nº4 ENSAYO SPT.pdf

8/17/2019 nº4 ENSAYO SPT.pdf

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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD DE INGENIERIA

INGENIERIA CIVIL INSTITUTO DE ENSAYO DE MATERIALES

“ING. HUGO MANSILLA ROMERO”

LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS ILABORATORIO nº 4

PENETRACION NORMAL DEL SUELO SPT

Docente: Ing. Hernan Flores

Auxiliar. Egr. Cristian Alcocer

Univ. Guido Vladimir Mamani Mamani


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DETERMINACION DE LA TENSION ADMISIBLE DEL SUELO

“ENSAYO DE PENETRACION NORMAL” S.P.T.

NORMAS: Limite Líquido:ASTM D1586-67

AASHTOT206-70

1. INTRODUCCION:

El ensay o d e penetr ación es tánd ar o SPT (del inglésstandardpenetration test), es un tipo de prueba de penetración dinámica, empleada para ensayar terrenos en los que queremos realizar unreconocimiento geotécnico.

El S.P.T es un método muy usado en las exploraciones de los suelos que permite determinar lascaracterísticas, espesor y estratificación de los materiales que se encuentran en el subsuelo, asícomo también permite conocer la resistencia a la penetración en función al número de golpes delos diferentes estratos que conforman el subsuelo a diversas profundidades.El equipo de S.P.T consta de un trípode con polea doble por el que se hace pasar un mecate,cuya finalidad es levantar el martinete junto con la tubería de perforación y el sacamuestras con elobjeto de introducirlo en el subsuelo con el impacto de la caída del martinete hasta una

profundidad deseada, para realizar un avance hasta una profundidad requerida y recuperar lasmuestras de suelo.

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 einterior de 35 milímetros, lo que supone una relación de áreas superior a 100), que permite tomaruna muestra, naturalmente alterada, en su interior. El peso de la masa está normalizado, así comola altura de caída libre, siendo de 63'5 kilopondios y 76 centímetros respectivamente.

2. OBJETIVOS

El ensayo de penetración normal S.P.T. tiene como propósito enseñar al estudiante el procedimiento para efectuar sondeos en un terreno utilizando un saca muestras a fin de obtener

muestras representativas del suelo para su identificación y ensayo de laboratorio y además lacapacidad portante o la tensión admisible del suelo.

El ensayo de penetración normal S.P.T. es un método bastante utilizado dentro del campo dela ingeniería civil, por ello su interpretación es de mucha importancia para determinar la capacidad

portante de un suelo donde se establecerá las fundaciones de una determinada estructura.

http://es.wikipedia.org/wiki/Idioma_ingl%C3%A9shttp://es.wikipedia.org/wiki/Prueba_de_penetraci%C3%B3n_din%C3%A1micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reconocimiento_geot%C3%A9cnicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Toma_de_muestrashttp://es.wikipedia.org/wiki/Toma_de_muestrashttp://es.wikipedia.org/wiki/Toma_de_muestrashttp://es.wikipedia.org/wiki/Toma_de_muestrashttp://es.wikipedia.org/wiki/Toma_de_muestrashttp://es.wikipedia.org/wiki/Reconocimiento_geot%C3%A9cnicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Prueba_de_penetraci%C3%B3n_din%C3%A1micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Idioma_ingl%C3%A9s


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3. EQUIPO

El equip o de hinca: se refiere a la estructura que soporta los instrumentos necesarios para la penetración:

Patas telescópicas; Conjunto de varillas que permite estar en equilibrio al equipo, provistas deespolones para no moverse. Cuerda y polea; Mecanismo mediante el cual se eleva la masa y también se suelta. Cabeza de impacto; Cuerpo de acero que recibe el impacto de la masa del martinete. Martinete; Dispositivo de 63.5 Kg. con el cual se golpea a la cabeza de impacto. Guía soporte; También conocido por Tubo guía que permite la caída de 75cm. del martinete enla cabeza de impacto

Saca muestras Partido.

Consiste en una punta de cuchara que deberá ser de acero. Tiene una cavidad de 58.5mm dediámetro, y un diámetro externo de 35mm.

Tiza; para realizar las marcas cada 15 cm.

envases ; para las muestras.

Características técnicas


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4. PROCEDIMIENTO

1) Se debe realizar un reconocimiento del campo donde serealizara el ensayo, Y una inspección visual para determinarque instrumento utilizar; punta si el suelo es Granular – Grueso, o cuchara si el suelo es Limo – Arcilloso.2) Se debe limpiar el hoyo hasta el nivel de muestreo, con unequipo que asegure que el material, cuya muestra se deseeobtener, no va ser perturbado durante la operación.3) Debemos estacionar el equipo tratando que la guía soporteeste lo mas vertical posi

4) Marcar la guía cada 15cm hasta los 45cm con una tiza a

partir de la punta, esto para realizar el control de la penetración.

