exploracin de suelos 2 2011 [modo de ad

EXPLORACIÓN DE SUELOS

E di d l1. Estudio de suelos

2. Ensayos in situ

ENSAYOS IN SITU

• ENSAYO DE PENETRACIÓN STANDARD (SPT)

• ENSAYO DE CONO ESTÁTICO (CPT)ENSAYO DE CONO ESTÁTICO (CPT)• ENSAYO DE CONO DINÁMICO (DP)ENSAYO DE PLATO DE CARGA• ENSAYO DE PLATO DE CARGA

SACATESTIGO – TIPO DE MUESTRAS

SACAMUESTRA - ASTM D1586 -84 – ENSAYO DE PENETRACIÓN STANDARD

C = Diámetro interno: 35 mmC = Diámetro interno: 35 mmD = Diámetro interno: 38 mmF = Diámetro externo: 51 mmA = Largo zapata: 25 a 50 mmA Largo zapata: 25 a 50 mmB = Largo sacatestigo: 460 a 760 mm

SACAMUESTRA DE PARED DELGADA O TUBO SHELBY

Diámetro interno: 48 a 74 mmDiámetro interno: 48 a 74 mmDiámetro: 50 a 75 mmLargo sacatestigo: 400 a 760 mmEspesor: 0,50 a 1,40 mmEspesor: 0,50 a 1,40 mm

SACAMUESTRA DE PARED DELGADA O TUBO SHELBY

SACAMUESTRA DE PARED DELGADA O TUBO SHELBY

SACAMUESTRA DE PARED DELGADA O TUBO SHELBY

TIPO DE MUESTRAS

MUESTRAS ALTERADAS O DISTURBADASMUESTRAS ALTERADAS O DISTURBADASEnsayos para determinar propiedades físicas y químicas (ensayos de identificación) como humedad, límites de consistencia, granulometría, sales solubles, etc.consistencia, granulometría, sales solubles, etc.MUESTRAS INALTERADASEnsayos para determinar propiedades mecánicas, como ensayos de compresión triaxial, consolidación, peso unitario, etc.p , , p ,

22iDD −

100.% 2i

ier D

DDA =

Sacatestigo SPT: Ar = 110 %Tubo Shelby: Ar = 10 a 15 %

TIPO DE MUESTRAS s/ CIRSOC 401

CalidadPropiedades que pueden ser determinadas de

manera confiable

Clase 1 Clasificación, humedad natural, pesos unitarios,parámetros de resistencia, rigidez y consolidación

Clase 2 Clasificación, humedad natural y pesos unitarios

Clase 3 Clasificación y humedad natural

Clase 4 ClasificaciónClase 4 Clasificación

Clase 5 Ninguna. Sólo para determinar secuencia estratigráficaestratigráfica

TIPO DE MUESTRAS s/ CIRSOC 401

Calidad PERFORACIONES, EXCAVACIONES, SACATESTIGOSCalidad , ,

Muestras inalteradas sacadas de calicatas tubos Clase 1

Muestras inalteradas sacadas de calicatas, tubos Shelby en suelos arcillosos blandos a mediana-mente compactos, tubos tipo Denison

Clase 2 Ídem anterior

Clase 3 Sacatestigo del SPT

Muestras disturbadas extraídas de perforaciones y Clase 4 Muestras disturbadas extraídas de perforaciones y excavaciones

Cl 5 D i d f ióClase 5 Detritos de perforación

ENSAYO DE PENETRACIÓN STANDARDSPT

• Ensayo muy popular• Permite estimar la resistencia al corte y la yrigidez de los suelos

• Sus resultados permite calcular fundacionesSus resultados permite calcular fundaciones

ENSAYO DE PENETRACIÓN STANDARD (SPT)

ENSAYO DE PENETRACIÓN STANDARD (SPT)

Perforación

cañería

Sacatestigo standard

ENSAYO DE PENETRACIÓN STANDARD (SPT)

Martillo: 63,50 kg (ASTM)Martillo: 65,00 kg (IRAM)

Alt d íd 76 (ASTM)Altura de caída: 76 cm (ASTM)Altura de caída: 75 cm (IRAM)

ENSAYO DE PENETRACIÓN STANDARD (SPT)

15 cmN N = Número de golpes

15 cm

g ppara penetrar 30 cm

En total se hincan 45 cm, los primeros 15 cm se cuenta pero no se tienen en cuenta, N = Número de golpes para penetrar 30 cm

