UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA – SEDE BOGOTÁ FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AGRÍCOLA GEOTECNIA TRABAJO – ENSAYO SPT (STANDARD PENETRATION TEST) PRESENTADO A: ING. GUILLERMO ÁVILA PRESENTADO POR:
ANDRES RIVERA CARRILLO CARRILLO - 215290 JONATAN CAMILO LOPEZ-215321 YEISON BENITEZ IBAGUE -215305 -215305 OSCAR DAVID MELÉNDEZ – 215304. ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR (SPT) INTRODUCCIÓN
El estudio de la mecánica de suelos y geotecnia son desarrollados por métodos teóricos teóricos y empíricos basados en los análisis realizados a las muestras encontradas por los diferentes métodos de exploración del suelo, como como es el caso de spt, con el cual se obtienen parámetros a través de los cuales se pueden llevar a cabo correlaciones y determinar resultados a los estudios de los casos requeridos para confrontarlos con los encontrados por otros métodos de exploración y permitiendo tener un mayor rango de confianza en los datos obtenidos. OBJETIVOS ❖
Determinar las ventajas y desventajas del ensayo SPT respecto a los diferentes métodos de exploración (Dilatómetro, Presiómetro, Veleta, CPT y ensayos geofísicos).
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Determinar los parámetros tanto directos como a través de correlaciones que se pueden obtener a partir del ensayo SPT así como su confiabilidad para realizar un estudio de suelos.
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Conocer en qué consiste el ensayo de SPT así como su importancia en todo el mundo.
ENSAYO SPT
Desde sus inicios y su estandarización en el siglo XX, el ensayo SPT ha sido uno de los métodos de exploración de subsuelo más utilizados en el mundo, además de ser uno de los más económicos para obtener datos geotécnicos. El objetivo principal de este ensayo es, a partir de la obtención de un valor normalizado N (el cual determina la resistencia de un suelo a la penetración, dando un número de golpes
sobre el mismo en un determinado rango de profundidad, todo esto expresado en unidades de golpes/pie), efectuar una serie de correlaciones que permitan calcular otras características importantes del subsuelo, tales como el ángulo de fricción interna Ф, la
resistencia al corte no drenada Su, las relaciones de esfuerzo - deformación, el módulo de elasticidad E, el coeficiente de consolidación Cv, o la relación de sobreconsolidación (OCR RSC).
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL ENSAYO SPT
VENTAJAS
DESVENTAJAS
Rápido y sencillo de usar.
Ensayo limitado a suelos cohesivos.
Proporciona una muestra representativa de suelo.
No proporciona datos necesariamente continuos, lo cual puede ser una desventaja en suelos débiles.
Proporciona índices útiles de resistencia y compresibilidad del suelo.
No puede usarse en gravas o suelos muy duros como rocas.
Puede usarse en capaz densas de suelo y en arenas gruesas.
No puede utilizarse en suelos muy blandos ya que en ocasiones el solo peso del equipo hace que se profundice los 45cm.
Proporciona datos útiles para efectuar un análisis de potencial de licuación del suelo.
Heterogeneidad y falta de control en la caída del martillo.
Ensayo con más historia y más estudiado en todo el mundo.
No es claro cuando usar N, N60 o N45 para diseño.
Puede ser transportado a zonas de difícil acceso.
No captura capas relativamente finas.
No requiere de personas muy capacitadas para su uso.
Las muestras obtenidas generalmente son alteradas
CORRECCIONES AL ENSAYO SPT.
Como se mencionó anteriormente, el objetivo principal del ensayo SPT es obtener un valor base (N) de golpes/pie. A pesar de considerarse un ensayo “estándar”, el valor N puede diferir a causa de algunos
factores, tales como:
Fabricación del equipo. Geometría del martillo de hinca. Altura de caída del martillo (hay variaciones sin importar si el método de golpeteo es manual o mecánico) Características del tomamuestras (revestimiento interno, presiones de confinamiento. Longitud de las varillas de ensayo. Diámetro de la perforación.
Dado que son muchos los factores de campo que influyen en el valor de N, este debe ser corregido con base en la siguiente ecuación: Ncrr = N × Cn × η1 × η2 × η3 × η4
En la cual: N = Valor N de campo del ensayo SPT. Cn = Factor de corrección por confinamiento efectivo. η1 = Factor de corrección por la energía del martillo. η2 = Factor de corrección por longitud de las varillas. η3 = Factor de corrección por el revestimiento interno del toma muestras η4 = Factor de corrección por diámetro de la perforación.
CORRELACIÓN ENTRE N Y Ф El ángulo Ф y el número de golpes por pie realizados en el ensayo tendrán una relación
directa, esta relación fue determinada mediante la recopilación de ensayos anteriores sobre materiales granulares. Para el uso en Colombia se debe realizar la corrección de N basándose en una energía del 45%. Algunas de las relaciones determinadas (Gonzales, Álvaro 1999)son:
Hay que destacar que dado que el ensayo de penetración estándar es tan utilizado en todo el mundo, muchos autores se han detenido a buscar la correlación entre N y la resistencia efectiva del suelo Φ arrojando como resultado la siguiente gráfica:
Gonzales, Álvaro 1999 Respecto a las ventajas y desventajas del ensayo de penetración estándar respecto a otros métodos de exploración en diferentes aspectos a continuación se mostrara un cuadro comparativo entre los diferentes métodos (presurómetro de Menard, Dilatómetro de Marchetti, CPT, métodos geofísicos).
Mitchel et al 1978 and Lunne et al 1997 Siendo A la mejor calificación, se puede observar que el ensayo SPT no cuenta con grandes ventajas respecto a los demás métodos de exploración aunque cabe resaltar que es el más económico lo que lo hace lo más utilizado a nivel mundial. CONCLUSIONES
Como se vio anteriormente, el ensayo SPT es de gran uso en la ingeniería para la obtención de diferentes parámetros de los suelos, sin embargo, es un ensayo que por su fácil realización se debe tener en cuenta muchos aspectos que podrían modificar sus resultados tal como la energía proporcionada al martillo y las características físicas de este. Por su gran uso se ha logrado estudios que determinen la relación de los resultados con los parámetros deseados.
BIBLIOGRAFÍA 1. Álvaro J. Gonzales (1999). ESTIMATIVOS DE PARAMETROS EFECTIVOS DE RESISTENCIA CON EL SPT,1(12).Recuperado de http://www.scg.org.co/wp-content/ uploads/ESTIMATIVOS-DE-PARAMETROS-DE-RESISTENCIA-CON-SPT.pdf
