Reglamentocap5

CAPITULO 5. ENSAYOS DE CAMPO
5.1. INTRODUCCIÓN
Los ensayos de campo son de importancia fundamental cuando se supone, o se conoce,
por experiencias pasadas, que las propiedades del macizo diferirán de las propiedades de
los materiales constituyentes del mismo, susceptibles de ser determinadas en laboratorio
sobre muestras recuperadas.
Dicha diferencia reside, generalmente, en la falta de representatividad de las muestras con
respecto al macizo en condiciones naturales, ya sea por las variaciones de tensiones y
humedad o por la alteración causada por el método de muestreo. Debido a que las
condiciones in-situ se desconocen, el grado de alteración producido no se podrá
considerar para definir la trazabilidad de los resultados de laboratorio y por ende, su
corrección.
El criterio de selección de un ensayo de campo, frente a su análogo de laboratorio,
será realizado en base a la determinación de si la preparación de la muestra está
afectada, como mínimo, por alguna de las siguientes circunstancias:
(a) la separación de las discontinuidades del macizo hacen que la muestra no sea
representativa o que la misma, incluyendo las discontinuidades, sea demasiado
grande para los equipos de laboratorio disponibles.
(b) no es posible obtener muestras de suficiente calidad como para que sean
representativas del macizo, por cuanto varían sus propiedades al ser extraídas o
porque el proceso de muestreo resulta inadecuado.
(c) inexactitud o imposibilidad de determinar las condiciones de presión de poros,
grado de saturación o estado de tensiones in situ, para luego ser reproducidas en
el laboratorio.
(d) alteraciones en la calidad de la muestra como consecuencia de las demoras en el
transporte de las mismas desde predios remotos hasta el laboratorio.
Los ensayos de campo descriptos en este Capítulo excluyen a los mencionados en el
Capítulo 4.
Los ensayos que se describen en este Capítulo son los más frecuentes que se realizan
durante las Investigaciones Geotécnicas de rutina, existiendo otros, que no se mencionan,
y que corresponden a requerimientos especiales de cada proyecto en particular.
Las normas de ensayo que se deben aplicar son las normas IRAM vigentes, las normas
IRAM en preparación, las normas de Vialidad Nacional vigentes, y eventualmente en caso
de no existir ninguna de ellas, normas de ensayos internacionales emitidas por
organizaciones de prestigio mundial. El listado de las normas que se mencionan en este
Reglamento está detallado en el Anexo A.4..
Reglamento CIRSOC 401 Cap. 5 - 93

5.2. ENSAYOS DE BOMBEO
5.2.1. Generalidades
Un ensayo de bombeo consiste, en principio, en la extracción de agua bajo régimen de
flujo constante desde un pozo, llamado pozo de bombeo, y en la medición del
comportamiento de la superficie de agua subterránea a distintas distancias prefijadas
medidas desde dicho pozo. Mediante el análisis de la depresión generada en el nivel
freático y piezométrico se pueden determinar los coeficientes de permeabilidad,
transmisibilidad y de almacenaje para grandes masas de terreno de manera más precisa
que mediante los ensayos en perforaciones (ver el artículo 4.6.).
5.2.2. Condiciones del agua subterránea
Previamente al ensayo de bombeo, se deberá determinar bajo qué condiciones se
encuentra el agua subterránea, por cuanto ésto influye en el diseño del programa de
bombeo, así como en la interpretación de los resultados. Dichas condiciones pueden ser:
(a) Confinada. El suelo investigado se encuentra saturado y el agua contenida está
bajo presión, encontrándose aislada entre dos estratos de suelo o roca
impermeables.
(b) No confinada. El acuífero no posee un estrato adyacente impermeable que
impida el libre ascenso o descenso del nivel freático.
(c) Semi-confinada. El suelo se encuentra saturado y el estrato adyacente superior
es de baja permeabilidad, mayor que el acuífero considerado, pero se producen
suficientes pérdidas como consecuencia del bombeo.
5.2.3. Lugar del ensayo
A pesar de que la selección del lugar para llevar a cabo un ensayo de bombeo está
generalmente determinada por condiciones prácticas, tales como la accesibilidad y la
disponibilidad de perforaciones de exploración cercanas, la representatividad del lugar
seleccionado del sector de obra a investigar deberá ser mandatoria, es decir, que las
condiciones hidrológicas subterráneas del lugar de ensayo deberán ser concordantes con
el área de influencia de la obra. Se deberá garantizar que el agua extraída no vuelva a
ingresar al sector de ensayo.
5.2.4. Pozos de bombeo
Los pozos de bombeo deben ser de un diámetro suficiente como para permitir el egreso
del agua extraída y la instalación del caño camisa, la bomba de adecuada capacidad y un
piezómetro y velocímetro, de ser necesario. Asimismo se le deberá proveer de un filtro,
con el fin de no producir la migración de los suelos finos. Esto hace que el menor diámetro
construible sea de 300 mm.
La penetración total del acuífero por parte del pozo de bombeo se recomienda con el
objeto de obtener una información completa. Si esta condición no se pudiera cumplir, será
necesaria la corrección de los resultados obtenidos previo a su análisis (ver el artículo 5.3).
Reglamento Argentino de Estudios Geotécnicos Cap. 5 - 94

