ensayos spt y dpl

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- - 1 - EXPLORACIONES GEOTÉCNICAS 1. Cuál es la utilidad y propósito de la investigación del sub-suelo? Recopilación de información: hidrología, geología, sismicidad, topografía, etc. Reconocimiento geológico y de sitio: interpretación del origen y formación de suelos, evaluación geológica, interpretación de posibles condiciones del subsuelo. Planificación de la exploración y muestreo: permite ubicar y cuantificar el número de sondajes y optimizar el muestreo. Ejecución de ensayos de laboratorio: para la determinación de los parámetros de los materiales. Ejecución de la exploración y muestreo: ejecución de sondajes y obtención de muestras disturbadas e inalteradas. Interpretación de la investigación geotécnica: evaluación de los datos de campo y laboratorio. 2.- Descripción breve de los equipos presentados y resultados de las pruebas de demostración. PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR EL ENSAYO Hincado del terreno mediante instrumentos de perforación: a) Con barrenos (POSTEADORA) - a rotación - por lavado “wash boring” La POSTEADORA manual presenta las siguientes partes a) Accesorios: - manivela - tuberias de perforación - mechas

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Descripción de algunos ensayos comunes dentro del campo de la mecánica de suelos. SPT-DPL

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    - 1 -

    EXPLORACIONES GEOTCNICAS

    1. Cul es la utilidad y propsito de la investigacin del sub-suelo?

    Recopilacin de informacin: hidrologa, geologa, sismicidad, topografa, etc.

    Reconocimiento geolgico y de sitio: interpretacin del origen y formacin de suelos,

    evaluacin geolgica, interpretacin de posibles condiciones del subsuelo.

    Planificacin de la exploracin y muestreo: permite ubicar y cuantificar el nmero de

    sondajes y optimizar el muestreo.

    Ejecucin de ensayos de laboratorio: para la determinacin de los parmetros de los

    materiales.

    Ejecucin de la exploracin y muestreo: ejecucin de sondajes y obtencin de muestras

    disturbadas e inalteradas.

    Interpretacin de la investigacin geotcnica: evaluacin de los datos de campo y

    laboratorio.

    2.- Descripcin breve de los equipos presentados y resultados de las pruebas de

    demostracin.

    PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR EL ENSAYO

    Hincado del terreno mediante instrumentos de perforacin:

    a) Con barrenos (POSTEADORA)

    - a rotacin

    - por lavado wash boring

    La POSTEADORA manual presenta las siguientes partes

    a) Accesorios:

    - manivela

    - tuberias de perforacin

    - mechas

  • -

    - 2 -

    Las muestras son almacenadas en una "Cuchara Normal" que est formado por un tubo de acero de paredes gruesas partido longitudinalmente. El extremo inferior

    est unido a un anillo cortante, y el superior a una vlvula y pieza de conexin a la

    barra de sondeo.

  • -

    - 3 -

    Un martillo que pesa 64 kilos (140 libras) y cae de una altura de 76 cm

    Accesorios del SPT

  • -

    - 4 -

    MARTILLO DE 140 LIBRAS

    PUNTA Y CABEZAL DEL CONO DE PECK

    DIAMANTINAS PARA PENETRACION EN ROCA.

  • -

    - 5 -

    ACCESORIOS CON BROCAS DE TUNGSTENO PARA PERFORACIN

    MUESTREADOR SHELBY

    EQUIPO DPL

  • -

    - 6 -

    CABEZAL, MARTILLO Y GUIA DEL DPL

    EJECUCIN DE LA PRUEBA DPL

    3.- Comentar los resultados obtenidos entre los sondajes con el equipos SPT, DPL y cono

    Peck, A qu se debe las variaciones entre los resultados?

  • -

    - 7 -

    Correlacin entre el golpeo SPT y la consistencia del suelo atravesado

    Existen diversas correlaciones entre el resultado del ensayo SPT y las caractersticas del

    terreno (compacidad, resistencia y deformabilidad), e incluso con dimensiones de la

    cimentacin requerida para un valor del asiento que se considera admisible.