5) Poner la guía en forma vertical descansando en el suelo,luego hacer caer el martinete de 63.5 Kg. desde una altura de75cm. Y registrar el número de golpes necesarios para que los

primeros 15cm. de penetración, repetir este ensayo para 3series de penetración cada una de 15cm.

6) Haciendo uso de la cuchara los primeros 15cm son considerados un asentamiento. La suma delnumero de golpes efectuado para el segundo ytercero 15 cm de penetración es definido comoresistencia a la penetración normal

7) La muestra extraída deberá ser colocada encontenedores tal que no permitan escapar lahumedad , también se puede optar por sellar lamuestra si esta se trasladara a laboratorios que se

encuentra a grandes distancias

8) La muestra extraída deberá ser etiquetada con ladesignación del trabajo, numero de pozo, profundidadde la muestra y los respectivos números de golpes

para cada 15 cm.


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5. ANÁLISIS DE DATOS

PENETRACION CON PUNTA

Intervalo Penetración N° de golpes

1 15 [cm] 2

2 15 [cm] 4

3 15 [cm] 7

Total 45 [cm] 13

PENETRACION CON CUCHARA

Intervalo Penetración N° de golpes

1 15 [cm] 4

2 15 [cm] 8

3 15 [cm] 6

Total 45 [cm ] 14

Con la realización de este ens ayo d e laborato rio m as el ensayo d e Granulometría

y Lim i tes de Aterberg ya estamos en las condic iones d e clasi ficar nuestro suelo,

ya sea apl ic ando el método Unif icado o A ssh to. Para esto ob jeto, un res umen d e

los anter iores laborator ios se mu estra a cont inuación:


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RESUMEN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS EN EL ENSAYO DE

GRANULOMETRIA

ANA LISIS GRANULOMETRICO PARTE GRUESA MAYOR AL TAMIZ Nº10


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ANA LISIS GRANULOMETRICO PARTE FINA MENOR AL TAMIZ Nº10

Grafica: %que paza VS. Abertura del Tamiz

Del grafico podemos obtener los valores de diámetros necesarios para que pase un determinado porcentaje de la muestra.

D 10 = 0

D 30 = 0,27

D 60 = 1,46

No fue posible calcular los valores del COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD Y EL COEFICIENTE DECURVATURA

50,8000 ; 100,000

38,1000 ; 85,902

25,4000 ; 81,792

19,1000 ; 76,3119,5200 ; 68,374

4,7600 ; 60,168

2,0000 ; 50,589

0,8400 ; 43,7520,4200 ; 37,856

0,2500 ; 33,067

0,1050 ; 26,6440,0740 ; 23,848

0,000

20,000

40,000

60,000

80,000

100,000

120,000

0,0010 0,0100 0,1000 1,0000 10,0000

P o r c e n t a j e q u e p a s a [ % ]

Abertura Tamiz [mm]


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RESUMEN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS EN EL ENSAYO DE L IMITES DEATTERBERG

Recopilación de datos.

LÍMITE LÍQU IDO (LL )

CÁPSULA : # 27 # 48 # 47

Número de Golpes: N [Golpes] = 33,00 15,00 11,00

Peso Suelo Húmedo y Capsula: P sh+c [g ] = 52,48 49,46 52,18

Peso Suelo Seco y Cápsula: P ss+c [g ] = 44,50 40,98 42,88

Peso del Agua: Pa = P sh+c - P ss+c ; P a [g ] = 7,98 8,48 9,30

Peso de la Cápsula: P c [g ] = 14,91 12,78 12,96

Peso del Suelo Seco: Pss = P ss+c - P c ; P ss [g] = 29,59 28,20 29,92

Porcentaje de Humedad: %h =(P a / P ss )*100 ; %h [% ] = 26,97 30,07 31,08

Promedio del Porcentaje de Humedad: %h PROM [%] = 29,37

Desviación Estandar: Desv. Est. = 2,14

LÍMITE PLÁSTICO (LP)

CÁPSULA Nº: 35 x 32

Peso Suelo Húmedo y Capsula: P sh+c [g] = NP NP

Peso Suelo Seco y Cápsula: P ss+c [g] =

Peso del Agua: Pa = P sh+c - P ss+c ; P a [g] =

Peso de la Cápsula: P c [g] = 12,65 12,65

Peso del Suelo Seco: Pss = P ss+c - P c ; P ss [g] =

Porcentaje de Humedad: %h =(P a / P ss )*100 ; %h [% ] =

Promedio del Porcentaje de Humedad: %h PROM [%] = NP

TABLA RESUMENmuestra 1 2 3

26.97 30.07 31.08


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Directamente realizando la regresion lineal en nuestra grafica obtenemos el limite liquido paraN=25 golpes

En el caso del calculo del Limite Plastico. La muestra ensayada es NO Plastica por lo tantotenemos.

