Universidad Autnoma De Yucatn Facultad de Ingeniera

Geotecnia II Prctica 1 Prueba de penetracin estndar

Equipo: Carlos Arriola Moguel Emmanuel Gurubel Franco Mariel Ojeda Tuz

Fecha de entrega: lunes 13 de septiembre de 2010

Prctica 1 Prueba de penetracin estndar Objetivo: El objetivo de la prueba es el de obtener muestras representativas del suelo para fines de identificacin y ejecucin de ensayos en laboratorio, adems de medir la resistencia a la penetracin de la muestra. Obtener la medida de la resistencia a la penetracin con un muestreador en un suelo no cohesivo Tomar muestras representativas del suelo Hallar correlacin entre: El # de golpes, N, medido y la compacidad, j y la resistencia a la comprensin simple por medio de tablas o bacos ya existentes.

Hallar la densidad relativa del suelo de muestra mediante la arena de Ottawa.

Especificaciones: AASHTO T-206-74 ASTM D1586-67

Introduccin:La prueba de penetracin estndar (SPT) es una prueba de penetracin dinmica "in-situ" diseada para proporcionar la informacin en ingeniera geotcnica caractersticas de suelo. El ensayo de penetracin estndar (SPT), desarrollado por Terzagui a finales de los aos 20, es el ensayo in situ ms popular y econmico para obtener informacin geotcnica del subsuelo.

Se estima que el 85 % a 90 % de los diseos de las cimentaciones convencionales de Norte y Sur Amrica se basan en los valores de N medidos en el SPT. 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. El gran mrito de la prueba, y la razn principal de su uso extenso es que es simple y barato. Los parmetros de la fuerza del suelo que pueden ser deducidos son aproximados, pero pueden dar una gua til en las condiciones de tierra donde puede no ser posible obtener muestras de la perforacin de la calidad adecuada como las gravas, arenas, arcilla contener la arena o grava y roca dbil. Si las muestras se encuentran para ser disturbadas inaceptable, puede ser necesario utilizar un diverso mtodo para medir fuerza como la prueba de la placa. Cuando la prueba se realiza en suelos granulares abajo agua subterrnea el nivel, el suelo puede aflojarse. En ciertas circunstancias, puede ser til continuar conduciendo el dechado ms all de la distancia especificada, agregando las barras ms lejos que perforan cuanto sea necesario. Aunque esto no es una prueba de penetracin estndar, y no se debe mirar como tal, puede por lo menos dar una indicacin si el depsito est realmente tan flojamente como la prueba estndar puede indicar. La utilidad de los resultados del SPT depende del tipo del suelo, con las arenas de grano fino dando los resultados ms tiles, con arenas ms gruesas y arenas silty dando resultados razonablemente tiles, y de los suelos del arcilla y gravelly que rinden los resultados que pueden ser muy mal representante de las condiciones verdaderas del suelo. Suelos en reas ridas, tales como Estados Unidos occidentales, puede exhibir la cementacin natural. Esta condicin aumentar a menudo el valor estndar de la penetracin.

El SPT se utiliza para proporcionar los resultados para la determinacin emprica de la susceptibilidad de una capa de la arena a licuefaccin del terremoto, basado en la investigacin se realiz por Harry Seed, T. Leslie Youd, y otros.

Exposicin General:Este mtodo es empleado para la obtencin de muestras alteradas en el campo, se emplea un equipo de penetracin que se hinca en el suelo por impacto mediante un martinete de 63.5 kg. Que se deja caer desde una altura de 76 cm. El tubo muestreador o penetrmetro se divide en e porciones las cuales deben medir 15, 30 y 15 cm. De longitud cada una. El tubo muestreador est compuesto por una media caa unida mediante 2 coples en los extremos uno de ellos a la lnea de penetracin y el otro a la vez sirve como punta de hincado. Se mide la resistencia a la penetracin de un suelo contando el nmero de golpes necesarios para hincar el tubo muestreador en dicho suelo. El mtodo de penetracin estndar fue desarrollado y adoptado por Raymond Concrete Pile Company en sus trabajos de exploracin de suelos. Posteriormente (1958) la prueba fue adoptada por la American Society For Testing and Materials (A. S. T. M.). Esta prueba consiste en encontrar el nmero de golpes N necesarios para hincar 30cm. Dentro del suelo, un sacamuestras estndar (tubo muestreador).

