Los sondeos de suelos son perforaciones realizadas mediante barrenos de diversos tipos, elegidas en función de la profundidad a alcanzar y de las características del terreno.
Al atravesar distintas capas hasta llegar a suelo duro, el sondeo permite la extracción de muestras que nos darán pistas sobre la naturaleza geológica del subsuelo.
Sondeo geotécnico
El sondeo geotécnico es un método directo de prospección del terreno que es empleado cuando necesitamos bajar a cierta profundidad. Es un método directo porque su objetivo es la obtención de muestras de suelo para su posterior análisis en laboratorio.
Los sondeos mecánicos consisten en perforaciones de pequeño diámetro (entre 76 y 140 mm) con las que se pueden recuperar testigos del terreno perforado, así como tomar muestras para la realización de ensayos de laboratorio. Alcanzan profundidades superiores a las que se consiguen con calicatas y permiten el reconocimiento bajo el nivel freático. Además, si instalamos un tubo piezométrico ranurado de PVC en el interior de un sondeo podemos registrar la profundidad y la variación temporal del agua freática.
Los tipos de sondeo más empleados para el reconocimiento geotécnico son los sondeos mecánicos a rotación y a percusión.
Tipos de sondeo geotécnico
Los tipos de sondeo mecánico contemplados en el CTE son:
- Sondeos mecánicos a presión, con punta abierta o hueca, y maciza o cerrada. Este tipo de sondeo se emplea en suelos blandos.
- Sondeos a percusión o golpeo. Se emplean en suelos cementados o duros
- Sondeos mecánicos mediante métodos destructivos, como trépano, martillo o tricono. Se emplean cuando no necesitamos obtener las propiedades geotécnicas de determinados estratos del terreno.
- Sondeos mecánicos a rotación
En la tabla 3.4 del Anejo C se establece el número mínimo de sondeos mecánicos y el porcentaje del total de puntos de reconocimiento que pueden sustituirse. Los sondeos mecánicos pueden emplearse también en prospecciones complementarias (diagrafías de resistividad, radioactividad natural, velocidad sónica, etc.)
Sondeos mecánicos a rotación
Los sondeos mecánicos a rotación forman parte de una campaña geotécnica normal y consisten en la extracción de un testigo de material a través de una perforación de pequeño diámetro realizada sobre el suelo a investigar.
Estos sondeos permiten reconocer la naturaleza y potencia de las distintas capas que conforman la estratigrafía del suelo, extraer muestras alteradas e inalteradas y detectar la presencia de agua en el terreno.
Instalando un tubo ranurado de PVC en el interior de un sondeo es posible registrar la profundidad y la variación temporal del nivel freático.
Los sondeos mecánicos a rotación pueden atravesar capas de rocas de gran resistencia y alcanzar grandes profundidades. Ensayando las muestras inalteradas se pueden establecer los parámetros geotécnicos del terreno.
La resistencia del terreno se suele estimar a partir del Ensayo de Penetración Estándar (SPT).
Existen dos tipos de sondeos mecánicos cuya elección dependerá, entre otras, de la rapidez y economía que persigamos:
- a rotación con barrena helicoidal
- con extracción de testigo continuo
Sondeos mecánicos a rotación con barrena helicoidal
Los sondeos mecánicos a rotación con barrena helicoidal, maciza o hueca, se emplean en terrenos relativamente blandos y cohesivos, en ausencia de capas cementadas, gravas, o roca en toda la profundidad del sondeo.
El sondeo mecánico helicoidal con sonda hueca es el tipo de sondeo geotécnico más empleado en España. Con él podemos extraer muestras inalteradas y realizar ensayos «in situ» por el interior de la sonda.
Sondeos mecánicos a rotación con extracción de testigo continuo
La perforación con recuperación de testigo continuo sigue siendo la herramienta de sondeo más versátil y utilizada, ya que se puede perforar en cualquier ángulo y obtener el testigo continuo de varios diámetros en profundidades que pueden llegar a más de 1.500 m.
Desde el punto de vista económico el sondeo a rotación es un método costoso, ya que su perforación es lenta, por lo que es necesario realizar un análisis muy riguroso si decidimos emplearlo en lugar de los métodos de rotación o de roto percusión, bastante más baratos.
El útil cortante empleado consiste en una corona de widia o de diamante. El mecanismo consiste en la introducción de una batería en cuyo final se acopla la corona. A este conjunto acoplado a un varillaje se le suministra una energía de rotación, bien por mecanismo manual o suministrado por un motor, que facilita la perforación sobre el terreno.
Ensayos de suelos in situ
Un sondeo mecánico, además, permite realizar ensayos “in situ” específicos. Los ensayos de campo son aquellos que se ejecutan directamente sobre el terreno natural y que proporcionan datos que pueden correlacionarse con la resistencia, deformabilidad y permeabilidad de una unidad geotécnica a una determinada profundidad.