    Sin embargo, las principales correlaciones que ligan el golpeo SPT con las caractersticas

    del terreno, lo hacen respecto a los parmetros ngulo de rozamiento interno e ndice de

    densidad en las arenas (siendo el ndice de densidad ID = (emax e) / (emax emin)). En los terrenos cohesivos, an cuando no son tan aceptadas, existen correlaciones respecto a la

    resistencia al corte sin drenaje cu.

    El algunas ocasiones, el valor del golpeo SPT debe ser afectado por unos factores

    correctores para tener en cuenta la profundidad a la que se realiza el ensayo, y la influencia

    de la ubicacin de dicho ensayo sobre la capa fretica.

    Hay que tener cuidado, ya que en terrenos por ejemplo con gravas o bolos o en arcillosos

    duros, podemos tener mayorado nuestro SPT, no siendo ste ensayo entonces

    representativo de las caractersticas del terreno.

    Influencia de la profundidad

    La penetracin en las arenas depende de la resistencia del terreno, que a su vez es funcin

    del ngulo de rozamiento, o del ndice de densidad, y del estado tensional en el que se

    encuentre el terreno haciendo de antemano los anteriores ensayos

    USOS Y ABUSOS DEL ENSAYO DE PENETRACIN ESTANDAR

    Las causas de error que son considerablemente ms importantes que aquellos inherentes en

    el ensayo mismo son los que ocurren debido a un manejo inapropiado de las herramientas

    y el equipo al realizar el sondeo. Toma un poco de tiempo y esfuerzo limpiar el hoyo

    adecuadamente antes de tomar una muestra. Cuando se dejan 12 in (0,30 m) o ms de

    slidos asentados en el fondo de la perforacin, el toma muestras atrapa el lodo, de manera

    que ste es comprimido cuando se hinca, incrementando el nmero de golpes requeridos y

    a menudo imposibilitando la recuperacin de toda la muestra.

    Los perforadores algunas veces no limpian el fondo del forro, y el hincamiento del toma

    muestras puede ser iniciado estando aun sta por encima del fondo del forro. Esto

    incrementa seriamente el nmero de golpes.

    Ciertos tipos de equipos de perforacin usan un alambre pelado en un tambor para levantar

    y bajar el martillo. Este procedimiento retarda la cada del martillo, y cualquier SPT

    realizada de esta manera ha resultado engaoso. Por otro lado cuando se utilizan barras N

    que son ms rgidas y pesadas, tambin se producen resultados de valores dudosos.

    4. Con respecto al equipo SPT, establecer: ventajas, desventajas, aplicacin recomendada,

    factores que limitan su aplicacin. Correcciones aplicables.

    A) GENERALIDADES

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    - 8 -

    Procedimiento ampliamente utilizado para determinar caractersticas de resistencia y

    compresibilidad de suelos.

    Norma : ASTM D1586

    B) PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR EL ENSAYO

    Ejecucin de la perforacin

    - con barrenos (posteadora)

    - a rotacin

    - por lavado wash boring

    Ejecucin del muestreo

    Se realiza con un muestreador de caa partida

    Suelos Adecuados para la Ejecucin del Ensayo

    - Arenosos

    - Limo Arenosos

    - Areno Limosos

    - Arcillas

    Suelos Inadecuados para el Ensayo

    - Aluvionales

    - Aluviales

    - Suelos Gravosos y Heterogneos con Gravas

    C) REGISTRO DE PENETRACIN

    Resistencia a la penetracin: golpes necesarios para hincar los ltimos 30 cm de un total de

    45 cm.

    D) INTERPRETACIN DE RESULTADOS

    La resistencia a la penetracin es un indicador de la compacidad de suelos arenosos y un

    indicador de la consistencia y resistencia de suelos cohesivos.

    Una ventaja adicional es que al ser la cuchara SPT una toma muestras, permite visualizar el

    terreno donde se ha realizado la prueba y realizar ensayos de identificacin, y en el caso de

    terreno arcilloso, de obtencin de la humedad natural.

