Estudio De Suelos (spt) 295v2t

FACULTAD:

INGENIERIA Y ARQUITECTURA

MATERIA:

MECANICA DE SUELOS

TEMA:

ESTUDIO DE SUELO (SPT)

DOCENTE:

ING. DAYSI ACOSTA ORELLANA

ALUMNOS:

BR. SERGIO ANTONIO MARTINEZ

Contenido INTRODUCCION............................................................................................................................1 OBJETIVOS.....................................................................................................................................2 OBJETIVO GENERAL...................................................................................................................................2 OBJETIVOS ESPECIFICOS...........................................................................................................................2

CAPITULO I FUNDAMENTO TEORICO...................................................................................3 FUNDAMENTO TEORICO.........................................................................................................................4

MECANCA DE SUELO............................................................................................................4 TIPOS DE ENSAYOS REALIZADOS EN UN ESTUDIO DE SUELO...................................................5

1) Ensayos de penetración dinámica ligera:................................................................................6 2) Ensayos de Penetración Estática:...........................................................................................6 3) Ensayos de Molinete (Vane Test):..........................................................................................7 4) Esclerómetro o martillo Schmidt:...........................................................................................8 5) Ensayos de carga puntual:......................................................................................................9 6) Ensayo de penetración estándar:............................................................................................9 ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR............................................................................................10

BENEFICIOS DE UN ESTUDIO DE SUELO........................................................................12 NORMAS.................................................................................................................................13 USOS.......................................................................................................................................13 PROCEDIMIENTOS...............................................................................................................14 MÉTODO DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR (SPT)..............................................................................14

DESCRIPCIÓN DEL ENSAYO...............................................................................................16 EJECUCIÓN DEL ENSAYO...................................................................................................17 CORRECCIONES DEL ENSAYO..........................................................................................19 APLICACIÓN DE LOS RESULTADOS DEL ENSAYO.........................................................................21

PARÁMETROS IMPORTANTES EN GEOTECNIA..............................................................22 VENTAJAS DEL ENSAYO.....................................................................................................24 APLICACIONES.....................................................................................................................24 CAPITULO II DESARROLLO DE LAS PREGUNTAS............................................................26 ¿QUÉ ES Y PARA QUÉ SIRVE EL ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS?...................27 BENEFICIOS DEL ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS:.............................................27

¿QUÉ SUCEDE SI NO REALIZAS EL ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS?.............27 ¿CUÁL ES EL OBJETIVO PRINCIPAL DE LA MECÁNICA DE SUELOS, POR QUÉ SE EFECTÚAN ESTUDIOS SOBRE EL COMPORTAMIENTO DEL SUELO, POR QUÉ ES NECESARIO DETERMINAR LA ESTABILIDAD DEL SUELO?........................................28 IMPORTANCIA DEL ESTUDIO DE SUELOS.......................................................................29 El Ensayo de Penetración Estándar (SPT)................................................................................................30

¿CÓMO Y DÓNDE SE REALIZA?........................................................................................30 ¿CON QUÉ FRECUENCIA SE EJECUTA UN SPT?..............................................................30 ¿EN QUE CONSISTE UN ENSAYO SPT?.............................................................................30 ¿QUÉ HACEMOS EN UN ENSAYO SPT?............................................................................31 ¿QUÉ ELEMENTOS AFECTAN EL DESARROLLO DE UN ENSAYO SPT?.....................31 ¿CUÁLES SON LAS VENTAJAS DE LA APLICACIÓN DE LA TÉCNICA?......................32 QUE IMPORTANCIA TIENE EN UN PROYECTO EL ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR?...........................................................................................................................32 PREGUNTAS CONCIERNE A LA ASIGNATURA.................................................................................33

¿QUE APRENDÍ, QUE COMPETENCIAS HE ADQUIRIDO EN ESTA ASIGNATURA?. . .33 ¿QUE LIMITACIONES HA TENIDO EN EL PROCESO DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE DE ESTA ASIGNATURA?...........................................................................34 ¿COMO EVALUA AL DOCENTE Y LABORATORIO QUE IMPLICA ESTA ASIGNATURA?.......................................................................................................................34 ¿QUE SUGERENCIAS LE HARIA A LA ASIGNATURA TANTO EN EL PROCESO DE ENSEÑAZA COMO EN EL PROCESO PRACTICO?...........................................................34 CAPITULO III ANEXO Y BIBLIOGRAFIA................................................................................35 ANEXO.........................................................................................................................................................36 BIBLIOGRAFIA..........................................................................................................................................37

