NOTA IMPORTANTE: La entidad sólo puede hacer uso de esta norma para si misma, por lo que este documento NO puede ser reproducido, ni almacenado, ni transmitido, en forma electrónica, fotocopia, grabación o cualquier otra tecnología, fuera de su propio marco. ININ/ Oficina Nacional de Normalización
NORMA CUBANA 11: 1998
GEOTECNIA. METODOS DE ENSAYO DE CARGA SOBRE PLACA EN SUELOS
Geotechnics. Test methods of plate load on soils
Descriptores: Suelo; terreno; ensayo; carga de prueba; placa. ICS: 93.020
1. Edición
1998
REPRODUCCION PROHIBIDA
Oficina Nacional de Normalización (NC) Calle E No. 261 Vedado, Ciudad de La Habana. Teléf.: 30-0835 Fax: (537) 33-8048 E-mail:
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NC 11: 1998
Prefacio La Oficina Nacional de Normalización (NC), es el Organismo Nacional de Normalización de la República de Cuba que representa al país ante las Organizaciones Internacionales y Regionales de Normalización. La preparación de las Normas Cubanas se realiza generalmente a través de los Comités Técnicos de Normalización. La aprobación de las Normas Cubanas es competencia de la Oficina Nacional de Normalización y se basa en evidencias de consenso. •
La presente norma ha tomado como base para su elaboración las normas ASTM D 1194-90; D 1195-93 y D 1196-93.
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Ha sido elaborada por la Empresa Nacional de Investigaciones Aplicadas (ENIA) del Ministerio de la Construcción en consenso con el Comité Técnico de Normalización NC/CTN 20 de Geotecnia.
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Sustituye a la NC 54-275:84. Las principales modificaciones están relacionadas con lo establecido en las normas ASTM antes mencionadas, además de incluir algunas consideraciones relacionadas con la norma GOST 20276-85. Asimismo han sido adicionados los métodos de ensayo en calas y en el macizo de suelo.
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Consta de los Anexos A, B, C, D y E, informativos.
NC, 1998 Todos los derechos reservados, a menos que se especifique, ninguna parte de esta publicación podrá ser reproducida o utilizada por alguna forma o medios electrónicos o mecánicos, incluyendo las fotocopias o microfilmes, sin el permiso previo escrito de: Oficina Nacional de Normalización (NC). Calle E No. 261 Ciudad de La Habana, Habana 3. Cuba. Impreso en Cuba
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NC 11: 1998 Indice
1 Objeto ...........................................................................................................................................1 2 Generalidades ...............................................................................................................................1 3. Ensayos superficiales y en calicatas .............................................................................................1 3.1 Aparatos, utensilios y medios de medición. ...........................................................................1 3.2 Procedimiento. .....................................................................................................................2 4 Ensayos en calas y en el macizo de suelo .....................................................................................5 4.1 Aparatos, utensilios y medios de medición ............................................................................5 4.2 Procedimiento. ......................................................................................................................5 5 Método incremental ......................................................................................................................6 5.1 Aparatos, utensilios y medios de medición. ..........................................................................6 5.2 Procedimiento .....................................................................................................................7 6 Método cíclico ..............................................................................................................................9 6.1 Aparatos, utensilios y medios de medición ...........................................................................9 6.2 Procedimiento. .....................................................................................................................9 Anexos ..........................................................................................................................................10 A. Distintos tipos de ensayos de carga con placa......................................................................10 B. Métodos recomendados de cálculo.......................................................................................12 C. Bibliografía ...........................................................................................................................15 D. Datos de la libreta de control y esquema del corte geológico ................................................16 E. Tabla de mediciones y cálculos ............................................................................................17
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NC 11: 1998 GEOTECNIA. METODOS DE ENSAYO DE CARGA SOBRE PLACA EN SUELOS 1 Objeto
Esta Norma Cubana especifica los métodos para la realización de las pruebas de carga sobre placas, las cuales tienen como objetivo estimar la capacidad de carga del suelo y evaluar sus propiedades deformacionales “in situ” en las obras hidrotécnicas y edificaciones y evaluar la calidad del pavimento existente o de cualquiera de sus componentes, o diseñar nuevos pavimentos tanto rígidos como flexibles de aeropuertos y carreteras, siendo aplicables en suelos de subrasante y componentes de pavimento flexible tanto compactados como en su estado natural. 2 Generalidades -
Los ensayos de carga con placa son sólo una parte de los procedimientos necesarios para la investigación de un suelo con fines constructivos.