En todos los casos se deberá considerar un área superficial del caño camisa para el
ingreso del agua al pozo de bombeo, tal que la velocidad de penetración del fluido no
supere los 30 mm/s, con el fin de que las pérdidas hidráulicas sean compatibles.
En la eventualidad de que los cambios de forma del cono de depresión, durante el ensayo
de bombeo, sean originadas por agentes externos al ensayo propiamente dicho y que
constituyan un gran porcentaje de las pérdidas, los resultados estimados de la
permeabilidad deberán ser desestimados.
Las bombas de aspersión se podrán utilizar cuando la superficie hidráulica no tenga que
ser deprimida más de 5 m. Para alturas de carga mayor, se requerirá de bombas de
inmersión. Cuando los suelos sean de mayor permeabilidad se deberá recurrir a bombas
de mayor capacidad para producir pérdidas hidráulicas constantes y mensurables en los
pozos de monitoreo durante el tiempo que dure el ensayo.
El rendimiento de la bomba se deberá mantener constante mientras se mide la velocidad
de ascenso del agua dentro del pozo de bombeo, con el fin de determinar la permeabilidad
relativa entre estratos de interés específico. Dicho rendimiento será controlado mediante
una válvula dispuesta en el tubo de descarga y/o regulando la velocidad de la bomba. El
caudal será medido a través de un caudalímetro.
5.2.5. Pozos de observación
Los pozos de observación deben poseer un diámetro mínimo de 35 mm para permitir la
inserción de un dispositivo para la medición del nivel de agua subterránea. Dichos pozos
deberán atravesar los mismos mantos que los pozos de bombeo y permitir el ingreso de
agua a lo largo de todo su desarrollo. Cuando se sospeche que los pozos de observación
pudiesen verse obstruídos por material fino de acarreo, los mismos se deberán proteger
mediante el recubrimiento de filtros adecuadamente diseñados y construidos.
Aunque la permeabilidad del suelo investigado puede ser estimada con la información
propia del pozo de bombeo, el cálculo de la misma deberá ser realizado con los datos
obtenidos de los pozos de observación.
El número mínimo de pozos de observación necesarios para un cálculo razonable de la
permeabilidad "in-situ" es de 8, dispuestos de a pares según 2 direcciones ortogonales.
Sus distancias respecto del pozo de bombeo deberán seguir una serie geométrica y, de
ser necesario, se podrán adicionar otras exploraciones para la observación si las 8
originales brindan datos no confiables.
En la eventualidad de encontrarse en presencia de una condición de borde lineal, tal
como un río, canal, dique, superficie vertical impermeable (pantalla, muro, estrato rocoso),
etc., se deberán disponer ambas líneas ortogonales en forma paralela y perpendicular,
respectivamente, a la condición de borde.
Las mediciones de la superficie piezométrica se deberán realizar con una sensibilidad de
± 5 mm, razón por la cual los instrumentos de medición se calibrarán para tal magnitud.

5.2.6. Procedimiento del ensayo
El ensayo propiamente dicho dará comienzo una vez que se hayn determinado los efectos
externos al ensayo que generen las fluctuaciones, y los pozos se hayan puesto en
régimen.
A continuación se medirá el nivel piezométrico en correspondencia con cada pozo como
valor inicial, para luego volver a realizar la medición a intervalos preestablecidos que,
generalmente, corresponderán a 1 min durante los primeros 15 minutos; para luego
continuar a intervalos regulares.
Cuando sea necesario, se deberán incluir períodos de lectura menores en la etapa inicial,
lo que originará la necesidad de disponer de lectores independientes en los pozos de
observación para los primeros 100 minutos de ensayo.
Cuando se juzgue conveniente, se podrán utilizar medidores automáticos en cada pozo de
observación; situación que condicionará el diámetro de los mismos a un valor mayor o
igual a 100 mm para poder instalar el instrumental.
Los datos obtenidos se deberán graficar durante el transcurso del ensayo, con el objetivo
de monitorear el comportamiento del sistema de bombeo, la evolución de los pozos, la
respuesta del suelo y la calidad de las mediciones registradas.
Generalmente, esta información será volcada en un gráfico "tiempo-caída de carga
hidráulica", con ambos parámetros en escala logarítmica. (ver la Figura 5.2.6.).
La respuesta del sistema de bombeo diseñado va a estar supeditada a las características
del acuífero bajo estudio (ver el artículo 5.2.2.) y en función de la curva de la Figura 5.2.6.
se determinará el procedimiento de análisis correspondiente y la duración del tiempo de
bombeo.
Una vez concluida la extracción del fluido se deberán continuar monitoreando los pozos
hasta llegar a la condición inicial del nivel piezométrico, de igual manera que al comienzo
del ensayo, o sea, cada minuto durante los primeros 15 minutos y posteriormente a
intervalos regulares.
Figura 5.2.6. (en preparación).

5.3. ANÁLISIS DE LOS ENSAYOS DE BOMBEO
El proceso de adquisición de datos será independiente del método de análisis que, en
definitiva, surgirá de la graficación de los parámetros medidos durante el ensayo. Por esta
razón es necesario representar la curva de evolución del bombeo en función del tiempo,
con el fin de verificar la calidad de la información obtenida, seleccionar el método de
análisis correspondiente y determinar la duración del ensayo.
Existen dos métodos de análisis, debiendo utilizarse el correspondiente a la situación en
cuestión:
(a) Estado estable. Se produce cuando el tiempo de bombeo es lo suficientemente
largo como para que la caída del nivel piezométrico cese; entonces la condición
hidráulica del suelo ha llegado a un estado estable.
(b) Estado inestable. Hasta que se produzca la condición de equilibrio, la velocidad
de caída del nivel piezométrico con respecto al tiempo no es constante generando
un estado inestable en la condición hidráulica del suelo.
5.4. PESOS UNITARIOS
En esencia, los métodos de campo para determinar el peso unitario se basan en la
remoción de una cantidad de suelo significativa, que permite establecer la masa del
espécimen y el volumen que ocupaba previo a su extracción del terreno.
La determinación de la masa no presenta ningún inconveniente, mientras que la
determinación del volumen está condicionada por el método utilizado y el tipo de suelo
investigado, de ahí la diferencia en los resultados obtenidos al calcular el peso unitario in-
situ.
Los métodos que se describen en los artículos 5.4.2. a 5.4.9. inclusive, son de aplicación
diaria y tienen la característica común de requerir el acceso al estrato a investigar. Por
consiguiente, quedan limitados como ensayos superficiales o aplicables hasta una
profundidad aproximada de 3 m. No obstante esto, son de aplicación a mayores
profundidades si se los realiza desde el fondo de calicatas profundas o pozos de
inspección.
El pesado de la muestra debe ser realizado preferentemente en obra porque de lo
contrario, la muestra deberá ser acondicionada, para su transporte al laboratorio, en un
recipiente porta-muestra hermético con el fin de que no pierda humedad, lo cual afectaría
las determinaciones.
5.4.2. Método de la sustitución con arena
Este ensayo, que debe cumplir la norma IRAM correspondiente (en preparación), se debe
aplicar a suelos de granulometría fina a gruesa, perdiendo representatividad en las
gravas. Asimismo, deja de ser preciso cuando se está en presencia de arenas que no
admiten ser hoyadas para conformar un volumen de sección constante y cuyas paredes
puedan ser estables.

