ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR (SPT)
1. MARCO TEÓRICO
El S.P.T es un método muy usado en la exploración de suelos (también muy económico), que permite determinar las características, espesor y estratificación de los materiales que se encuentran en el subsuelo, así como también permite conocer la resistencia a la penetración en función del número de golpes (N) de los diferentes estratos que conforman el subsuelo a diversas profundidades. Está normalizado desde 1958 por la Norma D1586. Generalmente, esta especialmente indicado para arenas; en cambio, para suelos arcillosos, presenta bastantes dificultades de interpretación. También, en suelos que contengan gravas deberá de tenerse cuidado con la influencia que genere el tamaño de partículas del suelo. El ensayo consiste en hincar un muestreador partido 45 cm de largo colocado al extremo de una varilla AW, por medio de un martillo de 63,5 kg, que se deja caer libremente desde una altura de 76 cm, anotando los golpes necesarios para penetrar cada 15 cm. El valor normalizado de penetración N es para 30 cm, se expresa en golpes/pie y es la suma de los dos últimos valores registrados. Se dice que la muestra se rechaza si: * N es mayor de 50 golpes * No hay avance luego de 10 golpes.
2. EQUIPOS Y MATERIALES
* Equipo SPT, el cual consta de un trípode de 6m con polea doble, por el que se hace ha ce pasar por una cuerda, cuya finalidad es levantar el martillo mar tillo junto con la tubería de perforación y el toma muestras. * Malacate * Martillo de 140 lb * Penetrometro * Bomba de alta presión de 8 HP * Llaves Squilson
* Llave de tijera * Cabezal de golpe * Línea de barras * Línea de Casing
3. PROCEDIMIENTO Una vez que en la perforación del sondeo se ha alcanzado la profundidad a la que se ha de realizar la prueba, sin avanzar la entubación y limpio el fondo del sondeo, se desciende el muestreador SPT unido a la barra AW, hasta apoyarse suavemente en el fondo. Luego, se eleva repetidamente el martillo con una frecuencia constante, dejándolo caer libremente. Se contabiliza y se anota el número de golpes (N) necesarios para hincar la cuchara los primeros 15 centímetros. Posteriormente, se realiza la prueba en sí, introduciendo otros 30 centímetros, anotando el número de golpes requerido para la hinca en cada intervalo de 15 centímetros de penetración.
4. ANÁLISIS DE DATOS
Datos tomados en campo:
N(cm) | Golpes 15
|7
|
30
| 13
|
45
| 19
|
Total | 32
|
|
Para el cálculo tomamos solo los dos últimos resultados
Parámetro NSPT= 13 + 19 = 32 Según la tabla mostrada en el gráfico, nos encontramos frente a un suelo duro.
5. CONCLUSIONES
* La penetración se puede ver alterada por varios factores: profundidad del ensayo, estabilidad del sondeo, etc. * Aunque se denomina estándar, el ensayo tiene muchas variantes y fuentes de diferencias, en especial la energía que llega al muestreador, la cual depende del equipo empleado, por lo que sería necesario aplicar factores de corrección para expresar los resultados en función de la energía entregada. * En el laboratorio se uso el método de lavado (wash baring) * No se cuenta los primeros 15 cm, ya que el suelo pueda estar alterado por la inyección de agua.
6. POSIBLES FUENTES DE ERROR:
* Una mala instalación de los equipos durante el ensayo, podría alterar todo el resultado obtenido. * Un deficiente mantenimiento de los equipos, podría ocasionar que estos nos arrojen al final datos errados. * No mantener un adecuado control en el número de golpes, alterará de manera significativa los resultados obtenidos. * El tiempo transcurrido entre la perforación realizada y el ensayo SPT. * Una inadecuada manipulación del cono podría causar daños al equipo y con ello alterar los resultados. * Se debe elegir un cono adecuado dependiendo del tipo de suelo a ensayar, debido a que existen ciertas limitaciones con ciertos tipos de suelo. * Falta de limpieza del forro
* Peso inadecuado del martillo * Golpes de forma excéntrica * Sondeo de diámetro excesivo * Experiencia del técnico
Ventajas del ensayo SPT:
* Funciona en mucho tipo de suelos * Se puede utilizar en rocas blandas * Disponibilidad en todo el mundo * Permite estimación de compacidad a profundidad * Permite estimación de parámetros resistentes y de estado * Instalación de piezómetros * Al ser la cuchara SPT una toma muestras, permite visualizar el terreno donde se ha realizado la prueba y realizar ensayos de identificación, y en el caso de terreno arcilloso, de obtención de la humedad natural.
Desventajas del ensayo SPT
* Debido a que el SPT es un ensayo perturbador y destructivo, en suelos blandos, donde el número de golpes es menor a 10 por ejemplo, sus resultados pueden llegar a ser difíciles o imposibles de interpretar. * Resultados depende de varios factores de corrección. * Obtención de parámetros de resistencia discontinuos * Numero muy crudo de análisis * No aplicable a arcillas blandas y limos
ENSAYO DE CONO DE PECK
I. Marco Teórico El cono de Peck es un ensayo que solo se realiza en Perú y está normado por la Norma NP E050, consiste en la introducción en forma continua de una punta cónica tipo Peck. El equipo que se empleará para introducir la punta cónica en el suelo es el mismo que el empleado en el Ensayo de Penetración Estándar, en el que se reemplaza la cuchara estándar por un cono de 2.5" de diámetro y 60° de ángulo en la punta. Este cono se hinca en forma continua en el terreno. El registro de la auscultación se efectúa contando el número de golpes para introducir la punta cónica cada 15 cm. El cono tipo Peck debe calibrarse con respecto al Ensayo de Penetración Estándar, con la finalidad de obtener el parámetro a usar en la expresión siguiente para obtener N:
* N = número de golpes por 30 cm de penetración en el Ensayo de Penetración Estándar. * Cn = número de golpes por 30 cm de penetración con el cono dinámico tipo Peck. * = coeficiente de correlación.
II. Equipos y materiales Para este ensayo se usó el martillo de la norma STP de 63.5 kg, el cual proveía a la barra guía AW esta carga, con el fin de que el cono de 2.5 y 460° de ángulo (que se encontraba en la parte inferior de la barra guía) penetre el suelo.
III. Análisis de datos
(cm)
| N° de Golpes | CN
| N=(CN*2)
| Descripción | Densidad relativa
0
|0
|
|
|
|
|
15
|5
|
|
|
|
|
30
|8
|
|
|
|
|
45
|7
| 15
| 30
| med. Densa | 36-60 %
|
|
60
| 16
|
|
|
75
| 23
| 39
| 78
| muy densa
| 86-100 %
90
| 24
|
|
|
|
105
| 30
| 54
| 108
| muy densa
| 86- 100 %
120
| 45
|
|
|
|
135
| 48
| 93
| 186
| muy densa
| 86- 100%
150
| 85
|
|
|
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C.PECK | SPT
|
15
| 30
|
39
| 78
|
54
| 108
|
93
| 186
|
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IV. Conclusiones * No deben ejecutarse ensayos con cono tipo Peck en el fondo de calicatas, debido a la pérdida de confinamiento. * El uso del cono de Peck se recomienda hasta 8 metros de profundidad, en ningún caso se debe superar los 10 metros. * Se inicia desde nivel de superficie, además, de aplanar el suelo de forma que este lo más horizontal para que los golpes sean exactamente verticales.
VENTAJAS:
* Menor costo.
* Registro continuo.
DESVENTAJAS:
* No se conoce el tipo del suelo.
* La fricción puede alterar los resultados a más de 15 m de profundidad