INTRODUCCION Un estudio de suelos permite dar a conocer las características físicas y mecánicas del suelo, es decir la composición de los elementos en las capas de profundidad, así como el tipo de cimentación más acorde con la obra a construir y los asentamientos de la estructura en relación al peso que va a soportar. Esta investigación que hace parte de la ingeniería civil es clave en la realización de una obra para determinar si el terreno es apto para llevar a cabo la construcción de un inmueble u otro tipo de intervención. Mes tras mes vemos como las constructoras construyen decenas de casas, edificios y torres residenciales. Según las normas establecidas en el sector, urbanización o residencial donde se construye es que se estima la cantidad total en pisos o las dimensiones que debe tener la estructura. En unas zonas se pueden construir edificios hasta un nivel en específico, 15 pisos por ejemplo. En otras solo se permiten 3, 4 o 5 niveles. Ahora bien, a la hora de construir cualquier edificio de altura es preciso un estudio previo del suelo, y este se hace para garantizar la estabilidad de la misma. Hoy en día las constructoras que diseñan una casa de uno o dos niveles no se preocupan por hacer un estudio previo del suelo donde se construye, ya que al ser una obra de poco peso en comparación con un edificio, y en combinación a que el estudio del suelo es una inversión costosa. Desde el momento en que construimos un edificio de más de tres niveles la Secretaría de Obras Públicas nos exige un estudio previo del suelo donde se construye, para ver si es seguro o si realmente garantiza la estabilidad de la obra. Anteriormente en nuestro país se construía sin tener en cuenta estos detalles, era por eso que veíamos tantos edificios en proceso de decline. La seguridad ante todo. Un edificio de gran altura necesita cimientos profundos, justo donde se encuentra tierra firme. Existen casos en los que el suelo está compuesto por piedras, como coralinas,

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mármol, granito… En este caso este tipo de suelos es el ideal para construir enormes edificios puesto a que el lecho de piedra garantiza una mayor estabilidad de la obra

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OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL. Determinar cuáles son los estudios de suelo tomando como centro de investigación el estándar penetración test y lo referente con este tipo de ensayo.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

 Determinar cuál es la ventaja de utilizar un estudio de suelo antes de la construcción.  Analizar e interpretar los datos de un estudio de suelo realizado algún proyecto en específico.  En qué consiste un estudio de suelo  Cuáles son los elementos con los que consta un estudio de suelo  La importancia de utilizar el SPT como un estudio de suelo. 

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CAPITULO I FUNDAMENTO TEORICO

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FUNDAMENTO TEORICO

MECANCA DE SUELO

La mecánica de suelos es una parte del área de la ingeniería que está dedicada a estudiar las fuerzas o cargas que son establecidas en la superficie terrestre. La mecánica de suelos es la aplicación de las leyes de la mecánica y la hidráulica a los problemas de ingeniería que tratan problemas relacionados a la consolidación de partículas subatómicas y de los sedimentos. La ingeniería civil se desarrolla en este ámbito, donde las construcciones y el comportamiento de las mismas estarán determinadas por el material aplicado y sobre todo por el suelo que es utilizado en el relleno. Esta parte de la ingeniería fue inventada en el año 1925 por Karl von Terzaghi. Antes de realizar cualquier tipo de construcción uno de los pasos fundamentales es realizar un estudio característico del suelo, con el objetivo de conocer las propiedades del mismo y como se puede aprovechar para el uso que deseamos realizar. Si la capacidad del suelo se ve minimizada en relación a la aplicación a la aplicación de fuerzas, es probable que el mismo se deforme y que tenga como consecuencia que se generen algunos acontecimientos secundarios no determinados durante la fase del diseño del proyecto. Estas deformaciones secundarias pueden traer como consecuencia la proliferación de grietas, fisuras, y en los casos verdaderamente extremos, hasta el colapso de toda la obra. Siempre hay que observar detenidamente mediante un estudio pertinente tanto las condiciones del suelo como la del cimiento que trabaja como un medio de o entre el suelo y la estructura. Una diferencia muy palpable entre dos materiales distintos es la que existe entre la roca y el suelo, a pesar de su definición en la parte natural de la corteza terrestre. La diferencia más significativa entre la roca y el suelo es la resistencia, en ingeniería se conoce como roca un material altamente resistente, el mismo está formado por partículas minerales unidas mediante fuerzas cohesivas sorprendentes, sin embargo dentro de las principales características del suelo es la forma en la cual se encuentran sus partículas, estas están separadas ligeramente con medios mecánicos de poca

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fuerza. Si no se conoce a simple vista la diferencia de ambos materiales se procede a realizar una prueba en un vaso precipitado, la prueba consiste en introducir los materiales en un vaso con agua, si el material se desintegra entonces este corresponde al suelo, en la parte contraria se estaría hablando de una roca. Sin embargo, un dato muy importante es que con el paso del tiempo las rocas pueden ir convirtiéndose en suelo debido a los fenómenos de metereorizacion, esto provoca que la misma vaya perdiendo la resistencia mecánica y por lo tanto que sus partículas se vayan desintegrando de manera tal que llegue a ser totalmente suelo. La mecánica de los suelos incluye temas importantes como la investigación de las propiedades físicas y químicas del suelo, la teoría del comportamiento de los suelos sujetos a cargas y la aplicación de dichos conocimientos empíricos a la práctica. El comportamiento estético de la estructura también estará determinado por la funcionalidad del material aplicado, quien en todo momento interactúa con el medio del soporte. TIPOS DE ENSAYOS REALIZADOS EN UN ESTUDIO DE SUELO.

