7.1 Estudio del Subsuelo
El suelo juega un rol fundamental en toda obra, independiente de la naturaleza de 茅sta. Por esta raz贸n es necesario conocer sus caracter铆sticas y su comportamiento frente a determinadas solicitaciones. Hay obras que exigen realizar excavaciones de envergadura (subterr谩neos, ciertas obras civiles como caminos, canales, etc.) o bien rellenos importantes (rellenos de plataformas, etc.). Por otro lado, recibe las cargas de las estructuras y debe ser capaz de resistirlas bajo sus tensiones admisibles, sin experimentar deformaciones o asentamientos mayores que los permisibles para las estructuras que soporta y para 茅l mismo.
TEMAS TRATADOS:

7.1.1. Generalidades
7.1.2. M茅todos de exploraci贸n m谩s frecuentes
7.1.3. Estudios de laboratorio

7.1.1 GENERALIDADES

Previo a toda construcci贸n se debe efectuar un estudio del suelo comprometido por la obra, el cual debe ser hecho por un especialista en el tema.

Este especialista se basa en antecedentes geot茅cnicos de la zona y/o en un reconocimiento detallado del terreno, el cual se efect煤a mediante pozos de reconocimiento o mediante sondajes.

El problema m谩s importante que se tiene que enfrentar en la prospecci贸n de suelos es la enorme variabilidad tanto en superficie como en profundidad. Al final s贸lo se tiene mediana certeza sobre las muestras tomadas en la exploraci贸n, pero no es seguro extrapolar los resultados.

Hay que considerar que no existe un m茅todo de exploraci贸n que sea de uso universal, apto para todos los tipos de suelos existentes y para todas las estructuras probables.

En general, al programar la exploraci贸n se debe considerar ubicar los puntos de prospecci贸n a distancias aproximadamente iguales y aumentarlos seg煤n los resultados. En todo caso, deben quedar claramente identificadas las zonas donde se detecten suelos inadecuados.

7.1.2 M脡TODOS DE EXPLORACI脫N M脕S FRECUENTES
LOS M脡TODOS DE EXPLORACI脫N M脕S EMPLEADOS SON

A. Calicatas o pozos de reconocimiento
B. Sondajes

A. Calicatas o pozos de reconocimiento

Este es el m茅todo m谩s usado de exploraci贸n de suelos. Permiten la inspecci贸n directa del suelo que se desea estudiar por lo que normalmente entrega informaci贸n m谩s confiable y completa.

Adem谩s, en suelos con gravas es el 煤nico m茅todo de prospecci贸n. Por otra parte, es una exploraci贸n relativamente econ贸mica.

La gran limitaci贸n de las calicatas es el nivel fre谩tico que limita su profundidad. Si no se encuentra la napa, muchas veces la profundidad debe limitarse por motivos de seguridad.

A1. Dimensiones

Debido a la complejidad del tema, los antecedentes entregados a continuaci贸n son de car谩cter informativo, debiendo el especialista tomar las decisiones del caso.
Secci贸n m铆nima recomendada: 0,8 x 1,0 m. Con esto se permite un trabajo c贸modo del laboratorista y se puede hacer una inspecci贸n adecuada de las paredes.
Profundidades:
Son variables, dependiendo de las caracter铆sticas del suelo, existencia de napa de agua y del tipo de estructuras. A t铆tulo de orientaci贸n se puede indicar que las profundidades m铆nimas de exploraci贸n son las siguientes:
Zapata o losa de fundaci贸n: Un ancho de fundaci贸n bajo el sello de fundaci贸n. Ver Figura 7.1.
En caminos es de 1,5 m medidos desde la subrasante propuesta.
Se van dejando escalones cada 40 a 50 cm, o cada vez que haya cambio de estrato; con esto se puede determinar la densidad del terreno y muestrear el suelo para ensayos de laboratorio.

