Hidrogeología Independiente: Cómo Estudiar Usted Mismo La Composición Y Las Propiedades Del Suelo

2023 Autor: Douglas Hoggarth | [email protected]. Última modificación: 2023-11-26 20:17

• Objetivos y problemas de la hidrogeología de la ingeniería.
• Trabajo de campo: extracción de muestras de suelo
• Determinación de GWL y propiedades del suelo.
• La generación del informe
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Objetivos y problemas de la hidrogeología de la ingeniería

Para empezar, averigüemos qué problemas resuelve la hidrogeología de la construcción. Cualquier edificio se basa en una base que proporciona estabilidad a la forma y distribuye la carga de los muros de carga a lo largo del suelo. Para que la base funcione correctamente, es necesario determinar con precisión su peso, área de soporte y otras características de diseño.

Por supuesto, puede ir a lo seguro y proporcionar un margen de seguridad, pero esto conducirá inevitablemente a un aumento en el costo del proyecto, lo cual es inaceptable. Es mucho más correcto realizar estudios del suelo y de la situación hidrogeológica en su conjunto para estar seguros de que los parámetros calculados corresponden a condiciones reales.

La investigación hidrogeológica incluye tres etapas:

1. Toma de muestras de suelo.
2. Estudios de laboratorio de sus propiedades físicas.
3. Elaboración de dictamen técnico, que se transmite al proyectista.

La investigación sobre la composición y propiedades del suelo es realizada por organizaciones especiales, sin embargo, recurrir a sus servicios tiene dos aspectos negativos:

1. El costo de la investigación hidrogeológica es bastante alto y asciende a unos 30.000 rublos por cada 10 acres.
2. El tamaño mínimo del área encuestada suele ser de 10 acres.

En este sentido, tiene sentido que un desarrollador privado piense en cómo realizar ingeniería hidrogeológica con sus propias manos. Afortunadamente, esto requiere un mínimo de equipo especial, y los métodos de estudios de laboratorio de las propiedades del suelo se describen en detalle en la literatura técnica y se pueden reproducir en casa.

Trabajo de campo: extracción de muestras de suelo

En la construcción de viviendas individuales, no se requieren muchos datos sobre la composición del suelo debajo del sitio de construcción. Basta saber:

1. Nivel freático (GWL) y dinámica de su cambio durante el año.
2. Profundidad y espesor de diferentes tipos de suelo (sección geológica).
3. Densidad del suelo y su compresibilidad.

Para obtener la información necesaria, es necesario realizar varios pinchazos en el suelo entre inundaciones, extrayendo núcleos - muestras de rocas sedimentarias de diferentes profundidades. Se realizan al menos cuatro pinchazos en los puntos extremos del sitio de construcción. Si hay una fuerte pendiente o se requiere drenaje del suelo, las perforaciones se realizan con más frecuencia, además, algunas de ellas se encuentran fuera del sitio de construcción.

Para hacer un pinchazo, se requiere un trozo de tubería de acero con un diámetro de 50 a 70 mm y una longitud de 1,5 a 2 metros. Un borde debe afilarse de una manera específica, que depende de la densidad y el tipo de suelo. Aquí son posibles las siguientes opciones:

• Una regla con un afilado es adecuada para suelos negros, margosos y otros suelos de densidad media sin inclusiones pedregosas.
• Un corte oblicuo en un ángulo de 25-30 ° pasará fácilmente a través de suelos arcillosos viscosos saturados de agua.
• El doble corte interior es óptimo para arenas limosas y margas arenosas.
• El doble corte exterior permite perforar sin esfuerzo a través de suelos rocosos.
• El afilado dentado es óptimo en presencia de inclusiones duras que son propensas a aplastarse.

El borde superior de la tubería debe tener un corte recto y también será necesario hacer un cabezal de impacto. En el caso más simple, es adecuada una placa de acero maciza, a la que se suelda un trozo de tubo de 5-7 cm de largo, cuyo diámetro es igual al paso nominal de la aguja tubular. Es importante que la costura de soldadura esté ubicada dentro del manguito: de esta manera la placa presionará contra el borde de la aguja sin dejar un espacio y no se atascará por impactos.