Equipo Utilizado:1. Un tripie con polea 2. Un martinete de 63.5 kg 3. Una rondana de impactos 4. Lneas de penetracin (tuberas)5. Llaves stillson 6. Un penetrmetro (tubo muestreador)

7. Bolsas de Plstico 8. Un pico 9. Un cucharn 10. Un cincel

Procedimiento:Para la obtencin de los datos de la arena del lugar.1. Escoger un lugar al azar en el terreno de estudio (Chuburn Puerto).

2. Limpiar el espacio donde se va a extraer la muestra de arena para obtener su peso volumtrico.

3. Realizar un hueco de aproximadamente 15 cm de dimetro por 20 cm de

profundidad. El material extrado del hueco se coloc en una bolsa de plstico para evitar que perdiera humedad y fue pesada en el laboratorio.

4. Llenar el hueco con arena de Ottawa y (se conoce el peso inicial de la

bolsa), por diferencia de pesos entre la cantidad inicial y la final, se obtiene el peso del material vertido en el hueco. Se utilizo la arena de Ottawa puesto que ya sabamos su peso volumtrico, el cual fue obtenido en el la prctica de Compacidad Relativa de Geotecnia 1. Para la prueba de Penetracin Estndar.

1. Escoger un lugar al azar en el terreno de estudio (Chuburna Puerto).

2. Limpiar la parte donde se va a hincar el muestreador. 3. Colocar el tripie con las poleas y el martinete.

4. Ensamblar la lnea de penetracin con el penetrmetro. 5. Ensamblar la rondana de impacto. 6. Ensamblar la lnea que servir de gua al martinete en la rondana de

impacto.7. Marcar en el penetrmetro (tubo muestreador) la divisin de las porciones

15, 30, y 15 centmetros.

8. Marcar en la lnea de gua del martinete 76 centmetros para su libre cada.

9. Hincar el tubo muestreador alzando el martinete a 76 centmetros y soltarlo.

10. Contar el numero de golpes en que se inca 15, 30, y 15 centmetros. 11. Una vez hincados los 60 centmetros marcados en el tubo muestreador, se procede a extraerlo. 12. Desconectar el tubo muestreador de la rondana de impacto y proceder a abrir la media caa. 13. Describir las muestras obtenidas en la exploracin y anotar los datos.

14. Se continuaron con los pasos 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 y 13 descritos hasta alcanzar la profundidad de 240 centmetros, es decir, se realiz el ensaye 4 veces.

15. A partir de 120 centmetros se coloco el tubo de Schneider y una boquilla

con trampa con la intencin de poder retener el material a la hora de la extraccin sin que este se pierda.

Clculos:Lugar de extraccin del Ensaye: Chuburn Puerto. Nivel de Agua Fretica (NAF): 24 centmetros. Fecha de realizacin de la prueba: viernes 3 de septiembre del 2010. Profundidad DE 0 15 45 60 75 105 120 135 165 180 195 225 Para el clculo del peso especifico de la muestra:1) Peso inicial de la arena de Ottawa (gr) 2) Peso final de la arena de Ottawa (gr) 3) Peso de la arena de Ottawa (1-2) (gr) 4185.2 2695.4 1489.8

N de golpes 1 5 5 1 7 1 2 9 1 7 5 4 5 4 3 6 5 3 0 1 5

A 15 45 60 75 105 120 135 165 180 195 225 240

Se utiliz la siguiente frmula para hallar la capacidad de carga del suelo:Qc=c*Nc+ *Df* Nq+ 12*N *b2

4) Peso volumtrico de la arena de Ottawa (gr/cm3) 5) Volumen natural (3/4) (cm3) 6) Peso de la muestra (gr) 7) Peso especfico natural de la muestra (6 / 5) (gr/cm3)

