Contenido Introducción ................................................................................................................................. 2 Objetivo general .......................................................................................................................... 2 Objetivo especifico ................................................................................................................. 2 Determinación de c (cohesión) y compacidad relativa a partir del SPT. ........................... 3 Determinación de (ángulo de fricción interna) para suelos no cohesivos a partir del SPT. .............................................................................................................................................. 4 Aporte de Peck y Bazaraa .................................................................................................... 4 Aporte de Meyerhof ................................................................................................................ 5 Determinación e la capacidad de soporte de suelo a partir de N. ...................................... 6 Suelos Granulares .................................................................................................................. 7 Suelos Finos ............................................................................................................................ 8 FACTORES DE CORRECCIÓN POR SOBRECARGA EN ARENAS ............................... 8 Bibliografía ................................................................................................................................. 10
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Introducción El sondeo de penetración estándar (SPT) es el método de exploración geotécnica más usado hoy en día, nació en los Estados Unidos de Norteamérica en la década de 1920, con la finalidad de estimar el grado de densificación de los suelos. En 1925, un perforista de la firma Societé Raymond - Pile, propuso a K. Terzaghi, contar el número de golpes necesarios para hincar en un tubo tomamuestras que tenía por costumbre utilizar, asumiéndolo como un ensayo después de haber acumulado gran número de resultados. Asimismo se reportó los trabajos de Mohr H.A. (1927), quien utilizó él toma-muestras como un Penetrometro. Es por eso que este método toma una gran importancia en el uso ingeniero geológico, en muchos campos de trabajo como son, las obras civiles, estudios de riesgo por deslizamiento, construcción de presas, canales etc.**
Objetivo general Comprender la importancia del método de exploración SPT. Objetivo especifico Determinación de c (cohesión), (ángulo de fricción interna), qad(capacidad de soporte) y compacidad a partir del SPT. Compresión de los N (número de golpes) corregidos y no corregidos
**seminario taller de mecánica de suelos y exploración geotécnica, centro peruano japonés de investigaciones sísmicas y Mitigación de desastres, 1era edición digital 2002.
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Determinación de c (cohesión) y compacidad relativa a partir del SPT. La determinación de la cohesión y compacidad se ha tomado de las investigaciones de Terzaghi y Peck relacionándolas con el número de golpes del SPT, interpolando los valores intermedios de las siguientes tablas. Tabla 1
Numero de Golpes Consistencia Cohesión (suelos finos o (SPT) cohesivos) kg/cm2 0-1 Muy blanda 0-0,25 2-4 Blanda 0,25-0,50 5-8 Firme 0,50-1,00 9-15 Consistente 1,00-1,50 16-30 Muy consistente 1,50-2,00 Más de 30 Dura 2,00 o mas Medida con un muestreador de 3,5 cm de diámetro interno y 5 cm de diámetro exterior, hincando 30 cm con martillo de 64 kg cayendo a 75 cm de altura *De Intro. A la mecánica de suelos y cimentaciones, B. sowers F. sowers
Tabla 2
Numero de Golpes Compacidad relativa % de compacidad (SPT) 0-4 Muy suelta 0-50% 5-10 Suelta 11-20 Firme 50-70 21-30 Muy firme 31-50 Densa 70-90 Más de 50 Muy densa 90-100 Medida con un muestreador de 3,5 cm de diámetro interno y 5 cm de diámetro exterior, hincando 30 cm con martillo de 64 kg cayendo a 75 cm de altura *De Intro. A la mecánica de suelos y cimentaciones, B. sowers F. sowers Las diferentes investigaciones preliminares y datos sobre suelos cohesivos proporcionan relaciones empíricas en donde se puede estimar la misma a partir del número de golpes (fig.3) (George B. Sowers, F. Sowers, 1980).
Fig. 1
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Determinación de (ángulo de fricción interna) para suelos no cohesivos a partir del SPT. Los resultados del SPT pueden correlacionarse con algunas propiedades mecánicas de los suelos, y en especial en lo referente a las arenas. Las primeras referencias sobre el uso del SPT en arenas están citadas en (Terzaghi y Peck) y representadas en una tabla que correlaciona el valor de N con la densidad relativa en arenas. La densidad relativa (Dr) de una arena tiene una influencia importante en el ángulo de fricción interna (Φ), en su capacidad de carga y en el asentamiento de fundaciones que se apoyan sobre este material
Fig. 2
Aporte de Peck y Bazaraa Relacionan la densidad relativa de la arena con el índice de penetración estándar "N" y la presión de sobrecarga en el nivel donde se efectúa el ensayo, por medio de las siguientes relaciones: Para <1,5kpsi/pie2 (0,73 kg/cm2) Para >1,5kpsi/pie2 (0,73 kg/cm2) En la que "N" es el valor del S.P.T. para una arena con una densidad relativa DR y bajo una Presión de sobrecarga.
