Los tipos principales de sondeos que se usan en
mecánica de suelos para fines de muestreo y reconocimiento del subsuelo, en
general, son los siguientes:
A.- MÉTODOS DE EXPLORACIÓN DE CARÁCTER PRELIMINAR.
Pozos a cielo abierto (o calicatas), con muestreo
alterado o inalterado:
Cuando este método sea practicable
debe considerársele como el más satisfactorio para conocer las condiciones del
subsuelo, ya que consiste en excavar un pozo de dimensiones suficientes para
que un técnico pueda directamente bajar y examinar los diferentes estratos de
suelo en su estado natural, así como darse cuenta de las condiciones precisas
referentes al agua contenida en el suelo.
En estos pozos se pueden tomar
muestras alteradas o inalteradas de los diferentes estratos que se hayan
encontrado.
Perforaciones con posteadora, barrenos helicoidales o
métodos similares:
En estos
sondeos exploratorios la muestra de suelo obtenida es completamente alterada,
pero suele ser representativa del suelo en lo referente a contenido de agua,
por lo menos en suelo muy plástico.
Los
barrenos helicoidales pueden ser de diferentes tipos no sólo dependiendo del
suelo por atacar. Un factor importante es el paso de la hélice que debe ser muy
cerrado para suelos arenosos y mucho más abierto para el muestreo en suelos
plásticos.
Posiblemente
más usadas que los barrenos son las posteadoras a las que se hace penetrar en
el terreno ejerciendo un giro sobre el mineral adaptado al extremo superior de
la tubería de perforación. Las herramientas se conectan al extremo de una
tubería de perforación, formada por secciones de igual longitud, que se van
añadiendo según aumenta la profundidad del sondeo.
Las
muestras de cuchara son generalmente más alteradas todavía que las obtenidas
con barrenos helicoidales y posteadoras; la razón es el efecto del agua que
entra en la cuchara junto con el suelo, formando en el interior una
seudosuspensión parcial del mismo. Las muestras son apropiadas solamente para
pruebas de clasificación y, en general, para aquellas pruebas que no requieran
muestra inalterada.
Métodos de lavado:
Este
método constituye un procedimiento económico y rápido para conocer
aproximadamente la estratigrafía del subsuelo. El método se usa también en
ocasiones como auxiliar de avance rápido en otros métodos de exploración. Las
muestras obtenidas en lavado son tan alteradas que prácticamente no deben ser
consideradas como suficientemente
representativas para realizar ninguna prueba de laboratorio.
Métodos de
penetración estándar:
Este
procedimiento es, entre todos los exploratorios preliminares, quizá el que
rinde mejores resultados en la práctica y proporciona más útil información en
torno al subsuelo y no sólo en lo referente a descripción.
En suelos puramente friccionantes la prueba permite conocer la
compacidad de los mantos que es la característica fundamental respecto a su
comportamiento mecánico. En suelos plásticos la prueba permite adquirir una
idea, si bien tosca, de la resistencia a la compresión simple. Además el método
lleva implícito un muestreo, que proporciona muestras alteradas representativas
del suelo en estudio.
Método de penetración cónica:
Estos
métodos consisten en hacer penetrar una punta cónica en el suelo y medir la
resistencia que el suelo ofrece. Existen diversos tipos de conos.
Dependiendo del
procedimiento para hincar los conos en el terreno, estos métodos se dividen en
estáticos y dinámicos. En los primeros la herramienta se hinca a presión,
medida en la superficie con un gato apropiado; en los segundos el hincado se logra a golpes dados con un peso
que cae.
En
la prueba dinámica puede usarse un penetrómetro atornillando al extremo de la
tubería de perforación, que se golpea en su parte superior de un modo análogo
al descrito para la prueba de penetración estándar.
A modo de
resumen podría decirse que las pruebas de penetración cónica, estática o
dinámica, son útiles en zonas cuya estratigrafía sea ya ampliamente conocida a
priori y cuando se desee simplemente obtener información de sus características
en un lugar específico; pero son pruebas de muy problemática interpretación en
lugares no explorados a fondo previamente.
Perforaciones en boleos y gravas (con barretones,
etc.):
Con
frecuencia es necesario atravesar durante las perforaciones estratos de boleos
o gravas que presentan grandes dificultades para ser perforados con las
herramientas hasta aquí descritas. En estos casos se hace necesario el empleo
de herramientas de mayor peso, del tipo de barretones con taladros de acero
duro, que se suspenden y dejan caer sobre el estrato en cuestión, manejándolos con
cables. En ocasiones se ha recurrido, inclusive, al uso localizado de
explosivos para romper la resistencia de un obstáculo que aparezca en el
sondeo.
B.- MÉTODOS DE SONDEO DEFINITIVO.
Métodos con tubo de pared delgada:
Este tipo de muestreadores no es recomendable
para suelos muy blandos, con alto contenido de agua y arenas, ya que en
ocasiones no logran extraer la muestra, saliendo a la superficie sin ella.
Métodos rotatorios para roca:
Cuando un sondeo alcanza una capa de roca más o menos
firme o cuando en el curso de la perforación las herramientas hasta aquí
descritas tropiezan con un bloque grande de naturaleza rocosa, no es posible
lograr penetración con los métodos estudiados y ha de recurrirse a un
procedimiento diferente.
Al empleo de máquinas perforadoras a rotación,
con broca de diamantes o del tipo cáliz.
C.- MÉTODOS GEOFÍSICOS.
Sísmico:
Este procedimiento se funda en la diferente
velocidad de propagación de las ondas vibratorias de tipo sísmico a través de
diferentes medios materiales. Las mediciones realizadas sobre diversos medios
permiten establecer que esa velocidad de propagación varía entre 150 y 2,500
m/seg en suelos, correspondiendo los valores mayores a mantos de grava muy compactos
y las menores a arenas sueltas.
De resistencia eléctrica:
Este método se basa en el hecho de que los
suelos, dependiendo de su naturaleza, presentan una mayor o menor resistividad
eléctrica cuando una corriente es inducida a su través.
Magnético y gravimétrico:
El trabajo de campo correspondiente a estos
métodos de exploración es similar, distinguiéndose en el aparato usado. En el
método magnético se usa un magnetómetro, que mide la componente vertical del
campo magnético terrestre en la zona considerada, en varias estaciones próximas
entre sí. En los métodos gravimétricos se mide la aceleración del campo
gravitacional en diversos puntos de la zona a explorar. Valores de dicha
aceleración ligeramente más altos que el normal de la zona indicarán la
presencia de masas duras de roca; lo contrario será índice de la presencia de
masas ligeras o cavernas y oquedades.
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