Ensayo Spt

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

CURSO : FOTOGRAMETRIA

DOCENTE :

ALUMNOS :

OSCAR ESCALANTE ALVARO ROSA HUALLPA CONDORI EDWIN GAMARRA CAMA ENGLERT HUANAHUI HUAMANI MILAGROS

CARRERA : INGENIERIA CIVIL

CUSCO_2014

TEMA: ENSAYO DE PENETRACION ESTÁNDAR - SPT

TEMA: ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR - SPT

PRESENTACION

ING …………………………………………., DOCENTE DEL CURSO DE MECANICA DE SUELOS APLICADA A CIMENTACIONES DE LA UNIVERSIDAD “ALAS PERUANAS Filial - Cusco”.

Nos es grato dirigirnos a Ud. para presentarle el siguiente Trabajo denominado: ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT), trabajo que representa el sacrificio, el entusiasmo, y la perseverancia en la culminación del mismo.

Ponemos a su disposición este trabajo a efectos de que sea analizado y evaluado por usted.

ATENTAMENTE

LOS ALUMNOS.

2


1 ANTECEDENTES

El Ensayo de Penetración Estándar (SPT). Se inició en los Estados Unidos en el

año 1920 con Charles Gow. Con la finalidad de estimar el grado de densificación de los

suelos. Originalmente los penetrometros fueron concebidos para apreciar la compacidad

de los suelos sin cohesión, ante la dificultad de obtener muestras inalteradas.

La Ingeniería de fundaciones se desarrolló rápidamente en los años 1920-1930 en los

EE.UU, y la exploración del sitio y toma de muestras del subsuelo confiables, fueron cada

vez más importantes.

En 1940 Terzaghi adopto el procedimiento de muestreo cuchara partida de Gow. El

concepto de Terzaghi de utilizar un numero de golpes estándar para estimar las

propiedades del suelo (consistencia y densidad del terreno) no se comprendió hasta 1947

cuando este junto a Mohr desarrollo correlaciones entre la presión de carga admisible y el

número de golpes (SPT) .en arenas.

Año más tarde Terzaghi bautizo a la cuchara de Gow como Ensayo de Penetración

Estándar

Es así donde este método se convierte el método más utilizado por los practicantes por

ser económico y más sencillo de realizar y que la prueba SPT tiene correlación entre la

resistencia del terreno el número de golpes.

Más tarde este método fue adoptado por la ASCE y el cuerpo de Ingenieros y más tarde

por la ASTM como método de prueba D-1586 y fue revisada por última vez en 1984.

3


2. ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT)

2.1 DEFINICION

Es un método que proporciona una muestra de suelo para propósito de identificación y

para ensayos de laboratorio apropiados al suelo obtenido de un muestreador que pueden

producir perturbación por una gran deformación cortante en la muestra.

Este método es utilizado extensamente en una gran variedad de proyectos geotécnicos

de exploración.

Existen disponibles muchas correlaciones locales y correlaciones extensamente

publicadas que relacionan el valor de N con el comportamiento ingenieril de estructuras

de tierra y cimentaciones

4


2.2 PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR

2.2.1 SONDAJE:

Consiste en realizar perforaciones en el lugar donde se requiere explorar el subsuelo.

Equipos de Perforacion:

Cualquier equipo de perforación será aceptable, que proporcione al tiempo del muestreo

una cavidad razonablemente limpia antes de introducir el muestreador y asegure que el

ensayo de penetración se realiza en suelo inalterado.

2.2.2 MUESTREO:

Consiste en tomar muestra del suelo con un muestreador

Equipos:• Muestreador de 45 cm• Martillo de 63.5 kg.• Trípode• Varilla de muestreo• yunque• Equipo accesorios• Trípode

Después que el sondaje se ha avanzado hasta la elevación del muestreo deseado y se

ha removido los sobrantes de la excavación prepare el ensayo de la forma siguiente.

Asegurar el muestreador a la varilla de muestreo

Colocar el yunque en la parte superior de la varilla

Instalar el trípode

Colocar el muestreador junto a la varilla al fondo de la perforación.

