Exploración Geotécnica de Avanzada


MYV establece un modelo geotécnico (perfil de suelos) acorde con la realidad del medio, en interacción con la obra civil, tanto desde el punto de vista geológico como de ingeniería. MYV cuenta con numerosos equipos para ensayos in situ, desde los más simples hasta los más complejos. Las herramientas principales de MYV son las siguientes:

GEOLOGÍA INGENIERIL

En geologías o problemas complejos, la participación del Geólogo Ingenieril (Engineering Geologist) es fundamental para entender la distribución de los materiales geológicos, así como fenómenos geológicos como erosión, fallamiento local, y otros. El aporte del Geólogo en la exploración es sumamente importante para lograr un entendimiento más preciso de la relación geología – geotecnia – proyecto.

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EXPLORACIÓN BÁSICA

SPT (STANDARD PENETRATION TEST)

El sondeo SPT es el más utilizado en Costa Rica y su ejecución se basa en la norma ASTM D1586. Este ensayo tiene sus ventajas y limitaciones, y MYV lo ha utilizado especialmente en proyectos y desarrollos residenciales. Debido a sus limitaciones fue que MYV decidió introducir ensayos in situ especializados y ultra – especializados en Costa Rica.

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FVT (FIELD VANE TEST)

El ensayo FVT es conocido como el ensayo de veleta, y su ejecución sigue la norma ASTM D2573. Con el objeto de hacer su ejecución lo más especializada posible, MYV trajo desde Noruega la versión de Veleta comercializada por Geonor (brazo comercial del NGI – Norwegian Geotechnical Institute). La versión de Geonor permite efectuar sondeos de veleta con profundidad de hasta 10 metros (10 barras de 1 metro) y tiene un sistema de juntas que permite tomar en cuenta la fricción de las barras para conocer la resistencia real del terreno.

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TERRIER (ROTARY DRILLING)

El Geotractor Terrier, adquirido por MYV en 2010, es un equipo montado en orugas el cual ha sido diseñado como una torre de perforación, de usos múltiples, capaz de utilizar diversas técnicas de muestreo. Se puede utilizar para el ensayo de penetración estándar (SPT), técnicas de muestreo dinámica de sondeo geotécnico (DPH o DPHS), entre otros. Esta máquina de perforación portátil también puede operar cualquier técnica de perforación rotatoria como el sistema de barrena helicoidal (Auger) y la perforación con diamantina.

Técnicos de MYV están capacitados en el uso de todas las maniobras potenciales del Terrier, desde perforación con Auger, muestreo con lodos, perforación con tricono, perforación a rotación y perforación con martillo de aire comprimido. El Terrier es un equipo sumamente versátil que complementa los equipos in situ con los que cuenta MYV.

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EXTRACCIÓN DE MUESTRAS DE SUELO INALTERADAS

MYV cuenta con equipo especializado para extracción de muestras inalteradas de suelo requeridas para ensayos de resistencia y deformabilidad. El tubo muestrador se inserta en el terreno con tecnología de empuje tipo CPT y es un muestreador diseñado por PAGANI (Campeonatore) similar al muestreador Moistap de AP VAN DEN BERG. El diámetro nominal de la muestra extraída es de 3 pulgadas (76 mm). Adicionalmente, MYV construyó un sistema propio para extraer la muestra del tubo muestreador, por medio de un pistón activado con aire comprimido, lo cual reduce la alteración. El estándar ASTM que aplica a este proceso de extracción de muestras es el ASTM D1587-08 (Standard Practice for Thin-Walled Tube Sampling of Soils for Geotechnical Purposes).