ENSAYO DE PENETRACIÓN STANDARD (SPT)

ENSAYO DE PENETRACIÓN STANDARD (SPT)

ENSAYO DE PENETRACIÓN STANDARD (SPT)

ENSAYO DE PENETRACIÓN STANDARD (SPT)

CONSISTENCIA DE LAS ARCILLAS

Número de penetración estándar

CONSISTENCIA Resistencia a la compresión simple ,

N qu[kN/m2]

0 -2 Muy blanda 0 – 250 2 Muy blanda 0 25

2 -5 Blanda 25 – 50

5 10 Medianamente 50 1005 -10 Medianamentecompacta 50 – 100

10 -20 Compacta 100 – 200

20 – 30 Muy compacta 200 – 400

> 30 Dura > 400

ENSAYO DE PENETRACIÓN STANDARD (SPT)

CONSISTENCIA DE LAS ARCILLAS

Nkcu .= Stroud donde K = 3,50 a 6,5 kN/m2

[ ] 72,02 .29/ NmkNcu = Hasa

ENSAYO DE PENETRACIÓN STANDARD (SPT)

ARENAS NCN N .=Para γ=1,8 t/m2

z = 2,0 mARENAS NCN Ncor . z = 5,0 m

P f C

178,9=NC Liao y Whitman

Prof. CN

2,0 1,62

0',

σN

2

5,0 1,03

2 0 1 47

0'01,012σ+

=NC Skempton2,0

5,0

1,47

1,05

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛−=100

'log25,11 0σ

NC Seed

2,0

5 0

1,44

1 04⎠⎝100gN Seed 5,0 1,04

ENSAYO DE PENETRACIÓN STANDARD (SPT)

ARENAS ( ) NNgrados 000540300127 −+=φ

Correlación de Peck, Hanson y Thornburn

ARENAS

Correlación de Schmertmann (1975)

( ) corcor NNgrados 00054,030,01,27 +=φ

Correlación de Schmertmann (1975)

31,0

⎥⎤

⎢⎡

N( )0

1

100'3,202,12 ⎥

⎥⎥⎥

⎦⎢⎢⎢⎢

⎣⎟⎠⎞

⎜⎝⎛+

= −

σφ FNtggrados

100 ⎦⎣ ⎠⎝

ENSAYO DE CONO ESTÁTICO CPTCPT

También conocido como cono estático.Mide:

Resistencia de cono qqcc

Igual a la carga aplicada dividida el área proyectada del cono (3,50 cm)

Resistencia por fricción ffcc

I l l i t i f i i l d ll Igual a la resistencia friccional que se desarrolla en un manguito colocado encima del cono

ENSAYO DE CONO ESTÁTICO CPTCPT

Actualmente se utilizan dos tipos de Actualmente se utilizan dos tipos de penetrómetros:

Penetrómetro de cono de fricción mecánica

Penetrómetro de cono eléctrico o piezoconoPenetrómetro de cono eléctrico o piezocono

ENSAYO DE CONO ESTÁTICO (CPT)

Penetrómetro de cono de fricción mecánica

ENSAYO DE CONO ESTÁTICO (CPT)

ENSAYO DE CONO ESTÁTICO (CPT)

Penetrómetro de cono eléctrico o piezoconoPenetrómetro de cono eléctrico o piezocono

ENSAYO DE CONO ESTÁTICO (CPT)

ENSAYO DE CONO ESTÁTICO (CPT)

ENSAYO DE CONO ESTÁTICO (CPT)

ENSAYO DE CONO ESTÁTICO (CPT)

ENSAYO DE CONO ESTÁTICO (CPT)

ENSAYO DE CONO ESTÁTICO (CPT)

ENSAYO DE CONO ESTÁTICO (CPT)

ENSAYO DE CONO ESTÁTICO (CPT)

100.cr

fF =

cr q

ENSAYO DE CONO DINÁMICODPDP

El ensayo de penetración dinámica DP consiste

en obtener un registro continuo del número de

golpes requerido, para penetrar en el suelo g p q , p p

una punta cónica metálica, dejando caer de

una altura constante una masa determinadauna altura constante, una masa determinada.