Índ ice de Plastici dad

No podemos calcular el Indice liquido debido a que no tenemos el índice plastico PLANILLA DE CALCULOS

LIMITES DE CONSISTENCIA DEL SUELO

LIMITE LIQUIDO (L.L.) (AASHTO T 89-81)

15 ; 30,071

11 ; 31,08315 ; 29,977

11 ; 31,150

28,000

29,000

30,000

31,000

32,000

33,000

34,000

35,000

10 100

P o r c e n

t a j e d e

h u m e

d a

d [ % ]

Nº de Gol pes

CURVA DE ESCURRIMIENTO

Curva de Escurrimiento

Curva de Escurrimiento Corregida

UNIVERSIDAD MAYOR DE SA N ANDRESFACULTAD DE INGENIERIA

INGENIERIA CIVIL

INSTITUTO DE ENSAYO DE MATERIALES“ING. HUGO MANSILLA ROMERO”

LABORATORIO DE SUELOS CIV-219

LIMITES DE ATTERB ERG

CLIENTE: UMSAPROCEDENCIA: PATIO DELMONOBLOKPROFUNDIDAD: 0.0mPROYECTO: ACADEMICO

OPERADOR: TEC. RENERAMOSCALCULISTA: UNIV. MAMANIMAMANI GUIDO VLADIMIRTIPO DE MUESTRA:INALTERADAFECHA DE ENSAYO : /08/12

LL=28 .1 a ra N=25 o l es


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LÍMITE LÍQUIDO (LL )

CÁPSULA: # 27 # 48 # 47

Número de Golpes: N [Golpes] = 33,00 15,00 11,00

Peso Suelo Húmedo y Capsula: P sh+c [g] = 52,48 49,46 52,18

Peso Suelo Seco y Cápsula: P ss+c [g] = 44,50 40,98 42,88

Peso del Agua: Pa = P sh+c - P ss+c ; P a [g] = 7,98 8,48 9,30

Peso de la Cápsula: P c [g] = 14,91 12,78 12,96

Peso del Suelo Seco: Pss = P ss+c - P c ; P ss [g] = 29,59 28,20 29,92

Porcentaje de Humedad: %h =(P a / P ss )*100 ; %h [%]= 26,97 30,07 31,08

Promedio del Porcentaje de Humedad: %h PROM [%]=

29,37

Desviación Estandar: Desv. Est. = 2,14

L.L. 28.1

L.P. NP

I.P. NP

LÍMITE PLÁSTICO (LP)

CÁPSULA Nº: 35 x 32

Peso Suelo Húmedo y Capsula: P sh+c [g] = NP NP

Peso Suelo Seco y Cápsula: P ss+c [g] =

Peso del Agua: Pa = P sh+c - P ss+c ; P a [g] =

Peso de la Cápsula: P c [g] = 12,65 12,65

Peso del Suelo Seco: Pss = P ss+c - P c ; P ss [g] =

Porcentaje de Humedad: %h =(P a / P ss )*100 ; %h[%] =

Promedio del Porcentaje de Humedad: %h PROM [%] =

Limite Plástico: LP = Para N = 25 [Golpes].


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DETERMINACION DE LA CAPACIDAD PORTANTE DEL SUELO MEDIANTE EL ENSAYO SPT

MEDIANTE LA CLASIFICACION DE SUELOS METODO UNIFICADO PROCEDIMIENTO AUXILIAR PARA IDENTIFICACION DE SUELOS EN EL LABORATORIO

SISTEMA DE CLAS IFICACION UNIFICADO

Más del 50% se retiene en el tamiz Nº 200 Suelo de Partícula Gruesa

Más del 50% de la muestra pasa el tamiz Nº 4 Arenas

Más del 12% pasa el tamiz Nº 200y el Índice de Plasticidad IP =NP

Entonces nuestro su elo es: SM (ARENA LIMOSA O LIMOARENOSO CON FINOS POCO PLASTICOS)


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CLASIFICACIÓN DE SUELOS POR EL SISTEMA UNIFICADO.

D 10 = 0D 30 = 0.27

D 60 = 1.46

Coeficiente de Uniformidad: Cu = 0,00 Menor a 4.Coeficiente de Curvatura: Cc = 0,00 Este valor no se encuentra entre 1 y 3.

