y es, por tanto, una llamada de atención de que la presión utilizada en el ensayo es demasiado elevada. Llenado de vacíos Se trata del caso contrario al lavado de diaclasas, cuando las unidades de permeabilidad Lugeon decrecen conforme avanza el ensayo, tanto en la carga como en la descarga de la prueba. Si se requiere conocer en detalle los parámetros de permeabilidad del terreno saturado es recomendable recurrir a ensayos de bombeo. Son, sin duda, el método más fiable, eso sí, son más costosos y requieren de varios días para su ejecución. Los ensayos de bombeo extraen un volumen de agua apreciable de la formación a estudio, por ello ensayan un área bastante amplia, siendo mucho mas representativos que los ensayos Lefranc o Lugeon que se centran en secciones muy pequeñas dentro de un sondeo.

CONCLUSIONES

  • El ensayo de placa de carga es un ensayo en situ y es eficiente para poder determinar capacidad portante, el módulo de compresibilidad y el módulo de reacción
  • El ensayo de placa de carga tiene especificación técnica Invias para Colombia
  • Las pruebas de Cargas Estáticas de Pilotes permiten conocer el comportamiento real de los pilotes en el terreno, estableciendo la capacidad de carga y determinar los desplazamientos en terreno
  • La prueba de Carga Estática de Pilotes es una prueba costosa por los equipos y por el personal especializado, esta prueba se recomienda para proyectos de gran envergadura
  • El ensayo Lefranc es un tipo de ensayo in situ que permite determinar la permeabilidad de los suelos en el interior de sondeos, ya sea durante la ejecución del mismo o una vez a finalizada la perforación y sea hace especialmente para determinar el coeficiente de permeabilidad
  • El ensayo de permeabilidad Lefranc de carga constante está más indicado para suelos más permeables mientras que el ensayo de permeabilidad Lefranc de carga variable ofrece mejores resultados en suelos menos permeables.
  • El ensayo de lugeon es para macizos rocosos y es necesario de un equipo de presión y tiene sus propias unidades de Lugeon que se corresponden con 1 litro de agua que se absorba por metro de sondeo y por minuto de ensayo.
  • la prueba de Lugeon permite determinar, además de la permeabilidad del terreno, el grado de fracturación del macizo rocoso y su comportamiento, pero su fiabilidad es cuestionable y en muchas ocasiones pueden estar mal ejecutados