Supervisión sondeos geotécnicos

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¿Qué se debe considerar antes de comenzar una campaña de sondeos geotécnicos?

Los sondeos o sondajes geotécnicos son un proceso de reconocimiento directo del terreno, que para que se lleven a cabo adecuadamente deben ser considerados como un proceso dinámico. Es decir, que van cambiando en función de los resultados obtenidos y la necesidad y extensión de cada una de sus etapas y el desempeño de estas.

Se suele definir la campaña geotécnica, donde están incluidos los sondeos geotécnicos, al inicio del proyecto o las obras constructivas para tener una base sobre la cual partir, aunque posteriormente el número, tipo y ubicación de las investigaciones geotécnicas pueda variar en función del terreno que se vaya detectando.

A continuación, nos centraremos en los sondeos geotécnicos aunque lo expuesto también puede aplicarse a otro tipo de prospecciones como ensayos de penetración dinámica, CPT o calicatas.

En la supervisión y planificación geotécnica se deben considerar los siguientes elementos:

– La magnitud y características del proyecto para el cual se solicitan los sondeos.

– La inversión económica y el tiempo estimado de duración de los sondajes.

– La importancia de las consecuencias de fallos constructivos o de diseño, para así poder priorizar adecuadamente la cantidad y la ubicación de cada una de las perforaciones.

– La situación geográfica y los planos topográficos del área.

– Los planos referentes a los perfiles longitudinales y transversales del terreno.

– La recopilación de la información de las construcciones próximas, preferiblemente de las campañas de sondeos existentes a los alrededores.

Adicionalmente, como geotécnicos, aunque no sea parte del especto técnico, debemos disponer de los permisos de los propietarios de los terrenos y conocer los servicios que se puedan ver afectados por las perforaciones (conducciones de agua, teléfonos, tuberías de gas y otros), de forma tal que, se pueda evitar cualquier problema legal u operativo.

En la normativa del Código Técnico de la Edificación, el Eurocódigo n°7, Guía de Cimentaciones, AASHTO entre otras, se pueden encontrar varias recomendaciones para la ejecución de los sondeos geotécnicos. Por ejemplo, el número de sondeos apropiados a los fines que se persiguen, la profundidad de los mismos y como se debería distribuir en el terreno a estudiar. Igualmente, el muestreo a realizar en el interior de cada sondeo mecánico.

Preparación de accesos y acondicionamiento del emplazamiento

Se debe acondicionar el terreno y construir vías de acceso al emplazamiento o adecuar las existentes de ser el caso, de forma tal, que los equipos y suministros necesarios puedan acceder al terreno sin mayores dificultades.

Por otra parte, la distribución y ubicación de los sondeos son fijadas tomando en consideración las características del estudio, sus objetivos y las dificultades para acceder al emplazamiento.

En el campo se recomienda utilizar la topografía clásica para determinar los puntos de sondeo asociándolos a puntos fijos y la nivelación geométrica para decidir las cotas de cada uno.

En zonas urbanas o viales, se debe preparar con antelación el terreno con medios auxiliares como calicatas (realizadas manualmente) o en su defecto georadar, para prevenir cualquier daño a los servicios urbanos o instalaciones enterradas en los alrededores.

Control de operación sondeos mecánicos a rotación

Durante el proceso de sondaje se debe tener un control permanente en campo de la velocidad de avance, la carga aplicada sobre la corona, la longitud de las perforaciones, el caudal, la presión de inyección del agua y recuperación de material, todo esto con la finalidad de obtener información de calidad durante el proceso de perforación

Consideraciones para la recuperación de testigos continuos en los sondeos mecánicos

Los sondeos deben ejecutarse con la mínima cantidad de agua posible para alterar en la menor medida posible los testigos obtenidos.

Igualmente, en el proceso de recuperación de las muestras, es de vital importancia tener una canaleta donde colocar cada uno de los testigo al extraerlo del tubo portatestigos e inspeccionar si existe un exceso o falta de material, dejando por escrito la causa del cambio de volumen extraído en comparación al previsto.

Después, se procede a trasladar los testigos a la caja portatestigos que puede ser de madera, plástico o cartón parafinado. En esta se debe prestar especial atención en colocar las muestras en las posiciones y orientaciones originales así como especificar la profundidad a la cual fueron extraídas.

Adicionalmente, se recomienda realizar el proceso de traslado a la caja desde las muestras finales a las iniciales, colocar separadores cada vez que se termine una maniobra para prevenir confusiones entre unas muestras y otras, y registrar cualquier perdida de testigos en las cajas.