Límite líquido: LL = 28,10Limite Plástico: LP = 0,00

Índice de Plasticidad: IP = L L - L P = 0

Porcentaje que pasa el tamiz # 200 [%] = 47,14 Menor al 50 [%]Suelos de Grano

Grueso.Porcentaje que pasa el tamiz # 4 [%] = 60,17 Mayor al 50 [%] Grava.

% Gravas = 40,00% Arena = 36,00% Finos = 24,00

Luego de analizar los datos respecto al sistema unificado, se determinó que el suelo es:

SM Arena limosa-Limo Arenosa con finos poco plásticos

También podemos clasificar el suelo según el SISTEMA DE CLASIFICACION AASHTO:

Con los valores que tenemos delíndice plástico y del limite liquidoutilizamos la carta de plasticidad.


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Con lo que vemos que nuestra muestra de suelo esta por debajo de la línea A o sea es suelolimoso y no es arcilloso.

Entonces para la determinación de la capacidad portante del suelo utilizamos el nomograma A

EQUIPO CUCHARA

Ponderación=(0.4*5.83)+(0.36*4.35)+(0.24*2.8)=4.57

Para un número de golpes n=14, y una curva de suelo limo arenoso (con finos poco plasticos)tenemos:


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EQUIPO PUNTA

Entonces para la determinación de la capacidad portante del suelo utilizamos el nomograma A

Ponderación=(0.4*5.83)+(0.36*4.35)+(0.24*2.8)=4.57

Para un número de golpes n=13, y una curva de suelo limo arenoso (con finos poco plasticos)tenemos:


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PLANILLA DE CALCULO

TABLA RESUMEN

STP - TENSIÓN MÁXIMA DEL SUELO - MÉTODO DE LA CUCHARA NORMAL.

Equipo: Cuchara

Golpes: 4 - 6 - 8

Número de golpes: N = 14

Valor de Sobrecarga Admisible: σ [Kg/cm2] =1.8

Factor de Seguridad: Fs = 2

Carga Admisible: σ Adm [Kg/cm2] = 0.9

TENSIÓN MÁXIMA DEL SUELO - MÉTODO DE LA CUCHARA NORMAL.

Equipo: Punta.

Golpes: 2 - 4 - 7

MaterialValores

Pivote y i :Cantidad de Material

mi :y i * mi

Grava 5,83 0,40 2,33 Arena 4,35 0,36 1,57Finos 2,80 0,24 0,67

∑ = 4,57

Número de golpes: N = 13

Valor de carga probable admisible: σ prob [Kg/m2] = 4,57

Factor de Seguridad: Fs = 2Valor de Sobrecarga Admisible:σ [Kg/m2] = 1.7

Carga Admisible: σ Adm [Kg/cm2] = 0,85

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES

FACULTAD DE INGENIERIA

INGENIERIA CIVIL

INSTITUTO DE ENSAYO DE MATERIALES


LABORATORIO DE SUELOS CIV-219

ENSAYO DE PENETRACION NORMAL DEL SUELO SPT

CLIENTE: UMSA

PROCEDENCIA: PATIO

DEL MONOBLOK

PROFUNDIDAD: 0.0m

PROYECTO: ACADEMICO

OPERADOR: TEC. RENE RAMOS

CALCULISTA: UNIV. GUIDO VLADIMIR

MAMANI MAMANI

TIPO DE MUESTRA: INALTERADA

FECHA: 20/09/2012


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5. CONCLUSIONES

El objetivo principal de este ensayo fue la determinación de la capacidad portante del sueloademás de su clasificación, logramos obtener el número de golpes tanto con cuchara y punta

penetrando el suelo. Utilizamos ambos para realizar el cálculo de la resistencia portante delsuelo, obteniendo un valor de 1,8 [kg/cm2 ] con la cuchara y 1,7 [kg/cm2 ] con la punta. Con lagranulometría y clasificación correspondiente determinamos que nuestra muestra de suelo es detipo: MS ARENA LIMOSA - LIMOARENOSA CON FINOS POCO PLASTICOS

Con el número de golpes obtenidos, se llega a concluir que el suelo es suelto por la facilidad conque se lo penetro, ya que los 15 primeros centímetros entro con solo 4 golpes, los dos últimos 15centímetros con mas golpes respectivamente, para llegar a los 45 cm. de profundidad. Esto nosindica que la compactación hasta los 45 cm. es la misma que en los primeros centímetros,

mostrando claramente en los anexos un suelo no muy grueso, por lo contario un poco fino.

7. BIBLIOGRAFIA

Guía de ensayos - Mecánica de Suelos I Ing. Hernán FloresSin Editorial

Ingeniería de Suelos Karl TerzaguiEditorial el Ateneo

Introducción a la Mecánica de Suelos y Cimentaciones George Sowers

Editorial LimusaWiley

Enciclopedia de Consulta Encarta 2008

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