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Los resultados de las pruebas aportan información sobre el suelo comprendido entre una profundidad que abarca desde la cota del ensayo hasta dos veces el diámetro de la placa por debajo de la misma, y tienen en cuenta el efecto del tiempo sólo parcialmente.
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Los métodos de ensayo se clasifican según su destino en: Ensayos para obras hidrotécnicas y edificaciones y Ensayos para obras viales.
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Los ensayos para obras Hidrotécnicas y Edificaciones se realizan: En la superficie, en calicata, en cala y en el macizo de suelo ( véase Anexo A ).
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En los ensayos para obras viales se consideran dos métodos: Incremental y Cíclicos.
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Según la ubicación del ensayo con respecto a la superficie se distinguen ensayos confinados y sin confinamiento lateral.
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Los ensayos no confinados son los superficiales y aquellos que se realizan en calicatas cuyas paredes se encuentran alejadas de los bordes de la placa por lo menos 1,5 veces su diámetro.
-
Ensayos confinados se consideran en calas y en el macizo de suelo y aquellos en calicatas cuyas paredes se encuentran a menos de 1,5 veces el diámetro del borde de la placa. Estos ensayos requieren en su cálculo e interpretación de una corrección por el efecto de la sobrecarga que limita las deformaciones del suelo.
3. Ensayos superficiales y en calicatas 3.1 Aparatos, utensilios y medios de medición 3.1.1 Plataforma de carga lastrada, viga de reacción anclada u otros medios que aporten la suficiente carga para la reacción; en el caso de plataforma, estas deben estar calculadas y dimensionadas para soportar las cargas sin peligro para su estabilidad y deformación.
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3.1.2 Gato hidráulico, de suficiente capacidad para alcanzar y mantener la carga máxima estimada para las condiciones específicas en que se encuentra el suelo, que cuente por lo menos con un instrumento calibrado de medición de la fuerza ejercida, como son: manómetro, anillo dinamométrico o celda de presión. El gato será capaz de mantener la carga y los instrumentos de medirla con un error no mayor de 2 % de los incrementos que se utilicen. 3.1.3 Juego de 4 placas circulares, rígidas de acero de 305 mm, 457 mm, 610 mm y 762 mm de diámetro y espesor no menor de 25 mm cada una, maquinadas de tal forma que puedan ser montadas una sobre la otra en forma de pirámide cuando se realicen con la placa mayor, o placas individuales rigidizadas de los mismos diámetros indicados. La prueba puede hacerse igualmente sobre bloques de hormigón que reproduzcan la forma o tamaño de los cimientos. 3.1.4 Instrumentos de medición del asentamiento de la placa, como pueden ser indicadores de carátula con recorrido no menor de 25 mm y precisión no menor de 0,01 mm o flexímetro de igual precisión. 3.1.5 Reloj cronómetro. 3.1.6 Viga de referencia para sujetar los indicadores de carátula, que tenga apoyos independientes de la estructura de reacción y del sistema de carga. 3.1.7 Otros implementos incluidos: columnas de carga, calzos de acero, rótula de acero para el centrado de la carga y brazos porta indicadores. 3.1.8 Otros instrumentos y herramientas de la construcción incluyendo nivel de burbuja. Nota
El conjunto de aparatos puede ser muy variados, en dependencia de los requerimientos del ensayo y el equipamiento disponible. El conjunto de aparatos y el programa de trabajo deben ser definidos previamente y aprobados por el responsable de la investigación y puede permitir gran amplitud de detalles dentro de los requerimientos expuestos dentro de la norma. Varios conceptos se muestran en las figuras que acompañan esta norma.