    ALGUNAS APLICACIONES DEL ENSAYO DE PENETRACIN STANDARD

    (S.P.T.)

    Determinacin de la Capacidad Portante

    Suelos Granulares

    La capacidad de carga ltima (qult) de un suelo (Terzaghi y Peck)

    puede establecerse a partir de las siguientes relaciones:

    qnet = 2NBR W + 6(100 + N2) DRW (zapatas cuadradas)

    qnet = 3N2 BR W + 5(100 + N

    2) DRW (zapatas continuas)

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    en la que:

    (quit): capacidad de carga ltima (lb/pie2)

    B: ancho de la fundacin en pies

    D: profundidad de la fundacin (pies)

    RW y RW : factores de correccin por la posicin de la Napa Fretica

    propuesto por TENG (Fig.No13)

    Terzaghi y Peck han correlacionado el ancho de la fundacin para que, con un

    valor de N dado, se obtenga una presin de contacto que produzca un

    asentamiento total mximo de 1, esta correlacin se muestra en la figura 14 que es vlida para arenas secas.

    Suelos Finos

    El ensayo de Penetracin Satandar fue ideado predominantemente

    para ser usado en suelos granulares, sin embargo en trabajos de pequea

    envergadura, puede conseguirse una menor economa utilizando un diseo

    conservador basado en resultados del S.P.T.

    La tabla No.IV proporciona una relacin aproximada entre N, la

    consistencia y la capacidad de carga admisible (FS=3) de suelos arcillosos.

    Al aplicar estas relaciones no se tiene un control sobre la magnitud de los

    asentamientos y en consecuencia deben ser efectuados por algn mtodo en

    particular.

    Ventajas:

    Una ventaja es que al ser la cuchara SPT un tomamuestras, permite visualizar el terreno donde

    se ha realizado la prueba y realizar ensayos de identificacin, y en el caso de terreno arcilloso,

    de obtencin de la humedad natural.

    En nuestro medio la mayor aplicabilidad de los resultados del ensayo de penetracin estndar

    es en la determinacin de la capacidad de soporte admisible del suelo.

    Desventajas:

    Cuando el terreno atravesado es grava, la cuchara normal no puede hincarse, pues su zapata se

    dobla. Con frecuencia se sustituye por una puntaza maciza de la misma seccin (no

    normalizada). El ensayo SPT no proporciona entonces muestra.

    Factores importantes que afectan los resultados del ensayo de penetracion estndar

    Limpieza inadecuada del hoyo.

    Variaciones de la altura exacta de cada de 30 in (0,76 m) del martillo.

    Utilizacin de barras ms pesadas que las de 1 in (0,025 m), tubos extra heavy o barras A.

    Longitud extrema de las barras de perforacin (ms de 175 pies).

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    - 10 -

    Interferencia en la cada libre del martillo por cualquier causa.

    Utilizacin de un peso de 140 lb (63,5 kg) sin amortiguador de madera, bloque o gua para la barra.

    Utilizacin de un peso deslizante que puede golpear la cabeza de golpeo excntricamente.

    Hincado excesivo del toma muestras antes del conteo de los golpes.

    Descuido al asentar el toma muestras sobre material no alterado.

    Hincado del toma muestras por encima del fondo del forro.

    Negligencia en el conteo de los golpes en la medicin de la penetracin.

    FACTORES DE CORRECCIN POR SOBRECARGA EN ARENAS

    El factor de correccin del S.P.T. (CN) est definido como la relacin entre la resistencia

    medida del S.P.T. para una presin vertical efectiva dada (v), a la resistencia medida a un

    esfuerzo vertical standard (v)Ref, normalmente de 1T/pie2 1Kg/cm

    2.

    En la prctica el valor del nmero de golpes corregido (N1), se obtiene usando la

    siguiente relacin:

    N1 = CN. N

    Donde N representa el nmero de golpes medidos.