5.4.3. Método del desplazamiento en agua
Este método que es de aplicación exclusiva para suelos cohesivos, queda limitado a
aquellas muestras de suelo que no han sufrido deterioros durante su manipuleo y que no
se han desintegrado al ser sumergidas en el líquido utilizado (ver norma IRAM en
preparación).
5.4.4. Método de la membrana de goma
Este método consiste, esencialmente, en la medición del volumen del suelo excavado
mediante el hinchamiento de una membrana de goma que contiene agua (ver norma IRAM
en preparación). Constituye una alternativa al método de sustitución con arena con la
restricción de no ser apto para suelos blandos que se deformen bajo la presión hidrostática
generada por el ensayo, o que las paredes del hoyo no puedan permanecer estables, o
que el suelo esté constituido por partículas gruesas (arenas gruesas, gravas, etc.).
5.4.5. Método del aceite
mediante el vertido de aceite de elevada viscosidad, cuyo volumen utilizado (peso o
volumen) se mide con la precisión requerida (ver norma IRAM en preparación).
Este método constituye una alternativa al método de sustitución con arena, con la
restricción de no ser apto para suelos blandos que se deformen bajo la presión hidrostática
generada por el ensayo, o que las paredes del hoyo no puedan permanecer estables, o
que el suelo esté constituido por partículas gruesas (arenas gruesas, gravas, etc.) que
originen pérdida del fluido.
5.4.6. Método para suelos gruesos
mediante el recubrimiento con una lámina impermeable y el auxilio de un aro cilíndrico
metálico calibrado. El volumen ocupado por el cilindro y la lámina se debe llenar con agua
(ver norma IRAM en preparación), siendo una alternativa al método de sustitución con
arena.
5.4.7. Métodos nucleares
Los métodos nucleares no proporcionan una medición directa de la densidad in-situ, sino
que deben ser calibrados previamente a su utilización, confrontándolos con alguno de los
otros métodos descriptos con anterioridad, en correspondencia con cada capa de suelo o
estructura a investigar.
Estos equipos poseen una fuente radioactiva, razón por la cual, esta metodología debe
estar supeditada a los requerimientos de seguridad propios de los trabajos de obra
(normas de seguridad e higiene impuestas por el Comitente) así como a las disposiciones
vigentes establecidas por la Comisión Nacional de Energía Atómica.
5.4.8. Aplicaciones de los ensayos de densidad in-situ
Los ensayos para la determinación de la densidad in-situ están destinados para el
control de compactación de cada una de las capas correspondientes al movimiento de

suelos, tales como rellenos, terraplenes, diques y paquetes estructurales de calles, playas
de estacionamiento y de acopio, caminos y aeropuertos. Asimismo, proveen la información
básica necesaria para el remoldeo de probetas destinadas a los ensayos de laboratorio
bajo condiciones naturales.
5.4.9. Separación planimétrica
La separación en planta de las determinaciones de densidad de campo estará dada en
función de la distribución de las estructuras y los trabajos a realizar en el predio y en las
adyacencias.
En términos generales, una separación máxima entre mediciones de 20 m será
suficiente para el control de compactación en las obras de rutina.
Cuando las determinaciones deban ser realizadas sobre un área de obra donde las
dimensiones de dicha área sean de magnitud similar, se deberá efectuar una cuadrícula
de 20 m x 20 m, mientras que en obras lineales se recomienda efectuar las
determinaciones en tresbolillo con una separación entre mediciones del orden de 25 m. No
obstante ello, el Comitente deberá realizar una evaluación de cada caso particular.
5.5. MEDICIONES DE TENSIONES IN-SITU
A los fines de este Reglamento se define como "estado inicial de tensiones del macizo
respectivo" al estado de tensiones existentes dentro del macizo de suelo o de roca, con
anterioridad a la aplicación de esfuerzos (cargas) sobre el mismo, cortes o a la formación
de cavidades en su interior.
Conjuntamente con las mediciones de tensiones totales se deberán medir las tensiones
neutras, con el fin de determinar el estado de tensiones efectivas. Por esta razón, dichas
mediciones así como la interpretación del estado tensional de un macizo de suelo o rocoso
deberá ser realizado por especialistas con acreditada experiencia.
5.5.2. Mediciones de tensiones en roca
5.5.2.1. Generalidades
La determinación de las tensiones in-situ en rocas se basa en la medición de la
variación de las tensiones del macizo, la cual se materializa dentro de perforaciones
cuando se lo hace en profundidad, mientras que las mediciones superficiales se realizan
en hendiduras efectuadas a tal fin.
El estado tensional también puede ser deducido de la medición de las deformaciones en
la boca de un túnel o de un pozo, o galería de exploración cercanos al área de
investigación.
Las técnicas utilizadas para la medición de las tensiones en roca se basan en las
hipótesis de comportamiento elástico, homogéneo e isotrópico por parte del material
constitutivo del macizo y no son de aplicación para aquellos macizos propensos al