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ENSAYOS NDT (NO DESTRUCTIVOS)

SASW (SPECTRAL ANALYSIS OF SURFACE WAVES)

Existen dos procedimientos estandarizados para efectuar el ensayo SASW y estos son: ASTM D6758-02 (Measuring stiffness and apparent modulus of soil and soil-aggregate in-place by an electro-mechanical method), y ACI 228.2R (NDE applications). MYV cuenta con dos versions del SASW: el SASW-S (para estructuras y pavimentos) y el SASW-G (para perfiles geológicos):

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SASW-S (Versión para Estructuras)

Determinación de perfiles de rigidez, es decir, velocidad y espesor de sistemas estratificados (no mayores a 3 metros de espesor) sin necesidad de sacar núcleos. El método SASW-S es una herramienta muy poderosa para identificar las propiedades de materiales a diferente profudidad. Entre algunas aplicaciones se tienen las siguientes: identificar daño por fuego o agrietamiento en elementos de concreto, estimar la resistencia del concreto (también mampostería y roca), medir la profundidad de grietas verticales abiertas en superficie, determinar el módulo resilente de las diferentes capas que conforman una estructura de pavimento, inspeccionar concreto lanzado en túneles o muros atirantados, revisar pavimentos de concreto y estructuras de losa sobre subrasante.

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SASW-G (Versión para Perfiles Geológicos)

La versión para perfiles geológicos permite determinar perfiles de velocidad de onda cortante (Vs) hasta profundidades de 30 metros. Estos perfiles de Vs pueden ser útiles para diferentes aplicaciones, incluidas las siguientes: Análisis de respuesta dinámica de suelos, diseño de fundación para máquinas vibratorias, determinación del período natural (Tn) del perfil de suelos, clasificación del tipo de perfil según el CSCR-2010 (S1, S2, S3 o S4), determinación de VS30 (Velocidad de onda cortante ponderada en los primeros 30 metros de profundidad).

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OHMMAPPER

El OhmMapper es un medidor de resistividad que permite determinar las propiedades eléctricas de rocas y suelos sin la necesidad de los clásicos electrodos. Un cable coaxial simple con secciones transmisoras y receptoras es arrastrado a través del terreno por medio de una persona o un vehículo todo terreno. La captura de datos es continua y permite muestrear finamente los primeros 8 a 10 metros de profundidad, obteniendo datos de alta calidad aún en áreas con geologías complejas. Entre las aplicaciones del OhmMapper, las más importantes son las siguientes: mapeo geológico, detección de fallas geológicas, detección de zonas fracturadas, detección de acuiclusas, detección de capas de arcilla, determinar la integridad de diques, determinar la presencia de vacíos bajo caminos y sitios de construcción, profundidad de la roca de basamento, etc.

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PDA y DLT

MYV adquirió recientemente un sistema de ensayo de pilotes PDA (Análisis de hincado de pilotes) y DLT (ensayo dinámico de carga). Este equipo permite el monitoreo continuo de deformaciones y aceleraciones durante el hincado de los pilotes y el registro de los golpes para ensayos de carga dinámicos.

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DCP

MYV adquirió recientemente un Cono Penetrómetro Dinámico (DCP por sus siglas en inglés). Este equipo permite medir la resistencia al corte de suelos con valores de CBR entre 0,5 y 100. Con este equipo MYV puede producir perfiles de valores CBR en el campo.

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MEDIDOR DE VIBRACIONES ACTIMON-X1

MYV adquirió para mediados del 2013 el medidor de vibraciones AcTiMon-X1 de la empresa Roctest. Este equipo permite monitorear aceleraciones en tres ejes (X, Y, Z), inclinaciones en dos ejes (X, Y) y temperatura al mismo tiempo. Es muy útil para realizar análisis de vibraciones en edificios y cimentaciones, entre otras aplicaciones, en un rango de frecuencias entre 0 y 200 Hz.

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PRESIÓMETRO PENCEL

A inicios de 2013 MYV adquirió un nuevo modelo de presiómetro llamado Pencel, producido por la empresa canadiense Roctest. El presiómetro Pencel es un presiómetro mono celular utilizado para realizar pruebas de carga en suelos. Su concepción y diseño se basaron en la experiencia desarrollada por Roctest en el uso de otros tipos de presiómetros, como el TEXAM, el cual también posee MYV. El presiómetro Pencel se puede utilizar para adquirir parámetro de diseño para cimentaciones, pilotes y pavimentos.