1) Ensayos de Penetración Dinámica 2) Ensayos de Penetración Estática 3) Ensayos de Molinete (Vane Test) 4) Esclerómetro o martillo Schmidt 5) Ensayos de carga puntual. 6) Ensayos de Penetración Estándar (SPT)

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1) Ensayos de penetración dinámica ligera: Los ensayos de penetración dinámica consisten en hincar una puntaza maciza perdida, mediante una maza de golpeo normalizada que cae desde una altura predeterminada. Es un ensayo útil para determinar la resistencia a la penetración dinámica de un suelo, evaluar la compacidad en suelos granulares, investigar la homogeneidad o anomalías de una capa de suelo y comprobar la situación en profundidad de una capa cuya existencia se conoce.

2) Ensayos de Penetración Estática: Los penetró metros estáticos o pruebas o ensayos de penetración estática son un tipo de ensayos de penetración, empleados en la determinación de las características geotécnicas de un terreno, como parte de las técnicas de reconocimiento de un reconocimiento geotécnico. Consisten en hincar una varilla terminada en una punta cónica, materializándose la energía de hinca, mediante gatos generalmente hidráulicos, que proporcionan la fuerza necesaria para profundizar en el terreno. La aplicación de esta fuerza requiere una reacción lo suficientemente elevada, que puede venir dada por el peso propio de la maquinaria hincadora (penetró metro en camión), o mediante el anclaje al terreno con hélices.

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3) Ensayos de Molinete (Vane Test): El ensayo de molinete (o ensayo de veleta de campo) es uno de los ensayos "in situ" llevados a cabo para realizar un reconocimiento geotécnico. Se utiliza para la medida de la resistencia al corte sin drenaje de arcillas en profundidad. Se trata de un ensayo de aplicación relativamente poco frecuente en España. Consiste en introducir a partir del fondo de un sondeo, una varilla que lleva en su extremo un molinete con cuatro aspas. Al llegar a la profundidad deseada, se hace girar el molinete hasta producir la rotura del suelo. Las condiciones de carga no permiten la determinación de la deformabilidad del suelo. Únicamente se puede obtener la resistencia al corte sin drenaje suponiendo que la rotura se produce según una superficie cilíndrica que envuelve las aspas

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4) Esclerómetro o martillo Schmidt: A resistencia a compresión simple de las rocas puede obtenerse en el campo mediante ensayos no destructivos realizados con el instrumento conocido como “martillo de Schmidt”. El martillo de Schmidt es un instrumento portátil, esclerómetro, que permite obtener la resistencia de materiales de construcción como hormigón, piedra natural, etc., partiendo del valor del índice de rebote que proporciona el instrumento. El valor de la resistencia a compresión del material ensayado, se obtiene del índice de rebote, resultado que proporciona el martillo, mediante un ábaco que facilita el fabricante.

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5) Ensayos de carga puntual: El ensayo de carga puntual se utiliza para determinar la resistencia a la compresión simple de fragmentos irregulares de roca, testigos cilíndricos de sondajes o bloques, a partir del Índice de resistencia a la carga puntual (Is), de tal forma que el stress aplicado se convierte a valores aproximados de UCS, según el diámetro de la muestra. El procedimiento consiste en romper una muestra entre dos puntas cónicas metálicas accionadas por una prensa. Las ventajas de este ensayo son que se pueden usar muestras de roca irregulares sin preparación previa alguna y que la maquina es portátil

6) Ensayo de penetración estándar: 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.

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NOTA: este fue el método mayor investigado para la elaboración del trabajo.

ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR El ensayo de penetración estándar SPT es ampliamente utilizado en exploración geotécnica, ya que existen diversas correlaciones con el número de golpes del ensayo N, y algunas propiedades del suelo que son de gran importancia en el diseño de fundaciones. Este método es aplicable a prácticamente todos los tipos de suelos, en suelos friccionantes la prueba permite conocer la compacidad de los mismos y en suelos plásticos la prueba permite adquirir una idea, si bien tosca, de la resistencia a la compresión simple. Además el método permite obtener muestras alteradas representativas del sitio de estudio Algunos aspectos adicionales sobre la aplicabilidad del ensayo, plantean que los resultados del número de golpes se pueden asociar con propiedades de arenas gruesas y finas, de gravas finas con varios contenidos de humedad y para suelos cohesivos saturados o parcialmente saturados.

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Cuando el suelo es cohesivo y el contenido de humedad es bajo, el ensayo puede arrojar resultados no representativos del comportamiento del suelo.

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ESTE MÉTODO SIGNIFICA TEST DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR. Este método proporciona una muestra de suelo para propósito de identificación y para ensayos de laboratorio apropiados al suelo obtenido de un muestreador que puede producir perturbación por una gran deformación cortante en la muestra. Un estudio de suelos permite dar a conocer las características físicas y mecánicas del suelo, es decir la composición de los elementos en las capas de profundidad, así como el tipo de cimentación más acorde con la obra a construir y los asentamientos de la estructura en relación al peso que va a soportar. Esta investigación que hace parte de la ingeniería civil es clave en la realización de una obra para determinar si el terreno es apto para llevar a cabo la construcción de un inmueble u otro tipo de intervención. El estudio de suelos es el análisis que nos ayuda a conocer cuál es la composición real del subsuelo (arenas, arcillas, rocas). Es de suma importancia evaluar las condiciones en las que se encuentra el área o terreno antes de construir, para saber las características y técnicas que se requieren y así realizar una estructura optima para tu edificación, evitando hundimientos y cuarteaduras posteriores o durante en la construcción. El método consiste en realizar perforaciones sobre la superficie del terreno para obtener muestras particulares del subsuelo. Con ello se sabe la capacidad de carga del suelo, así como las virtudes o irregularidades que pudiera beneficiar o afectar al Proyecto Arquitectónico. Estos datos posteriormente son indispensables para que el calculista encargado de realizar el Cálculo Estructural del proyecto los tome en consideración y proponga la solución estructural más conveniente, óptima y económica.