hinchamiento por acción del fluído de perforación, en virtud de su estado de fisuración
original.
Las técnicas de medición se valen de sensores de deformaciones lineales específicas
(strain-gauges), discos fotoelásticos y sistemas de medición de deformaciones diametrales
en la boca de las perforaciones.
Las determinaciones se pueden efectuar en forma instantánea o como mediciones a lo
largo del tiempo; es decir, mediante el monitoreo continuo de la evolución del estado
tensional.
La elección entre medición instantánea y monitoreo continuo estará condicionada por
el tipo de información necesaria para el proyecto en cuestión, el tipo y calidad de la roca.
A efectos de poder tener suficiente información de adecuada calidad y que sea
representativa de las solicitaciones que afectan al macizo en estudio, se deberán realizar
mediciones sobreabundantes en diferentes direcciones que puedan permitir un análisis
estadístico de los resultados obtenidos.
El Informe Técnico de las mediciones de tensiones in-situ deberá contar, como mínimo,
con la siguiente información:
(a) ubicación de la medición, indicación si es superficial o profunda, dirección, rumbo
y profundidad de la perforación, método y diámetro de la misma,
(b) descripción geológica del macizo rocoso,
(c) mediciones de las deformaciones específicas (strains),
(d) módulos de elasticidad E y coeficiente de Poisson µ obtenidos mediante ensayos
estáticos de laboratorio sobre testigos de roca recuperados del mismo sector del
macizo en donde se realizaron las mediciones in-situ,
(e) las 6 mediciones de tensiones (σx, σy, σz, τxy, τxz, τyz),
(f) las 3 direcciones principales de tensiones referidas al sistema de ejes de la
perforación o pozo de inspección y al sistema de ejes de la obra,
(g) fotografías a color de las muestras obtenidas en las adyacencias de las
mediciones efectuadas,
(h) fecha en que se realizaron las mediciones in-situ y fecha en que los trabajos
pasarán por el punto medido.
5.5.2.2. Determinación in-situ del estado de tensiones triaxial en roca
El método más frecuente para la medición del estado triaxial de tensiones en un macizo
es el que utiliza la cámara triaxial de Leeman, método en el que, mediante una perforación
en la roca, se instala la celda triaxial.

Figura 5.5.2.2. Cámara triaxial de Leeman
Las perforaciones que se deben realizar son 2 por sector a investigar, en direcciones
ortogonales con el fin de corroborar una eventual anisotropía del sector bajo análisis. En
ambas perforaciones se deberán realizar las mediciones del estado triaxial de tensiones.
5.5.2.3. Determinación in-situ del estado de tensiones biaxial en roca
Las mediciones se deberán realizar en dos etapas, la primera de las cuales consistirá en
adosar un strain-gauge en el fondo de la perforación, generalmente de unos 60 mm de
diámetro, y realizar las mediciones correspondientes. En la segunda etapa se deberá
prolongar la perforación en el mismo diámetro pero sin retirar el testigo y sobre la cara
exterior de éste último se deberá fijar la roseta con 3 strain-gauges o el disco fotoelástico,
donde se realizará una nueva medición (ver la Figura 5.5.2.3.). Con el fin de poder
determinar el estado tensional de un punto, se deberán realizar estas operaciones en 3
perforaciones ortogonales entre sí y convergentes al área en cuestión.

rocaperforación
celda
Celda fijada al fondo de la perforación para
el registro de tensiones.
perforación roca
celda
Perforación prolongada con corona y celda fijada
a la vela de roca para el registro de tensiones.
Figura 5.5.3.3. Determinación in-situ del estado biaxial en roca
5.5.2.4. Determinación superficial del estado uniaxial de tensiones mediante un gato
hidráulico plano
Con el fin de medir las tensiones superficiales de un macizo rocoso se deberá realizar
una hendidura, de dimensiones acorde al gato hidráulico a utilizar, mediante una sierra o
perforaciones alineadas y secantes una con la otra.
Antes de realizar la hendidura, se la deberá delimitar sobre la roca para lo cual se
marcarán dos puntos opuestos, ubicados sobre las caras paralelas de mayor longitud,
donde se fijarán pernos de forma inamovible que servirán como puntos de referencia.
A continuación se medirá y registrará la distancia entre ambos pernos. El macizo tenderá a
relajar su estado de tensiones mediante la deformación de las paredes opuestas de la
hendidura, las cuales convergerán.

roca
gato hidráulico
plano
perno
manómetro bomba
Figura 5.5.2.4. Determinación superficial del estado uniaxial de tensiones
mediante gato hidráulico plano
5.5.3. Mediciones de tensiones en suelos
La respuesta de las masas de suelo a la aplicación de cargas dependerá de las
características de resistencia y deformabilidad de éstos, razón por la cual, el análisis del
estado de tensión in-situ de los suelos deberá ser asistido por ensayos de laboratorio, con
el fin de obtener resultados representativos.
5.5.3.2. Celda de presión hidráulica
Las mediciones de tensiones se podrán efectuar en arcillas y limos blandos siempre que
las determinaciones sean realizadas una vez disipadas, en el tiempo, las tensiones
residuales originadas durante el período de instalación del instrumental. De esta manera el
estado inicial se restituirá bajo un efecto de fluencia lenta (creep).