3.2 Procedimiento 3.2.1 Selección de la ubicación y volumen de ensayos La selección de áreas representativas para ensayar se basa en los resultados de los trabajos exploratorios y los requerimientos de la estructura a proyectar. A menos que otra cosa sea especificada las pruebas se realizan a la elevación propuesta para la base de la estructura y bajo las mismas condiciones a que estará sujeta. En el caso de cimentaciones la profundidad relativa de colocación de la placa (z / d ) debe ser la misma que la del cimiento. Si la mencionada condición de igual profundidad relativa no puede ser alcanzada por razones prácticas, los resultados del ensayo deben ser interpretados mediante el uso apropiado de la teoría de capacidad soportante del suelo. También deben hacerse correcciones que tomen en cuenta los efectos de la forma y tamaño de los cimientos así como de la presencia del nivel freático. Al menos se requieren tres ensayos por cada condición geotécnica diferente, situadas a una distancia entre sí no menor que cinco veces el diámetro de la placa mayor utilizada.
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NC 11: 1998 3.2.2 Preparación y montaje del ensayo
Se prepara el terreno de acuerdo con el tipo de prueba que se va a realizar, superficiales o en calicatas, estas últimas pueden ser confinadas o no confinadas. Se limpiará y se nivelará cuidadosamente el área a cargar, de modo que la carga se trasmita a través del área total de contacto de la placa con el suelo inalterado. Las irregularidades de la superficie del suelo serán cubiertas con una capa de contacto de arena no mayor de 2 cm de espesor. La placa se rotará 180° en sentido opuesto dos veces. Se protegerá el área de trabajo de cambios de humedad en el suelo, a menos que estos sean esperados en el futuro, como ocurre en las obras hidrotécnicas. En este caso se saturará el suelo hasta el grado deseado y una profundidad no menor de dos veces el diámetro de la placa mayor utilizada. Los soportes o puntos de apoyo de la plataforma o estructura de reacción deben estar a una distancia de la placa no menor de 2,5 m . Se pesará y registrará previamente todo el equipamiento a utilizar como placas, gatos, columnas de carga para considerarlo dentro de la carga total a aplicar. La viga de referencia que soporta los indicadores de carátula debe apoyarse independientemente de todo el sistema de la prueba y sus apoyos se situarán lo más lejano posible de los apoyos de la reacción y del centro del área cargada pero nunca a menos de 2,5 m de la misma. Los indicadores de carátula se utilizarán en número suficiente (2, 3 ó 4) y se situarán en posición vertical ubicados a 2 cm de los bordes de la placa mayor a utilizar y distribuidos en caso que se utilicen 2 indicadores, diametralmente opuestos, si se utilizan 3 indicadores se distribuyen a 120° uno del otro, en el caso de 4 indicadores se situarán a 90° uno del otro. 3.2.3 Ejecución del ensayo Inicialmente se aplicará al suelo una carga igual a la carga geológica, excepto en los ensayos superficiales o poco profundos, descontando de esta el peso muerto del equipamiento. Si el ensayo se realiza superficial o a una profundidad tal que el peso muerto del equipamiento sea mayor que la carga geológica será preciso para la elaboración e interpretación de la prueba realizar la corrección de la relación de carga-asentamiento considerando el peso del equipamiento. En esta etapa inicial de carga no se tienen en consideración el asentamiento registrado por los indicadores, por lo tanto al cesar de moverse las agujas bajo esta carga se sitúan los indicadores en “cero”. Las cargas de ensayos se aplicarán al suelo en forma de incrementos acumulativos de igual magnitud cada uno en caso de suelos blandos, pero no mayores que 1/10 de la capacidad de carga estimada del suelo a ensayar, y en ningún caso superiores a 100 kPa . La aplicación y medición de las cargas debe ser uniforme, sin impactos, sin fluctuaciones y sin excentricidades. Cada incremento de carga se mantendrá durante el intervalo de tiempo seleccionado pero nunca menos de 15 min .Se admite mantener la carga por intervalos de tiempo crecientes hasta la estabilización convencional de las deformaciones o hasta que estas cesen, observándose que siempre se utilicen los mismos criterios de estabilización en cada serie de ensayos. Pueden ser utilizados los criterios que se recomiendan en la siguiente tabla: Tabla 1- Criterios para determinar el tiempo de aplicación de la carga
