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Ensayo SPT Presentation Transcript

  • 1. ENSAYO SPTStandard Penetration TestASTM D 1586 ÍNDICE
  • 2. OBJETIVODeterminar la Compacidad y la Capacidad de Soportedel suelo.
  • 3. PRINCIPIO DEL ENSAYOEl ensayo S.P.T. (Standard Penetration Test) consistebásicamente en contar el número de golpes (N) que senecesitan para introducir dentro un estrato de suelo,un toma-muestras (cuchara partida) de 30 cm. delargo, a diferentes profundidades (generalmente convariación de metro en metro). El toma-muestras esgolpeado bajo energía constante, con una maza encaída libre de 140 lb. (33.5 Kg.) y una altura de caídade 30 plg. (76,2 cm.).Este ensayo se realiza en depósitos de suelo arenoso yde arcilla blanda; no es recomendable llevarlo acabo endepósitos de grava, roca o arcilla consolidada, debido alos daños que podría sufrir el equipo de perforación alintroducirlo dentro de dichos estratos.
  • 4. EQUIPO Pesa de 140 lb. con una altura de caída de 30 plg. Barras y brazos de perforación Muestrador o tubo partido con las siguientes dimensiones:  Largo: 50 cm.  Diámetro exterior: 51 mm.  Diámetro interior: 35 mm.  Peso total: 70 N. (16 lb.). Trípode de carga Flexómetro Parafina sellante Fundas de plástico Tarjetas de identificación
  • 5. Toma-muestras (Tubo partido)Trípode de carga
  • 6. TÉCNICA DEL ENSAYO De forma general el ensayo se ejecuta de la siguiente manera: En primer lugar se realiza un sondeo hasta la profundidad establecida, y a continuación se lleva al fondo de dicha perforación una cuchara normalizada que se hinca 15 cm. en la capa a reconocer, a fin de eliminar la zona superficial parcialmente alterada. Se hace entonces una señal sobre el varillaje y se cuenta el número de golpes (N) necesarios para hincar de nuevo la cuchara, la profundidad de un pie (30 cm.). Como se mencionó anteriormente, la masa que se utiliza para la hinca pesa 140 lb. y su altura de caída es 30 plg., lo que corresponde a un trabajo de 0.5 KJ por golpe, aproximadamente.
  • 7.  Entonces el parámetro medido será: N = N1 + N2, en donde N1 corresponde a el número de golpes necesarios para hundir el toma-muestras 15 cm. y N2 es en número de golpes que se necesita para hundir los 15 cm. restantes del toma-muestras. Finalmente se abre la cuchara partida y se toma la muestra de su interior, para realizar los ensayos correspondientes (Contenido de Humedad, Granulometría, Límites de Consistencia, Peso Específico). Este ensayo se debe realizar máximo hasta los 50 golpes, ya que, después de este límite, introducir el equipo de perforación dentro del estrato puede causar daños al mismo. Cuando tenemos este caso, se dice que existe RECHAZO (roca o suelo muy bueno).
  • 8. CÁLCULOS El valor de N (número de golpes necesarios para hincar un toma-muestras de 30 cm. de longitud en un estrato de suelo, una profundidad que generalmente varía de metro en metro) se determina, como se mencionó anteriormente, sumando los valores de N1 + N2, entonces: N = N1 + N2 Donde: N1: numero de golpes necesarios para hincar el toma-muestras15 cm. N2 : numero de golpes necesarios para hincar el toma-muestras otros 15 cm.
  • 9.  A partir del N del Ensayo S.P.T. se pueden determinar la Resistencia a la Penetración y la Presión Admisible.  Resistencia a la Penetración Rp N * 4  Carga Admisible N adm 10
  • 10.  Otro parámetro que se puede determinar a partir del N obtenido y de la clasificación posterior del suelo, es el Grado de Compacidad en caso de suelos arenosos y la Consistencia en caso de suelos arcillosos, esto mediante tablas que relacionan los mencionados valores: Resistencia a COMPACIDAD Grado de la Penetración φ (Suelo Granular) Compacidad N (S.P.T.) Estática 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
  • 11. qu (Kg./cm2) CONSISTENCIA N Resistencia a la E(Suelos Cohesivos) (S.P.T.) Compresión Simple (Kg./cm2) Muy blanda <2 < 0,25 3 Blanda 2a4 0,25 a 0,50 30 Mediana 4a8 0,50 a 1,00 45 a 90 Compacta 8 a 15 1,00 a 2,00 90 a 200 Muy compacta 15 a 30 2,00 a 4,00 200 Dura > 30 >4 200
  • 12. EJEMPLO
  • 13. Con los siguientes datos obtenidos de un ensayoS.P.T., determinar: El número de golpes N, laresistencia a la penetración, la presión admisible delsuelo y el grado de compacidad. N (Valor Z Obtenido en el N Tipo de Campo) Símbolo (m) (S.P.T) Suelo 6’ 12’ 18’ 1 6 17 22 39 SP-SM 2 4 12 20 32 SP-SM 3 6 15 20 35 SP-SM 4 10 18 25 43 SP-SM 5 10 18 26 44 SP-SM 6 10 19 27 46 SP-SM 7 7 15 27 42 SP-SM 8 8 15 28 43 SP-SM
  • 14. Para obtener los valores buscados en el problema, sigoel siguiente procedimiento: Con los valores de N obtenidos del S.P.T. obtengo un diagrama graficando dichos valores y uniendo los puntos que estos generan con líneas. En el diagrama, podemos observar que existen dos partes diferentes bien definidas. A partir de esta consideración digo que existen 2 estratos, cada uno con diferente Grado de Compacidad. El N promedio para cada estrato es precisamente el promedio de los diferentes valores de N obtenidos para cada profundidad. Seguidamente determino el Grado de Compacidad de cada estrato mediante la tabla que corresponde a la relación existente entre este parámetro y el N del S.P.T.:
  • 15. Resistencia a COMPACIDAD la φ (Suelo Grado de Penetración Granular) Compacidad N (S.P.T.) Estática 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 > 45Para nuestro primer valor, N=35, tenemos un Gc=0,65;igualmente para N=44, Gc=0,74.
  • 16.  La resistencia a la Penetración se puede calcular como se mencionó anteriormente, con la siguiente expresión: Rp N * 4 Para el primer valor de N que corresponde a 39, Rp=156 Kg./cm2. De la misma forma calculo los valores de Rp para cada N. Finalmente obtenemos la Presión Admisible, que se puede calcular mediante la expresión anteriormente mencionada: N adm 10 Para N=39, la presión admisible σadm=3,9 Kg./cm2, calculándose los demás valores de σadm de manera similar.
  • 17. Z N N promedio Grado de Rp σ adm Tipo de(m) (S.P.T.) 10 20 30 40 50 Estrato Compacidad (Kg./cm2) (Kg./cm2) Suelo Símbolo1 39 156 3,9 SP-SM Estrato 1 35 0,65 128 SP-SM2 32 3,23 35 140 3,5 SP-SM4 43 172 4,3 SP-SM5 44 176 4,4 SP-SM Estrato 26 46 44 0,74 184 4,6 SP-SM7 42 168 4,2 SP-SM8 43 172 4,3 SP-SM
  • 18. FORMATOS DELABORATORIO