Colocar el martillo sujetado por el trípode y polea sobre el yucate y la varilla.

Marcar la varilla de muestreo cada 15 cm.

Descanse el peso muerto del muestreador, varillas, yunque, y peso de hinca, en el

fondo de la perforación y aplique un golpe de asiento.

Marque las varillas de muestreo en tres incrementos sucesivos de 15 cm, de

modo que el avance del muestreador bajo el impacto del martillo pueda ser

observado fácilmente en cada incremento de 15 cm.

hinque el muestreador con golpes del martillo de 63.5 kg, que se deja caer de

76 cm de altura y cuente el número de golpes aplicado a cada incremento de

15cm, hasta que uno de lo siguiente ocurra:

5


a) Un total de 50 golpes ha sido aplicado durante cualquiera de los tres incrementos de 15cm descritos en el paso 6.

b) Un total de 100 golpes se han aplicado.c) No se observa ningún avance del muestreador durante la aplicación de 10 golpes

sucesivos del martillo.d) El muestreador se avanza los 45 cm completas sin que ocurra el número de

golpes límite que se describe en a, b y c.

Registre el número de golpes requerido para alcanzar cada 15 cm de penetración o

fracción. Los primeros 15 cm se consideran las de acomodamiento. La suma de

número de golpes del segundo y tercer incremento de 15 cm de penetración se

denomina « Resistencia a la Penetración Estándar» o «Valor de N». Si el

muestreador se hinca menos de 45 cm como lo permite a, b y c, debería de

anotarse en el registro de sondaje el número de golpes de cada incremento completo

de 15 cm.

Lleve el muestreador a la superficie y ábralo. Registre el porcentaje de recuperación

o la longitud de la muestra recuperada .describa las muestras de suelos recuperadas,

tal como su composición, color, estratificación, y condición, luego coloque una o más

partes representativas de la muestra en recipientes sellados e impermeables , sin

dañar o distorsionar cualquier estratificación aparente . Selle cada recipiente para

prevenir la evaporación de la humedad del suelo. Fije etiquetas a los recipientes

indicando la obra, numero de sondaje , profundidad de la muestra y el número de

golpes por cada incremento de 15cm . Proteja las muestras contra cambios extremos

de temperatura. Si existe un cambio de suelo dentro del muestreador , prepare un

recipiente, para cada estrato y anote su localización en el muestreador.

2.2.3 REPORTE

La información de la perforación deberá ser registrada en el campo y deberá incluir lo

Siguiente:

a) Nombre y localización de la obra.b) Nombre del personal.c) Tipo y marca de la máquina de perforación.d) Condiciones ambientales.e) Fecha y hora de comienzo y fin de la perforación.f) Número de sondaje y ubicación (estación y coordenadas, si están disponibles yg) son aplicables).h) Elevación de la superficie, si está disponible.i) Método de avance y limpieza de la perforación.j) Método de mantenimiento de la perforación.k) Profundidad de la superficie de agua y profundidad de perforación al momento de

notar pérdida del fluido de perforación y fecha y hora cuando se hizo la lectura o notación.

6


l) Localización de cambios de estratos.m) Tamaño de entubado, profundidades de la porción entubada de la perforación.n) Equipo y método de hincado del muestreador.o) Tipo de muestreador y longitud y pérdida interior del barril.

2.2.4 PRECISION Y LONGITUD

o Se han observado variaciones a los valores de N de 100% o más cuando se

emplean diferentes aparatos de penetración estándar y perforistas en sondajes

adyacentes en la misma formación de suelo. La opinión actual, basada en

experiencia de campo, indica que cuando se usa el mismo equipo y perforista, los

valores de N en el mismo suelo pueden reproducirse con un coeficiente de

variación de aproximadamente 10%.

o El uso de equipo defectuoso, tal como un yunque extremadamente masivo o

dañado, un malacate oxidado, un malacate de baja velocidad, una soga vieja y

aceitosa, poleas masivas o pobremente lubricadas, pueden contribuir

significativamente a diferencias en los valores de N obtenidos entre sistemas

operador-equipo de perforación.

