Calicatas
Las calicatas permiten la inspección directa del suelo
que se desea estudiar y, por lo tanto, es el método de exploración que
normalmente entrega la información más confiable y completa. En suelos con
grava, la calicata es el único medio de exploración que puede entregar
información confiable, y es un medio muy efectivo para exploración y muestreo
de suelos de fundación y materiales de construcción a un costo relativamente
bajo.
Es necesario registrar la ubicación y elevación de cada
pozo, los que son numerados según la ubicación. Si un pozo programado no se
ejecuta, es preferible mantener el número del pozo en el registro como "no
realizado" en vez de volver a usar el número en otro lugar, para eliminar
confusiones.
La profundidad está determinada por las exigencias de la
investigación pero es dada, generalmente, por el nivel freático.
La sección mínima recomendada es de 0,80 m por 1,00 m, a
fin de permitir una adecuada inspección de las paredes. El material excavado
deberá depositarse en la superficie en forma ordenada separado de acuerdo a la
profundidad y horizonte correspondiente. Debe desecharse todo el material
contaminado con suelos de estratos diferentes. Se dejarán plataformas o
escalones de 0,30 a 0,40 metros al cambio de estrato, reduciéndose la
excavación. Esto permite una superficie para efectuar la determinación de la
densidad del terreno. Se deberá dejar al menos una de las paredes lo menos
remoldeada y contaminada posible, de modo que representen fielmente el perfil
estratigráfico del pozo. En cada calicata se deberá realizar una descripción
visual o registro de estratigrafía comprometida.
A cada calicata se le deberá realizar un registro
adecuado que pasará a formar parte del informe respectivo. La descripción
visual de los diferentes estratos se presentará en el formato de la figura 5.1
y deberá contener, como mínimo, toda la información que allí se solicita.
El laboratorista deberá registrar claramente el espesor
de cada estrato y efectuar una descripción del mismo mediante identificación
visual basado en la pauta que se indica.
Los suelos es posible agruparlos en tres grupos
primarios, sin embargo, en la naturaleza se encuentran compuestos, pero es
posible discernir el componente predominante y asimilar la muestra a ese grupo.
La principal distinción se hace sobre la base del tamaño. Las partículas
individuales visibles forman la fracción gruesa y las demasiado pequeñas para
ser individualizadas componen la fracción fina. Los componentes orgánicos del
suelo consisten en materia vegetal descompuesta o en proceso de descomposición,
lo que le impone al suelo una estructura fibrosa. Pueden ser identificados por
sus colores oscuros y el olor distintivo.
- Tamaño: Los suelos gruesos son aquellos en que más
de la mitad de las partículas son visibles. En esta estimación se excluyen las
partículas gruesas mayores a 80 mm (3"); sin embargo, tal fracción debe
ser estimada visualmente y el porcentaje indicado independientemente del
material inferior a 80 mm. La fracción gruesa comprende los tamaños de
gravas y arenas, y la fracción fina los limos y arcillas.
En caso de suelos mixtos, la muestra se identificará
sobre la base de la fracción predominante usando los siguientes adjetivos,
según la proporción de la fracción menos representativa; indicios: 0-10%, poco:
10-20%, algo: 20-35%; y abundante: 35-50%.
- Color: Se debe indicar el color
predominante.
- Olor: Las muestras recientes de suelos
orgánicos tienen un olor distintivo que ayuda a su identificación. El olor
puede hacerse manifiesto calentando una muestra húmeda.
- Humedad: En las muestras recientes deberá
registrarse la humedad. Los materiales secos necesitan una cantidad
considerable de agua para obtener un óptimo de compactación. Los materiales
húmedos están cerca del contenido óptimo. Los mojados necesitan secarse para
llegar al óptimo, y los saturados son los suelos ubicados bajo un nivel
freático.
- Estructura: Si los materiales presentan capas
alternadas de varios tipos o colores se denominará estratificado; si las capas
o colores son delgados, inferior a 6 mm, será descrito como laminado; fisurado
si presenta grietas definidas; lenticular si presenta inclusión de suelos de
textura diferente.
- Cementación: Algunos suelos muestran definida
evidencia de cementación en estado inalterado. Esto debe destacarse e indicar
el grado de cementación, descrito como débil o fuerte. Verificando con ácido
clorhídrico si es debida a carbonatos y su intensidad como ninguna, débil o
fuerte.
- Densificación: La compacidad o densidad relativa
de suelos sin cohesión puede ser descrita como suelta o densa, dependiendo de
la dificultad que oponga a la penetración de una cuña de madera.
La consistencia de suelos cohesivos puede ser determinada
en sitio o sobre muestras inalteradas de acuerdo con el criterio indicado en
Tabla V.1. Los valores de resistencia al corte están basados en correlaciones
con penetrómetro de bolsillo usado frecuentemente para estimar la consistencia.
- Clasificación: Se debe indicar además
la clasificación probable. Pueden usarse clasificaciones dobles cuando un suelo
no pertenece claramente a uno de los grupos, pero tiene fuertes características
de ambos grupos. Deben colocarse entre paréntesis para indicar que han sido
estimadas.