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BENEFICIOS DE UN ESTUDIO DE SUELO.

 Disminuye totalmente el riesgo de que su edificación sufra deslaves, grietas y fallas estructurales graves.  Los costos de cimentación se reducen considerablemente ya que son las de mayor inversión de una edificación.  La estructura de tu edificación será más eficiente, liviana y económica.

El ensayo normal de Penetración Estándar (SPT) nació en los Estados Unidos de Norte América en la década de 1920, con la finalidad de estimar el grado de densificación de los suelos. Originalmente los penetró-metros dinámicos fueron concebidos para apreciar la compacidad de los suelos sin cohesión, ante la dificultad de obtener muestras inalteradas. En 1925, un perforista de la firma Societé Raymond - Pile, propuso a K. Terzaghi, contar el número de golpes necesarios para hincar en un tubo toma muestras que tenía por costumbre utilizar, asumiéndolo como un ensayo después de haber acumulado gran número de resultados. Asimismo se reportó los trabajos de Mohr H.A. (1927), quien utilizó el toma muestras como un penetró-metro. Este método describe el procedimiento general conocido como el ensayo de penetración normal (standart penetración test- SPT), para hincar un muestreador de tubo partido en el fin de obtener una muestra, representativa de suelo y una medida de la resistencia de dicho suelo, a la penetración del muestreador. Puede ser usados en cualquier suelo con bajo contenido de gravas, pero su mayor confiabilidad esta dado para suelos arenosos.

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El ensayo de penetración dinámica permite obtener un valor (N) de resistencia a la penetración que es correlacionado con parámetros geotécnicos como la densidad relativa para los suelos granulares, el ángulo de fricción interna en los suelos granulares Ǿ, aplicado a partir de 2.0m. ,de profundidad, la compacidad teniendo en cuenta la profundidad. En el ensayo también se obtiene una muestra alterada, para realizar ensayos de identificación en el laboratorio.

NORMAS

Normas ASTM D2487 Método de Ensayo para la Clasificación de Suelos con Propósitos Ingenieriles. D2488 Práctica para la Descripción e Identificación de Suelos (Procedimiento Visual-Manual). D4220 Prácticas para Preservar y Transportar Muestras de Suelo.

USOS.

Este método es utilizado extensamente en una gran variedad de proyectos geotécnicos de exploración.

Existen

disponibles

muchas

correlaciones

locales

y

correlaciones

extensamente publicadas que relacionan el valor de N con el comportamiento ingenieril de estructuras de tierra y cimentaciones.

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PROCEDIMIENTOS.

Para realizar el procedimiento primeramente reconoceremos los materiales con los que trabajaremos. PROCEDIMIENTO NORMALIZADO DEL SPT

El método de Penetración Estándar es el más ampliamente usado para la exploración de suelos, y comprende dos etapas: EL SONDEO

Que consiste en hacer una perforación con barreno, inyección de agua o sondeo rotatorio usando un taladro con movimiento de rotación de alta velocidad, y circulando agua para extraer los detritos. Las localizaciones de ensayo son especificados por el ingeniero o geólogo. Típicamente los intervalos seleccionados son de 5 pies (1.5 m) o menos en estratos homogéneos con ensayos y muestreos a cada cambio de estrato.



Método de perforación por rotación.



Método de barreno continúo con eje hueco.



Método de lavado.



Método de barreno continúo con eje sólido.

MÉTODO DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR (SPT).

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Las investigaciones del subsuelo son importantes al momento de conocer la resistencia, deformabilidad y permeabilidad de los materiales que componen el terreno. Pero, todo ello sólo puede ser posible, conociendo a través de perforaciones superficiales o profundas en el substrato, los parámetros denominados “geotécnicos” que determinan el comportamiento geomecánico del terreno. No obstante, a pesar de que estas exploraciones son más representativas que muchos ensayos de laboratorios, por su escala no suelen alcanzar a representar todo el conjunto de macizo rocoso o suelo, lo que tenerse en cuenta para su interpretación y extrapolación de resultados. A la luz de los nuevos conocimientos, la geotecnia cada vez nos permite ir descubriendo las condiciones naturales del terreno en que se construyen obras de ingeniería diversas. Por ejemplo, las exploraciones de los suelos, tienes tres ejes acción. Entre ellos, se destaca la determinación de la resistencia. Es el método más simple para obtener el grado de compactación del suelo in situ, consiste en hincar una cuchara saca muestra de 50 cm en el suelo, los primeros 20 cm son despreciados y se determina el número de golpes de los 30 cm restantes en tramos de 15 cm y 15 cm respectivamente (Ver figura 4.1), con la caída de un peso de 63.5 Kg (140 Lbs.) desde una altura fija de 30 pulgadas (76 cm).

