informe 6 penetracion estandar

MECANICA DE SUELOS III Y CIMENTACIONES

ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT)

ING. RODRÍGUEZ SERQUÉN, WILLIAM UNPRG – INGENIERIA CIVIL

1. INTRODUCCIÓN

El método comúnmente utilizado en el proceso de exploración de obras verticales, el cual se

denomina Ensaye de Penetración Normal (SPT), mediante el cual se obtiene el número de

golpes por penetración (N), con lo cual se puede determinar la capacidad de carga admisible

del suelo a distintas profundidades.

El método permite obtener muestras alteradas en forma continua, las cuales se trasladan al

laboratorio para efectuarle los ensayes básicos de clasificación, con lo cual se puede definir la

secuencia estratigráfica del sitio en estudio.

La capacidad de carga admisible puede calcularse a partir de “N”, utilizando cualquiera de las

teorías plenamente estudiadas o bien por formulas empíricas, también para efectuar el cálculo

se debe considerar el tipo de suelo encontrado en la exploración.

Además de la capacidad de carga admisible (presión admisible del suelo), la información de

campo, los resultados de laboratorio y los cálculos que se realizan, nos permiten definir el tipo

de cimentación y el nivel de desplante de la cimentación.




2. OBJETIVOS

o OBJETIVOS GENERALES :

- Conocer el procedimiento para realizar el ensayo de penetracion estandar (SPT) ,

ademas de familiarizarnos con todas las partes que cuenta dicho equipo.

- Obtener la medida de la resistencia a la penetración con un muestreador en un suelo no

cohesivo.

- Determinar la distribución estratificada del suelo.

- Tomar muestras representativas del suelo

- Hallar correlación entre: El numero de golpes, N, medido y la compacidad, y la

resistencia a la comprensión simple por medio de tablas o ábacos ya existentes

3. MARCO TEÓRICO.-

Es ejecutado “in situ”, se requiere para este nsayo, de trípode motor, polea, martillo, cuerda,

cañas guía y partida.Consiste en determinar el número de olpes (N), que se requieren para que

una barra vertical (llamada cañaa), penetre una longitud de un pie (30 cm), entro del suelo,

por meedio de un golpe de martillo de 140 libras de peso, levantado y oltado desde una altura

de 76 cm.

.DETALLES DEL EQUIPO DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR.

EL MARTILLO GOLPEA A LA CAÑA, A TRAVÉS

DE UN TOPE, PARA QUE PENETRE 30 CM.




CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE EN ARENAS.-

Ralph Peck, encuentra a partir de la teoría y ecuación de Terzaghi, las relaciones entre la

capacidad de carga admisible del suelo qadm , en función del ancho del cimiento B, la

profundidad de desplante Df, y el número de golpes N del SPT, ver Ec (1).

𝑁𝑞 𝑦 𝑁𝛾, se obtienen de la gráfica de Peck.

Para zapatas combinadas en arena:

Es la capacidad de carga admisible de zapatas en arenas, para ancho de cimentación B ≥ 1,2 m.

NÚMERO DE GOLPES (N) EN SUELO GRANULAR.

COMPACIDAD (Suelo Granular)

Grado de Compacidad

N

(S.P.T.)

Resistencia a La Penetración

Estática 𝝋

Muy suelta < 0.2 < 4 < 20 < 30

Suelta 0.2 – 0.4 4 – 10 20 – 40 30 – 35

Compacta 0.4 – 0.6 10 – 30 40 – 120 35 – 40

Densa 0.6 – 0.8 30 – 50 120 – 200 40 – 45

Muy Densa > 0.8 > 50 > 200 > 45

… Ec. (1)

Figura N°3. Relación entre factores de carga, el ágnulo de fricción yel número

de golpes del SPT, encontrada por Peck.

𝑞𝑎𝑑𝑚𝑖𝑠𝑖𝑏𝑙𝑒 = 0.109 ∗𝑁




CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE EN ARCILLAS.-

NÚMERO DE GOLPES (N) EN SUELO COHESIVO.

4. MATERIALES y EQUIPOS

o POLEAS : Parte del equipo de penetracion estandar encargada de alzar la pesa de 140 lb.

CONSISTENCIA (Suelos

Cohesivos)

N (S.P.T.)

