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ENSAYO SPT


Standard Penetration Test

ASTM D 1586



                            ÍNDICE
OBJETIVO
Determinar la Compacidad y la Capacidad de Soporte
del suelo.
PRINCIPIO DEL ENSAYO
El ensayo S.P.T. (Standard Penetration Test) consiste
básicamente en contar el número de golpes (N) que se
necesitan para introducir dentro un estrato de suelo,
un toma-muestras (cuchara partida) de 30 cm. de
largo, a diferentes profundidades (generalmente con
variación de metro en metro). El toma-muestras es
golpeado bajo energía constante, con una maza en
caída libre de 140 lb. (33.5 Kg.) y una altura de caída
de 30 plg. (76,2 cm.).

Este ensayo se realiza en depósitos de suelo arenoso y
de arcilla blanda; no es recomendable llevarlo acabo en
depósitos de grava, roca o arcilla consolidada, debido a
los daños que podría sufrir el equipo de perforación al
introducirlo dentro de dichos estratos.
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
Toma-muestras
                   (Tubo partido)

Trípode de carga
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.
   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).
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.
   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
   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
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
EJEMPLO
Con los siguientes datos obtenidos de un ensayo
S.P.T., determinar: El número de golpes N, la
resistencia a la penetración, la presión admisible del
suelo 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
Para obtener los valores buscados en el problema, sigo
el 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.:
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         > 45




Para nuestro primer valor, N=35, tenemos un Gc=0,65;
igualmente para N=44, Gc=0,74.
   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.
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    Símbolo

1       39                                                                   156         3,9       SP-SM
                      Estrato 1




                                                    35          0,65         128                   SP-SM
2       32                                                                               3,2
3       35                                                                   140         3,5       SP-SM
4       43                                                                   172         4,3       SP-SM
5       44                                                                   176         4,4       SP-SM
                      Estrato 2




6       46                                          44          0,74         184         4,6       SP-SM
7       42                                                                   168         4,2       SP-SM

8       43                                                                   172         4,3       SP-SM
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Cimentaciones roberto-morales-importante
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Cimentaciones importante
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Ensayo SPT

  • 1. ENSAYO SPT Standard Penetration Test ASTM D 1586 ÍNDICE
  • 2. OBJETIVO Determinar la Compacidad y la Capacidad de Soporte del suelo.
  • 3. PRINCIPIO DEL ENSAYO El ensayo S.P.T. (Standard Penetration Test) consiste básicamente en contar el número de golpes (N) que se necesitan para introducir dentro un estrato de suelo, un toma-muestras (cuchara partida) de 30 cm. de largo, a diferentes profundidades (generalmente con variación de metro en metro). El toma-muestras es golpeado bajo energía constante, con una maza en caída libre de 140 lb. (33.5 Kg.) y una altura de caída de 30 plg. (76,2 cm.). Este ensayo se realiza en depósitos de suelo arenoso y de arcilla blanda; no es recomendable llevarlo acabo en depósitos de grava, roca o arcilla consolidada, debido a los daños que podría sufrir el equipo de perforación al introducirlo 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
  • 13. Con los siguientes datos obtenidos de un ensayo S.P.T., determinar: El número de golpes N, la resistencia a la penetración, la presión admisible del suelo 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, sigo el 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 > 45 Para 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 Símbolo 1 39 156 3,9 SP-SM Estrato 1 35 0,65 128 SP-SM 2 32 3,2 3 35 140 3,5 SP-SM 4 43 172 4,3 SP-SM 5 44 176 4,4 SP-SM Estrato 2 6 46 44 0,74 184 4,6 SP-SM 7 42 168 4,2 SP-SM 8 43 172 4,3 SP-SM