Tipo de Suelo Arenas Limos Arcillas
Pruebas rápidas Intervalo de tiempo (min) 15 – 30 30 – 60 60 – 90
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Pruebas lentas Condiciones de estabilización convencional. (mm/min) 0,1/ 30 0,1/ 60 0,1/120
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El asentamiento de las placas se medirá continuamente, inmediatamente antes y después de aplicado cada incremento y a iguales intervalos de tiempo durante la duración del escalón de carga, de modo tal que en cada incremento de carga se disponga de no menos de seis lecturas. La medición del asentamiento podrá realizarse en caso de ensayos confinados en calicatas estrechas, mediante indicadores situados cerca de la superficie, para lo cual se deberá calcular la deformación longitudinal por compresión de la columna de carga por el efecto de las cargas recibidas a fin de restarlas de las deformaciones totales registradas, si esto procede. En este caso el sistema de columna de carga debe ser previamente calculado y diseñado de modo que no sea posible su deformación por pandeo. El ensayo se llevará hasta la carga prevista por el programa (siempre que contenga por lo menos 5 incrementos de carga). Se recomienda, siempre que se disponga de la suficiente reacción, continuar el ensayo hasta alcanzar un asentamiento igual o mayor que el 10 % del diámetro de la placa, a menos que se observe el fallo claramente definido. Después de completarse las observaciones del asentamiento para el último incremento de carga, se procederá a descargar en decrementos que representen el doble de la magnitud de los incrementos. La recuperación elástica de la deformación será observada hasta que esta cese, o durante un período de tiempo no menor que el intervalo de tiempo de los incrementos de carga. Después de terminada la prueba se desmontan los equipos e instrumentos y debajo de la placa se excavará o perforará hasta una profundidad de dos veces el diámetro de la placa mayor utilizada para verificar el espesor de suelo ensayado y sus condiciones, así como su correspondencia con el que se deseaba ensayar. 3.2.4 Elaboración y presentación de los resultados Los resultados de los ensayos de carga con placa se presentan como un listado de lecturas continuas de tiempo, carga y asentamiento (véase el Anexo E). Las deformaciones de los diferentes indicadores se promedian y se plotean en gráficos contra el valor de sus cargas correspondiente (gráfico P vs S) en escala aritmética, proporcionales en ambos ejes de coordenadas. Se realizarán todas las correcciones que sean necesarias de las cargas y los asentamientos por sobrecarga por peso del equipamiento, por compresión de la columna de carga y otros. Se calcularán y determinarán según los objetivos del ensayo los módulos de deformación general, el coeficiente de balasto o la carga de rotura según la teoría de la elasticidad apropiada. En el Anexo B se presentan los métodos recomendados. Además en el Anexo D se incluirán todas las condiciones del suelo y del ensayo y las observaciones realizadas durante el mismo incluyendo:
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NC 11: 1998 Fecha de comienzo y terminación. Personal técnico que participó. Condiciones ambientales. Cualquier irregularidad observada. Se puede emplear el Anexo E, Tabla de mediciones y cálculos, de la presente norma. 4 Ensayos en calas y en el macizo de suelo 4.1 Aparatos, utensilios y medios de medición 4.1.1 Detalles según aparecen en 3.1.1 y 3.1.2 .