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ENSAYOS IN SITU ESPECIALIZADOS

ENSAYOS DE PERMEABILIDAD IN SITU

El ensayo Lefranc, aplicable a suelos, permite hallar el coeficiente de permeabilidad en suelo permeables o semi permeables, de tipo granular, situados por debajo del nivel freático, y en rocas muy fracturadas. Existen dos métodos para realizar el ensayo Lefranc: a nivel constante y a nivel variable. MYV cuenta con los equipos para realizar el ensayo por ambos métodos.

El ensayo Lugeon, aplicable a macizos rocosos, se realiza en el interior de sondeos y permite calcular semi cuantitativamente el coeficiente de permeabilidad de los macizos, en cualquier tipo de litología y nivel de fracturación, y a profundidad. Su aplicación es muy útil para valorar la permeabilidad global de un macizo rocoso, por lo que se utiliza en terrenos poco permeables y cohesivos.

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LUGEON / LEFRANC

MCPT (MECHANICAL CONE PENETRATION TEST)

El ensayo de penetración con cono (CPT – Cone Penetration Test) consiste en introducir en el suelo una pieza de forma cónica vinculada a una célula de carga que mide en forma continua la resistencia del suelo a la penetración de la puntera cónica (qc). También mide en forma simultánea la resistencia a la fricción lateral (fs) que ofrece el suelo al paso de una pieza cilíndrica ubicada inmediatamente arriba de la punta cónica.

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CPTU (PIEZOCONE)

MYV cuenta con un cono eléctrico (ASTM D5778) tipo ICONE fabricado por AP VandenBerg, empresa holandesa líder a nivel mundial en fabricación de equipo para exploración in situ. MYV estuvo en interacción con AP para generar un equipo personalizado a las necesidades de MYV. El ICONE utiliza un sistema de adquisición de datos para capturar, de manera digital, la información de los sensores del piezocono (resistencia del cono qc, fricción fs, presión de poros u2, Inclinación Ix, Inclinación Iy). Este grupo de datos se generan cada 1 a 5 cm de profundidad, en toda la longitud del sondeo, a razón de 2 cm /segundo. La información se visualiza en tiempo real, en la pantalla de una computadora Portátil. El piezocono es una herramienta única para estratigrafía, identificación de tipos de suelos y determinación de parámetros geotécnicos para diseño de fundaciones (superficiales y profundas).

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DMT (Marchetti Dilatometer).

El ensayo de dilátometro (DMT, ASTM D6635 y Eurocode 7 – Part2) consiste en empujar una cuchilla plana ubicada al final de una serie de barras. Una vez que se alcanza la profundidad de ensayo, una membrana circular delgada de acero, localizada a un lado de la cuchilla, se empieza a expandir horizontalmente contra el terreno. Esta expansión se efectúa mediante inflado con gas Nitrógeno. La presión que registra el manómetro en superficie se determina para tres momentos específicos del ensayo: p0, p1 y p2. La membrana se desinfla y la cuchilla plana se avanza a la siguiente profundidad de muestreo. La aplicación principal del DMT es la estimación de Asentamientos de estructuras en depósitos de Arcilla o Arena, así como la determinación de la resistencia de arcillas y arenas. Otras aplicaciones son las siguientes: control de compactación, detección de superficies de falla en taludes, estimación del potencial de licuefacción, cálculo de pilotes bajo carga lateral y otros problemas geotécnicos utilizando los parámetros de suelo para los que el DMT provee valores estimados.
MYV se ha especializado de manera importante en el uso del DMT gracias a dos factores: A) un gran número de proyectos en Costa Rica que se han explorado con DMT y B) una continúa asistencia de parte del Prof. Silvano Marchetti (inventor del DMT) con quien MYV tiene una relación cercana desde nuestra visita a las oficinas de Studio Marchetti en Roma, Italia.