Forma de la cuchara muestrera.

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Este método de ensayo (ASTM D 1586), es el más utilizado para las exploraciones del suelo, con éste es posible conocer datos respecto a la profundidad, espesor y composición de los estratos del suelo. DESCRIPCIÓN DEL ENSAYO.

Un cilindro partido es enroscado al extremo de una barra de perforación haciéndolo que penetre en el suelo por medio de golpes proporcionados por un martinete hueco de 63.5 kg. (140 lb.); el cual es guiado por una barra en un trípode y dejado caer desde una altura de 76 cm. (30 pulg.) (Ver figura 4.2), registrándose el número de golpes necesarios para que el cilindro partido penetre en el suelo 50 cm. De los cuales despreciamos los primeros 20 cm y utilizamos los valores de N para los 30 restantes en tramos de 15 y 15 cm respectivamente posteriormente el cilindro partido se retira extrayendo la muestra de suelo (para su estudio) del interior del agujero.

Forma de hincar la cuchara muestrera.

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La mayor importancia de este ensayo radica en las correlaciones realizadas en el campo y en el laboratorio en diversos suelos, permite relacionar aproximadamente la compacidad y el ángulo de fricción interna (φ) en arenas; el valor de la resistencia a la compresión simple (qu) y el número de golpes (N) deseados en el suelo. Es importante mencionar que este método de muestreo se utiliza en nuestro país para determinar la capacidad de soporte del suelo en base a correlaciones de forma empírica, esta forma de calcular la capacidad del suelo da resultado debido a experiencias de sismos en El Salvador ya que las estructuras en las cuales se ha aplicado este método siguen sin sufrir daños. La finalidad principal de dicho método es conocer la estratigrafía del suelo. En El Salvador el proceso de penetración se realiza en incrementos de 50cm. debido a que el sistema de medida que se utiliza es el sistema métrico y además que resulta impráctico realizar la penetración a cada 45 cm.

EJECUCIÓN DEL ENSAYO

En primer lugar se ejecuta la perforación, la cual se realiza en intervalos, generalmente se avanza cada 1.5 m o menos en suelos no tan homogéneos. El agujero de la perforación que se obtenga debe ser limpio y estable para poder insertar el muestreador y así garantizar que el ensayo se está realizando sobre suelos relativamente inalterados. Se pueden emplear los siguientes métodos de perforación: método de perforación de orificio abierto, método de empleo de broca de espiral continúa con vástago vacio, método de perforación con lavado, método de empleo de broca de espiral continúa con vástago sólido. Una vez ejecutada la perforación se debe conectar la tubería de acero con el muestreador de cuchara partida y se deja caer el muestreador suavemente hasta la profundidad del ensayo, luego se monta el cabezote en la parte superior de la tubería y el martillo. Una vez montado el equipo se marca la tubería en tres incrementos de 6’’ (0.15m), de tal forma que se pueda Página 2

observar el avance del muestreador a medida que cae el martillo. Se cuenta el número de golpes para cada avance de 0.15 m y para una altura de caída del martillo de 30’’ (0.76 m). Hay que tener en cuenta que existen unas condiciones de rechazo del ensayo que son las siguientes: 1. Que se hayan alcanzado 50 golpes en alguno de los incrementos de 6’’. 2. Cuando se hayan acumulado 100 golpes. 3. Cuando no se observa avance del muestreador después de aplicar 10 golpes.

Montaje del malacate y cuerdas.

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Luego se registra el número de golpes que se requieren para cada incremento de 6 ‘’, se considera que las primeras 6’’ de avance son para una penetración de asentamiento. El número de golpes N acumulado para los siguientes dos incrementos se conoce como la ‘’resistencia a la penetración normal’’. Sobre la caída del martillo, se puede mencionar que se puede utilizar un sistema semiautomático o automático que lo levante a la altura especificada, igualmente se puede emplear un malacate con cable Finalmente, cuando se saca el muestreador a la superficie, es necesario anotar la longitud de la muestra obtenida, una descripción de la misma en cuanto al color, composición, estratificación y condición. Una observación adicional es sobre el número de vueltas del cable en el malacate, en el sentido de que se debe cumplir con lo que se encuentra en las normas, ya que una inadecuada operación puede alterar el resultado en términos de la corrección que se debe hacer por energía.

CORRECCIONES DEL ENSAYO

Los resultados del ensayo deben corregirse de acuerdo con consideraciones que tienen en cuenta la energía Para determinar el factor de corrección por energía se ha establecido la relación de energía a la barra que es el rendimiento del impacto sobre la cabeza de golpeo y que se define de la siguiente manera:

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Donde: Ei: es la energía real entregada a la cabeza de Golpeo y E’ es la energía desarrollada en caída libre teórica. y E’ es la energía desarrollada en caída libre teórica. Esta relación define el número de golpes para una energía del 60% que se conoce como N60. Para suelos granulares es necesario aplicar un segundo factor de corrección que esta dado por la presión efectiva de sobrecarga:

Donde p es la presión efectiva de sobrecarga en t/m2. El anterior factor de corrección tiene en cuenta entonces el incremento de la profundidad del ensayo, ya que a mayores profundidades se obtienen valores de N mayores.