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Aporte de Meyerhof En investigaciones realizadas entre 1953, 1954 y 1955 Meyerhof estableció una correlación entre N, DR, y φ, la cual es independiente de la presión de sobrecarga efectiva (Fig. 3). Según el autor los valores de los ángulos son seguros para arenas limpias y uniformes, deben reducirse por lo menos 5 grados para el caso de arenas arcillosas en ausencia de ensayos de corte; para el caso de una mezcla de arenas con gravas pueden aumentarse hasta 5 grados. Posteriormente en 1975 estableció una correlación en la cual se incluye el efecto de la presión de sobrecarga ( en el nivel donde se efectúa el ensayo, por medio de la siguiente relación).
Fig. 3
Existen muchas teorías sobre el calculo de y N, propuesto por muvhos autores aquí se mencionan os valores corregido de N, todas son relaciones empíricas (Fig. 4).
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Tabla 3
*tomado
de GEOTECNIA III PARAMETRIZACIÓN DE SUELOS MEDIANTE ENSAYOS IN SITU Facultad de Ingeniería U.N.L.P.
Determinación e la capacidad de soporte de suelo a partir de N. Después que una cimentación ha cumplido con los requerimientos de ubicación y profundidad mínima, debe satisfacer otras dos condiciones. Primero, debe ser adecuadamente segura contra una falla dentro de la masa de suelo y segunda, el asentamiento de las cimentaciones no debe de poner en peligro la estructura. De los método desarrollados para determinar la capacidad de carga y del asentamiento se deduce que estas dos son independientes una de otra. El método más antiguo de para determinar la presión o carga admisible es confiar en experiencias anteriores en suelos similares de la región.** Presuntas cargas unitarias admisibles, típicas 2 Arena muy suelta Seca 0-0.5 kg/cm Arena suelta Seca 0.5-1.5 Arena firme Seca 1.5-3.0 Arena compacta Seca 1,5-3,0 Arcilla blanda 0-0,75 Arcilla firme 0,75-1,25 Arcilla resistente 1,25-2,50 Arcilla dura 2,50-5,00 Roca en capa laminada o 5,00-15,00 fracturada Roca masiva con algunas 15,00-40,00 fisuras Roca masiva sana 40,00-100,00
Inundada 0-0.3 kg/cm Inundada 0.3-1.0 Inundada 1.0- 2.0 Inundada 2,0-4,0
Tabla 4 **
**Tomado de Introducción. A la mecánica de suelos y cimentaciones, B. sowers F. sowers
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Suelos Granulares La capacidad de carga última (qult) de un suelo (Terzaghi y Peck) puede establecerse a partir de las siguientes relaciones:** (zapatas cuadradas) (zapatas continuas) en la que: (qult) capacidad de carga última (lb/pie²) B ancho de la fundación en pies D profundidad de la fundación (pies) RW y R'W factores de corrección por la posición de la Napa Freática propuesto por Terzaghi y Peck han correlacionado el ancho de la fundación para que, con un valor de N dado, se obtenga una presión de contacto que produzca un asentamiento total máximo de 1", esta correlación se muestra en la fig. 4 que es válida para arenas secas.**
Fig. 4
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Seminario taller de mecánica de suelos y exploración geotécnica, centro peruano japonés de investigaciones sísmicas y Mitigación de desastres, 1era edición digital 2002.
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Suelos Finos El ensayo de Penetración Estándar fue ideado predominantemente para ser usado en suelos granulares, sin embargo, en trabajos de pequeña envergadura, puede conseguirse una menor economía utilizando un diseño conservador basado en resultados del S.P.T. La tabla No. IV proporciona una relación aproximada entre N, la consistencia y la capacidad de carga admisible (FS = 3) de suelos arcillosos. Al aplicar estas relaciones no se tiene un control sobre la magnitud de los asentamientos y en consecuencia deben ser efectuados por algún método en particular.**
Tabla 5
FACTORES DE CORRECCIÓN POR SOBRECARGA EN ARENAS El factor de corrección del S.P.T. (CN) está definido como la relación entre la resistencia medida Del S.P.T. para una presión vertical efectiva dada (v), a la resistencia medida a un esfuerzo vertical estándar (v)ref, normalmente de 1 T/pie² ó 1 Kg/cm². En la práctica el valor del número de golpes corregido (N1), se obtiene usando la siguiente relación:** N1 = CN. N Donde N representa el número de golpes medidos. Los factores de corrección comúnmente usados y que han sido publicados se resumen en la siguiente tabla.**
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Seminario taller de mecánica de suelos y exploración geotécnica, centro peruano japonés de investigaciones sísmicas y Mitigación de desastres, 1era edición digital 2002.
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Tabla 6
Corrección por Energía (h1) Se considera que el valor de N es inversamente proporcional a la energía efectiva aplicada al martillo y entonces, para obtener un valor de Ne1 a una energía dada "e1", sabiendo su valor Ne2 a otra energia "e2" se aplica sencillamente la relación: Ne1 = Ne2 x (e2/e1)
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Bibliografía
Introducción a la mecánica de suelos y cimentaciones B. Sowers F. Sowers, editorial limusa 1980 Seminario taller de mecánica de suelos y exploración geotécnica, centro peruano japonés de investigaciones sísmicas y Mitigación de desastres, 1era edición digital 2002
Geotecnia iii parametrización de suelos mediante ensayos in situ facultad de ingeniería U.N.L.P
