CURSO: Mecanica de Suelos IIDOCENTE: Ing. Lorren Palomino, Angel AlbertoINTEGRANTES: Alarcn Diaz Elard Miguel Arenas Villalobos Pilar Asenjo Padilla Carlos Pacherrez Sanchez Jorge Junior Rivadeneyra Castro RanthalCICLO: 2014-II

Contenido1.INTRODUCCION22.RESUMEN DEL METODO DEL ENSAYO33.OBJETIVOS33.1OBJETIVOS PRINCIPAL33.2OBJETIVOS ESPECIFICOS34.MARCO HISTORICO45.MARCO TEORICO65.1METODOLOGIA ORIGINAL DEL ENSAYO65.2METODOLOGIA ACTUAL DEL ENSAYOError! Marcador no definido.6.ENSAYO DE CORTE TRIAXIAL86.1EQUIPOS Y MATERIALES86.2PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO DE PENETRACIN ESTNDAR116.2.1Ubicacin116.2.2EL SONDEO126.2.3EL MUESTREO146.3PRECESAMIENTO DE DATOS Y RESULTADOS206.3.1DATOS OBTENIDOS206.3.2CALCULOS216.3.3RESULTADOS227.APLICACIONES248.CONCLUCIONES259.RECOMENDACIONES2510.BIBLIOGRAFIA25

INTRODUCCIONLas pruebas de campo adquieren una gran importancia en los suelos muy susceptibles a la perturbacin y cuando las condiciones del terreno varan en sentido horizontal y vertical. El mtodo de prueba in situ ms ampliamente utilizado es el de penetracin.Elensayo de penetracin estndaroSPT(delinglsStandard Penetration Test), es un tipo deprueba de penetracin dinmica, empleada para ensayar terrenos en los que se quiere realizar unreconocimiento geotcnico. Constituye el ensayo o prueba ms utilizada en la realizacin desondeos, y se realiza en el fondo de la perforacin.Este ensayo consiste en contar el nmero de golpes necesarios para que se introduzca a una determinada profundidad una cuchara (cilndrica y hueca) muy robusta (dimetro exterior de 51 milmetros e interior de 35 milmetros, lo que supone una relacin de reas superior a 100), que permitetomar una muestra, naturalmente alterada, en su interior. El peso de la masa est normalizado, as como la altura de cada libre, siendo de 63'5 kilopondios y 76 centmetros respectivamente.

RESUMEN DEL METODO DEL ENSAYOEl ensayo S.P.T. (Standard Penetration Test) consiste bsicamente en contar el nmero de golpes (N) que se necesitan para introducir dentro un estrato de suelo, un toma-muestras (cuchara partida) a diferentes profundidades (generalmente con variacin de metro en metro). l toma muestras es golpeado bajo energa constante, con una maza en cada libre de 140 lb. (33.5 Kg.) y una altura de cada respectivaOBJETIVOSOBJETIVOS PRINCIPAL Determinar la Compacidad y la Capacidad de Soporte del suelo no cohesivo.OBJETIVOS ESPECIFICOS Tomar muestras representativas del suelo Hallar correlacin entre el nmero de golpes N medido y la compacidad.

MARCO HISTORICOEn el ao 1902 Charles R. Gow desarroll la prctica de hincar en el suelo un tubo de 1 pulgada de dimetro exterior, para obtener muestras, marcando el inicio del muestreo dinmico de los suelos. En 1922, su empresa se transform en una subsidiaria de Raymond Concrete Pile, la que difundi esa nueva metodologa de estimar la resistencia del material en base al trabajo de hinca del tubo. La cuchara partida de 2 pulgadas de dimetro exterior segn se muestra en la figura 1 fue diseada en el ao 1927, basndose 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, U.S.A.). En 1930 comenz a reglamentarse el mtodo de ensayo con la realizacin de mediciones de la resistencia a la penetracin de una cuchara partida (de 2 pulgadas) bajo una carrera de 12 pulgadas, empleando una maza de 63,5 kg. que caa 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 ao 1937, H. A. Mohr (ref. 22) reporta que el mtodo de exploracin del suelo y su muestreo se estableci en febrero de 1929, fecha del primer informe del ensayo de penetracin, realizado por la Gow, Divisin de Raymond Concrete Pile. Segn Fletcher, en aquel momento la tcnica de la perforacin, era el principal obstculo para la normalizacin del mtodo. Ni Fletcher ni Mohr dieron muchos detalles del diseo de la cuchara partida de 2 de dimetro externo, pero si lo hizo Hvorslev en 1949 en su reporte clsico sobre exploracin y muestreo del subsuelo. En la sptima Conferencia de Texas sobre Mecnica de Suelos e ingeniera de las fundaciones, en el cual fue presentado el trabajo titulado Nuevas tendencias en la exploracin del Subsuelo se citan las primeras referencias concretas sobre el mtodo al que le dieron el nombre de Standard Penetration Test, (Ensayo Normal de Penetracin). En el primer libro de texto donde se hace referencia al ensayo descripto es la edicin de Mecnica de Suelos en la Ingeniera Prctica de Terzaghi y Peck en 1948.