Por lo tanto en N de diseño, que en este caso es el N60 se define de la siguiente forma:

Donde: Em: es la energía del martillo Ef: es la energía de caída libre teórica Cn: es el factor de corrección por profundidad

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N: el número de golpes de campo y Em/Ef es la relación de energía que puede variar dependiendo de lo equipos con los que se cuente Existen otros factores de corrección que dependen del diámetro de la perforación, de la longitud de la varilla de muestreo y del tipo de muestreados, que se resumen a continuación:

Otros factores de corrección

APLICACIÓN DE LOS RESULTADOS DEL ENSAYO Los parámetros más importantes en geotecnia son los siguientes:

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PARÁMETROS IMPORTANTES EN GEOTECNIA

De los cuales el ensayo permite obtener algunos mediante correlaciones experimentales. De acuerdo con algunos autores, el método tiene la siguiente aplicabilidad en la obtención de parámetros:

Para suelos granulares las correlaciones han permitido relacionar el resultado del ensayo con el Angulo de fricción del material y con la densidad relativa, para arenas se ha determinado lo siguiente:

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Correlación del N del SPT con la densidad de la arena. Terzaghi y Peck 1948.

Correlación entre el N del SPT, la densidad relativa y el Angulo de fricción para arenas en otras condiciones de humedad.

El anterior grafico relaciona en N del SPT con las densidades relativas para arenas en distintas condiciones de humedad y el ángulo de fricción.

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Para suelos cohesivos el resultado del N se puede relacionar con la consistencia y con la resistencia a la compresión simple (aunque hay que tener en cuenta que este parámetro se obtiene preferiblemente del ensayo de corte directo):

Correlación entre en N del SPT, la consistencia y la resistencia a la compresión para arcillas. VENTAJAS DEL ENSAYO

Al ser la cuchara SPT una toma muestras, permite visualizar el terreno donde se ha realizado la prueba y realizar ensayos de identificación, y en el caso de terreno arcilloso, de obtención de la humedad natural. APLICACIONES

Este ensayo SPT es de uso extendido, muy útil en la caracterización de suelos granulares (arenas o gravas arenosas), donde es difícil obtener muestras inalteradas para los ensayos de laboratorio.

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Por otra parte existen correlaciones en el caso de los terrenos cohesivos, pero al ser un ensayo prácticamente instantáneo, no se produce la disipación de los incrementos de presiones intersticiales producidos en estos suelos arcillosos por efecto del golpeo, lo que por cierto debe influir en el resultado de la prueba. Por esta razón, los resultados del ensayo SPT (y por extensión, los de todos los pene-trómetros dinámicos) en ensayos cohesivos no son muy fiables para la aplicación de correlaciones. Actualmente este criterio está cuestionado, siendo cada vez más aceptado que las pruebas penetro-métricas pueden dar resultados igualmente válidos en todo tipo de suelo. En cualquier caso, al margen de la validez o existencia de correlaciones, el valor del golpeo obtenido en ensayo de penetración simple es un dato indicativo de la consistencia de un terreno susceptible de su utilización para la caracterización o el diseño geotécnicos. Cuando se intenta atravesar un terreno de grava, la cuchara normal no puede hincarse, pues su zapata se dobla. Con frecuencia se sustituye por una puntaza maciza de la misma sección (no normalizada). El ensayo SPT no proporciona entonces muestra. El golpeo así obtenido debe corregirse dividiendo por un factor que se considera del orden de 1'5.

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CAPITULO II DESARROLLO DE LAS PREGUNTAS

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¿QUÉ ES Y PARA QUÉ SIRVE EL ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS?

El estudio de mecánica de suelos es el análisis que nos ayuda a conocer cuál es la composición real del subsuelo (arenas, arcillas, rocas). Es de suma importancia evaluar las condiciones en las que se encuentra el área o terreno antes de construir, para saber las características y técnicas que se requieren y así realizar una estructura optima para tu edificación, evitando hundimientos y cuarteaduras posteriores o durante en la construcción. El método consiste en realizar perforaciones sobre la superficie del terreno para obtener muestras particulares del subsuelo. Con ello se sabe la capacidad de carga del suelo, así como las virtudes o irregularidades que pudiera beneficiar o afectar al Proyecto Arquitectónico. Estos datos posteriormente son indispensables para que el calculista encargado de realizar el Cálculo Estructural del proyecto los tome en consideración y proponga la solución estructural más conveniente, óptima y económica.

BENEFICIOS DEL ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS: *Disminuye totalmente el riesgo de que su edificación sufra deslaves, grietas y fallas estructurales graves. *Los costos de cimentación se reducen considerablemente ya que son las de mayor inversión de una edificación. *La estructura de tu edificación será más eficiente, liviana y económica.

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¿QUÉ SUCEDE SI NO REALIZAS EL ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS?