5.5.3.3. Mediciones de las tensiones de contacto
Para medir las tensiones de contacto se deberá utilizar un presiómetro autoperforante
que reduzca la perturbación originada en el suelo. A medida que se aplica presión para
introducirlo en el suelo, una herramienta cortante a rotación de bajas revoluciones se
utilizará conjuntamente con la inyección de baja presión para remover el detrito de
perforación, y así avanzar en profundidad. Una vez instalado en la posición deseada, la
celda de carga eléctrica será activada para medir la presión horizontal total.
Las condiciones geotécnicas imperantes en el macizo de suelo pueden limitar la
aplicabilidad de esta técnica.
5.5.3.4. Fracturación por método hidráulico
Esta metodología se aplica a mantos de arcilla normalmente consolidada en donde se
obtura una determinada longitud de una perforación En dicha perforación se realiza un
ensayo de bombeo inyectando agua a medida que se aplica la presión en incrementos
constantes. La presión que se registre al momento de comprobar un incremento
instantáneo del flujo entrante a la perforación, corresponderá a la rotura por esfuerzo
tangencial del suelo, y dicha tensión tangencial podrá ser correlacionada con el estado de
tensiones del macizo.
5.6. ENSAYOS DE CAPACIDAD DE CARGA
5.6.1. Ensayos de carga vertical
El ensayo de capacidad de carga vertical in-situ o ensayo de placa, consiste en medir el
esfuerzo aplicado a una placa mientras, simultáneamente, se registra la penetración de
ésta en el suelo o roca en la que se apoya (ver norma IRAM en preparación).
Las metodologías más frecuentes son:
(a) Escalonado. Consiste en aplicar sucesivos escalones de carga creciente
durante un determinado tiempo o hasta que la deformación no exceda un
determinado valor por cada incremento de carga aplicado. En este caso se
permite que el suelo consolide previo a la aplicación del siguiente escalón de
carga, obteniendo así el comportamiento de deformación y resistencia efectiva del
suelo a lo largo del tiempo.
(b) Penetración constante. Consiste en regular la aplicación de la carga en función
de la velocidad de penetración con el fin de que ésta sea constante. El suelo no
puede eliminar la presión neutra, por consiguiente se deberá determinar la
deformabilidad y resistencia en condiciones no drenadas.
5.6.1.2. Limitaciones del ensayo
La limitación principal de este tipo de ensayo consiste en la alteración producida a los
estratos por el método de excavación utilizado para llegar a la profundidad donde se
implantará el dispositivo de transferencia de cargas.

Cuando el ensayo se deba realizar por debajo del nivel freático, se deberá considerar que
las fuerzas originadas por las filtraciones, como consecuencia del abatimiento de la
superficie de agua subterránea, alterarán los resultados medidos.
5.6.1.3. Preparación de la superficie
La preparación de la superficie consiste en la remoción de todo material suelto o blando
originado por el método de excavación utilizado, con el fin de preparar la superficie donde
descansará la placa, procurando que el contacto sea franco, horizontal y parejo.
Para la aplicación de esfuerzos en forma uniforme será indispensable apoyar la placa de
ensayo sobre una superficie de mortero cementicio construida para tal fin. Se deberán
adoptar los recaudos pertinentes para garantizar una mínima variación de la humedad en
la superficie del terreno a ensayar.
5.6.1.4. Disposición del equipo
El equipo a utilizar estará en relación directa con las condiciones de ensayo y la escala de
la obra. Las placas de acero más frecuentes están dentro del rango de los 300 mm a los
1000 mm de diámetro, no obstante lo cual se pueden utilizar otras dimensiones para
casos especiales.
Cuando se ensaye roca, la placa a utilizar estará determinada por la separación de las
fisuras del macizo, pudiéndose obtener diámetros mayores a los 1000 mm.
Para la instalación del equipo en un ensayo de carga vertical existen dos disposiciones
básicas ya sea que se lo realice en superficie y con excavaciones a cielo abierto o bien,
dentro de galerías (ver Figura 5.6.1.4.)
Las placas a utilizar deben ser rígidas, macizas y con ambas superficies paralelas y lisas.
La carga aplicada debe ser vertical y centrada con respecto a la placa, la cual descansará
horizontalmente sobre la superficie a ensayar.
Figura 5.6.1.4. (en preparación).

El sistema de reacción utilizado para la aplicación de la carga podrá estar conformado por
pesos muertos, pilotes de reacción, anclajes de reacción o algún sistema mixto integrado
por algunos de los mencionados anteriormente.
Toda estructura de transferencia deberá ser ubicada lo suficientemente lejos de la placa
como para no inducir esfuerzos parásitos al sector bajo ensayo que puedan alterar las
mediciones a registrar.
En términos generales, la distancia mínima será de 5 diámetros de la placa utilizada,
medida entre centros de la placa de ensayo y los pilotes o anclajes de reacción sobre la
superficie normal que intercepta la recta de acción de la carga aplicada y la dirección de
los pilotes o anclajes.
La carga a aplicar estará regida por el objetivo de la investigación llevada a cabo, pero
como regla general se deberá considerar llevar el ensayo a rotura, por cuanto en esta
situación se obtendrán los parámetros necesarios para el correcto diseño de las obras.
Las mediciones del hundimiento que experimentará la placa serán registradas en el centro
de la placa o en tres posiciones perimetrales separadas entre sí por 120° medidos al
centro de la misma. Dichos hundimientos serán referidos a un punto fijo, materializado por
vigas de referencia apoyadas en el terreno fuera del área de aplicación de la carga o de
reacción del sistema de transferencia.
5.6.1.5. Instrumental para medición
(a) Carga. La fuerza aplicada en la placa deberá ser medida con una celda de carga
capaz de registrar una variación de la carga aplicada, en forma discreta o
continua, con una sensibilidad mínima del 1 % del rango de lectura de la misma.
(b) Hundimiento. Los mismos serán medidos en la dirección de la aplicación de la
carga mediante flexímetros mecánicos o electrónicos, en forma discreta o
continua, con una sensibilidad mínima de 0,01mm.
(c) Tiempo. Se medirán los tiempos empleados en correspondencia con la
realización de la excavación, con el lapso entre que se concluyó la excavación y
comenzó el ensayo, con el tiempo para la conclusión de cada etapa de montaje
del equipo de ensayo y con los tiempos de aplicación de la carga y el necesario
para incrementarla a un nuevo escalón. Los mismos serán medidos con
cronómetro digital con una sensibilidad mínima.
(d) Temperatura. Se registrará la temperatura con un termómetro de intemperie,
ubicado en la zona de ensayo, con el fin de verificar si ésta pudo influir la toma de
mediciones.
5.6.1.6. Procedimientos de ensayo
El ensayo de capacidad de carga es un ensayo que, en términos generales, se utiliza en la
etapa de proyecto razón por la cual se lo realiza hasta la rotura persiguiendo el objetivo de
obtener valores que permitan el diseño en estados últimos o de rotura y no en base a
tensiones admisibles.

