El documento detalla el ensayo de penetración estándar (SPT), que evalúa la resistencia del suelo mediante la hinca dinámica de un sacamuestras. Se discuten las normas asociadas, las correcciones necesarias para los resultados y las correlaciones del SPT con otros parámetros del suelo, como la estimación de la densidad relativa y la resistencia no drenada. Además, incluye metodologías y procedimientos para obtener estimaciones precisas a partir de los datos obtenidos en el ensayo.

1. Ensayo SPT
(84.07)
Mecánica de Suelos y Geología
FIUBA

2. Índice
SPT CPT
SPT
• SPT: Standard Penetration Test
• CPT: Cone Penetration Test
Ensayo S
• PLT: Plate Load Test
• PMT: Pressuremeter Test
• VST: Vane Shear Test
• DMT: Dilatometer Test
PMT VST DMT
• Métodos geosísmicos

3. Intro a los ensayos in-situ
Ensayo SPT
(FHWA)

4. Ensayo SPT
SPT
El ensayo de penetración standard (SPT) es un
ensayo de campo
S id l i t i l t ió d l t
Ensayo S
Se mide la resistencia a la penetración del terreno
mediante la hinca dinámica de un sacamuestras
que tiene una forma normalizada

5. Ensayo SPT
SPT
El sacamuestras se hinca 45 cm en el fondo de una
perforación mediante golpes de una maza
de 63 5 Ensayo S
63.5 kg que cae desde 76 cm de altura
Aunque se recupera una muestra, este no es el
objetivo principal del ensayo

6. Resultado del ensayo SPT
Ensayo SPT

7. Resultado del ensayo SPT
SPT
Hay dos resultados posibles
• NSPT: Un número entero adimensional igual a la
tid d d l i l
Ensayo S
cantidad de golpes necesarios para que el
sacamuestras penetre en el terreno los últimos 30
cm
• Rechazo: más de 50 golpes para 15 cm, más de
100 golpes o 10 golpes sin ningún avance: Se
informa como NN/pp, donde pp es la penetración
total en centímetros para NN golpes

8. Normas ASTM D 1586 y
D 6066
Ensayo SPT

9. SPT
D1586 es una norma que no establece un equipo y
di i t ú i d i it
Ensayo S
procedimiento único de ensayo sino que permite
diferentes diseños

10. SPT
D6066 es una norma más moderna que permite
bt lt d á titi
Ensayo S
obtener un resultado más repetitivo
• Introduce los conceptos de corrección del
resultado del ensayo por diferentes factores
• Está orientada a la evaluación del potencial de
licuefacción de materiales granulares
incoherentes

11. El objeto del SPT no es la toma de
muestras
Ensayo SPT

12. Correcciones a la medición de
campo
SPT
N es el número medido en el campo (golpes
necesarios para que el sacamuetras entre los
últimos Ensayo S
30 cm de un total de 45 cm)
El resultado se corrige por
• Energía aplicada
• Profundidad
• Otras causas menores: napa de agua, diámetro
de perforación, peso de barras, etc.

13. Corrección por energía aplicada: N
a N60
SPT
La energía potencial nominal (W x H) es 475 J
La energía realmente aplicada ER
í t l 30% l d
Ensayo S
varía entre el y el 100% de
ese valor en función del equipo
y la técnica de ensayo
Se normaliza N para una
eficiencia del 60%
N = N ⋅ ER 60
60%⋅ 475J

14. Corrección por nivel de tensiones:
N60 a (N1)60
SPT
Para un suelo uniforme, la resistencia a la
penetración varía con la presión efectiva p0 del
Ensayo S
suelo (profundidad)
El N1 significa 1 atm
(EPRI 1990)
N1 ( )60
= N ⋅ ER
60% ⋅ 475J
⋅CN
CN = 100kPa
'
σ v0

15. Corrección por otros factores de
ensayo
Ensayo SPT

16. Corrección por otros factores de
ensayo
Ensayo SPT
( N ) = N ⋅ ER 1 60 ⋅ C N ⋅ C B ⋅ C S ⋅
C
60% 475 R
J
⋅

17. SPT y correlaciones de parámetros
SPT
El SPT es un ensayo que tiene muchas correlaciones
Es importante saber cómo se calculó N en cada caso
Ensayo S
• Algunos informan el número de campo sin
correcciones: N
• Otros efectúan todas las correcciones excepto la
de nivel de tensiones: N60
• Otros efectúan todas las correcciones: (N1)60
Las correlaciones publicadas en diferentes épocas
usan diferentes definiciones de SPT

18. Arenas: estimación de Dr
Ensayo SPT

19. Arenas: estimación de Dr
Ensayo SPT
(EPRI 1990)
En estos gráficos hay que usar N60, no (N1)60

20. Arenas: estimación de Dr: ensayos
de calibración
Ensayo SPT
(EPRI 1990)

21. Arenas: estimación de ⎞max
SPT
• Procedimiento 1
– Se estima ⎞max a partir del resultado de SPT
P di i Ensayo S
• Procedimiento 2
– Se estima Dr a partir del resultado de SPT
– Se estima ⎞⎞max a partir de Dr y de la observación de la
muestra
• Procedimiento 3 (recomendado)
– Se estima Dr a partir del resultado de SPT
– observa muestra y se estima ⎞c
Se la – Se aplica la ecuación de Bolton: ⎞max [p,Dr]