Al perforar el suelo, la aguja se sumerge en el suelo de 15 a 20 cm, y el núcleo se retira periódicamente con una varilla de limpieza y se empaqueta en una bolsa de plástico sellada. Las muestras incautadas deben depositarse en el lugar de la punción en el orden de aparición, registrando el espesor de las capas de suelo. Después de hacer un pinchazo, la capa superior del suelo debe retirarse hacia un lado, formando un pequeño embudo, y luego cubrir el pozo con madera contrachapada o lámina de metal, protegiéndolo de la obstrucción.

Determinación de GWL y propiedades del suelo

Los pozos que quedan después de las perforaciones deben almacenarse durante un año para rastrear el nivel del agua subterránea y la dinámica de su cambio. Para estos fines, debe hacer una sonda de madera con una barra transversal perpendicular.

La medición de GWL debe realizarse varias veces durante el año. Los períodos óptimos se consideran el comienzo y el final de las inundaciones de primavera y otoño, así como la mitad del invierno. No tiene sentido medir el nivel del agua subterránea dentro de una semana después de la precipitación, ya que el nivel en el pozo será inevitablemente más alto debido al flujo de agua superficial hacia él.

Para determinar las propiedades físicas del suelo, se debe organizar un pequeño laboratorio en casa. En primer lugar, es necesario tomar muestras de cada tipo de suelo que pesen entre 100 y 150 gramos, secarlo completamente en el horno a una temperatura de 70 a 80 ° C y molerlo hasta obtener una fracción polvorienta. Con la ayuda de una tabla de colores sedimentarios, puede determinar con precisión la composición de las capas en su área.

Determinación de la composición del suelo por color.

Un método más preciso para determinar la composición del suelo implica su división en fracciones. La muestra se vierte en un recipiente de vidrio con agua enjabonada, se agita bien y se deja en una posición estacionaria. La arena, como fracción más pesada, se asentará en 2-3 minutos y el limo caerá encima de ella en 2 horas. La sedimentación de la arcilla se puede considerar terminada después de que el agua se aclare. Por el grosor de cada capa, es fácil calcular el contenido de los tres componentes principales en el suelo, para esto es conveniente usar la clasificación de GOST 25100–95.

Determinación de la composición del suelo por el triángulo de Ferré

Cuando se conocen los tipos de suelos, puede comenzar a determinar su capacidad de carga. Primero, debe determinar la humedad de acuerdo con el procedimiento descrito en GOST 5180–84. Una muestra fresca debe pesarse en una balanza electrónica, calcinarse en un horno y pesarse nuevamente, ajustando el contenido de humedad por peso.

Las pruebas de capacidad de carga deben llevarse a cabo solo después de llevar las muestras al nivel de humedad especificado. En resumen, todo el proceso se ve así:

1. Una parte del suelo se coloca en un molde y se compacta a su estado natural.
2. Se coloca un cubo de madera con un lado de 1 cm sobre la superficie de la muestra.
3. El plato de pesaje se utiliza para cargar el cubo hasta que se forma una impresión de 1 mm de profundidad en la muestra.

Si se conoce con exactitud el tipo de suelo, su resistencia a la compresión se puede determinar mediante cálculo. Para estos fines, debe utilizar el Apéndice 3 de SNiP 2.02.01–83.

La generación del informe

Los datos obtenidos durante las perforaciones del suelo (nivel del suelo, humedad y capacidad de soporte) deben simplificarse y transferirse al desarrollador del proyecto de construcción en una forma conveniente. Primero, debe mostrar el sitio de construcción en el plano del sitio, marcar en él los lugares donde se realizan las perforaciones, su distancia entre sí y los puntos de anclaje. Cada pinchazo está indicado por un índice alfanumérico individual.

La segunda parte del informe es un registro en forma de tabla, donde se asigna una línea separada para cada pinchazo:

• La primera columna indica los niveles mínimos y máximos de agua subterránea.
• En el segundo, se registra una sección geológica: el tipo de suelo, así como los límites superior e inferior de cada capa. Por conveniencia, la columna se divide en varias celdas.
• En la tercera columna, frente a cada celda de la anterior, se indica el contenido de humedad natural y la capacidad de carga de la muestra tomada de una determinada capa.

Los datos en este formato serán suficientes para que el diseñador pueda elegir el tipo correcto y la masividad de la cimentación sin aumentar el presupuesto del proyecto de construcción.