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PRESIOMETRO PMT TEXAM

El presiómetro TEXAM es un presiómetro utilizado para ejecutar ensayos de carga in situ a diferentes profundidades. Ha sido desarrollado para ofrecer un tipo de presiómetro más fácil de manejar. Con este tipo de presiométrico se pueden realizar ensayos cíclicos y de fluencia. Se trata de un instrumento confiable para la evaluación de la mayoría de los problemas de ingeniería geotécnica. Este método, desarrollado por Louis Menard, se utiliza para interpretar los resultados de las pruebas para el cálculo de:

  • Capacidad de soporte de cimentaciones superficiales y profundas
  • Asentamientos de todo tipo de fundaciones
  • Deformación de pilotes cargados lateralmente y tablestacas
  • Resistencia de los anclajes

A inicios de febrero de 2011, MYV efectuó su primera práctica interna en el uso del presiómetro TEXAM o presiómetro canadiense. El plan de MYV es utilizar el presiómetro en aquellas geologías que no sean penetrables con el Dilatómetro Marchetti o el Piezocono. MYV se complace en poner este equipo al servicio de la comunidad de Ingeniería. Su ventaja principal es que permite obtener curvas completas de esfuerzo–deformación en el suelo y es muy útil para calibrar modelos geotécnicos de elemento finito (FEM).

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ENSAYOS IN SITU ULTRA - ESPECIALIZADOS

SDMT (Seismic Dilatometer).

El SDMT (Dilatómetro Sísmico) es un ensayo híbrido, producto de la combinación del DMT estándar (DMT) con un tubo sísmico. Este tubo sísmico es un elemento con dos receptores espaciados 50 cm, utilizado para medir la velocidad de onda cortante (Vs). De la velocidad de onda cortante (Vs), se puede determinar el módulo cortante máximo – para pequeñas deformaciones (Go). SDMT permite obtener un perfil de Vs en una manera rápida y precisa (repetitividad de mediciones entre 1 y 2 %). Adicional a Vs, SDMT permite obtener paralelamente la misma información que se obtiene del DMT tradicional.
De acuerdo con el Prof. Paul Mayne del Georgia Tech, el SDMT es uno de los ensayos InSitu más poderoso y avanzado a nivel mundial para caracterizar las propiedades mecánicas (estáticas y dinámicas) del terreno.
En MYV, hemos efectuado varios sondeos SDMT con el Mazo tipo Campanella. Recientemente importamos de Canada el AUTOSEIS que es un mazo digital más eficiente y diseñado por el Georgia Tech para aumentar la eficiencia en la ejecución de sondeos SDMT y sondeos SCPTu.

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MAPAS GEOSTADÍSTICOS / MODELOS 3D DEL TERRENO

MYV ha estado en un proceso de investigación / aplicación práctica para el uso de técnicas geostadísticas (distribución espacial de propiedades geotécnicas) y técnicas de RBD (Reliability Based Design, Diseño Basado en Confiabilidad). De esta manera, MYV ha logrado el entendimiento de estas técnicas para generar mapas de la distribución espacial de propiedades geotécnicas como: espesor de estratos, resistencia no drenada, módulo de deformabilidad M, y otras. Este enfoque es muy práctico, especialmente para generar datos en puntos del proyecto donde no existen sondeos.

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Equipo para medición de la resistividad del suelo

El equipo de resistividad del suelo, adquirido por MYV en 2012, utiliza el método de cuatro electrodos desarrollado por la Oficina Nacional de Estándares, conocido como el Método de Wenner de 4 pines (ASTM G57). Las mediciones de resistividad del suelo son utilizadas para el control de corrosión de estructuras enterradas, tanto para la estimación de tasas de corrosión esperadas como para el diseño de sistemas de protección catódicas.

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Equipo para medición del pH del suelo

En 2012 MYV adquirió un equipo para la medición del pH del suelo. La información del pH del suelo es utilizada como parámetro para evaluar la corrosividad de un suelo (ASTM G51). El uso principal de la prueba es el de complementar las mediciones de resistividad del suelo e identificar condiciones bajo las cuales la corrosión de metales en suelos puede verse acentuada.

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