Ensayos De Penetracion Stp

Índice

Objetivo

Introducción

Definición

Evolución Histórica

Metodología Original del Ensayo

Metodología actual del ensayo

Normalización del Método según Norma ASTM D 1586

Descripción del Ensayo STP

Equipos

Técnicas del Ensayo STP

Cálculos

Causas de los errores

Aplicación

Ventajas y Desventajas

Conclusiones

Bibliografía

OBJETIVO

El objetivo principal de la prueba es para proporcionar una indicación de la densidad relativa de depósitos granulares, tales como arenas y gravas de la que es prácticamente imposible obtener muestras inalteradas.

Determinar la compacidad y la capacidad de soporte del suelo.

Tomar muestras representativas del suelo

Hallar correlación entre:

El número de golpes, N, medido y la compacidad

φ y la resistencia a la compresión simple por medio de tablas o ábacos ya existentes

Introducción

Las investigaciones del subsuelo son importante al momento de conocer la

resistencia , deformabilidad y permeabilidad de los materiales que componen el

terreno. Pero, todo ello sólo puede ser posible, conociendo a través de perforaciones superficiales o profundas en el substrato, los parámetros denominados “geotécnicos” que determinan el comportamiento geomecánico del terreno.

No obstante, a pesar de que estas exploraciones son más representativas que

muchos ensayos de laboratorios, por su escala no suelen alcanzar a representar todo el conjunto de macizo rocoso o suelo, lo que tenerse en cuenta para su interpretación y extrapolación de resultados.

Definición:

El ensayo de penetración estándar o SPT (del inglés Standard Penetration Test), es un tipo de prueba de penetración dinámica, empleada para ensayar terrenos en los que se quiere realizar un reconocimiento geotécnico.

Constituye el ensayo o prueba más utilizado en la realización de sondeos, y se realiza en el fondo de la perforación.

Consiste en contar el número de golpes necesarios para que se introduzca a una determinada profundidad una cuchara (cilíndrica y hueca) muy robusta (diámetro exterior de 51 milímetros e interior de 35 milímetros, lo que supone una relación de áreas superior a 100), que permite tomar una muestra, naturalmente alterada, en su interior. El peso de la masa está normalizado, así como la altura de caída libre, siendo de 63'5 kilopondios y 76 centímetros respectivamente.

Evolución Histórica

En el año 1902 Charles R. Gow desarrolló la práctica de hincar en el suelo con

un tubo de 1” de diámetro exterior para obtener muestras, marcando así el inicio del muestreo dinámico de los suelos.

En 1922, su empresa se transformó en una subsidiaria de Raymond Concrete

Pile, la que difundió esa nueva metodología de estimar la resistencia del material en base al trabajo de hinca del tubo.

La cuchara partida de 2” de diámetro exterior según se muestra en la figura

2.1.1 fue diseñada en el año 1927, basándose en el trabajo de campo realizado en

Philadelphia por G. A. Fletcher y el desarrollo de investigaciones realizadas por H. A. Mohr (gerente regional de Gow Company en Nueva Inglaterra, USA.).

En 1930 comenzó a reglamentarse el método de ensayo con la realización de

mediciones de la resistencia a la penetración de una cuchara partida (de 2”) bajo una carrera de 12”, empleando una masa de 63,5 Kg. que caía desde 76,2 cm, de altura.

En su trabajo titulado “Exploration of soil conditions and sampling operations”

publicado por la Universidad de Harvard en el año 1937, H. A. Mohr reporta que el método de exploración del suelo y su muestreo se estableció en febrero de 1929, fecha del primer informe del ensayo de penetración, realizado por la Gow, División de Raymond Concrete Pile.

Según Fletcher, en aquel momento la técnica de la perforación, era el principal

obstáculo para la normalización del método. Ni Fletcher ni Mohr dieron muchos

detalles del diseño de la cuchara partida de 2” de diámetro externo, pero si lo

hizo Hvorslev en 1949 en su reporte clásico sobre exploración y muestreo del

subsuelo.

En la 7ma. Conferencia de Texas sobre Mecánica de Suelos e Ingeniería de las cimentaciones (1927), en la cual fue presentado el trabajo titulado “Nuevas

tendencias en la exploración del Subsuelo” se citan las primeras referencias

concretas sobre el método al que le dieron el nombre de Standard Penetration Test, (“Ensayo de Penetración Estándar”).

El primer texto donde se hace referencia al ensayo descrito, es la edición de

“Mecánica de Suelos en la Ingeniería Práctica” de Terzaghi y Peck en 1948.

Metodología Original del Ensayo

La metodología propuesta por Flechter exhibía las siguientes tareas:

Ejecutar una perforación en la zona donde se analizaba el subsuelo, la cual se limpiaba por medio de inyección de agua hasta la profundidad a la que se deseaba extraer la muestra, luego se bajaba la cuchara partida enroscada al extremo de las barras de sondeo.

Una vez que la cuchara llegaba al fondo de la perforación, comenzaba el ensayo de penetración propiamente dicho, materializado por medio de un dispositivo que dejaba caer libremente una masa de 140 libras (63,5 Kg.), desde una altura de 30” (762 mm) sobre la cabeza de golpeo de las barras de sondeo para que el saca muestras penetrara primero 6”(15 cm.). A continuación se le hincaba 12” (30 cm.) más. Se anotaba entonces el Nº de golpes necesarios para cada 6” (15 cm.) de carrera.

Las primeras 6” de penetración, se denominaban “hinca de asiento”. El Nº de golpes necesarios para la hinca de las restantes 12” se llamó resistencia a la penetración estándar (N).

Una vez finalizada la hinca, se extraía la muestra, abriendo longitudinalmente la cuchara, se colocaba en un recipiente hermético y se etiquetaba indicando: Obra, Nº de sondeo, Nº de muestra, profundidad y el valor (N). En todo momento las muestras debían estar al resguardo de heladas o el sol hasta su llegada al laboratorio para la determinación de los parámetros correspondientes.

Metodología Actual del Ensayo

La prueba de penetración estándar, desarrollada alrededor de 1927, es actualmente la más popular y económica para obtener la información del subsuelo (para proyectos en tierra y costeros).

Se estima que el 85 - 90 % del diseño de cimentaciones convencionales en Norte y Sur América se realizam usando el SPT. Esta prueba también se usa ampliamente en otras regiones geográficas.

El método se ha estandarizado como ASTM D 1586 desde 1958 con revisiones periódicas a la fecha.

Normalización del Método según Norma ASTM D 1586

La primera descripción de la ASTM sobre el SPT fue publicada en abril de 1958 y se denominó “Método tentativo de ensayo de penetración y toma de muestras del suelo con tubo testigo hundido longitudinalmente”.

En 1967 la ASTM lo transformó en un método normalizado. La normalización

actual D 1586 – 84 (reaprobada 1992) no contiene grandes cambios desde sus

ediciones originales.

Los elementos y las características relevantes del método propuesto por la

ASTM son las siguientes: (Figura. 2.1.2)

1. Masa de 63,5 kg.

2. Altura de caída: 76 cm.

3. Sacamuestras: de diámetro externo = (50 mm ó 2”).

4. Sacamuestras:

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