    5. Investigar acerca de los equipos de percusin existentes del tipo liviano, pesado y

    superpesado, comparar: peso, altura de cada, tramo de medida de N. Tipo de suelos

    aplicables.

    Existen diversas correlaciones entre el resultado del ensayo SPT y las caractersticas del

    terreno (compacidad, resistencia y deformabilidad), e incluso con dimensiones de la

    cimentacin requerida para un valor del asiento que se considera admisible.

    Sin embargo, las principales correlaciones que ligan el golpeo SPT con las caractersticas

    del terreno, lo hacen respecto a los parmetros ngulo de rozamiento interno e ndice de

    densidad en las arenas (siendo el ndice de densidad ID = (emax e) / (emax emin)). En los terrenos cohesivos, an cuando no son tan aceptadas, existen correlaciones respecto a la

    resistencia al corte sin drenaje cu.

    El algunas ocasiones, el valor del golpeo SPT debe ser afectado por unos factores

    correctores para tener en cuenta la profundidad a la que se realiza el ensayo, y la influencia

    de la ubicacin de dicho ensayo sobre la capa fretica.

    6. Se tiene el siguiente registro del sondaje S-1 de ensayos SPT, el nivel fretico se ubica a

    2.00m de profundidad y el perfil estratigrfico es el siguiente:

  • -

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    De 0.00 a 5m. arena fina pobremente gradada (SP)

    De 5.00 a 7m. arena limosa pobremente gradada (SP-SM)

    De 7.00 a 10m. arena limosa saturada (SM)

    Se pide lo siguiente:

    - Determinar el valor de N a 3m, 5m., 7m.y 10m. de profundidad, aplicar las correcciones

    que estime conveniente.

    - Estimar los valores de Densidad Relativa y . Comparar los resultados que se obtienen con

    la aplicacin de ms de una correlacin. Comentarios sobre los resultados.

    SONDAJE S-1

    PRUEBA Prof. Inicio(m.) Tramo (cm.) N SUCS

    Peso especfico

    (gr/cm3)

    15 5

    1 2,55 15 7 SP 1,600

    15 6

    15 9

    2 4,55 15 11 SP 1,600

    15 12

    15 9

    3 6,55 15 10 SP-SM 1,750

    15 10

    15 13

    4 9,55 15 15 SM 1,800

    15 16

    Resultado

    Tramo (cm) N

    15 5 28.28

    15 7 28.87

    15 6 28.60

    15 9 29.31

    15 11 29.67

    15 12 29.82

    15 9 29.31

    15 10 29.50

    15 10 29.50

    15 13 29.96

    15 15 30.21

    15 16 30.33

    nota:el nivel freatico se encuentra a 2m de profundidad

    PROF N Ncnf (gr/cm3) ESF(kg/cm2) CN CN*N

  • -

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    2.55 13 14 1600 3.3 0.55048188 7.15626447

    4.55 23 19 1600 15.3 0.255655 5.88006491

    6.55 20 17.5 1750 34.125 0.1711842 3.42368394

    9.55 31 23 1800 60.4 0.12867125 3.98880885

    (gr/cm3)agua 1000 OTRA CORRELACION

    1000 N= 1.7D2R (+10)

    1000

    1000

    N PROM DR MEYERHOF Compacidad Relativa

    11.00 31 37 74.63196686 firme

    13.00 31 42 66.1097355 firme

    11.00 31 37 49.20888184 firme

    14.00 32 44 45.60515114 firme

    SP

    SP-SM

    SM

    CON LA CORRELACION DE TERZAGUI HALLARE Y LA DR

    cometario :

    como podemos apreciar la correlacion realizada con el abaco y con el metodo de meyerhof

    varian en gran medidad en los primeros metros se puede intuir que en los primeros metros

    la acion del esfuerzo geostatico es casi nula por tal motivo los esfuerzos seran conciderdos

    en este caso a partir de los 6m ya que a partir de esta profundidad hay una mayor aproximacin

    de los valores de la DR