ASENTAMIENTOS EN SUELOS GRANULARES

DENIS AVON

ENSAYOS INSITU PARA CORRELACIONES CON METODOS PARA DETERMINAR LA COMPRESIBILIDAD DE SUELOS GRANULARES

• Ensayos de placas de carga

• Ensayo dinámico de penetración estándar (SPT)

• Ensayo estático con cono

• Pruebas con presurómetros

• Pruebas con dilatómetros

ENSAYOS DE PLACAS DE CARGA(ASTM 2000, D-1194-94)

P

FPuFu B

Bqq )()( =

Extensómetro

Gato

Viga de carga

Anclaje Anclaje

Placa diámetro = B

Mínimo 4B

Asentamiento

Carga/Area unitaria

22

+

=PF

FPF BB

BSS

Terzaghi-Peck (1967)

Ensayo dinámico de penetración estándar (SPT)

WDBe KKKqCS 1=

Presentación unificada de los métodos

Se = Asentamiento en cm

q = Presión de fundación (kg/cm2)

N = N60 =Número de golpes del SPT, promedio en un espesor B bajo el nivel de fundación

B = Ancho del Cimiento en m.

D = Profundidad de fundación bajo el terreno en m

Dw = Profundidad del nivel freático bajo el nivel de fundación en m.

KB, KD, KW : Factores de corrección tabla página siguiente

Método de D’Appolonia a partir del ensayo SPT

NmMNE

s

s 89.09.20)/(1

22 +=

−ν

Recomienda usar los métodos elásticos con las siguientes correlaciones:

NcmkgfE

s

s 9.8209)/(1

22 +=

−ν

Para arenas normalmente consolidadas

NmMNE

s

s 19.13.47)/(1

22 +=

−νNcmkgfE

s

s 9.11473)/(1

22 +=

−ν

Para arenas sobreconsolidadas o compactadas

N es el número de golpes promedio en un espesor de arena igual al ancho de la fundación por debajo de ésta.

Método de Burland y Burbidge a partir del ensayo SPT (1.985)

Se deben obtener los números de penetración estándar de campo con la profundidad en el lugar de la cimentación N= N60 y hacer las siguientes correcciones:

-Para grava o grava arenosa:

Determinar la profundidad de la influencia del esfuerzo (z’)

NN a 25.1)( =

-Para arena fina o arena limosa debajo del nivel freático y N>15: )15(5.015)( −+= NN a

Caso I: Si N es aproximadamente constante o crece con la profundidad: 75.0

4.1'

=

RR BB

Bz BR: Ancho de referencia =0.3m ó 1 pie

B: Ancho de la cimentación real

Caso II: Si N decrece con la profundidad:

z’’= Distancia desde la base de la cimentación hasta la parte inferior del estrato de suelo blando < z’ = 2B

-Para otros casos: NN a =)(

Método de Burland y Burbidge a partir del ensayo SPT (1.985)

+

=aRR

e

pq

BB

BL

BL

BS '

25.0

25.12

321 ααα

α1 = una constante

α2 = índice de compresibilidad

α3 = Corrección de la profundidad de influencia

pa = presión atmosférica= 100 kN/m2 (1 kgf/cm2)

L = Longitud de la cimentación.

Para arenas normalmente consolidadas:

( )[ ]

0

3

4.12

1

'

1'''2

'''

71.114.0

qqzz

zz

N a

=

≤

−=

=

=

α

α

α

q0 es el esfuerzo neto a nivel de la cimentación:

Para arenas preconsolidadas con : cq '0 σ≤

( )[ ]

0

3

4.12

1

'

1'''2

'''

57.0047.0

qqzz

zz

N a

=

≤

−=

=

=

α

α

α

Para arenas preconsolidadas con : cq '0 σ>

( )[ ]

c

a

qqzz

zz

N

'67.0'

1'''2

'''