o La variabilidad en los valores de N producidos por diferentes equipos de

perforación y operadores puede reducirse al medir la parte de la energía del

martillo entregada a las varillas de perforación por el martillo y ajustando el valor

de N en base a energía, comparables. Un método de medición de energía y ajuste

en el valor de N se está desarrollando actualmente

La resistencia a la penetración es un indicador de la compacidad de los suelos no

cohesivos y de la resistencia de los suelos cohesivos, pues es, en efecto un ensayo

Dinámico de Esfuerzo cortante In-Situ.

Las tablas I y II Reflejan la compacidad y la resistencia de acuerdo con los resultados de

la prueba de Penetración Stándar.

7


8


3. CORRECCIONES

N es el numero medido en el campo (golpes necesarios para que el sacamuetras entre los 30 cm de un total de 45cm).

El resultado se corrige por

Energía aplicada Profundidad Otras causas menores: napa de agua, diámetro de perforación, peso de la barra,

etc.

Aunque se denomina "estándar", el ensayo tiene muchas variantes y fuentes de diferencia, en especial la energía que llega al tomamuestras, entre las cuales sobresalen (Bowles, 1988):

1. Equipos producidos por diferentes fabricantes

2. Diferentes configuraciones del martillo de hinca, de las cuales tres son las más comunes

a) El antiguo de pesa con varilla de guía interna

b) El martillo anular ("donut")

c) El de seguridad

3. La forma de control de la altura de caída:

a) Si es manual, cómo se controla la caída

b) Si es con la manila en la polea del equipo depende de: el diámetro y condición de la manila, el diámetro y condición de la polea, del número de vueltas de la manila en la polea y de la altura

c) Si hay o no revestimiento interno en el tomamuestras, el cual normalmente no se usa.

4. La cercanía del revestimiento externo al sitio de ensayo, el cual debe estar alejado.

5. La longitud de la varilla desde el sitio de golpe y el tomamuestras.

6. El diámetro de la perforación

7. La presión de confinamiento efectiva al tomamuestras, la cual depende del esfuerzo vertical efectivo en el sitio del ensayo.

Para casi todas estas variantes hay factores de corrección a la energía teórica de referencia Er y el valor de N de campo debe corregirse de la siguiente forma (Bowles, 1988):

Ncrr = N x Cn x h1 x h2 x h3 x h4

9


En la cual:

Ncrr = valor de N corregido N = valor de N de campo Cn = factor de corrección por confinamiento efectivo h1 = factor por energía del martillo (0.45 ≤ h1 ≤ 1) h2 = factor por longitud de la varilla (0.75 ≤ h2 ≤ 1) h3 = factor por revestimiento interno de tomamuestras (0.8 ≤ h3 ≤ 1) h4 = factor por diámetro de la perforación ( > 1 para D> 5'", = 1.15 para D=8")

Para efectos de este artículo se considerará que h2 = h3 = h4 = 1 y solamente se tendrán en cuenta los factores h1 y Cn

3.1 CORRECCIÓN POR ENERGÍA (H1)

Se considera que el valor de N es inversamente proporcional a la energía efectiva aplicada al martillo y entonces, para obtener un valor de Ne1 a una energía dada "e1", sabiendo su valor Ne2 a otra energía "e2" se aplica sencillamente la relación:

Ne1 = Ne2 x (e2/e1)

3.2 CORRECCION POR ENERGIA APLICADA: N a N60

La energía potencial nominal (WxH) es 475 J.

La energía realmente aplicada ER varía entre el 30% y el 100% de ese valor en función del equipo y la técnica de ensayo se normaliza N para una eficiencia del 60%.

