INTRODUCCIÓN ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR (SPT) El Ensayo de Penetración Estándar (SPT) es el método de ensayo in situ más ampliamente utilizado universalmente para la determinación de las condiciones de compresibilidad y resistencia de suelos. Este ensayo permite medir la resistencia a la penetración del terreno y al mismo tiempo obtener muestras representativas alteradas con propósitos de identificación en campo y clasificación en laboratorio. El procedimiento del Ensayo de Penetración Estándar está indicado en la norma ASTM D-1586. Este ensayo consiste en hincar en el terreno un muestreador de caña partida, cuyo extremo inferior está unido a un anillo cortante (zapata) y es superior a una válvula y pieza de conexión a la línea (tubería) de perforación. El muestreador tiene un diámetro externo de 51mm y un penetración se
diámetro interno de 35mm, para la
utiliza la energía de un martillo de 63.5 kg. De peso que cae
libremente de una altura de 760mm. El registro de penetración e índice de penetración “N” se obtiene al considerar los golpes necesarios para penetrar los últimos 30cm (12”) de un total de 45 cm. (18”) de muestreador; los primeros 15 cm (6”) no se consideran, dado que el suelo podría estar alterado por efectos del procedimiento utilizado durante la ejecución, del sondaje de perforación. La muestra examinada, clasificada por el técnico de campo encargado del sondeo guardándose posteriormente en un depósito de vidrio o plástico, que se sella y se envía al laboratorio. La resistencia a la penetración es un indicador de la compacidad de los suelos no cohesivos y de la resistencia de los suelos cohesivos, pues es, en efecto un ensayo dinámico de esfuerzo cortante in-Situ. Las tablas 1 y 2 reflejan la compacidad y la resistencia de acuerdo con los resultados de la prueba de penetración estándar.
TABLA N° 1 COMPACIDAD RELATIVA DE LA ARENA
Numero de Golpes del SPT
Compacidad Relativa
00 – 04
Muy suelta
05 – 10
Suelta
11 – 20
Firme
21 – 30
Muy Firme
31 – 50
Densa
Más de 50
Muy Densa
TABLA N° 2 RESISTENCIA DE LOS SUELOS COHESIVOS N° de Golpes
Resistencia a la Consistencia
Compresión Simple en (kg./cm2)
< 2
Muy Blanda
< 0.25
0-4
Blanda
0.25 - 0.50
4-8
Media
0.5 - 1.00
08 - 15
Firme
1.00 - 2.00
15 - 30
Muy Firme
2.00 - 4.00
> 30
Dura
> 4.00
La longitud de hincado es de 450 mm. Siendo los primeros 150 mm utilizados para penetrar el muestreador en el suelo disturbado hasta el no disturbado. Se cuenta el número de golpes necesarios para penetrar el muestreador los próximos 300mm en incrementos de 150mm. Tomándose como valor de “N” de resistencia a la penetración el resultante de la suma de golpes necesarios para hincar los últimos 300mm.
El ensayo de penetración estándar puede realizarse a cada metro o metro y medio de profundidad. VENTAJAS DEL SPT Una ventaja adicional es que 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. APLICACIONES El ensayo SPT tiene su principal utilidad en la caracterización de suelos granulares (arenas o gravas arenosas), en las que es muy difícil obtener muestras inalteradas para ensayos de laboratorio. INFLUENCIA DE LA PROFUNDIDAD La penetración en las arenas depende de la resistencia del terreno, que a su vez es función del ángulo de rozamiento, o del índice de densidad, y del estado tensional en el que se encuentre el terreno. OBJETIVOS: OBJETIVOS GENERALES: 1. Obtener una medida de la resistencia a la penetración en el suelo, mediante la inserción de un muestreador normalizado en el suelo. 2. Determinar si el tipo de suelo ensayado posee consistencia o compacidad. 3. Conocer el procedimiento para la realización del ensayo de penetración estándar, el cual nos dará un registro de la resistencia a la penetración en un suelo, factor que es muy importante para una obra civil. 4. Obtener
muestras
alteradas
representativas
de
suelo
a
diferentes
profundidades, provenientes de distintos estratos para su clasificación. OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
1. Determinar el contenido de humedad de las muestras de suelo que se obtuvieron en el suelo de la facultad. 2. Calcular la resistencia a la penetración que presenta el suelo ensayado, de acuerdo al número de golpes que se necesitó para penetrar el muestreador de 15 cm a 45 cm. 3. Calcular la carga admisible del suelo ensayado, de acuerdo al número de golpes que se necesitó para penetrar el muestreador de 15cm a 45 cm. 4. Conocer las ventajas y desventajas que presenta éste ensayo SPT en la construcción de obras civiles. CONCLUSIONES: CHRISTIAN BARRAGAN
REFERENTES A LOS RESULTADOS OBTENIDOS EN LA PRÁCTICA. 1. Al aumentar la profundidad de penetración los suelos se vuelven más compactos, ya que los estratos inferiores están más consolidados. 2. Cuando la profundidad del suelo aumenta, las características y propiedades cambian como: color del suelo, plasticidad, consistencia, humedad. 3. Se pudo determinar la cantidad de golpes necesarios para penetrar los 45cm en el estrato los cuales son 10.4 golpes una vez corregidos. 4. Este suelo tiene una resistencia a la penetración de 41.6 Kg/cm 2 y una carga admisible de 1.04 Kg/cm 2 esto nos indica la resistencia que presenta el suelo ante las cargas que se le someten. 5. Una ventaja del muestreador del ensayo SPT, es que 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. IMPORTANCIA PARA LAS OBRAS CIVILES: 1. Esta práctica es de gran interés en la ingeniería civil por los resultados que obtenemos, los cuales nos dan características físicas y mecánicas del suelo. 2. La práctica es una herramienta útil en lo que respecta a los suelos cohesivos para dimensionamiento de cimentaciones.
3. La profundidad de la perforación a la que se realice el ensayo va a depender del tipo de construcción u obra civil que se va a efectuar. 4. Las obras se realizan acoplándolas a las características de los suelos en los que se van a desarrollar, y en caso de ser suelos desfavorables se debe realizar mejoramiento de suelos. RECOMENDACIONES:
1. Se debe contar con los equipos adecuados, y en buenas condiciones, ya que muchos instrumentos por el excesivo uso se deterioran rápidamente. Por lo que el mantenimiento del equipo debe ser adecuado. 2. Si los resultados no son satisfactorios se recomienda realizar nuevamente la práctica. 3. Tener cuidado al marcar las distancias a las que vamos a realizar las perforaciones. 4. Se recomienda registrar el número de golpes en cada muestra de los diferentes estratos, para prevenir la perdida de datos. BIBLIOGRAFÍA:
GONZÁLES M. FERNANDO, Fundamentos de la mecánica de suelos, s.p.i.
Universidad Central del Ecuador, Quito, pág. 59-64 JUAREZ BADILLO E. Y RICO R.A. Mecánica de suelos, tomo I, Editorial
Limusa, Pág. 161-165 Mecánica de Suelos y Cimentaciones, Ing. Carlos Crespo Villalaz, páginas
totales 652, página consultada: 93 a 108. Construmatica. Ensayo de penetración estándar. Recuperado de: http://www.construmatica.com/construpedia/Ensayo_de_Penetraci
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