FIGURA 7.1

PROFUNDIDAD DE CALICATA

A2. Inspecci贸n

El especialista debe efectuar una inspecci贸n visual de las paredes del pozo, escal贸n por escal贸n, describiendo detalladamente lo que detecta. Es lo que se conoce como perfil estratisgr谩fico. Al menos debe indicar apreciaciones de:
Espesor de los estratos: debe quedar claramente determinado.
Tama帽o: suelo grueso (grava y/o arena) o fino (limo y/o arcilla) y las mezclas de ellos. Presencia de bolones (鈮 75 mm).
Olor: los suelos org谩nicos tienen un olor distintivo que se incrementa calentando una muestra.
Color: indicar el color predominante.
Humedad: estimar la humedad del suelo.
Estructura: estratificado (capas alternadas), laminado (capas muy delgadas), lenticular (inclusiones de suelos diferentes).
Densificaci贸n: en suelos sin cohesi贸n puede ser suelta o densa; en suelos cohesivos (ensayo manual) la clasificaci贸n es blanda, media, firme, muy firme y dura.
Clasificaci贸n: debe estimarse la clasificaci贸n probable de la muestra. Normalmente se emplea la clasificaci贸n USCS (ver 7.2.2).
Nombre que se le da en la localidad (como 鈥渃husca鈥, 鈥渢rumao鈥, 鈥渃ancagua鈥 u otros).
Por otro lado, si lo estima necesario, debe tomar muestras representativas de los estratos, con la finalidad de conocer las caracter铆sticas de los suelos mediante ensayos efectuados en un laboratorio de suelos. Estas muestras pueden ser de dos tipos:
Muestras perturbadas: en general provienen de las paredes del pozo.
Muestras no perturbadas: para suelos cohesivos. Se recorta de las paredes o de un escal贸n y se recubren con parafina s贸lida para protegerlas.
Si se llega a la napa, debe quedar claramente definida su profundidad, indicando fecha y hora de medici贸n.

En Figura 7.2 se muestra faenas de inspecci贸n en una calicata.

FIGURA 7.2

CALICATA

Muestra no perturbada de un pozo

Fuente: https://www.diccionario.geotecnia.online

B. Sondajes

La gran ventaja que tiene la exploraci贸n mediante sondajes es que no est谩 limitado por la napa. En casos normales no tiene limitaciones de profundidad.

Entre sus desventajas est谩 su mayor costo, ya que requiere de maquinaria especializada, y que no se tiene una observaci贸n directa del suelo.

Se recurre generalmente a este m茅todo cuando:

Se desea investigar profundidades importantes.
Cuando las condiciones locales lo hacen necesario (por ejemplo, presencia de la napa, roca y otros).

A medida que se va penetrando, el operador va analizando el material que va saliendo a la superficie y registra la profundidad a la que se detect贸.

Cuando lo estima adecuado coloca un muestreador (cuchara partida), con la que se tienen muestras perturbadas. Si se detecta la presencia de suelos cohesivos se cambia el muestreador por otro de pared delgada que permite obtener muestras no perturbadas para ensayos de laboratorio.

En suelos arenosos, con el sondaje se puede realizar el ensayo de penetraci贸n est谩ndar (SPT). Se utiliza una masa de 63,5 kg que se deja caer, en ca铆da libre, desde 76 cm sobre el muestreador, el que se protege con una zapata superior. Se penetra 15 cm y luego se cuenta el n煤mero de golpes necesarios para hacer penetrar al muestreador 30 cm; ese n煤mero de golpes es el Nspt o resistencia a la penetraci贸n est谩ndar (ASTM D1586). Con este valor se puede obtener una indicaci贸n de la densidad relativa del suelo, como se muestra en Tabla 7.1.

TABLA 7.1

RESISTENCIA A LA PENETRACI脫N

Fuente: US Army Corps of Engineers

En Figura 7.3 se muestra un equipo de sondaje y una muestra perturbada.

FIGURA 7.3

SONDAJE

Fuentes: Teg Chile 鈥 Sondajes / Tierras y suelos S.A.S.

7.1.3.ESTUDIOS DE LABORATORIO

Las muestras extra铆das del suelo, indicadas en el punto 7.1.2, se someten a diversos tipos de ensayos en laboratorio; los m谩s frecuentes se muestran en Tabla 7.2.

TABLA 7.2

ENSAYOS DE SUELOS