10


3.3 CORRECCIÓN POR CONFINAMIENTO (CN)

Este factor ha sido identificado desde hace tiempo (Gibbs y Holtz, 1957) y se hace por medio del factor Cn de forma tal que:

Ncorr = N1 = Cn x N

Existen numerosas propuestas, entre las que se destacan las siguientes:

Peck Cn = log(20/Rs)/log(20)

Seed Cn = log(20/Rs)/log(20)

Meyerhof-Ishihara Cn = 1.7/(0.7+Rs)

Liao-Whitman Cn = (1/Rs)0.5

Skempton Cn = 2/(1+Rs)

Seed-Idriss Cn = 1- K*log Rs

(Marcuson) (K=1.41 para Rs < 1; K=0.92 para Rs ≥ 1)

González (Logaritmo) Cn = log (10/Rs)

Schmertmann Cn = 32.5/(10.2+20.3Rs)

Se ha estandarizado a un esfuerzo vertical de referencia σvr’ = 1 kg/cm2 = 1 atmósfera = pa , como función del parámetro Rs, definido por:

Rs = σv’/ pa

11


En general se recomienda que Cn ≤ 2.0, por lo cual la formulación de Skempton es la única que cumple exactamente esta recomendación para Rs = 0.

CORRECCION DE SPT-VALORES DE Cn EN N1=Cn*N

FIGURA 2-VALORES DE Cn

Observando la variación de las diferentes formulaciones de Cn con Rs en esta figura 2 se encuentra que las variaciones respecto del promedio son grandes (fifura 3), siendo por exceso la mayor la de liao- whitman para Rs<1 y para 5<Rs<10 y la de peck para 1<Rs<5, mientras que por defecto las que más se apartan son las de peck para Rs<1 y la de seed para Rs>1 ademas para algunas de ellas Cn puede llegar a Cn<0, en especial para las siguientes:

FORMULACION VALOR DE Rs para Cn=0

Peck Rs>20Seed Rs>6.31

Seed-idriss Rs>12.22Gonsalez

(logartimo)Rs>10

12


CORRECCION DE SPT

VALORES DE Cn en N1=Cn*N

FIGURA 3 DESVIACIONES DEL PROMEDIO PARA DIFERENTES FORMULACIONES DE Cn

Observando la raíz del cuadrado de las desviaciones para todos los intervalos figura 3 se comprueba lo anterior y además se puede adicionar que las formulaciones que menos se apartan del promedio son, en su orden, las siguientes:

seed-idriss (marcuson) meyerhof- ishihara sohmertmann skempton

Usualmente combinado tanto las correcciones de energía como de confinamiento el valor de N se suele expresar como N1e.

en forma inicial se considera que para martillo anular e=45% y para martillo de seguridad e=70%-1005 estado unidos es usual considerar que e= 60% japon el valor representativo puede ser e=72%

13


3.4 CORRECCION POR NIVEL DE TENSIONES: N60 a (N1)60

Para un suelo uniforme, la resistencia a la penetración varia con la presión efectiva Po del suelo (profundidad).

14


3.5 CORRECCION POR OTROS FACTORES DE ENSAYO

15


4. CORRELACIONES

El SPT es un ensayo que tiene muchas correlaciones, es importante saber cómo se calculó N en cada caso.

Algunos informan el número de campo sin correcciones: N Otros efectúan todas las correcciones excepto la de nivel de tensiones: N60 Otros efectúan todas las correcciones: (N1)60

Las correlaciones publicadas en diferentes épocas usan diferentes definiciones de SPT.

Está la más antigua que relaciona los resultados del SPT y la resistencia a la comprensión simple dada en la tabla siguiente:

N CONSSISTENCIA IDENTIFICACION EN EL CAMPO Kn/m3 KPa<2 muy blanda Penetración fácilmente varios cm con

el puño16-19 <25

2-4 Blanda Penetración fácilmente el pulgar varios cm

16-19 25-50

4-8 media Se requiere un esfuerzo moderado para penetrar varios cm con el pulgar

17-20 50-100

8-16 rígido Se identifica fácilmente con el pulgar 19-22 100-20016-32 Muy rígido Se identifica con la uña del pulgar 19-22 200-400>32 duro Difil de rayar con la uña del pulgar 19-22 >400

RELACION EMPIRICA ENTRE EL SPT Y VARIAS PROPIEDADES DEL SUELO

16


La profundidad a la que se hace la prueba SPT, influye en el resultado, debido al confinamiento a que se encuentra el suelo, seed, (1979), propone corregir el valor de N, mediante la siguiente expresion.