1.16 1284.31 1672.3 1.3

As tenemos para la muestra:=1.3 gcm3

Para el primer ensayeDE 0 15 45 A 15 45 60 1 5 5 1 7 1 2 3 0 1 5

Compacidad relativa: 36%- 65%

Descripcin del suelo: mediana compacidad Basndonos en las tablas se obtienen los siguientes datos: = 31grados por los 17 golpes de los 30cm Basndonos en Nq=20.63 y N=25.99 Sustituyendo la frmula, consideramos c*Nc=0 por que la cohesin en las arenas es cero. Tambin tenemos que b=1Qc=c*Nc+ *Df* Nq+ 12*N *b2

Tenemos:Qc=1.3 gcm3*45cm* 20.63+ 12(1.3 gcm3)*25.99 Qc=1223.74gcm2

Para el segundo ensaye

DE 60 75 105

A 75 105 120

1 5 9

3 0

1 5

1 7 5 Compacidad relativa: 36%- 65%

Descripcin del suelo: mediana compacidad Basndonos en las tablas se obtienen los siguientes datos: = 31grados por los 17 golpes de los 105cm Basndonos en Nq=20.63 y N=25.99 Sustituyendo la frmula, consideramos c*Nc=0 por que la cohesin en las arenas es cero. Tambin tenemos que b=1Qc=c*Nc+ *Df* Nq+ 12*N *b2

Tenemos:Qc=1.3 gcm3*105cm* 20.63+ 12(1.3 gcm3)*25.99 Qc=2832.88gcm2

Para el tercer ensayeDE 120 135 165 A 135 165 180 1 5 4 5 4 3 0 1 5

Compacidad relativa: 16%- 35% Descripcin del suelo: compacidad suelta Basndonos en las tablas se obtienen los siguientes datos: = 28 grados por los 5 golpes de los 165cm Basndonos en Nq=14.72y N=16.72 Sustituyendo la frmula, consideramos c*Nc=0 por que la cohesin en las arenas es cero. Tambin tenemos que b=1Qc=c*Nc+ *Df* Nq+ 12*N *b2

Tenemos:Qc=1.3 gcm3*165cm* 14.72+ 12(1.3 gcm3)*16.72 Qc=3168.31gcm2

Para el cuarto ensayeDE 180 195 225 A 195 225 240 1 5 3 6 5 3 0 1 5

Compacidad relativa: 16%- 35% Descripcin del suelo: compacidad suelta Basndonos en las tablas se obtienen los siguientes datos: = 28 grados por los 6 golpes de los 225cm Basndonos en Nq=14.72 y N=16.72

Sustituyendo la frmula, consideramos c*Nc=0 por que la cohesin en las arenas es cero. Tambin tenemos que b=1Qc=c*Nc+ *Df* Nq+ 12*N *b2

Tenemos:Qc=1.3 gcm3*225cm* 14.72+ 12(1.3 gcm3)*16.72 Qc=4316.47gcm2

Resultados:Al finalizar los clculos tenemos la siguiente tabla y en base a ella graficamos: Profundidad (cm) 45 105 165 225 Capacidad de Carga (g/cm2)1223.74gcm2 2832.88gcm2 3168.31gcm2 4316.47gcm2

Conclusiones: La realizacin de este ensaye nos permite conocer las capacidades de nuestro suelo en estudio, esto se debe a la forma en que es extrada la muestra, de cmo va cediendo al ser penetrada. Otro de los datos que nos ofrece la grafica es que una mayor profundidad se obtiene una mayor capacidad de carga. Pudimos observar, que el NAF tambin tuvo mucho que ver en cuanto a nuestros resultados, a pesar de esto, nuestra grfica tiene un

comportamiento favorable, en cuanto a que observamos claramente el comportamiento del suelo de la regin. Consideramos que gracias a la grfica podemos decir los esfuerzos mximos del suelo a una mayor profundidad, pudiendo ser utilizados para futuras construcciones en dichos lugares.