Los tres procedimientos de ensayo (ver norma IRAM en preparación), que se conocen se
describen a continuación:
a) Carga constante. Es una metodología que consiste en aplicar escalones de carga
crecientes de igual magnitud hasta que todo hundimiento haya cesado para cada
incremento, o hasta que la velocidad de hundimiento registrada sea menor que la
establecida. La carga máxima de ensayo estará determinada como un valor mayor
al de la carga de servicio, o hasta alcanzar la rotura del terreno, o hasta agotar la
capacidad de aplicación de la carga.
b) Velocidad de penetración constante. Es una metodología utilizada en suelos,
donde se regula la aplicación de la carga en función de la velocidad de penetración
con el fin de que ésta sea constante. El suelo no puede eliminar la presión neutra,
razón por la cual, se determinará la deformabilidad y la resistencia en condiciones
no drenadas.
c) Fluencia (Creep). Es una metodología aplicable a fundaciones altamente
solicitadas, o a terrenos sensibles a asentamientos en función del tiempo, tales
como rellenos y terraplenes que, posteriormente, soportarán estructuras. También
es un procedimiento de ensayo importante cuando la estructura a construir es
sensible a los asentamientos. Por ejemplo, edificios de frentes vidriados, tanques
de almacenamiento de hormigón, o metálicos, con techo flotante, etc.
5.6.1.7. Análisis de los resultados
Las hipótesis adoptadas para el análisis de los resultados de los ensayos de carga
consideran que el material es elástico, isótropo y homogéneo y que es de aplicación la
teoría de penetración de una placa circular rígida en un medio continuo semi-infinito.
5.6.1.8. Interpretación de los resultados
Para una correcta interpretación del comportamiento tensional de un macizo
geotécnico no basta con el mero examen de los resultados obtenidos de un ensayo de
carga, sino que también se deberá utilizar la información geotécnica del área por debajo
del área cargada proveniente tanto de las exploraciones realizadas como de los ensayos
de laboratorio.
5.6.2. Ensayos de carga horizontal e inclinados
En esencia, los ensayos de carga horizontal e inclinados se deberán aplicar y analizar en
forma similar a los verticales a compresión.
Los ensayos de placa con orientaciones especiales están destinados, primordialmente,
a la investigación de fenómenos geológicos particulares como fallas, diaclasas, etc.
Los ensayos de carga horizontal son de gran utilidad para la determinación de la
resistencia al corte en suelos que no admiten ser muestreados sin alterar totalmente la
calidad de la misma, como por ejemplo las arcillas con gravas. El método más frecuente
consiste en interponer un gato hidráulico entre dos paredes opuestas de una excavación y,
al accionarlo, medir la deformación relativa que sufren.

5.6.3. Ensayo de valor soporte relativo (CBR) in-situ
El método de diseño de pavimentos mediante la utilización de los resultados del ensayo de
valor soporte relativo constituye, básicamente, un método empírico en el cual se utilizan
curvas de diseño preestablecidas, combinadas con el CBR del suelo en cuestión, para
determinar el espesor del pavimento. No existe una unicidad entre un tipo de suelo y el
CBR asociado, sino que este valor está altamente condicionado por la forma de llevar a
cabo el ensayo, a diferencia de las curvas de diseño que contemplan un único
procedimiento para la determinación del valor soporte, siendo éste el de laboratorio.
5.6.3.2. Método para realizar el ensayo
El ensayo requiere preparar una zona circular del terreno a ensayar de 300 mm de
diámetro, correctamente perfilada y nivelada horizontalmente con el fin de proporcionar
asiento a un gato hidráulico que reaccionará, generalmente, contra el eje de un camión
lastrado para ofrecer resistencia.
La placa utilizada estará provista de un punzón (pistón) que penetrará el terreno al
accionarse el sistema hidráulico del gato. La penetración será medida mediante
flexímetros mecánicos o electrónicos ubicados en puntos de referencia independientes a
las áreas de carga y reacción (ver norma IRAM en preparación).
5.6.3.3. Limitaciones ya aplicaciones del ensayo
Este ensayo no es apto si el suelo contiene partículas pétreas de dimensiones mayores a
20 mm por cuanto, si se intenta penetrarlo con el punzón y éste apoya sobre una piedra, el
valor obtenido no será representativo.
Este ensayo proporciona resultados dudosos cuando se lo utiliza en arenas, debido a
que refleja valores inferiores a los obtenidos en laboratorio; valores con los cuales fueron
confeccionadas las curvas de diseño. Esto se debe al efecto de confinamiento que ejercen
los moldes en los especímenes ensayados en laboratorio.
La determinación in-situ es de aplicación a los suelos arcillosos, siempre que éstos
tengan un contenido de humedad en equilibrio. Un valor representativo de la humedad de
equilibrio se puede obtener, de no cambiar el estrato geotécnico, entre 1 m y 2 m de
profundidad con respecto al plano de apoyo de la placa de ensayo, por cuanto ese manto
se encuentra protegido de la intemperización y de los cambios estacionales de humedad.
5.7. ENSAYOS DE RESISTENCIA AL CORTE DIRECTO IN-SITU
Una muestra representativa del manto a investigar se debe introducir dentro de un
dispositivo similar al utilizado para el ensayo de corte directo de laboratorio, y ensayar para
determinar los parámetros de resistencia al corte (ver norma IRAM en preparación). La
muestra seleccionada deberá contener una o más fallas a investigar, mientras que el
tamaño de la misma estará condicionada a la posibilidad de poder ser manipulada en obra

