[go: up one dir, main page]

Academia.eduAcademia.edu
EXPLORACIÓN Antes de realizar un proyecto es necesario hacer una determinación preliminar de las condiciones geológicas a través de: La recopilación de información en la literatura existente, el análisis del relieve de la zona y el reconocimiento e identificación del terreno. La exploración determina las condiciones geológicas iniciales de un terreno mediante tres factores importantes, la cartografía de la superficie, la exploración de la su superficie y la recolección de muestras y núcleos. Cartografía de la superficie: El análisis del relieve está fundamentado en la interpretación de planos geológicos y topográficos, Para cualquier sitio en donde se vaya a realizar un proyecto es importante determinar las condiciones geológicas generales e identificar las restricciones para el desarrollo y construcción también como la evaluación preliminar del sitio lo cual va a permitir estudios previos para encontrar de manera más directa las amenazas y restricciones del área el cual se está evaluando, el primer paso es la identificación de la amenaza geológica mas importante y significativa de la zona. Metodología: El estudio de reconocimiento geológico debe seguir una serie de pasos los cuales son: Búsqueda de materiales de referencia y recolección de información disponible Análisis del terreno basado en mapas topográficos y en la interpretación de imágenes de sensor remoto Preparación de un mapa de ingeniería geológica preliminar (para áreas de terreno muy grandes) Reconocimiento del sitio para confirmar la información y los datos inicialmente recopilados Fuentes de información: Los textos de geología proveen información de la fisiografía, la geomorfología y tipos de formaciones y estructuras geológicas, estos textos no siempre son de geología o geotecnia, ya que muchas otras áreas del conocimiento también necesitan esta información así como la agricultura, la minería la meteorología entre otros, por lo tanto estos mismos son los que ayudan a realizar diferentes tipos de textos los cuales son muy útiles a la hora de buscar información. Los mapas geológicos se encuentran en diferentes escalas dependiendo de la necesidad y también del país o región en la que uno se encuentre, hay varios tipos de mapas geológicos los cuales serán necesarios para la recopilación de la información, los mapas geológicos de la base rocosa generalmente solo proveen la edad geológica, y usualmente los tipos de rocas se describen en un texto que los acompaña; los mapas de geología estructural presentan símbolos y convenciones en las diferentes zonas de la región para identificar fallas, diaclasas, pliegues, foliaciones, clivaje entre otros; los mapas de geología de superficie resalta y representa suelos superficiales y tipos de roca, es un mapa de la distribución de suelos; mapas tectónicos dan indicaciones comunes de alineamientos de fallas; información de terremotos, para identificar zonas de alto riesgo sísmico o mapas de microzonificación. Mapas topográficos y cartografía Los mapas topográficos presentan la forma del relieve, patrones de drenaje, formas de las corrientes de agua y las condiciones de la superficie del agua, los cuales son indicadores de las condiciones geológicas, estos mapas se encuentran en gran variedad de escalas y por su utilidad y disponibilidad deberían ser el primer paso en cualquier estudio que se vaya a realizar. Imágenes por sensor remoto Estas imágenes son las que se obtienen como su nombre lo indica a partir de un sensor remoto como por ejemplo una cámara fotográfica o una imagen de radar. Imágenes satelitales por sensores digitales: este sistema obtiene la imagen de la superficie de la tierra totalmente, aunque se ve afectada por las nubes, esto se hace cada 16 años Imagen satelital por sensor de radar: imágenes obtenidas por un radar ubicado en un satélite en el espacio. Fotografías aéreas: fotografías obtenidas en un pan de vuelo a 3000 metros de altura, también se realiza con un radar Imágenes hiperespectrales, identifican, miden y monitorean los constituyentes de la superficie de la tierra analizando el espectro electromagnético Imágenes marítimas tomadas a partir de un sonar, presentan condiciones geológicas significativas debajo del mar ANALISIS DEL TERRENO. Por lo general el análisis del terreno es la parte más importante de una investigación geotécnica, los relieves y otras características son indicadores importantes de las condiciones geológicas, la elaboración de planos detallando aspectos importantes de los ambientes geológicos son el objetivo del análisis de terreno, la información que pueden brindar está relacionada con el tipo de suelo la estructura de las rocas, el tipo de rocas, fuentes hídricas, direcciones de flujo, amenazas de deslizamiento entre otras, es por eso que se debe hacer un análisis exhaustivo del terreno. El análisis del terreno se basa en las características más evidentes de los planos topográficos y de las imágenes tomadas por