N1= N * CN

CN =0.77* log10 (20)/ σo

Dónde:

N1= Numero de golpes corregido N = Numero de golpes registrado en el campo CN= Factor de corrección σo = presión vertical efectiva a la profundidad de la prueba.

Esta ecuación es válida para σ `o > 2.5 T/m2Para obtener la compacidad relativa y el ángulo de fricción interna se pueden utilizar las siguientes tablas

COMPACIDAD DENSIDAD RELATIVA Dr

N(spt)

Muy suelo <0.15 <4Suelto 0.15-0.35 4-10Mediamente duro 0.35-0.65 10-30Denso (compacto)

0.65-0.85 30-50

Muy denso 0.85-1.00 >50Tabla. Correlacion para suelos no cohesivos entre Dr, compacidad y N (Hunt, 1984)

MATERIAL COMPACIDAD Dr N DENSIDAD SECA

INDICE DE

POROS

ANGULO DE FRICCION INTERNA

GW DensaMedia densasuelta

755025

9055<28

2.212.081,97

0.220.280.36

403632

GP DensaMedia densasuelta

755025

7050<20

2.041.921.83

0.330.390.47

383532

SW DensaMedia densasuelta

755025

6535<15

1.891.791.70

0.430.490.57

373430

SP DensaMedia densasuelta

755025

5030<10

1.761.671.59

0.520.600.65

363329

SM DensaMedia densasuelta

755025

4525<8

1.651.551.49

0.620.740.80

353229

ML DensaMedia densasuelta

755025

3520<4

1.491,411.35

0.800.901.00

333127

Tabla. Propiedades comunes de los suelos No cohesivos (Hunt, 1984)

17


4.1 CORRELACION ENTRE EL MODULO DE ELASTICIDAD Y EL NUMERO DE PENETRACIONES ESTANDAR

ELASTICIDAD

La Elasticidad propiedad de un material que le hace recuperar su tamaño y forma

original después de ser comprimido o estirado por una fuerza externa. Cuando una fuerza

externa actúa sobre un material causa un esfuerzo o tensión en el interior del material

que provoca la deformación del mismo. En muchos materiales, entre ellos los metales y

los minerales, la deformación es directamente proporcional al esfuerzo. Esta relación se

conoce como ley de Hooke, así llamada en honor del físico británico Robert Hooke, que

fue el primero en expresarla. No obstante, si la fuerza externa supera un determinado

valor, el material puede quedar deformado permanentemente, y la ley de Hooke ya no es

válida. El máximo esfuerzo que un material puede soportar antes de quedar

permanentemente deformado se denomina límite de elasticidad.

La relación entre el esfuerzo y la deformación, denominada módulo de elasticidad,

así como el límite de elasticidad, están determinados por la estructura molecular del

material. La distancia entre las moléculas de un material no sometido a esfuerzo depende

de un equilibrio entre las fuerzas moleculares de atracción y repulsión. Cuando se aplica

una fuerza externa que crea una tensión en el interior del material, las distancias

moleculares cambian y el material se deforma. Si las moléculas están firmemente unidas

entre sí, la deformación no será muy grande incluso con un esfuerzo elevado. En cambio,

si las moléculas están poco unidas, una tensión relativamente pequeña causará una

deformación grande. Por debajo del límite de elasticidad, cuando se deja de aplicar la

fuerza, las moléculas vuelven a su posición de equilibrio y el material elástico recupera su

forma original. Más allá del límite de elasticidad, la fuerza aplicada separa tanto las

moléculas que no pueden volver a su posición de partida, y el material queda

permanentemente deformado o se rompe.

Determinación del módulo de elasticidad apropiado a utilizarse en el cálculo de

asentamientos.