22. Arenas: estimación de ⎞max
Procedimiento 1
SPT
0 34
Ensayo S
0.34
⎡ ⎤
⎢ ⎥
φ
atan
N
= ⎢ ⎥
⎢ 12 + 20
⎥
⎢⎣ ⎥⎦
max
σ
v
atm
p
(EPRI 1990)

23. Arenas: estimación de ⎞max
Procedimiento 2
Ensayo SPT
(EPRI 1990)

24. Arenas: estimación de ⎞max
Procedimiento 3
Ensayo SPT
(B lt ( )
Bolton 1986)
3 [100 ]) 3 tc c r atm φ −φ = °D Q − ln p p − °

25. Arenas: estimación de ⎞max
Procedimiento 3
Ensayo SPT
36°

26. Arenas: estimación de rigidez en
función de la densidad relativa
SPT
hiperbola de
Kondner
i E
d σ
u σ
df
σ
ε
1
( )
1
1
1
d
f R
E N
σ
ε
=
+
Ensayo S
resultado
experimental
φ − σ
3 i ( )
n
E = C p p ⋅
p
i atm atm
≅ + +
≅
− 1
1 ε
σ
( 2
)
[ ]
C 100 1000
D r D
r n 2 1
log
C
1
d 1
f
R
E σ
i df
ε
=
+
R f 0.7 0.1
D
r
N φ
[ ]
2
2
4 2
= +
1 ε
f ε
tan2 2] φ = π +φ
(Núñez 2006)

27. Arcillas: Estimación de su
SPT
La correlación su – SPT es débil
Ensayo S
⎤⎦= 7 N ( ) u s kPa ⎡⎣
1 60
(EPRI 1990)

28. Arcillas: Estimación de su
SPT
La correlación
su – SPT es débil
Ensayo S
3.0
1.5
s 0.65
0.75
u
patm
= 0.33
0.17
N1 ( )60
0.72
(EPRI 1990)

29. Arcillas: su-SPT complementado
con medición de humedad
SPT
En arcillas remoldeadas, la resistencia al corte no
drenada sur es función de la humedad
Ensayo S
sur = 1.7exp −4.6 LI ⎡⎣
⎤⎦patm
ω − LP
LI =
LL − LP (EPRI 1990)
La muestra de arcilla
obtenida con el SPT
mantiene la humedad

30. Arcillas: su-SPT complementado
con medición de humedad
SPT
En arcillas inalteradas, su es también función de la
historia de tensiones del material
Ensayo S
( )
( )
s u 0.11 0.0037
IP
vc s
0 23 0 04
= +
= 0.23± 0.04)
0.01 0.0117
σ
σ
±
< <
u vc
s
φ σ φ
tc u v tc
(EPRI 1990)
El cociente su/sur
se denomina
sensibilidad
de una arcilla

31. Arcillas: su-SPT complementado
con medición de humedad
SPT
• Por un lado
– Se mide SPT y se calcula
0 33(N )0.72
Ensayo S
su = 0.33 1 ( 60 patm
• Por otro lado
– Se mide sur y ω
– Con el gráfico se estima S
calcula
– Se su = S ⋅ sur
• Se (EPRI 1990) comparan ambos
resultados

32. Arcillas: Estimación de ⌠vc y OCR
con SPT
Ensayo SPT
(EPRI 1990)
70 70 0.47 0.58 vc atm atm v σ = N p OCR = N p σ

33. Mayne: Is One Number Enough???
DR = relative density
γT = unit weight
LI = liquefaction index
cu = undrained strength
γT = unit weight
I = rigidity index
SPT
φ' = friction angle
c' = cohesion intercept
IR φ' = friction angle
OCR = overconsolidation
Ensayo S
K0 = lateral stress state
eo = void ratio
V = shear wave
σp eo = void ratio
qa = bearing capacity
σ ' = preconsolidation
Vs = shear wave
SAND E' = Young's modulus
Vs E' = Young's modulus
Cc = compression index
qb = pile end bearing
fs = pile skin friction
k = permeability N
fs qa = bearing stress CLAY
Ψ = dilatancy angle
qb = pile end bearing
f = pile skin friction
(Mayne 2001)

34. Bibliografía
• Básica
– Kulhawy & Mayne. Manual on estimating soil properties
for foundation design SPT
design. EPRI (fuente de figuras)
• Complementaria
– 2001) Manual on subsurface investigations
Ensayo S
FHWA (2001). investigations.
NHI-01-031.
– FHWA (2006). Soils and Foundations I y II. NHI-06-088
– USACE (2001). Geotechnical Investigations. EM 1110-
1-1804