sensores remotos. Las imágenes por satélite evidencian cambios en las condiciones de un terreno debido a que son tomadas en prolongados lapsos de tiempo, entonces a partir de estas se pueden identificar cambios tales como deforestación, o sequia de una zona o ataques por erosión, deslizamientos, etc. Las fotos aéreas por tener una resolución bastante alta son muy útiles a la hora de realizar un estudio para determinar condiciones geológicas además con el uso de un par estereoscópico, es posible ver el relieve de una zona e identificar posibles amenazas y tipos de rocas suelos y muchos más. La información y los datos obtenidos a partir del análisis del terreno puede ser impresa para preparar un mapa de ingeniería geológica que provee información de las condiciones geológicas de un área de estudio, la valoración preliminar de un mapa permite concluir: Abandono de un sitio para evitar condiciones bajo amenaza extrema Localización de estructuras para evitar condiciones no favorables Requisitos generales para bases y excavaciones Formulación del programa de investigación de subsuperficie. RECONOCIMIENTO DEL SITIO Los sitios en donde se desee realizar un proyecto o en donde se esté haciendo un estudio geológico deben ser visitados por un profesional experimentado, para recolectar información de primera mano de geología, acceso al terreno y acceso de herramientas y equipos necesarios, estructuras existentes y su condición, y amenazas potenciales. EXPLORACION DE SUBSUPERFICIE La exploración de la subsperfice se realiza para confirmar y suplementar la información que se ha recopilado anteriormente en el mapa geológico, además de determinar la distribución en la superficie de los materiales geológicos y la identificación de estos, además las condiciones del terreno y el agua. Categorías de métodos de exploración: Métodos directos: permite la examinación de materiales, usualmente con la toma de muestras. Métodos indirectos: proporciona la medida de las propiedades de un material, por ejemplo los métodos geofísicos y el uso del cono penetrometro, los cuales a través de correlaciones permiten la estimación del tipo de material. Metodos Geofisicos: Refracción sísmica: se usa para medir las velocidades del material, en el cual cambia con relación a la profundad, esto hace que haya una relación con la cual se puede determinar el tipo de material, el funcionamiento es apartir de una fuente de energía (golpe con un martillo o una explosión), esto genera unas ondas las cuales atraviesan el material, y esta información se lee con un sismómetro y se registra con un sismógrafo y el resultado final es un sismograma. Métodos de sísmica directa: usados para obtener información de las propiedades dinámicas de rocas o suelo y para evaluar la calidad de la roca de la masa. Sondeo en orificio superior, la fuente de energía se ubica en la parte inferior de un hoyo y se hace un arreglo de sensores en la parte superior, se activa la fuente de energía y luego los sensores registran la información Sondeo en orificio inferior, la fuente de energía se ubica en la superficie y los sensores se incorporan en una sonda para obtener la información Método de refracción sísmica: este método obtiene una representación esquemática de la superficie en términos del tiempo y principalmente en altamar, se realiza con una fuente de energía ultrasónica generando pulsos de corta duración halado por una embarcación y en conjunto con un hidrófono que detecta los pulsos originales y refleja señales de eco, la salida del hidrófono se amplifica y se registra, generando una sección grafica debajo de la superficie del agua Métodos de resistividad eléctrica: la resistividad de una roca o de un suelo está controlada y determinada principalmente por las condiciones de los poros con agua, que varían significativamente en cada material, por lo tanto los valores de resistividad no pueden ser interpretados directamente en términos de del tipo de suelo y la litología Conductividad Eléctrica: los medidores de conductividad en el terreno leen directamente la conductividad aparente y la interpretación en usualmente cualitativa. Radar de penetración de tierra: son usados como un método rápido de caracterización de la subsuperficie, están diseñados para probar solidos relativamente opacos a las ondas del radar, tales como barras de refuerzo en pavimento y bases, también como vacíos en los pavimentos, tuberías enterradas, superficies de roca y rocas superpuestas, cavernas, túneles, zonas de arcilla, fallas, y cuerpos de mineral, las imágenes consisten en líneas onduladas las cuales son difíciles de interpretar y principalmente localiza anomalías las cuales requieren investigación adicional. Magnetómetro: se usa para detectar cuerpos de minerales magnéticos o rocas que son muy magnéticas. Gravímetro: gravimétrica o estudios de microgravedad son usados para la detección de estructuras mayores en la superficie tales como fallas, domos, anticlinales, e intrusiones. Termografía infrarroja: un escáner, el cual puede detectar pequeñas variaciones en la temperatura. El cual puede ser halado por un vehículo o una persona, imágenes multicolor son mostradas grabadas e impresas luego se hace la interpretación, las áreas mas frías se muestran en verde y las mas calientes en naranja o rojo Métodos de reconocimiento Los métodos de reconocimiento de exploración están divididos en dos grupos generales: Grandes excavaciones: permiten una examinación cercana de los materiales geológicos e incluye pruebas de hoyos, pruebas de trinchera, y hoyos de gran diámetro, los cuales se pueden hacer rápidamente y a bajo costo, los socavones y los túneles aunque cuestan más debido a la excavación son valiosos por investigar las condiciones de la masa rocosa. Herramientas de mano y sondeos: son medios rápidos y de bajo costo para realizar exploraciones preliminares. Grandes excavaciones Prueba de pozo o excavación de trinchera: se realiza una excavación mediante retroexcavadora, buldócer o a mano, funciona para hacer una examinación detallada de los estratos del suelo, observar filtraciones de agua, identificación del nivel del agua subterránea, recopilación de muestras perturbadas e inperturbadas, examinación de zonas de falla, examinación de varios rellenos de escombros, identificación de la superficie de roca y evaluación de la medida a ser perforada, e investigaciones de material de préstamo Hoyos de gran diámetro: se cavan hoyos de 60 a 100 centímetros de diámetro, con un barreno, o se excavan a mano, sirve para tener una examinación detallada de la fuerte cohesividad de los estratos del suelo y localización de las caras de fricción y otros detalles que afectan la filtración y la estabilidad. Socavones y Túneles: usado en masas rocosas para la preparación detallada de las secciones geológicas y pruebas in situ, principalmente para presas y túneles. Sondeos: determinan el espesor de estratos de suelos suaves Taladro de mano o excavadora post-hoyo: recopilación de muestras y determinación del perfil del suelo para profundidades bajas Prueba de cono penetrometro (CPT): esta prueba se realiza comúnmente en ingeniería para obtener medidas de las propiedades de fuerzas, consta de una barra con una punta cónica a la cual mediante fuerza dinámica penetra el terreno, este estudio se basa en la fuerza necesaria para penetrar el terreno prueba y perforaciones de núcleo: se realiza para la obtención de muestras de materiales geológicos para examinar, clasificar y hacer ensayos de laboratorio, es muy útil ya que permite medidas in situ, de las propiedades físicas e ingenieriles de los materiales además se obtiene información de las condiciones de agua subterránea Tipos de perforación: Perforaciones de muestra lavada Perforaciones de muestra Perforaciones de núcleo Sondas de vía aérea Para la ejecución de las perforaciones se requiere fragmentación de los materiales, retirar los materiales del agujero, estabilización de las paredes del agujero para prevenir el colapso RECOPILACION DE MUESTRAS Y NUCLEOS Las muestras de materiales geológicos se realiza para permitir un estudio detallado de estos, mediante la identificación y clasificación, esto con el fin de obtener información de las propiedades físicas e ingenieriles del terreno. Clases de muestras basadas en la calidad: las pruebas perturbadas se caracterizan por la destrucción total de la fábrica y la estructura, por lo tanto genera mezcla de materiales. Muestras representativas: muestras están parcialmente deformadas lo cual genera que las propiedades ingenieriles como fuerza, compresibilidad y permeabilidad cambien, pero la fabrica original y su estructura varían poco, y aun se parecen a las originales Muestras no perturbadas: muestras que sufren cambios mínimos alrededor de su perímetro pero las propiedades ingenieriles se conservan intactas Prueba de perforación para el muestro del suelo: El barril dividido es usado en todos los tipos de suelos para las muestras representativas, tubos de pared delgada son usados en arcillas suaves a firmes y en la toma de muestras de núcleos son usados en suelos cohesivos que son de rígidos a duros para determinar pruebas de propiedades ingenieriles. Factores que afectan la calidad de la muestra: espesor del tubo de muestra condiciones del muestreador operaciones de perforado inserción del muestreador factores del suelo Muestreador de barril dividido: usado para obtener muestras representativas que se adapten al campo de estudio de la textura y fabrica del suelo y para pruebas de laboratorio, incluyendo medidas de la distribución del tamaño del grano, gravedad especifica e índice de plasticidad Muestreadores de tubo de pared delgada usado para realizar pruebas de laboratorio de propiedades de ingeniería, en suelos cohesivo suaves a rígidos, estas propiedades pueden ser fuerza, compresibilidad y permeabilidad entre algunos de los tubos se encuentra el tubo Shelby, el pistón estacionario estándar, el pistón hidráulico Osterberg, Shear-Pin Piston.