- Nombre local: El uso de nombres típicos
tales como caliche, maicillo, pumicita, cancagua, etc., además de su
designación según el sistema de clasificación de suelo, ayuda a identificar sus
condiciones naturales.
La descripción de suelos, en especial su clasificación,
está basada en examen visual y ensayes manuales, y no debe contener
refinamientos que sólo pueden determinarse con equipo de laboratorio, aunque
éstos sean contradictorios. Ocasionalmente los suelos son descritos con tal
cantidad de detalles que el cuadro presentado es más confuso que esclarecedor;
sin embargo, es mejor errar por el lado del exceso de detalles, que pueden
seleccionarse, que presentar descripciones incompletas.
En todo caso se estima recomendable utilizar corno pauta
las definiciones y recomendaciones contenidas en la norma ASTM D 2488,
denominada "Descripción de suelos" (procedimiento Visual- Manual).
Estas descripciones visuales deberán contener como mínimo
los siguientes antecedentes:
- Identificación de la calicata mediante un
número, especificado su ubicación con respecto al kilometraje del eje o sus
coordenadas, nombre las laboratorista y fecha de la inspección.
- Profundidad total.
- Profundidad de la napa de agua, referida al
nivel del terreno natural y fecha de observación.
- Profundidad de los diferentes estratos por
describir, referidas al nivel del terreno natural.
- Descripción del suelo empleando la
terminología que se entrega en la figuras 5.1 y 5.2, según se trate
de suelos gruesos o finos, respectivamente.
- Cantidad y tipo de las muestras tomadas en
la calicata.
- Observaciones y otras características
relevantes.
Desde las paredes y piso de las calicatas se deben
obtener las muestras que serán llevadas a laboratorio.
Todas las muestras que se obtengan deberán ser
perfectamente identificadas, incluyendo a lo menos los siguientes tópicos:
identificación de la calicata; profundidad a la que fue tomada; nombre de la
persona que la tomo y fecha de obtención.
Se distinguen dos tipos de muestras que se pueden
obtener:
- Muestra perturbadas. Se obtienen en
general de las paredes de los pozos y comprometen estratos determinados o bien
la suma de algunos de ellos, como es el caso de la investigación de
yacimientos. Estas muestras deben guardarse en bolsas impermeables y de
resistencia adecuada. Cada bolsa debe identificarse clara e indeleblemente.
Muestras en bolsas: Las muestras en bolsas se toman con
pala, barreta o cualquier otra herramienta de mano conveniente y se colocan en
bolsas sin tratar de mantener al suelo en forma inalterada, estas muestras se
usan para:
· Análisis
granulométrico.
· Ensayos
de plasticidad.
· Ensayos
de compactación – humedad óptima.
· Ensayos
de compactación CBR en laboratorio.
- Muestra sin perturbar. Este tipo de muestra se recorta
de las paredes de los pozos y compromete estratos bien definidos.
Después de cortadas deben revestirse con una capa de parafina sólida aplicada
con brocha.
Es conveniente agregar alrededor de un 30% de cera virgen
a la parafina sólida con el fin de que la capa protectora sea menos rígida. Si
la consistencia de la muestra es relativamente blanda, debe rodearse de grasa y
recubrir una vez mas con parafina sólida y cera. Una vez dado el tratamiento
anterior, debe colocarse en cajas de madera con aserrín u otro producto que
actúe como amortiguador de golpes.
Las muestras sin perturbar deberán tomarse apenas
excavadas las calicatas, en especial cuando se trate de suelos cuya estructura
se ve afectada por los cambios de humedad. En todo caso, al tomar una muestra
no perturbada, debe elegirse la pared de la calicata menos expuesta al sol y
debe excavarse el espesor superficial que haya sido afectado por los
cambios de humedad.
No deben escatimarse esfuerzos en el embalaje adecuado de
las muestras, ya que el grado de perturbación que se le ocasione a una muestra
no perturbada es irrecuperable y lleva a resultados erróneos. En las calicatas,
es posible realizar ensayes en sitio tales como las pruebas de carga con
placas, CBR, permeabilidades,
medidas de densidad, etc. Las pruebas de carga pueden realizarse contra el
fondo de la perforación o las paredes de la misma.
Cada vez que sea necesario realizar un ensayo en sitio en
una calicata, la excavación deberá realizarse considerando este hecho, dado que
este tipo de prueba obliga a tomar medidas especiales que determinan la forma
de excavación. Es así como la toma de densidades obliga a realizar éstas a
medida que la excavación se realiza, o bien es necesario dejar bancos
intermedios.
El muestreo es tan importante como el ensaye y se deben
tomar las precauciones para obtener muestras que exhiban la naturaleza real y
condiciones de los suelos que se representan. Salvo situaciones que exijan
determinación de resistencia o consolidación, las muestras necesarias para
diseño de superestructura de obras viales serán perturbadas.