y a la posibilidad de aplicar la carga necesaria. Se requerirá de más de una medición con
el fin de poder obtener parámetros representativos para el diseño.
5.7.2. Preparación de las muestra
Las muestras serán preparadas en el fondo de las excavaciones cuando se trate de
suelos y dentro de las galerías, cuando se trate de rocas. En ambos casos será posible
acceder a la zona bajo estudio y las mismas excavaciones proporcionarán la estructura de
reacción.
En términos generales, se ensayarán muestras con dimensiones mínimas de 600 mm2
a
1500 mm2
, que contemplen e incluyan la rugosidad y las discontinuidades del macizo bajo
estudio. Cuando las discontinuidades tengan un patrón mayor o en mantos que contengan
bloques serán necesarias muestras de tamaños mayores.
5.7.3. Disposición del equipo
Un esquema típico para ensayo de corte está representado en la Figura 5.7.3.1.
Figura 5.7.3.1. (en preparación).
5.7.3.2. Carga normal
El equipo de transferencia de cargas puede reaccionar mediante gatos hidráulicos planos
contra el techo de la galería, contra pesos muertos o bien con anclajes. La estructura de
reacción proveerá una carga normal al plano de falla en forma uniforme sin introducir
esfuerzos cortantes. Para tal fin deberá contar con un dispositivo de rolos atenuadores de
fricción o similar.
5.7.3.3. Esfuerzo de corte
La aplicación del esfuerzo de corte se deberá aplicar de manera uniforme al plano
investigado. Generalmente se podrá generar la fuerza de corte con una estructura similar a
la de la carga normal reaccionando contra las paredes de la excavación.

5.7.4. Método para realizar el ensayo
Los esfuerzos introducidos en el ensayo deberán ser de similar magnitud que aquellos
inducidos en el macizo durante el proceso constructivo o la vida útil de las construcciones.
5.7.4.2. Consolidación
Cuando se prevea el drenaje de la muestra, se deberá contemplar la disipación de la
presión neutra previo a cada incremento de la carga normal.
5.7.4.3. Velocidad de aplicación del esfuerzo de corte
Si se trata de un ensayo de corte en condiciones drenadas, la aplicación del esfuerzo
de corte deberá ser realizado a una velocidad tal que garantice que la presión del poro no
evolucionará, o que ésta será de magnitud despreciable frente a las tensiones de corte,
con el fin de medir las tensiones efectivas solamente.
5.8. ENSAYOS IN - SITU A ESCALA DE OBRA
5.8.1. Introducción
Los ensayos de campo sobre el terreno o estructuras en escala de obra deberán ser
realizados de manera tal que sean sometidos a esfuerzos de la misma naturaleza, estática
o dinámica, y magnitud, que los que van a soportar durante el proceso constructivo o vida
útil.
Dichos ensayos a escala de obra requerirán de los ensayos individuales para llevar a cabo
una investigación geotécnica, con el fin de poder conocer las propiedades de los estratos
de suelo y roca involucrados, y así poder comprender la interacción entre el terreno y los
trabajos a realizar.
5.8.2. Construcciones de las estructuras para ensayo
En muchos proyectos será posible obtener información muy valiosa, previamente a la
etapa de producción de obra, a partir de los ensayos in-situ a gran escala. Estas
investigaciones permiten evaluar la efectividad de los procesos constructivos adoptados y
verificar si son los adecuados para dicho proyecto.
5.9. ENSAYOS GEOFÍSICOS
5.9.1. Introducción
La Geofísica es una disciplina diferente de la Geotécnica, aunque las dos forman parte de
las Geociencias. Cuando se requieren investigaciones geofísicas se las deberá
encomendar a Ingenieros Geofísicos que, mediante el empleo de equipamiento
especializado, realizarán los ensayos correspondientes, registrarán las mediciones e
interpretarán los resultados de manera tal que sean utilizables por el Ingeniero Geotécnico
para resolver aquellas condiciones geotécnicas inusuales.

La geofísica no es un sustituto de la ingeniería geotécnica sino que, en algunos casos, es
un complemento, y no se deberán adoptar los resultados de los ensayos geofísicos como
parámetros para el diseño de obras de arquitectura o ingeniería.
En términos genéricos, los métodos geofísicos para la investigación geotécnica detectan
anomalías que se caracterizan porque los materiales a ambos lados de dicha anomalía
presentan diferencias en sus parámetros ingenieriles.
Estas anomalías son, por ejemplo, los límites entre mantos geotécnicos, las fallas
geológicas, las cavidades en el terreno, las interferencias (ductos, cables, etc.) En todos
los casos, dichas anomalías deberán ser constatadas visualmente mediante perforaciones
o excavaciones, en el estado inicial de las investigaciones, con el fin de calibrar el sistema
de exploración y verificar los parámetros geofísicos utilizados por los equipos de
prospección geofísica para tal fin. Una vez lograda dicha correlación, para cada
metodología empleada, se podrán obtener las ventajas de la investigación geofísica en
virtud de obtener información de calidad en forma rápida y económica.
Las diferentes técnicas de investigación geofísica se basan en la detección de la variación
de ciertas propiedades físicas. Estas propiedades son las que determinan la denominación
de la técnica utilizada, como se describe a continuación:
(a) Resistividad. Variaciones en la conductividad eléctrica.
(b) Gravimetría. Variaciones en la densidad.
(c) Magnetometría. Variaciones en la susceptibilidad magnética.
(d) Sísmica. Variaciones en la velocidad de la onda de choque.
5.9.2. Geofísica terrestre
5.9.2.1. Georadar
La prospección mediante georadar consiste en trasladar superficialmente al terreno
investigado una antena que genera un pulso electromagnético. Dicho pulso es emitido y
recibido por la misma antena debido a que, en correspondencia con cada cambio del
medio, expresado por la constante dieléctrica del mismo, produce un reflejo.
Este método permite obtener rápidamente un perfil, definido por profundidades y
progresivas, en el cual se detectan las anomalías interceptadas por las ondas incidentes
en el subsuelo.
5.9.2.2. Resistividad
Este método es el más frecuentemente utilizado para la investigación de problemas
geológicos simples. Consiste en hacer pasar una corriente eléctrica superficial entre dos
electrodos ubicados en el terreno mientras se mide la diferencia de potencial entre otros
dos. También es posible realizarlo en profundidad, obteniéndose la estratigrafía
geoeléctrica del perfil.

