PENETRACIÓN NORMAL ( S.P.T. )

AASHTO T 206

2.- FUNDAMENTO TEORICO:

Los ensayos o pruebas de penetración son pruebas realizadas para la determinación de las características geotécnicas de un terreno, como parte de las técnicas de un reconocimiento geotécnico.

Constituyen un método sencillo e intuitivo de apreciar la consistencia de un terreno: forzar la penetración de un elemento, relacionando dicha consistencia con la aparición de la resistencia que opone el terreno a de este elemento. Igualmente, puede deducirse de esta forma la cota de aparición de estrato duro por la imposibilidad de penetrar más allá de dicha profundidad.

Con los datos de resistencia a la penetración que se obtienen en un ensayo de estas características, es posible, gracias a la experiencia geotécnica, establecer una serie de correlaciones para distintos tipos de suelo, con el fin de caracterizarlo geotécnicamente. Aunque su utilidad sea grande, particularmente en la determinación de la profundidad de las capas competentes o de rechazo en la hinca, dicha técnica de reconocimiento del terreno de la que se obtiene de forma indirecta las características y propiedades del terreno, ha de ser por fuerza de poca precisión. Esto hace que haya quien no considere estos métodos, auténticos ensayos "in situ", denominándolos más bien como pruebas de penetración, o directamente con el término de "penetrómetro".

Excepto un tipo de prueba de penetración (SPT), que se realiza exclusivamente en la ejecución de sondeos, el resto de penetrómetros constituyen en sí mismos una actividad separada y concreta entre las desarrolladas en una campaña de reconocimiento.

La relativa rapidez y economía de ejecución respecto a la realización de sondeos, hace que sean muy utilizados. Hay que llamar la atención, sin embargo, de que su uso es la detección de capas estratigráficas del terreno ya conocidas y delimitadas por la ejecución previa de sondeos o por una gran experiencia local si la obra es de poca importancia. Por ello, su empleo debe ser el de complementar una campaña en la que se haya realizado (o previsto realizar) un número de sondeos apropiado para la caracterización de los distintos niveles de terreno, y en absoluto el de constituir el sistema básico o principal de reconocimiento.

Ensayo de Penetración Estándar o SPT. El Ensayo de Penetración Estándar o SPT, es un tipo de prueba de penetración dinámica, empleada para ensayar terrenos en los que queremos realizar un estudio geotécnico

¿Qué es el ensayo de Penetración Estándar o SPT?, es el ensayo más empleado en la realización de sondeos, y se lleva a cabo en el fondo de la perforación.

Consiste en medir el número de golpes necesario para que se introduzca una determinada profundidad una cuchara (cilíndrica y hueca) muy robusta (diámetro exterior de 51 milímetros e interior de 35 milímetros, lo que supone una relación de áreas superior a 100), que le permite tomar una muestra en su interior, naturalmente alterada. El peso de la maza y la altura de la caída libre, están normalizados, siendo de 63'5 kilopondios y 76 centímetros respectivamente.

Ensayo de penetración estándar (SPT) Se realiza durante la ejecución de un sondeo, en el interior del mismo. Permite calcular el valor N de resistencia a la penetración. Se puede correlacionar con densidades, ángulos de rozamiento, y asientos. También permite obtener muestra alterada para ensayo de laboratorio. La puntaza ciega se usa en terrenos con bolos, la otra en otros suelos más granulares. Se ha de elegir la adecuada. La penetración se puede ver alterada por varios factores: profundidad del ensayo, estabilidad del sondeo.

3.- EQUIPO DE LABORATORIO:

Trípode. Roldada. Cable Manila. Tubos camisa ( NW ), 10 mm. de diámetro.Zapata de incado ( NW ) Tubo guía ( NW ) Cabezal de incado ( NW ) Anilla de extracción ( NW ) Tubos de penetración ( AW ) Punta cincel ( AW ). Bomba de agua. Mangueras. Pesa de 140 Lb. ( 63.5 Kg. ) Pesa de 400 Lb. ( 180. 9 Kg.). Tubo muestreador de paredes divisibles. Tramperas. Flexómetro. Crayones. Bolsas de polietileno. Tarjetas de registro.

4.- PROCEDIMIENTO:

4.1. Nivelar el terreno natural, donde se realizará el ensayo, eliminando todo el material suelto de la base.

4.2. Incar el tubo guía ( NW ) de 1.00 a 1.50 m. de longitud, por impacto con la pesa de 180.9 Kg. ( 400 Lb. ), hasta la profundidad deseada.

4.3. Colocar el tubo de penetración ( AW ) con una punta cincel al extremo, conectada a la bomba de agua, y proceder al lavado de suelo que se halla dentro del tubo camisa.

4.4. Midiendo la penetración en el tubo camisa y el tubo de lavado, verificar que este se halle limpio y a la misma profundidad.

4.5. Proceder a realizar el ensayo de PENETRACIÓN NORMAL ( S.P.T.).

4.6. Al tubo de penetración ( NW ) colocar el tubo muestreador de paredes divisibles ( Cuchara de Terzaghi ).

4.7. Se debe marcar en el tubo 3 divisiones, cada una de 15 cm. ( 6” )

4.8. Con la pesa de 83.5 Kg. ( 140 Lb.) por caída libre, se procede al incado del tubo muestreador, desde una altura de 75 cm. ( 30 “ )

4.9. Se anota el No. de golpes por cada 15 cm. ( 6” ) de penetración.

4.10. El No. de golpes de los primeros 15 cm. ( 6” ) de penetración sirven de asiento no se los toma en cuenta.

4.11. Las lecturas del No. de golpes de la 2da. y 3ra, penetración se suman ( 30 cm., 6 “ ).

4.12. Se saca el tubo de penetración y se abre el tubo de paredes divisibles.

4.13. Se realiza una descripción visual ( C.C.D.E.T.O.).

4.14. Se embolsa la muestra y registra, para su envío al laboratorio.

4.15. En Laboratorio se realizarán los siguientes ensayos:

a ) % HUMEDAD NATURAL.

b) GRANULOMETRÍA.

c) LÍMITES DE CONSISTENCIA.

d) CLASIFICACIÓN DEL SUELO POR EL SISTEMA UNIFICADO

e) Finalmente con la clasificación del suelo y el No. de golpes, se determina la CAPACIDAD SOPORTE DEL SUELO.

5.- TABLAS DE CÁLCULO.

ENSAYO DE PENETRACIÓN NORMAL (S. P. T.)

AASHTO T 206

ENSAYO Nro. DE GOLPES PROFUNDIDAD

1 8 1517 3020 45

Por ábacos de “Capacidad de carga admisible para arcilla y mezclas de suelos” tenemos:

Nº de Golpes : 37

Carga admisible probable: 5.1 Kg/cm2

Entonces: 5.1 x 0.75 = 3.825

δadm suelo = 3.825 Kg/cm2

Valor absoluto

Valor real