4.1.2 Placa circular rígida de acero, de diámetro 270 mm y espesor no menor de 25 mm con un tramo de camisa extrarrígida de 127 mm de diámetro soldada en su centro y con rosca en su extremo libre para el ensayo de suelos de consistencia firme a muy dura sobre el nivel freático. 4.1.3 Placa helicoidal flexible de 270 mm de diámetro terminada en cono y soldada a una barra de acero de 76 mm con hexágono adaptador a varilla de perforación para ensayar suelos cohesivos de consistencia muy blandos hasta media, arenas desde muy sueltas a semidensas ( por encima y por debajo del nivel freático ) y suelos orgánicos. 4.1.4 Tren de camisas extrarrigídas de 127 mm de diámetro con roscas y uniones para alcanzar la profundidad necesaria. 4.1.5 Tren de camisas de acero de 300 mm de diámetro para el encamisado del pozo, si es necesario para garantizar la estabilidad de sus paredes. 4.1.6 Limpiador del fondo de la cala de 270 mm de diámetro ranurado en su fondo. 4.1.7 Abrazadera circular con placas horizontales para el apoyo de los indicadores de carátula. 4.1.8 Detalles según aparecen en 3.1.4, 3.1.5, 3.1.6, 3.1.7 y 3.1.8 (véase Nota). 4.2 Procedimiento 4.2.1 Selección de la ubicación y volumen de ensayos. Detalles según aparecen en 3.2.1.
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4.2.2 Preparación y montaje de los ensayos en calas. Se perforará una cala vertical de diámetro de 300 mm hasta la profundidad escogida del ensayo. Se encamisará el pozo si es necesario hasta 300 mm por encima de la profundidad de realización del ensayo. Se limpiará cuidadosamente el fondo de la cala con el limpiador ranurado plano. Este se acopla a la barra de la perforadora y se hace rotar varias veces, extrayendo el residuo del fondo de la cala. Se hace descender la placa acoplando tramos de camisa hasta alcanzar que esta se apoye sobre el fondo. El sistema de gato hidráulico se montará entre las camisas y la estructura de reacción con la correspondiente rótula. Se fijará la abrazadera circular a la camisa de la columna de carga e instalarán los indicadores de carátula en las placas horizontales. 4.2.3 Preparación y montaje de los ensayos en el macizo de suelo. En dependencia de la características del suelo a ensayar y los que la sobreyacen se perforará y encamisará una cala de 300 mm de diámetro. La perforación se realizará hasta una profundidad de 1,0 m por encima de la cota donde se situará la placa helicoidal. En caso de suelos muy blandos a fluidos sobreyaciendo todo el espesor hasta la profundidad de ubicación de la placa, se admite prescindir de la perforación y el encamisado, despreciándose así la fricción lateral del suelo con los tramos de la columna de carga. La placa helicoidal se acopla con tramos de la columna de carga hasta alcanzar el fondo de la cala y posteriormente rotando lentamente se hace descender hasta la profundidad deseada. Posteriormente se realizará el montaje del sistema de carga y el sistema de medición de los asentamientos según 3.2.2 . 4.2.4 Ejecución del ensayo Se ejecutará según aparece en 3.2.3 . 4.2.5 Elaboración y presentación de los resultados. Se realizará según aparece en 3.2.4 . 5 Método incremental 5.1 Aparatos, utensilios y medios de medición 5.1.1 Dispositivo de carga que puede ser un camión cargado u otro equipo pesado o una viga anclada que aporte suficiente reacción para el ensayo. Los puntos de apoyo o ruedas del dispositivo de carga deben quedar como mínimo a 2,5 m del punto donde se realizará el ensayo. 5.1.2 Gato hidráulico capaz de aplicar carga sobre el suelo en incrementos y descargar en decrementos. La capacidad del gato ha de ser tal que permita aplicar la carga máxima requerida y debe estar equipado con un instrumento de medición de la fuerza calibrado que puede ser un manómetro, dinamómetro o celda de presión. 5.1.3 Juegos de 5 placas circulares, rígidas de acero de 152 mm, 305 mm, 457 mm, 610 mm y 762 mm de diámetro y espesor no menor de 25 mm cada una, maquinadas de tal forma que puedan ser montadas una sobre la otra en forma de pirámide cuando se realicen con la placa mayor, o placas individuales rigidizadas de los mismos diámetros indicados.