MARCO TEORICOMETODOLOGIA ORIGINAL DEL ENSAYOLa metodologa propuesta por Flechter exhiba las siguientes tareas Ejecutar una perforacin en la zona donde se analizaba el subsuelo, la cual se limpiaba por medio de inyeccin 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 perforacin, comenzaba el ensayo de penetracin 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 continuacin se le hincaba 12 (30 cm.) ms. Se anotaba entonces elN de golpes necesarios para cada 6 (15 cm.) de carrera. Las primeras 6 de penetracin, se denominaban hinca de asiento. El N de golpes necesarios para la hinca de las restantes 12 se llam resistencia a la penetracin estndar (N). Una vez finalizada la hinca, se extraa la muestra, abriendo longitudinalmente la cuchara, se colocaba en un recipiente hermtico y se etiquetaba indicando: Obra, N de sondeo, N de muestra, profundidad y el valor (N). En todo momento las muestras deban estar al resguardo de heladas o el sol hasta su llegada al laboratorio para la determinacin de los parmetros correspondientes.NORMALIZACIN DEL MTODO SEGN NORMA ASTM D 1586La primera descripcin de la ASTM sobre el SPT fue publicada en abril de 1958 y se denomin Mtodo tentativo de ensayo de penetracin y toma de muestras del suelo con tubo testigo hundido longitudinalmente. En 1967 la ASTM lo transform en un mtodo normalizado. La normalizacin actual D 1586 84 (reaprobada 1992) no contiene grandes cambios desde sus ediciones originales. Los elementos y las caractersticas relevantes del mtodo propuesto por la ASTM son las siguientes: (Figura. 2.1.2)1. Masa de 63,5 kg.2. Altura de cada: 76 cm.3. Sacamuestras: de dimetro externo = (50 mm 2).4. Sacamuestras: de dimetro interno = (35 mm 1 3/8 ).5. Variante con dimetro interno 38mm y tubo portamuestras (dimetro interno final 35mm)6. Mecanismo de liberacin del martinete mediante soga y malacate7. Barras de sondeo.8. Cabeza de golpeo.

NORMATIVASASTMD 1586

AASHTOT 206

ENSAYO DE CORTE TRIAXIALEQUIPOS Y MATERIALES Una pesa: de 63.5 kg con una altura de cada de 75 cm

Toma muestra o caa partida con las siguientes dimensiones: Largo: 50 cm Dimetro exterior: 51 mm Dimetro interior: 35 mm Peso total 70N (16 lb.)

Brazo o caa de perforacin:

Varilla deslizante:

Posteadora

Trpode de carga

Cinta mtrica y huincha

Llaves

PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO DE PENETRACIN ESTNDARUbicacin El primer paso fue elegir la zona en donde se realizar el ensayo, en este caso fue el rea verde de la Universidad Catlica Santo Toribio de Mogrobejo (a espaldas del Edificio Juan Pablo II) y luego proceder a excavar superficialmente dicha zona.

Despus se arm el trpode en forma centrada y estable, para evitar inconvenientes durante el proceso del ensayo.

EL SONDEO El sondeo consiste en realizar una perforacin de 1 m con la ayuda de la posteadora, a travs de movimientos de rotacin con la finalidad de extraer, poco a poco, el terreno requerido para llegar a dicha profundidad.

EL MUESTREO El primer paso para realizar nuestro muestreo, es unir la caa partida con el brazo de perforacin y luego medir un 1 m desde la punta de la caa partida hacia la parte superior para saber hasta dnde vamos a tener que introducirlo.

Introducimos el brazo de perforacin hasta la profundidad establecida y luego adherimos la varilla deslizante sobre esta.

Con la ayuda de una soga, a travs del trpode, sujetamos la pesa y la colocamos sobre la varilla deslizante.

Se hace una seal sobre el varillaje cada 15 cm y se cuenta el nmero de golpes (N) necesarios para hincar el toma muestras en cada tramo, utilizando la pesa de 63.5 kg con una altura de cada de 75 cm.

NOTA: Tenemos que tener en cuenta que el primer tramo de 15 cm es solo para fijacin, que tiene como fin de eliminar la zona superficial parcialmente alterada.

Finalmente se abre la cuchara partida y se toma la muestra de su interior, para realizar los ensayos correspondientes, (contenido de humedad, granulometra, lmites de consistencia, peso especfico).

PRECESAMIENTO DE DATOS Y RESULTADOSDATOS OBTENIDOSProfundidad (m)Tipo de ExcavacinN de golpes

1.00SPT

1.15SPT1

1.30SPT

1.45SPT

1.60SPT3

1.75SPT4

1.90SPT4

2.00SPT

2.15SPT4

2.30SPT3

2.45SPT3

Tabla 5.3.1: Nmero de golpes por cada tramo de 15 cm del terrenoN de golpesProf (m.)