Podríamos decir que se trata de la raíz del proceso de la construcción, porque si se desconoce en qué estado se encuentra el suelo donde queremos construir o intervenir nos hace sujetos a elegir una estructura incorrecta que pudiera provocar fracturas o agrietamientos en la edificación. Inclusive estando propensos a derrumbes a causa de deslaves en el suelo. Este proyecto te ayuda a proteger tu bienestar, inversión y patrimonio

¿CUÁL ES EL OBJETIVO PRINCIPAL DE LA MECÁNICA DE SUELOS, POR QUÉ SE EFECTÚAN ESTUDIOS SOBRE EL COMPORTAMIENTO DEL SUELO, POR QUÉ ES NECESARIO DETERMINAR LA ESTABILIDAD DEL SUELO?

El objetivo principal de la Mecánica de Suelos es estudiar el comportamiento del suelo para ser usado como material de construcción o como base de sustentación de las obras de ingeniería. La importancia de los estudios de la mecánica de suelos radica en el hecho de que si se sobrepasan los límites de la capacidad resistente del suelo o si, aún sin llegar a ellos, las deformaciones son considerables, se pueden producir esfuerzos secundarios en los estructurales, quizás no tomados en consideración en el diseño, produciendo a su vez deformaciones importantes, fisuras, grietas, alabeo o desplomos que pueden producir, en casos extremos, el colapso de la obra o su inutilización y abandono. En consecuencia, las condiciones del suelo como elemento de sustentación y construcción y las del cimiento como dispositivo de transición entre aquel y la estructura, han de ser siempre observadas, aunque esto se haga en proyectos pequeños fundados sobre suelos normales a la vista de datos estadísticos y experiencias locales, y en proyectos de mediana a gran importancia o en suelos dudosos, infaliblemente, al través de una correcta investigación de mecánica de suelos.

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La Mecánica de Suelos se interesa por la estabilidad del suelo, por su deformación y por el flujo de agua, hacia su interior, hacia el exterior y a través de su masa, tomando en cuenta que resulte económicamente factible usarlo como material de construcción.

IMPORTANCIA DEL ESTUDIO DE SUELOS.

La importancia del estudio de suelos depende del tipo de proyecto que vas a realizar y de la magnitud de este; con los resultados que te arroje el estudio de suelos puedes tomar decisiones del tipo de cimentación a utilizar y hasta que profundidad debes de cimentar; dependiendo del tipo de suelo es la capacidad de soporte del suelo (resistencia del suelo) y eso se puede determinar únicamente con el estudio de suelos. Depende del estudio de suelos, determinaras cuanto vas a gastar o cuanto vas a ahorrar en cimentación; ya que muchos proyectos en los que no se hace estudio de suelos, resulta que cuando están ya construidos se dan cuenta que tienen hundimientos y eso acarrea mas costos, ya que se debe degastar mucho en reparar o tratar de estabilizar el terreno y todo por “ahorrarse unos centavos” y no hacer el estudio de suelo. Cuando se trata de edificios, con el estudio de suelos determinas la capacidad máxima de carga que acepta el terreno y si es suficiente por la sobrecarga del edificio.

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El Ensayo de Penetración Estándar (SPT)

¿CÓMO Y DÓNDE SE REALIZA?

Este ensayo de penetración estándar se realiza en el interior de sondeos durante la perforación. Permite obtener un valor de N de resistencia a la penetración, correlacionable con parámetros geotécnicos como la densidad relativa, el ángulo de rozamiento, la carga isible y los asientos en los suelos granulares. En el ensayo también se obtiene una muestra alterada, para realizar ensayos de identificación en laboratorio. El ensayo SPT puede ejecutarse prácticamente en todo tipo de suelos, incluso enroca muy alterada, aunque es en los suelos granulares donde se realiza preferentemente; la dificultad de obtener muestras inalteradas en este tipo de suelos añade relevancia al SPT.

¿CON QUÉ FRECUENCIA SE EJECUTA UN SPT?

La frecuencia habitual para la realización del SPT a lo largo del sondeo es de un ensayo de 2 a 5 metros, o incluso mayor, en función de las características del terreno.

¿EN QUE CONSISTE UN ENSAYO SPT? El procedimiento consiste en hincar en el terreno barreno metálico contando el número de golpes necesario para hincar tramos de 15 cm. El golpeo para la hinca se realiza con una maza de 63.5 kg cayendo libremente desde una altura de 76 cm sobre una cabeza de golpeo o yunque

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¿QUÉ HACEMOS EN UN ENSAYO SPT? Se procede a limpiar cuidadosamente la perforación al llegar a la cota deseada para el ensayo, tanto las paredes como el fondo, retirando la batería de perforación e instalando en su lugar una toma muestras de dimensiones estándar. El toma muestras consta de tres elementos: zapata, tubo bipartido y cabeza de acoplamiento con el varillaje. La lectura del golpeo del primero y último tramo no debe tener en cuenta, por la alteración del suelo o derrumbes de las paredes del sondeo en el primer caso, y por posible sobrecompactación en el segundo. La suma de los valores del golpeo de los dos tramos centrales de 15 cm es el valor N, denominado también resistencia a la penetración estándar. En ocasiones, dada la alta resistencia del terreno, no se consigue el avance del toma muestras. En estos casos, el ensayo se suspende cuando se exceden 100 golpes para avanzar un tramo de 15 cm, y se considera rechazo.