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5.1.4 Para pruebas de evaluación de pavimentos existentes se admite el uso de una sola placa, cuya área sea igual que el área de contacto o huella de la rueda correspondiente a la combinación más crítica de carga por rueda y presión de inflado. 5.1.5 Instrumentos de medición del asentamiento de la placa, como pueden ser indicadores de carátula con recorrido no menor de 25 mm y precisión de 0,01 mm o flexímetros de igual precisión. 5.1.6 Reloj cronómetro. 5.1.7 Viga de referencia para sujetar los indicadores de carátula, que tenga apoyos independientes de la estructura de reacción y del sistema de carga y cuya longitud será de 5,5 m como mínimo, se admiten longitudes menores siempre que se observe que los apoyos de la misma descansen a una distancia mínima de 2,5 m del centro del área cargada y de los puntos de apoyo de la estructura de reacción. 5.1.8 Otros implementos incluidos: columnas de carga, calzos de acero, rótulas de acero para el centrado de la carga y brazos porta indicadores. 5.1.9 Otros instrumentos y herramientas de la construcción incluyendo nivel de burbuja. 5.2 Procedimiento 5.2.1 Selección de la ubicación y volumen de ensayos La selección de áreas representativas para ensayar se basa en los resultados de los trabajos exploratorios y los requerimientos de la estructura a evaluar o diseñar. Se requiere como mínimo tres ensayos por cada condición geotécnica diferente. 5.2.2 Preparación y montaje del ensayo En casos de ensayos sin confinamiento lateral por debajo de la superficie del terreno, se excavará una calicata cuyas paredes deben quedar desde el borde de la placa mayor utilizada por lo menos a una distancia de 1,5 veces el diámetro de la placa referida. En casos de ensayos confinados las paredes de la calicata permitirán sólo la colocación de la placa del diámetro escogido. Limpiar y nivelar cuidadosamente la superficie del área a ensayar. Colocar una capa del menor espesor posible ( máxima 2 cm ) de arena fina para cubrir las irregularidades de la superficie donde se situará la placa y garantizar el apoyo uniforme de esta en toda su área. Proteger el área circundante a la prueba hasta una distancia de 1,8 m del centro del área a ensayar, para impedir cambios de humedad cubriéndola con una lona impermeable. Centrar cuidadosamente la placa mayor seleccionada bajo el lugar de apoyo del gato hidráulico contra el dispositivo de reacción, nivelar la placa, garantizar su apoyo total haciéndola rotar en sentido opuesto dos o tres veces.
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Colocar las restantes placas de menor diámetro concéntricamente sobre la placa mayor. Situar el gato, columna de carga, rótula y otros. Se situarán los indicadores como se especifica en el último párrafo según 3.2.2 . Proteger los indicadores y vigas de referencia de la acción directa del sol y la lluvia. Asentar la placa y ajustar todo el sistema mediante una carga y descarga rápida que produzca un asentamiento promedio de la placa entre 0,25 mm y 0,5 mm .Cuando las agujas de los indicadores cesen de moverse se aplicará la mitad de la carga que produjo el asentamiento antes observado. Cuando las agujas de los indicadores vuelvan a quedar inmóviles se situarán cuidadosamente las agujas en la posición “cero”. 5.2.3 Ejecución de los ensayos Aplicar las cargas a una velocidad moderadamente rápida en incrementos uniformes. La magnitud de cada incremento será lo suficientemente pequeña para que permita obtener un número suficiente de puntos en la curva carga-deformación (nunca menos de seis). Cada escalón de carga se mantendrá hasta que se cumpla durante 3 min consecutivos que la velocidad de asentamiento sea igual o menor que 0,03 mm/min (condición de estabilización convencional). Se anotarán las cargas y los asentamientos para cada incremento o escalón. Se continuará el proceso de incremento de carga hasta que se alcance el asentamiento total seleccionado previamente, o hasta que agote la capacidad del gato, de ambas la que ocurra primero. Se esperará a que la velocidad de asentamiento en el último escalón cumpla la condición de estabilización convencional antes mencionada y se anotará la lectura final del asentamiento total. Se descargará hasta la carga inicial bajo la cual los indicadores marcaban “cero” y se mantendrá dicha carga hasta que se cumpla la condición de estabilización convencional, anotándose el valor de la recuperación del asentamiento. 5.2.4 Elaboración y presentación de los resultados Se realizará según aparece en 3.2.4 . Las deformaciones de los diferentes indicadores son promediadas y ploteadas en gráficos contra el valor de sus cargas correspondientes (gráfico P vs S ) en escala aritmética, proporcionales en ambos ejes de coordenadas. La curva incluye la rama de descarga. Se realizará la corrección del punto “asentamiento cero” teniendo en cuenta el peso del equipamiento y la carga de ajuste del mismo a partir de la cual se comenzó la prueba.