11.45

111.90

102.45

Tabla 5.3.2: Nmero de golpes por cada tramo de 45 cm del terreno

CALCULOSEl valor de N (Nmero de golpes necesarios para hincar un toma-muestras de 30 cm. de longitud en un estrato de suelo) se determina sumando los valores de N1 + N2, entonces:N=N1+N2Dnde: N1: Nmero de golpes necesarios para hincar el toma-muestras 15cm. N2: Nmero 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 Penetracin y la Presin Admisible. Resistencia a la Penetracin:

Presin Admisible:

En nuestra prctica el valor de la resistencia a la compresin simple que es:

Otro parmetro que se puede determinar a partir del N obtenido y de la clasificacin 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:

COMPACIDAD(Suelo Granular)Grado deCompacidadN (S.P.T.)Resistencia aLa PenetracinEsttica

Muy suelta< 0.2< 4< 20< 30

Suelta0.2 0.44 1020 4030 35

Compacta0.4 0.610 3040 12035 40

Densa0.6 0.830 50120 20040 45

Muy Densa> 0.8> 50> 200> 45

CONSISTENCIA(Suelos Cohesivos)N(S.P.T.) (kg/cm2)Resistencia a laCompresin Simple

Muy blanda< 2< 0.25

Blanda2 - 40.25 0.50

Mediana4 - 80.5 1

Compacta8 - 151 2

Muy compacta15 - 302 4

Dura> 30> 4

RESULTADOS

Rp (Resistencia a la penetracin)Presin Admisible(Kg/cm2)

40.1

441.1

401

COMPACIDAD(Suelo Granular)Grado deCompacidadN (S.P.T.)Resistencia aLa PenetracinEsttica

Muy suelta< 0.2< 4< 20< 30

Suelta0.2 0.44 1020 4030 35

Compacta0.4 0.610 3040 12035 40

Densa0.6 0.830 50120 20040 45

Muy Densa> 0.8> 50> 200> 45

CONSISTENCIA(Suelos Cohesivos)N(S.P.T.) (kg/cm2)Resistencia a laCompresin Simple

Muy blanda< 2< 0.25

Blanda2 - 40.25 0.50

Mediana4 - 80.5 1

Compacta8 - 151 2

Muy compacta15 - 302 4

Dura> 30> 4

APLICACIONESEste ensayo tiene como principal utilidad la caracterizacin de suelos granulares (arenas o gravas arenosas) en las que se hace muy difcil o imposible obtener muestras inalteradas para los ensayos en el laboratorio.El valor de los golpes obtenidos en un ensayo de penetracin es un dato indicativo de la consistencia que posee un terreno susceptible de su utilizacin para la caracterizacin o diseo geotcnico.Cuando el terreno que se estudia es grava, la cuchara no puede hincarse en el terreno, pues se dobla, por lo que usualmente su sustituye por una punta maciza de la misma seccin (no normalizada). Por ende en ste caso el ensayo no proporciona muestra y el golpeteo que se obtiene debe corregirse dividiendo por un factor que se considera del orden de 1.5.La frecuencia habitual para la realizacin del SPT a lo largo del sondeo es de un ensayo de 2 a 5 metros, o incluso mayor, en funcin de las caractersticas del terreno.

CONCLUCIONES El ensayo de penetracin estndar es una herramienta til y practica para determinar la capacidad portante del suelo. La capacidad de soporte es utilizada en el dimensionamiento de los cimientos de una estructura. Adems de obtener la capacidad de soporte, el ensayo permite obtener muestras de suelos para la realizacin de otros ensayos que permiten cuantificar la propiedad ndice y de resistencia de un suelo.

En el Ensayo de Penetracin Estndar, las causas de error que son considerablemente ms importantes que aquellos inherentes en el ensayo mismo son los que ocurren debido a un manejo inapropiado de las herramientas y el equipo al realizar el sondeo.

Se llega a la conclusin de que se pudo cumplir satisfactoriamente con el objetivo pretendido que era aprender un mtodo sencillo para determinar la resistencia de un suelo a la penetracin expresada por el nmero de golpes necesarios para penetrar 30 cm.

Para cada tipo de suelo el nmero de golpes es distinto puesto que se debe a los asentamientos de muchos aos (compacidad).

RECOMENDACIONES Evitar realizar un ensayo de SPT en donde ya se ha realizado una exploracin anteriormente. No llevarlo a cabo en depsitos de grava, roca o arcilla consolidada, debido a los daos que podra sufrir el equipo de perforacin al introducirlo dentro de dichos estratos. Se recomienda que las muestras recuperadas del suelo se introduzcan en unos recipientes hermticos, en los que se fijaran unas etiquetas donde mencionen: localizacin, denominacin del sondeo, fecha, numero de muestra, profundidad de ensayo, resistencia a la compresin del terreno.BIBLIOGRAFIA Normas ASTM D1586 y AASHTO T206. Manual de ensayo de materiales (EM 2000)- MTC. http://noticias.espe.edu.ec/hfbonifaz/files/2012/09/ENSAYO-SPT.pdf

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