Todas las ecuaciones desarrolladas para el cálculo de asentamiento inmediato S

se presentan en función del módulo de elasticidad del suelo. Este módulo es determinado

de manera diferente dependiendo del tipo de suelo con el que se trabaje.

18


Cuando se trabaja con suelos cohesivos, al no ser estos materiales elásticos

lineales, la estimación de sus parámetros elásticos debe ser realizada con bastante

cuidado, de modo que los resultados obtenidos sean lo más aproximados a la realidad.

Para suelos arcillosos saturados, en los cuales el asentamiento inmediato ocurre

en un tiempo tal que la deformación se produce a volumen constante, se asume un

coeficiente de Poisson correspondiente al coeficiente de un medio incompresible, es decir

0.5. Aunque esta suposición no es estrictamente correcta, la magnitud del asentamiento

calculado no es sensible a pequeños cambios en el coeficiente de Poisson.

Sin embargo, el módulo de elasticidad no drenado E , no es constante, debido a

que varía con el nivel de esfuerzos, con el índice de vacíos y con la historia de esfuerzos

del suelo; por consiguiente E varía con la profundidad. Para propósitos de diseño, para

rangos relativamente estrechos de profundidades y para arcillas saturadas bajo carga no

drenada, E puede asumirse como constante.

La determinación de E se hace necesaria para el cálculo de asentamientos

inmediatos en suelos cohesivos. Para esto, existen tres formas de estimar E , que son:

A través de ensayos de laboratorio.

A través de ensayos de carga de placa

A través de relaciones empíricas.

El módulo de elasticidad no drenado E puede ser estimado a partir de los resultados

obtenidos de la realización del ensayo de compresión no confinada o a partir del ensayo

de compresión triaxial.

La manera ideal para su estimación es aquella que adopta el valor del módulo

tangente inicial de la curva esfuerzo-deformación obtenida a partir de cualquiera de los

dos ensayos anteriores. La Figura presenta la curva esfuerzo desviador-deformación

obtenida a partir de un ensayo triaxial y por medio de la cual puede obtenerse el módulo

secante. Según Padfield C. y Sharrock M. (1983) una regla muy usada para la

determinación del módulo tangente inicial es aquella que considera que el módulo

secante hallado en el máximo esfuerzo desviador es aproximadamente igual al 20% del

módulo tangente inicial cuando se trabaja con deformaciones pequeñas.

Alternativamente, puede utilizarse el valor del módulo secante Es determinado para un

nivel de esfuerzos similar al que se producirá en campo.

Por otro lado, el valor de Eu puede ser considerado igual al valor de 50 E , siendo 50

E el valor del módulo secante determinado en el punto cuya ordenada es igual a la mitad

19


de la ordenada del esfuerzo desviador pico, Sin embargo, numerosos datos recopilados

tanto de campo como de laboratorio indican que los valores obtenidos tanto de Eu como

de Es son bastante bajos, debido primordialmente a dos razones, que son: la alteración

ocasionada en la muestra durante el muestreo y la preparación previa al ensayo y

defectos tales como fisuras que son muy comunes en depósitos de suelos sedimentarios.

Curva esfuerzo desviador-deformación obtenida a partir de un ensayo triaxial.

El valor de E puede ser también determinado a partir del ensayo de carga de placa. Las relaciones existentes para la determinación de Eu son presentadas a continuación:

- Para suelos o rocas considerando una placa rígida circular uniformemente cargada en un sólido semi-infinito, elástico, isotrópico, en el que la rigidez no se incrementa con la profundidad:

20


Donde:

q :Esfuerzo aplicado entre la placa y el terreno.

D :Diámetro de la placa.

V:Coeficiente de Poisson.

Sp: Asentamiento producido en la placa

Para una placa circular aplicada en la superficie el módulo de deformación es igual a:

Donde:

Sprom Asentamiento promedio que es igual al asentamiento actual, medido en un radio

quivalente a 0.75 del radio.

Ensayo de Penetración Estándar o SPT

El Ensayo de Penetración Estándar o SPT , es un tipo de prueba de penetración

dinámica, empleada para ensayar terrenos en los que queremos realizar un estudio

geotécnico.