Consideraciones muestreo en sondeos a rotación

Previamente al inicio de los trabajos, debe determinarse el tipo y profundidad de los muestreos: ensayos SPT, toma de muestras inalteradas y alteradas, el cual puede verse modificado en función de las litologías detectadas.

A continuación se presentan las características generales de cada una de las posibles muestras:

Muestras alteradas: Este tipo de muestras no conservan sus propiedades del suelo en su estado natural. Por lo tanto, tienen un uso limitado pero permiten sus propiedades más elementales como son sus husos granulométricos y límites de Atterberg. Igualmente, si se conservan en buenas condiciones, pueden determinarse algunas propiedades químicas como el contenido en sulfatos, materia orgánica, carbonatos, etc.

Muestras inalteradas: Estas muestras mantienen teóricamente las mismas propiedades del suelo en su estado natural por lo que son excelentes para realizar ensayos en laboratorio.

La calidad de las muestras, dependerá del tipo de tomamuestras escogido para el tipo de suelo y su correcta implementación. Por ejemplo, para la mayoría de los casos con suelos con propiedades geotécnicas intermedias, se utilizan los tomamuestras abiertos de pared gruesa.

Para los suelos muy blandos se sugiere el tomamuestras de pared delgada o Shelby.

Para los ensayos SPT, se remite al artículo Ensayos de penetración Estándar SPT donde se explica detalladamente este método.

Consideraciones prácticas de la toma de muestras inalteradas

– Los intervalos entre toma de muestras inalteradas en suelos cohesivos deben ser iguales o menores a los 4 metros, para que no queden espacios significativos sin analizar que afecten la fiabilidad de los sondeos.

– Previamente a tomar muestras, se deben retirar todos los materiales alterados o adicionales que estén presentes en el fondo del sondeo.

– En los suelos blandos se deben usar tomamuestras con espesores de 1 a 2 mm y una longitud mínima de 45 cm.

– Se debe velar que la muestra sean extraídas a velocidad constante, cualquier cambio brusco de velocidad puede afectar las propiedades de la muestra.

– Se eliminan 3 cm de la muestra a cada extremo al ser extraído del tomamuestras y se rellenan con parafina liquida para su preservación.

– Las muestras pueden ser medidas antes de sellarlas adecuadamente, con el penetrómetro de bolsillo y el aparato Vane-test.

Por otro lado en el caso de sondeos perforados en roca, se debe proporcionar información sobre la calidad del macizo rocoso y sus discontinuidades. De esta forma, se puede determinar la calidad del macizo rocoso mediante la Q de Barton o el RMR de Beniawski.

Consideraciones sondistas en el campo

Se aconseja que el sondista lleve un registro continuo de la ejecución de cada uno de los sondeos para tener un mejor control en campo y no existan confusiones en los análisis posteriores mediante un parte o plantilla de trabajo.

El parte de trabajo debe especificar la maquinaria y equipos utilizados, los diámetros, coordenadas y cotas de cada sondeo, así como las fechas de ejecución.

Es importante que se registe la columna estratigráfica y se aclare en que áreas se perforo en seco y cuales se le agrego fluidos, las cotas del nivel freático, los resultados de los ensayos in situ con su respectiva interpretación y cualquier incidente producido durante la ejecución de los sondeos.

Se toman fotografías antes, durante y finalizado el sondaje.

¿Qué se debe hacer al finalizar los sondeos?

Al momento de que las perforaciones de los sondeos cumplen su función y si no van a ser usadas con otros fines, se debe procurar cerrarlas para que se restaure el emplazamiento y poder asegurar las condiciones alrededor.

Las bocas de los sondeos, posteriormente a la instalación del tubo piezométrico, se cierran con tapas metálicas especiales con un sistema de apertura que deja medir el nivel freático de ser necesario y se les coloca una arqueta. Cuando se plantea sellar definitivamente los sondeos se realiza de abajo hacia arriba mediante lechadas de cemento o cemento-bentonita.

Registros de sondeos

Una correcta supervisión de sondeos geotécnicos no esta completa sino se tienen registros detallados y claros de cada uno de los sondeos realizados en campo. Por lo tanto, se recomienda realizar, al menos, las siguientes indicaciones:

• Realizar una ficha técnica con la situación, cotas y emplazamientos de los sondeos en la que se incluya fotografías del área antes y después del emplazamiento así como de la propia maquina emplazada y de la arqueta. También son convenientes los planos de la planta con la distribución de los sondeos.
• El registro de sondeos deben incluir todos los detalles de la perforación (baterías, coronas, revestimientos, etc), índices de recuperación y cotas del nivel freático.
• Por último debe incluirse los resultados de la testificación geotécnica detallada realizada por un geólogo experto en el área de actuación.