5.9.2.3. Gravimetría
Este método es utilizado para la detección de anomalías de grandes dimensiones, tales
como fallas geológicas, grandes cavidades y la interfaz entre suelo y roca. El
posicionamiento planialtimétrico del instrumental utilizado es esencial para poder obtener
resultados representativos.

Tabla 5.1. Métodos geofísicos utilizados en la investigación geotécnica
Objetivo Ejemplo Método y Observaciones
Estratigrafía
Sedimentos sobre lecho
de roca
(a) Arenas y gravas sobre
lecho de roca, nivel
piezométrico bajo en arena
y gravas
(b) Arenas y gravas sobre
arcilla, nivel piezométrico
alto en gravas y arenas
(c) Arcilla sobre lecho de
roca
Terrestre:
Sísmica de refracción,
georadar
Resistividad, georadar
Resistividad, sísmica de
refracción
Sedimentos sobre lecho
de roca
Marina: Sísmica de
reflexión continua
Erosión Canal enterrado
Sísmica de refracción,
resistividad para ano-
malías de dimensiones
mayores a la profun-
didad investigada
Geológico
Estructura Fallas Resistividad
Agua
Ubicación de acuíferos
Ubicación de agua salina y
potable
Resistividad
Sísmica de refracción
Terrestre: Resistividad
Georadar
Arena y grava
Arena y grava sobre arcilla
Espesor de estratos de
grava
Marina: Sísmica de
reflexión continua, son-
daje ecoico, escáner
sónico lateral
Roca Rocas intrusivas en macizo
sedimentario
Magnetometría
Recursos
Arcilla Bolsones de arcilla Resistividad
Módulo de elasticidad,
densidad y porosidad
Módulo dinámico
Verificación del efecto del
tratamiento de terreno
Sísmica.
Perfilaje sónico
Estado de la roca Selección del método de
excavación
Sísmica
Parámetros
ingenieriles
Corrosividad de suelos Relevamiento de ductos Resistividad superfi-
cial. Potencial Redox
Cables
Ductos
Contenedores
Trincheras en tierra firme
Trincheras en tierra firme
Trincheras submarinas
Magnetometría
Georadar
Sondaje ecoico, escá-
ner sónico lateral
GeoradarInterferencias
Excavaciones, galerías
y cavernas
Explotación minera Resistividad, georadar,
aerofotografía infraroja
en sectores despeja-
dos, perfilaje sónico

5.9.2.4. Magnetometría
Este método se fundamenta en la existencia de una correlación entre el cambio localizado
del campo magnético de la Tierra con el tipo de roca encontrado allí. Bajo ciertas
condiciones es posible detectar la interfase entre dos macizos de rocas con diferentes
parámetros magnéticos.
5.9.2.5. Sísmica
Este método, mediante sus dos variantes de reflexión o de refracción, se utiliza para
determinar la interfaz entre materiales de diferente valor de la velocidad de onda de
choque incidente.
En geofísica terrestre, la sísmica de refracción es la más frecuentemente utilizada.
Consiste en generar una onda sísmica, ya sea por un equipo mecánico o por una
explosión de pequeña magnitud, y medir con precisión el tiempo de arribo de dicha onda a
geófonos que actúan como receptores ubicados a distancias crecientes de la perturbación.
5.9.3. Geofísica marina
El instrumental utilizado para geofísica terrestre, se puede adaptar a las campañas de
investigación geofísica marina. Esta situación se deberá tener presente cuando se
corrijan las mediciones obtenidas en función de la marea y la profundidad del lecho marino
y se realice una detallada nivelación (batimetría) a los efectos de posicionar el instrumental
geofísico con respecto a la planimetría existente.
5.9.3.2. Sondaje ecóico
Este método consiste en obtener un registro continuo de la profundidad del agua sobre el
rumbo seguido por el barco exploratorio mediante un equipo que mida el tiempo de arribo
de una onda sónica de alta frecuencia que se refleja en el lecho, emitida y recibida por el
mismo barco.
La combinación de dichos registros constituye un relevamiento batimétrico, el cual debe
ser cotejado por otros procedimientos para diferenciar si el reflejo obtenido se produce en
mantos sueltos o en firmes.
5.9.3.3. Perfilaje continuo de sísmica de reflexión
El perfilaje continuo con la metodología de sísmica de reflexión deberá ser siempre
considerado como una apoyatura complementaria para las campañas de perforación en la
exploración mar adentro. Se lo deberá utilizar conjuntamente con el sondaje sónico con el
fin de detectar los mantos firmes del lecho, que generalmente coinciden con horizontes
geológicos o litológicos.
Las características del instrumental a emplear, principalmente las fuentes acústicas,
deberán ser determinadas en función de las condiciones locales y por ello deberán ser
seleccionadas por un Ingeniero Geofísico que posea suficiente experiencia.

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