Descripción Ampliada

Es el ensayo más empleado en la realización de sondeos, y se lleva a cabo en el

fondo de la perforación.

Consiste en medir el número de golpes necesario para que se introduzca una

determinada profundidad una cuchara (cilíndrica y hueca) muy robusta (diámetro exterior

de 51 milímetros e interior de 35 milímetros, lo que supone una relación de áreas superior

a 100), que le permite tomar una muestra en su interior, naturalmente alterada. El peso

de la maza y la altura de la caída libre, están normalizados, siendo de 63'5 kilopondios y

76 centímetros respectivamente.

Procedimientos del Ensayo de Penetración Estándar

21


Cuando en la perforación del sondeo se alcanza la profundidad donde se

efectuará la prueba, sin avanzar la entubación y viendo limpio el fondo del sondeo, se

desciende él toma muestras SPT unido al varillaje hasta apoyar en el fondo con suavidad.

Luego se eleva repetidamente la maza con una frecuencia constante, dejándola caer

libremente sobre una sufridera colocada en la zona superior del varillaje.

Se contabiliza y se anota el número de golpes necesarios para hincar la cuchara

texto en negritaos primeros 15 centímetros (N0 − 15).

Seguidamente se realiza la prueba en sí, introduciendo otros 30 centímetros,

anotando el número de golpes requerido para la hinca en cada intervalo de 15

centímetros de penetración (N15 − 30 y N30 − 45).

El resultado del ensayo es el golpeo SPT o Resistencia a la Penetración Estándar:

NSPT = N15 − 30 + N30 − 45

Si el número de golpes requerido para profundizar en cualquiera de estos

intervalos de 15 centímetros, supera los 50, el resultado del ensayo deja de ser la suma

anteriormente indicada, para convertirse en rechazo (R), debiéndose anotar también la

longitud hincada en el tramo en el que se han alcanzado los 50 golpes.

Hasta aquí, el ensayo SPT se considera finalizado cuando se alcanza este valor.

(Por ejemplo, si se ha llegado a 50 golpes en 120 mm en el intervalo entre 15 y 30

centímetros, el resultado debe indicarse como N0 − 15 / 50 en 120 mm, R).

La cuchara SPT suele tener una longitud interior de 60 centímetros, por ello es

frecuente hincar mediante golpeo hasta llegar a esta longitud, por lo que se tiene un

resultado adicional que es el número de golpes N45 − 60 . Proporcionar este valor no está

normalizado, no constituye un resultado del ensayo, solo tiene una función indicativa.

Cálculo del asentamiento en suelos granulares a partir de ensayos de penetración

estándar (SPT).

El ensayo de penetración estándar (SPT) es otro método de exploración del

subsuelo, mediante el cual se pueden determinar a través de correlaciones las

propiedades geotécnicas del mismo. Todas las correlaciones existentes para este método

se hallan en función al número de golpes N necesario para que la cuchara penetre en el

suelo.

22


A partir del número de golpes N obtenido mediante este ensayo; Schultze y Sharif

(1965) establecieron una relación empírica entre dicho número de golpes N, las

dimensiones de la fundación y la profundidad de fundación. Esta relación permite la

determinación del asentamiento inmediato S que es obtenido a partir de los valores del

coeficiente de asentamiento s , hallado mediante la gráfica observada en La gráfica de la

Figura fue establecida a partir de la correlación hallada entre los valores de N y los

asentamientos observados en estructuras. Es importante notar, que la profundidad de

influencia sobre la cual se toma el valor promedio de N es igual a dos veces el ancho de

la fundación.

Luego, el valor del asentamiento inmediato es obtenido a partir de la siguiente

expresión:

B =Ancho de la fundación.

L =Largo de la fundación.

Q= Carga neta aplicada al nivel de fundación.

q =sfuerzo aplicado entre la placa y el terreno.

D =Diámetro de la placa.

23


Determinación del asentamiento en la fundación a partir de los resultados del SPT.