57.014.0

0

3

4.12

1

σ

α

α

α

−=

≤

−=

=

=

ENSAYO ESTÁTICO DE CONO HOLANDÉSASENTAMIENTO DE SUELO ARENOSO. USO DEL FACTOR DE INFLUENCIA DE LA

DEFORMACIÓN UNITARIAMÉTODO DE SCHMERTMANN Y HARTMAN (1978)

∫= dzS ze ε

( ) ( )[ ]BAI ssz +−+= νν 211

zs

z IEq0=ε

Ahlvin y Ulery (1962)

ENSAYO ESTÁTICO DE CONO HOLANDÉSASENTAMIENTO DE SUELO ARENOSO. USO DEL FACTOR DE INFLUENCIA DE LA

DEFORMACIÓN UNITARIAMÉTODO DE SCHMERTMANN Y HARTMAN (1978)

5.05.01'0

1 ≥∆

−=q

qC v∑=

∆

∆=

n

ii

is

ze z

EIqCCS

121

+=

1.0log2.012

tC

Es = Módulo de deformación del suelo en la mitad de la capa i = αqc

∆zi = Espesor de la capa i en consideración

∆q = Incremento de la presión efectiva, sobre la presión de sobrecapa, a nivel de fundación

C1, C2 = Factores empíricos

Iz =Factor de influencia por deformación

q’v0= Presión inicial efectiva de sobrecapa a nivel de fundación

t =Tiempo en años. C2=1 en t = 0

qc = Presión de la prueba de cono holandés'1.05.0vp

zp qqI ∆

+=

'00 vqqq −=∆

00

0.5 Iz

B/2

B

2B

3B

4B

zr

zpI

L/B=1

L/B>10

Variación de Iz con zr

'00 vqqq −=∆

0q'0vq

'vpq

Profundidad para Izp

B/2 para L/B=1B para L/B>10

zr

MÉTODO DE SCHMERTMANN Y HARTMAN (1978)

'1.05.0vp

zp qqI ∆

+=

PROPIEDADES ELÁSTICAS DEL SUELO

cs qE 5.2=

Schmertmann y Hartman (1978) recomiendan a partir de la prueba de cono

cs qE 5.3=

Para cimentaciones cuadradas o circulares

Para cimentaciones corridas

Para arcillas:

uus ccE 500 a 250= Para arcillas normalmente consolidadas

uus ccE 0010 a 750= Para arcillas preconsolidadas

RANGO DE VALORES TÍPICOS DE LAS PROPIEDADES ELÁSTICAS DE LOS SUELOS

Material E(kg/cm2) υ

Arcilla:

Muy blanda

Blanda

Medianamente compacta

Dura

Arenosa

25-125

50-250

250-500

500-1000

250-2500

0.4-0.5

0.2-0.3

Limo 20-200 0.30-0.35

Loes 150-600 0.1-0.3

Arena fina

Suelta

Medianamente densa

Densa

80-120

120-200

200-300

0.25

Arena media

Suelta

Medianamente densa

Densa

100-300

300-500

500-800

0.20-0.35

0.3-0.4

Grava

Suelta

Medianamente densa

Densa

300-800

800-1000

1000-2000

DETEMINACIÓN DE E MEDIANTE CORRELACIONES CON ENSAYOS DE PENETRACION SPT Y CONO HOLANDES

TIPO DE SUELO SPT CPT

Arena E = 5(N+15)

E = 180+7.5N

E = 2.5 A3.5 qc

E=2(1+Dr2)qc

Arena limpia fina a media E =7N

Gruesa o algo gravosa E = 10N

Gravosa E = 12(N+6)

Limosa E = 3(N+6) E = 1 a 2 qc

Arcillosa E = 3.2(N+15) E = 3 a 6 qc

Limos, Limos arenosos y mezclas algo cohesivas

E = 4N

Arcilla blanda E = 6 a 8 qc

E y qc en kg/cm2

Schmertman(1975), Bowles (1982), Vesic (1970), NAVFAC (1982)