¿QUÉ ELEMENTOS AFECTAN EL DESARROLLO DE UN ENSAYO SPT? El resultado de los ensayos SPT pueden ser afectados por factores como: 

Preparación y calidad del sondeo: limpieza y estabilidad de las paredes de

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perforación Longitud del varillaje y diámetro del sondeo: condicionan el peso del elemento a

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hincar y la fricción con las paredes del sondeo. Dispositivo del golpeo: puede ser manual o automático, existiendo diferencias notables entre los resultados de ambos. Deben emplearse dispositivos automáticos, pues garantizan la aplicación de misma energía de impacto en todos los casos.

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¿CUÁLES SON LAS VENTAJAS DE LA APLICACIÓN DE LA TÉCNICA?

El amplio uso del SPT ha permitido establecer una serie de correlaciones con diferentes parámetros geotécnicos:

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Con la compacidad para suelos granulares. la densidad relativa, teniendo en cuenta la influencia de la profundidad. Con el ángulo de rozamiento en suelos granulares; aplicable a partir de 2 metros de profundidad.

 El ensayo de penetración estándar o SPT (Standard Penetración Test) es el ensayo de penetración dinámica más usado en todo el mundo, y también el más antiguo, el modelo que usamos ahora es de 1927, pero las primeras versiones datan de 1902, nada menos.

Normalmente, si algo se mantiene durante tanto tiempo es, o bien porque su exactitud no ha sido superada, que no es el caso, o porque es barato y fácil de hacer, que sí es el caso. El SPT tiene muchos defectos, la muestra está alterada, sólo sirve para hacer granulometrías, humedades y límites, los golpeos no son válidos en materiales cohesivos y cabe preguntarse hasta qué punto cumple con las normativas modernas.

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QUE IMPORTANCIA TIENE EN UN PROYECTO EL ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR? La importancia de este ensayo consta para la exploración , muestreo, análisis, modelización de lo que es en si el terreno donde se quiere ejecutar la obra, determinando por medio de este la capacidad de carga, el porcentaje de absorción, limime liquido y plástico del suelo, y el nivel freático para que la estructura en pie tenga un suelo firme y resistente. Esto quiere decir que este ensayo es para determinar las caracterices del suelo donde se ejecutara la obra.

PREGUNTAS CONCIERNE A LA ASIGNATURA ¿QUE APRENDÍ, QUE COMPETENCIAS HE ADQUIRIDO EN ESTA ASIGNATURA? El aprendizaje obtenido atraves de la materia MECANICA DE SUELO, lo he tomado para mi formación como técnico de una manera gratificante. En primer lugar, he aprendido a diferenciar los distintos tipos de suelo que pueden existir a la hora de realizar un estudio geotécnico, determinar su porcentaje de humedad, el grado de absorción que este puede tener, plasticidad. En segundo lugar, he aprendido a realizar ensayos de una manera eficiente, graficar las curvas para reflejar lo obtenido en el laboratorio y realizar los cálculos. En tercero, la importancia que tiene esta materia en la rama de la ingeniera civil, a la hora de llevar a cabo una construcción.

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La competencia que he adquirido: desde que comencé a cursar la materia nunca he puesto en duda lo importante que es, lo que se puede lograr aprendiendo de ella, y la demanda que hay por ser laboratorista de gran nivel. ¿QUE LIMITACIONES HA TENIDO EN EL PROCESO DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE DE ESTA ASIGNATURA? Estoy de acuerdo con el proceso de enseñanza de los docentes (docente de la clase y el docente laboratorito), sin embargo, la única limitación que tuve fue a la hora de realizar los ensayos de laboratorio, esto es debido a que los grupos llegaron a ser muy abultados; mi objetivo siempre ha sido el de aprender y analizar para aprender, por esto a la hora de la practica hacia mi grupito de 3 integrantes y realizábamos así de forma eficiente el ensayo. ¿COMO EVALUA AL DOCENTE Y LABORATORIO QUE IMPLICA ESTA ASIGNATURA? Excelente! El docente explica de una manera eficiente la realización del ensayo, y el laboratorio cuenta con herramientas adecuadas para la realización de esta. ¿QUE SUGERENCIAS LE HARIA A LA ASIGNATURA TANTO EN EL PROCESO DE ENSEÑAZA COMO EN EL PROCESO PRACTICO? En el proceso de enseñanza no tengo sugerencias En el proceso practico mi sugerencia seria: no hacer tan abultados los grupos, porque hemos estudiantes que nuestro objetivo es el de aprender.

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CAPITULO III ANEXO Y BIBLIOGRAFIA

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ANEXO

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BIBLIOGRAFIA INFORMACION SOBRE ESTUDIOS DE SUELO González de Vallejo, L. et. al. (2,002). Ingeniería Geológica Editorial PEARSON EDUCACIÓN. Madrid. 744p. “The Standard Penetration Test”, Proceedings of the Fourth PanAmerican Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Vol. 1, 1971, San Juan, Puerto Rico. V.F.B. de Mello. “Dinámica de suelos y estructuras”, R. Colindres, Limusa, 2 ed., México, 1993. Fundamentos de la mecánica de suelos I Eulalio Juárez Badillo, Alfonso Rico Rodríguez.

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