Factores que afectan a los resultados del SPT

4.2 CORRELACIONES Y APLICACIONES DEL SPT

Correlaciones recomendadas entre la resistencia a la penetración del SPT y los

parámetros de suelos y rocas blandas

24


Relación entre el ángulo de fricción interna efectivo y el peso específico seco para suelos

ranulares

Módulo elástico equivalente Es de varios suelos basados en el valor N(SPT)

El módulo de elasticidad en arenas puede ser evaluado por:

Es/pa = 8N60

25


donde

N60 = resistencia a la penetración estándar de campo corregido para una eficiencia del

60%

pa = presión atmosférica ≈ 100 kN/m2

Conocida la dispersión al correlacionar el módulo elasticidad con el N (SPT) en

parte por la precisión del ensayo y la influencia de diversos factores; tratados

anteriormente, en el N60.

No obstante la siguiente relación puede proporcionar resultados aproximados y valores

conservadores de Es.

Donde

Es = módulo de elasticidad equivalente

β0 = factor de correlación, es 5000 kPa para arenas limpias (SW y SP); 2500 kPa para

limos arenosos y arenas arcillosas (SM y SC).

β1 = 1200 kPa para arenas limpias (SW y SP) y 600 kPa para limos arenosos y arenas

arcillosas (SM y SC).

OCR = relación de sobreconsolidación.

5 IMPORTANCIA DEL ENSAYO SPT EN LAS CIMENTACIONES

La importancia del ensayo S.P.T (Standard Penetración Test) en la ingeniería de

cimentaciones es incuestionable, de hecho, que para la mayoría de los problemas de

cimentación, a efectos geotécnicos bastan los siguientes INTRADAS de datos:

1. Un buen conocimiento geológico e hidrogeológico de la zona.

2. Una precisa testificación de los sondeos.

3. Ensayos de identificación que caractericen los materiales.

4. Algún ensayo “in situ”, entre los cuales destaco como útil el S.P.T

5. Ensayos asociados a aspectos relacionados con la durabilidad de las obras.

6. Y, por supuesto una buena información sobre el nivel freático.

26


6. CONCLUSIONES

1. Es difícil y a veces imposible realizarlo con garantías bajo el nivel freático.

2. Su interpretación es radicalmente diferente, tanto a nivel cuantitativo como

cualitativo, según el material que se esté ensayando.

3. Es un ensayo que en nada o casi nada se acerca a simular lo que pasa realmente

en el terreno en nuestros habituales problemas de cimentaciones. Es evidente que

el mecanismo tenso-deformacional asociado a un ensayo presiométrico es mucho

más asimilable a un mecanismo de asiento de una zapata que el mecanismo de

hinca propio de un ensayo S.P.T.

4. La utilidad del ensayo S.P.T. se fundamenta en una serie de correlaciones que

asocian éste a diversos parámetros tensodeformacionales y de rotura del terreno.

Habiéndose desarrollados la inmensa mayoría de dichas correlaciones en la

primera mitad del siglo pasado, cuando incluso, hasta el propio ensayo S.P.T. se

parecía poco al actual.

5. Este ensayo es asimismo rápido y relativamente barato, con el obtenemos

una idea de la capacidad portante del terreno a partir del número de golpes

obtenido.

6. El principal inconveniente es, al contrario que en las catas que no se tiene una

testificación del material que está atravesando el penetrómetro.

7. Un caso muy común es que un penetrómetro obtenga golpes altos e incluso

rechazo en rellenos antrópicos: sobre cascotes, ladrillos, etc. Si no se

dispone de una testificación visual de los materiales, los golpes obtenidos

pueden inducir a creer que el material es un material muy bueno, cuando en

realidad los golpes los está dando en cascotes.

8. Este ensayo por tanto es muy peligroso si se realiza solo, debe ir

acompañado de otro que permita la recuperación del material, bien sea sondeo

o calicata.

9. Asimismo en el caso de cimentaciones se recomienda la realización de ensayos

tipo Borros a fin de facilitar la correlación con las fórmulas geotécnicas empleadas

usualmente

27

Documents

Ensayo Spt