BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLAFACULTAD DE INGENIERÍA COLEGIO DE INGENIERÍA CIVIL SONDEO: MÉTODO DE CONO ELÉCTRICO LÓPEZ RAMÍREZ JOSÉ ANTONIO 201425353 MECÁNICA DE SUELOS 1 CON LABORATORIO M.I ARACELI AGUILAR MORA HORARIO: 10:00 - 11:00 SECCIÓN: 001 ÍNDICE TENTATIVO 1. Partes del cono eléctrico 2. Ejecución de prueba 2.1 Mecanismo de carga 2.2 Velocidad de hincado 2.3 Inyección de lodo 3. Interpretación de los resultados 4. Ventajas y desventajas 5. Anexos 6. Bibliografía Esta herramienta para la exploración de suelos fue inventada en Alemania durante la Segunda Guerra en 1948 la cual fue desarrollada por el holandés P. de Ruiter. Este cono ha demostrado ser una excelente herramienta para determinar con precisión las características estratigráficas de un sitio y su variación con la profundidad, mediante la medición de las resistencias a la penetración de la punta y de la fricción del cono; en particular para los suelos blandos y arenas poco densas. La medición de estos parámetros permite además estimar la resistencia al corte de los suelos mediante correlaciones experimentales. En México se diseñó un cono eléctrico para explorar el subsuelo de la zona donde se investigó el Proyecto Texcoco, pero no se construyó, porque se le dio mayor importancia a la veleta. Fue hasta 1979 que se decidió fabricar un cono eléctrico en el Instituto de Ingeniería de la UNAM Partes del cono eléctrico El cono se compone de 13 partes las cuales son: Figura 1. Partes del cono eléctrico. 1. Punta del cono: Punta de acero con área de 10 cm 2 y 3.57cm de diámetro. 2. Celda de punta: Transmite las fuerzas axiales al cono 3. Funda fricción: Se desarrollan las fuerzas y transmite a la celda de fricción. 4. Celda de fricción: Mide las fuerzas axiales transmitidas de la funda 5. Elemento Sensible: Pieza de bronce que mide las fuerzas axiales. 6. Pieza de empuje: Desliza las celdas para emitir las señales eléctricas. 7. Perno de sujeción: Garantiza la fijación de la pieza de empuje 8. Cople conector: Absorbe vibraciones e impactos. 9. Cable conector: Mandara las señales emitidas al equipo de cómputo. 10. Sello de silicón: Protege el contacto directo de pieza de empuje y funda de fricción. 11. Rondana de bronce: Soporta la carga emitida hasta la punta del cono. 12. Deformometros eléctricos: permite obtener información sobre los movimientos producidos en un plano. 13. Aro-Sello: Absorbe los impactos directos Ejecución de prueba Como se observa en la figura 1, la fuerza que se desarrolla en la punta cónica (1) se mide en la celda inferior (2) y la que se desarrolla en la funda de fricción (3) se mide en la celda superior (4). La señal de salida del cono se tramite con cables a un aparato receptor en la superficie, que la transforma en señal digital y la presenta numérica o gráficamente (Figura 2). Mecanismo de carga El cono se hinca en el suelo mediante la presión vertical de una columna de barras de acero, de diámetro EW de 3.49 cm de diámetro exterior, por cuyo interior pasa el cable que lleva la señal a la superficie; estas barras tienen en el cople un diámetro interior de 1.11 cm; como transición se debe contar con una barra de por lo menos 50 cm de longitud de 3.47 cm de diámetro. La fuerza necesaria para el hincado se genera con un sistema hidráulico con velocidad de penetración controlada. La punta está unida a un grupo de barras de acero. La punta se empuja a una velocidad de 2cm/s. Los cables de los transductores se pasan por el centro de las barras y miden las resistencias del cono y lateral. Velocidad de hincado La velocidad con la que se hinca el cono según la recomendación de la Sociedad Internacional de Mecánica de Suelos es de 2+- 0.5 cm/s. La norma tentativa ASTM 5778 actualizada en 1995, acepta que la velocidad de hincado puede ser de 1 a 2 cm/s, sabiendo que se obtienen valores ligeramente más altos. En México el cono eléctrico se opera con una velocidad de 1 cm/s, porque así se controla mejor la prueba. Es muy importante que la velocidad de penetración se mantenga constante durante la prueba, ya que es inevitable que el cono pierda velocidad de penetración al atravesar capas duras y una vez fuera de ellas, este se acelere. Inyección de lodo Con el propósito de reducir la fricción a lo largo de las barras del cono, algunas veces se procede a verter lodo; aunque para estos casos se debe sellar la salida del cable que nos dará los resultados. Interpretación de los resultados Con la información que arroja el estudio con este equipo es posible determinar la clasificación del suelo Esta clasificación la podemos obtener con ayuda de la gráfica de clasificación de suelos con el penetrómetro estático (Anexo Figura 3), en la cual correlaciona la resistencia del cono al penetrar en el suelo y la fricción del mismo. Al llevar los datos obtenidos en el estudio a la gráfica (Anexo Figura 3) nos arroja el tipo de suelo para determinar a la profundidad que se desplantara la pila de cimentación. Con ayuda de la tabla 1 (Anexo) se puede clasificar el tipo de suelo correlacionado a la fuerza y esfuerzo que presenta la punta del cono eléctrico y la fricción del mismo al ir perforando el terreno. El cono deberá calibrarse después de cada diez sondeos a fin de comprobar su confiabilidad. Ventajas y desventajas Ventajas: a) Es una herramienta muy rápida que proporciona información precisa de la estratigrafía y de las resistencias de punta y fricción. b) Las correlaciones para su interpretación son cada día más confiables. c) Es de gran utilidad en suelos blandos. d) El entrenamiento del operador es simple. Desventajas: a) Está expuesto a errores electrónicos del desplazamiento del cero y campo eléctrico ambiental. b) Fácilmente pierde la calibración c) No recupera muestras d) No funciona en suelos duros o gravas e) Es costoso ANEXOS Figura 3. Grafica de clasificación de suelos Figura 2. Representación de cono eléctrico. BIBLIOGRAFÍA Tabla 1. Clasificación de suelos. Enrique Santoyo Villa, Exploración de Suelos Métodos Directos Indirectos, Muestreo y Pruebas de Campo, Vigésima Conferencia Nabor Carrillo, Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica A.C., 2010. Pág 29-40. Juárez Badillo Eulalio, Rico Rodríguez Alfonso, Mecánica de Suelos Tomo I, Limusa, 1981. BRAJA, M. Das. Fundamentos de Ingeniería Geotécnica. Cengage Learning Latin Am, 2001. Pág. 271-273. Roy Whitlow (1994) Fundamentos de Mecánica de Suelos. Editorial CECSA