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NC 11: 1998 6 Método cíclico 6.1 Aparatos, utensilios y medios de medición Detalles según aparecen en 5.1 6.2 Procedimiento 6.2.1 Selección de la ubicación y volumen de ensayos Detalles según aparecen en 5.2.1 . 6.2.2 Preparación y montaje del ensayo Detalles según aparecen en 5.2.2 . 6.2.3 Ejecución de los ensayos
Se aplicará una carga que produzca un asentamiento de 1 mm, cuando esto se haya alcanzado se comienza el conteo del tiempo, la carga se mantendrá constante tomando lecturas cada 1 min hasta que se cumpla que la velocidad de asentamiento sea menor o igual a 0,03 mm/min durante 3 min sucesivos. Se descargará completamente y se observará la recuperación hasta que se cumpla la condición de estabilización convencional antes mencionada, repetir este ciclo seis veces. Incrementar la carga hasta alcanzar un asentamiento de 5,1 mm y se procede igual que el párrafo anterior. Incrementar la carga en la próxima serie de ciclos hasta alcanzar un asentamiento de 10,2 mm y se procede de la manera antes descrita. 6.2.4 Elaboración y presentación de los resultados Se realizará según 3.2.4. Se determinará para cada repetición de carga ó ciclo de carga el asentamiento que corresponde al momento en que se alcanzó exactamente la razón de asentamiento de 0,03 mm/min. Se correrá gráficamente el cero para la carga y el asentamiento teniendo en cuenta además la carga de ajuste inicial de la prueba. Graficar el asentamiento corregido ( para los cuales la razón de asentamiento es exactamente 0,03 mm / mín ) contra el número de repeticiones de carga corregida.
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NC 11: 1998 ANEXO A (informativo)) DISTINTOS TIPOS DE ENSAYOS DE CARGA CON PLACA
1 – Superficial.
5 8
9
7
4
6
2
2 – En calicatas. 4
7
9
3 5 4
6 1
1234567-
Placa o juego de placas. 8- Anclaje del elemento de reacción. Gato hidráulico. 9- Apoyo del elemento de reacción. Columna de carga. Instrumento de medición de carga. Rótula. Sistema de referencia y medición de las deformaciones. Elemento de reacción.
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2 b- Confinado
7 5 2
4
6
8 3
3- En calas
4- En el macizo 5 5 2
4
4 2
6
8 3
1 1
11
6
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NC 11: 1998 ANEXO B (informativo) MÉTODOS RECOMENDADOS DE CÁLCULO
B.1 Cálculo de los módulos de deformación general. Se calcula el módulo por la fórmula:
(
E = 1− µ2
) w. D. K ⋅ PS
donde: µ
es el coeficiente de Poisson ;
µ
es 0,27 para arenas
µ
es 0,30 para arenas limosas
µ
es 0,35 para limos arcillosos
µ
es 0,42 para arcillas
w
es el coeficiente de la forma de la placa ; w es 0,79 para placas circulares
D
es el diámetro de la placa utilizada, en metro ;
K
es el coeficiente de corrección por sobrecarga ;
P
es el intervalo de carga para el cual se calcula el módulo, en kilonewton por metro cuadrado;
S
es el asentamiento correspondiente al intervalo de carga P escogido, en metro.
El coeficiente de corrección K se utiliza para ensayos confinados en calicatas, calas o en el macizo en dependencia de la relación z/d según la siguiente tabla.
z/d
0
1
2
3
4
5
K
1
0,90
0,82
0,77
0,72
0,70
El módulo de deformación E en MPa, se calcula para intervalos cuasi lineales de la curva carga deformación.
