Pruebas de veleta de campo en suelos blandos

La medición de la resistencia al corte de los suelos con la veleta de campo está retomando su lugar como herramienta para la exploración en países europeos, porque arroja resultados sistemáticos. Este es el único tipo de prueba con el que se puede definir la resistencia remanente de un suelo, lo cual facilita estimar las condiciones límite de suelos blandos en la estabilidad de taludes y en la capacidad de carga de pilotes fricción recién hincados, entre otros, y también si ocurren asentamientos bruscos en condiciones sísmicas.
1. ANTECEDENTES La técnica de medición in situ de la resistencia al corte de los suelos blandos empleando la veleta de campo fue desarrollada en 1948 por el sueco Lyman Cadling (1917- 2010). El elemento sensor era una celda instrumentada con deformímetros eléctricos (strain gages). De inmediato ganó amplio reconocimiento y fue casi abandonada a principios del decenio de 1970, pero en países europeos está siendo utilizada nuevamente por su eficacia para generar datos de las resistencias pico y residual de un suelo; en particular esta última ha ganado gran importancia para evaluar procedimientos constructivos como los muros Milán, el hincado de pilotes y otros.

 2. DESCRIPCIÓN DEL APARATO Los elementos que integran este aparato son: veleta, elemento sensible, columna de barras, cable conductor blindado, mecanismo de giro y aparato indicador del momento de torsión con el que se hace girar la veleta. En la figura 1 se muestra el conjunto, un corte del elemento sensible y una fotografía de la ejecución de una prueba. La pieza esencial es la celda sensible de duraluminio aleación 625-T6 instrumentada con deformímetros eléctricos (strain gages BLH, FAE 125-12513); los strain gages están cementados en un ángulo de 45º (con adhesivo EPY 150). Con la celda se mide el momento que se debe aplicar para inducir la falla del suelo; el circuito eléctrico que une los deformímetros es sensible sólo a esfuerzos de torsión. El momento máximo de operación de la celda son 270 kg·cm, y su sensibilidad de 0.90 kg/cm2 . En la parte exterior de la flecha se enrosca un vástago de 60 cm de longitud, en cuyo extremo están empotradas las aspas de la veleta
3. PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN DE LAS PRUEBAS Las pruebas de veleta se realizan al fondo de una horadación previamente abierta en la que se instala una “boquilla”, tramo de ademe de acero de 1 a 3 m de longitud y diámetro de 7.5 a 12.7 cm; a continuación se introduce la veleta en la punta de las barras de perforación EW y se deja suspendida sin tocar el fondo; en seguida se fija el mecanismo de giro en la boca de la boquilla y se une firmemente con tensores a la máquina de perforación con la que se realiza el trabajo (véase figura 1); se unen las terminales del cable de la celda sensible con el aparato indicador y se toma la lectura cero estando aún la veleta suspendida.

4. INTERPRETACIÓN DE LAS PRUEBAS DE VELETA Al hacer girar la veleta, se genera una superficie de falla cilíndrica condicionada por la resistencia no drenada del suelo; para su interpretación se admiten dos hipótesis posibles: a) aceptar una distribución uniforme de esfuerzos de corte generada por las aspas de la veleta en la superficie cilíndrica exterior y en las áreas circulares superior e inferior, o b) aceptar que los esfuerzos en la superficie lateral del cilindro son uniformes, y que en las áreas cilíndricas superior e inferior se desarrolla una distribución triangular de esfuerzos cortantes con valor nulo en el eje del vástago de la veleta. 

5. ERRORES QUE SE PUEDEN COMETER CON LAS PRUEBAS DE VELETA Para reducir al mínimo los errores por cambios en las fricciones interiores o en la respuesta de las celdas SR-4, es conveniente realizar calibraciones frecuentes del aparato.

6. MEDICIONES REALIZADAS CON VELETA El Proyecto Texcoco concebido por Nabor Carrillo tenía como objetivo formar una vasta depresión para crear un lago que recibiera las aguas de los ríos del Valle de México. Las pruebas de veleta que se describen a continuación sirvieron para evaluar los tres experimentos de campo propuestos por Arthur Casagrande y Raúl J. Marsal para identificar la posible técnica de construcción con la que se podría formar la enorme hondonada.