𝑞𝑢 (kg/cm2) Resistencia a la

Compresión Simple Muy blanda < 2 < 0.25

Blanda 2 - 4 0.25 – 0.50 Mediana 4 - 8 0.5 – 1

Compacta 8 - 15 1 – 2 Muy compacta 15 - 30 2 – 4

Dura > 30 > 4

POLEAS

𝑞𝑎𝑑𝑚𝑖𝑠𝑖𝑏𝑙𝑒 = 0.125 ∗ 𝑁




o TRIPODE DE CARGA DE SPT :

o SOGA o Cuerda.

SOGA O CUERDA

TRIPODE DE CARGA




o PESA DE 140 lb : Con una altura de 76 cm

o MUESTREADOR (cuchara partida de Terzaghi).




o CABEZOTE Y VARILLA DE PERFORACION

o POSTEADORA :

TUBO DE GUIA

CABEZOTE

VARILLA DE

PERFORACION




o VARILLAS DE ACERO DE ¾ PARA FIJACION DE TRIPODE

o TIZAS.




5. PROCEDIMIENTO

De manera general, el ensayo tiene el siguiente procedimiento:

o Primeramente realizamos un sondeo del lugar en donde se establecera el punto de

ejecucion del ensayo y extraccion de la muestra.

o Se arma el tripode de carga conectando los tres tubos de punta achatada con la polea de

carga.




o Luego procedemos a levantar el tripode de carga con una separacion de pata a pata 2.5 m

y 3.2 m respectivamente.




o Fijamos el tripode con varillas de acero de diametro de ¾”.

o Mediante una soga se amarra la pesa a utilizar y a continuacion se procede hacer un

agujero con postadora (85cm)




o Una vez ejecutada la perforacion se debe conectar la tuberia de acero con el muestreador

de cuchara partida y se deja caer el muestreador suavemente hasta la profundidad del

ensayo , luego se monta el cabezote en la parte superior de la tuberia y el martillo .Una

vez montado se marca la tuberia en 4 incrementos de 0.15m , de tal forma que se pueda

observar el avance del muestreador a medida que cae el martillo.Se cuenta el numero de

golpes para cada avance de 0.15 m y u na altura de caida del martillo de 140 lb a 0.76 m.




EXTRACCION DE LA MUESTRA DE SUELO




NOTA :

Se debe tomar en cuenta que los primeros 15 cm de penetración no se los usa en los cálculos

ya que en estos el suelo puede presentar alguna alteración. Los valores del segundo y tercer

golpeteo se suman obteniendo el N30 o SPT, que es la resistencia del suelo a la penetración

estándar.

La norma ASTM D1586-84 indica que la prueba se puede dar por finalizada cuando se

aplican 50 golpes para un tramo de 15 cm, al aplicar 100 golpes en total o cuando no haya

penetración alguna durante 10 golpes.

El tubo partido nos permite además, obtener una muestra alterada del suelo que posibilita la

identificación de los materiales que lo componen y que podremos representar en un perfil del

suelo.




6. TOMA DE DATOS Y CÁLCULO

Profundidad N° de Golpes

m

1.00 0

1.15 3 NO SE CONSIDERA

1.30 2

1.45 2

1.60 1

1.75 2

SE RETIRA LA VARILLA DE PERFORACION

1.90 2 NO SE CONSIDERA

2.05 2

2.20 3

2.35 4

2.50 4

Esfuerzo admisible: 1.000 kg/cm2 El número de golpes a una profundidad de 1.15 m, es de 3, el cual para el primer conteo, no se considera, esto porque se removió el estrato inicial durante el sondeo. A una profundidad de 1.75m se retira la caña. El número de golpes a una profundidad de 1.90m, es de 2, el cual no es considerado, ya que se introduce otra vez la caña. La capacidad de carga, se determina mediante la Ec.(3):

𝝈𝒂𝒅𝒎 =(𝑁1 + 𝑁2)

8=

(4 + 4)

8= 𝟏. 𝟎𝟎 𝒌𝒈/𝒄𝒎𝟐




7. CONCLUSIONES

- El esfuerzo admisible aproximado que se obtuvo en INSITU fue de 1.00 kg/cm2 - El número de golpes, determinado mediante el ensayo de SPT, es de ocho.

- La muestra de suelo, de acuerdo con la tabla N°2 se le puede clasificar como SUELO DE

CONSISTENCIA MEDIANA.

8. BIBLIOGRAFÍA.-

- Estudio de Mecánica de Suelos, Ing. William Rodríguez Serquén. - Geologia y geotecnia permeabilidad de suelos UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO

FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, INGENIERÍA Y AGRIMENSURA

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