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NC 11: 1998 B.2 Cálculo del coeficiente de balasto o módulo de Westergaard a)
Para el diseño de cimentaciones
El cálculo parte de la ejecución de pruebas rápidas con placa de 762 mm de diámetro y se realiza mediante la fórmula:
k=
P S
donde: P
es el intervalo de carga para el cual se calcula el coeficiente de balasto, en kilonewton por metro cuadrado;
S
es el asentamiento correspondiente al intervalo de carga P escogido, en metro.
b) Para el diseño de pavimentos El módulo de Westergaard se toma usualmente como la pendiente de la recta que partiendo del origen del gráfico carga vs deformación corregida pasa por el punto de la curva correspondiente a 1,27 mm de asiento, o sea:
k=
P 1,27 × 10 −3
(kN / m3)
donde: P
es la presión en kilonewton por metro cuadrado para producir 1,27 mm de asiento.
Si la prueba de carga se realizó con placa diferente a 762 mm es necesario realizar la corrección del valor del coeficiente calculado por el efecto de la profundidad que alcanzan las cargas según el siguiente gráfico.
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Módulo de Westergaard (porcentaje del módulo obtenido con placa de 76,2 cm ( 30 “ ))
500
400
300
200
100 0 0
10
20
30
40
50
60
70
Diámetro de la placa utilizada en pulgadas Curva teórica Curva experimental Tabla de equivalencias 10 “ 20 “ 30 “ 40 “ 50 “ 60 “ 70”
25,4 cm 50,8 cm 76,2 cm 100,6 cm 127,0 cm 152,6 cm 177,8 cm
14
80
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NC 11: 1998 ANEXO C (informativo) BIBLIOGRAFÍA NC 54-275:84. Suelos. Ensayo de carga directa mediante placa cargada
ASTM D 1195-93. Standard test method for repetitive static plate load test of soils and flexible pavements components for use in evaluation and design of airport and highway pavements. ASTM D 1196-93. Standard test method for nonrepetitive static plate load test of soils and flexible pavement components for use in evaluation and design of airport and highway pavements. ASTM D 1194-94. Standard. test method for bearing capacity of static load on spread footings. GOST 20276-85. Método de determinación de la deformabilidad de los suelos in-situ. BS. 1377. Part. 9. In-Situ test 1990 Methods 4.1 y 4.2 . Foundation design. J.Bowles. Manual de proyecto de aeródromos de la OACI. Primera edición 1977 parte 3. Indicaciones metodológicas para el uso de la placa espiral. Autor V.Kazantsev. Evaluation of Soft.Clay Properties by the Screw Plate Test. A Selvadurai, T. Nicholas. Proceeding of XI conference of Soil Mec. And Eng. Found.
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NC 11: 1998 ANEXO D (informativo) DATOS DE LA LIBRETA DE CONTROL Y ESQUEMA DEL CORTE GEOLÓGICO
DATOS DE LA LIBRETA DE CONTROL Y ESQUEMA DEL CORTE GEOLÓGICO Libreta de control No. _________ Prueba de carga Equipo _____________________
Corte y descripción de la calicata señalando la cota de la superficie del terreno y la profundidad de colocación de la placa, el nivel freático y los lugares en que se toman las muestras
Fecha de comienzo ________________ Terminación
________________ Calicata No. ________
No. de la prueba _______________________________ Area de la placa
__________________________ cm
2
Capacidad del gato ______________________ toneladas Precisión de los indicadores de carátula _____________ Valor de las divisiones
____________________ kg.
Masa de la camisa _________________________kg/m Masa total de la camisa ____________________ kg Carga geológica
_______________________ kgf/cm
2
Profundidad de colocación de la placa _____________ m Técnico responsable
___________________________
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NC 11: 1998 ANEXO E (informativo) TABLA DE MEDICIONES Y CÁLCULOS Fecha
Secuencia de lectura
h/min.
Lectura del manómetro
atm
2
kgf/cm
Carga sobre la placa
Total (kg)
Lectura de los indicadores de carátula Asiento total de la placa Observaciones 1 2 3 4 Promedio (mm)
Específica 2 ( kg/cm )
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