ENSAYO DE CONO DINÁMICO (DP) DEEP PROBING

Elemento DPL DPM DPH DPSHElemento DPL DPM DPH DPSH

Masa [kg] 10,0 30,0 50,0 63,5

Altura de caída [cm] 50 50 50 75

Ángulo del vértice del cono 90º 90º 90º 90º

Diámetro del cono [mm] 35,7 35,7 43,7 51,0

Número de golpes cada: 10 cm 10cm 10 cm 10 cm

ENSAYO DE CONO DINÁMICO (DP) DEEP PROBING

ñ í

Cono

cañería 90º

Diámetro del cono mayor que el diámetro de la cañería

ENSAYO DE CONO DINÁMICO (DP) DEEP PROBING

ENSAYO DE CONO DINÁMICO (DP) DEEP PROBING

ENSAYO DE CONO DINÁMICO (DP) DEEP PROBING

ENSAYO DE CONO DINÁMICO (DP) DEEP PROBING

ENSAYO DE CONO DINÁMICO (DP) DEEP PROBING

ENSAYO DE CONO DINÁMICO (DP) DEEP PROBING

ENSAYO DE CONO DINÁMICO (DP) DEEP PROBING

0,000 10 20 30 40 50

Nº Golpes c/20 cm

1,00

2,00 Limos arenosos blandos

3,00

4,00

5,00

6,00

dida

d [m

]Limos arenosos

parcialmente cementados

7,00

8,00Prof

und

Limos arenosos blandos, con lentes

de arenas finas

9,00

10,00 Arenas medianas con gravas y rodados

11,00

g y

ENSAYO DE CONO DINÁMICO (DP) DEEP PROBING

VENTAJASEnsayo rápidoEnsayo de bajo costoPermite diferenciar estratos blandos de compactosEnsayo complementario

DESVENTAJAS

Ensayo sin extracción de muestras (ciego), lo que hace necesario y ( g ), qtener perforaciones cercanas.No permite atravesar estratos duros (toscas) o mantos de arenas con rodados o bloquescon rodados o bloques

ENSAYO DE PLATO DE CARGA

ENSAYO DE PLATO DE CARGA

Viga de reacción

ManómetroComparador

Gato hidráulico

Viga de referencia

Placa o plato de carga

ENSAYO DE PLATO DE CARGA

C dComparador

Placa o plato de carga

Gato hidráulico

Placa o plato de carga

Viga de referencia

ENSAYO DE PLATO DE CARGA

ENSAYO DE PLATO DE CARGA

ENSAYO DE PLATO DE CARGA

ENSAYO DE PLATO DE CARGA

ENSAYO DE PLATO DE CARGA

ENSAYO DE PLATO DE CARGA

ENSAYO DE PLATO DE CARGA

ENSAYO DE PLATO DE CARGA

ENSAYO DE PLATO DE CARGA

Lectura Presión Tiempo Flexímetro 1 Flexímetro 2 Flexímetro 3 Promedio ASENTAMLectura Presión Tiempo Flexímetro 1 Flexímetro 2 Flexímetro 3 Promedio ASENTAM.

Manómetro

kg/cm2 kg/cm2 minutos 0,01 mm 0,01 mm 0,01 mm 0,01 mm mm

0 0,00 1 37,45 27,75 45,36 36,85 0,000 0,00 1 37,45 27,75 45,36 36,85 0,0020 0,20 1 36,55 26,70 44,58 35,94 0,9120 0,20 2 36,45 26,65 44,54 35,88 0,9720 0,20 5 36,32 26,48 44,43 35,74 1,1120 0,20 10 36,19 26,39 44,34 35,64 1,2140 0,76 1 34,60 25,00 43,15 34,25 2,6040 0,76 2 34,50 24,95 43,05 34,17 2,6940 0,76 5 34,23 24,70 43,82 34,25 2,6040 0,76 10 33,99 24,45 42,60 33,68 3,1760 1,33 1 31,90 22,25 40,55 31,57 5,29, , , , , ,60 1,33 2 31,55 22,00 40,30 31,28 5,5760 1,33 5 31,01 21,46 39,80 30,76 6,1060 1,33 10 30,55 20,92 39,34 30,27 6,5880 1,89 1 27,60 17,60 36,01 27,07 9,7880 1 89 2 26 90 17 00 35 45 26 45 10 4080 1,89 2 26,90 17,00 35,45 26,45 10,4080 1,89 5 25,85 15,92 34,32 25,36 11,4980 1,89 10 24,94 15,03 33,44 24,47 12,38100 2,46 1 21,75 11,52 30,20 21,16 15,70100 2,46 2 20,82 7,40 28,40 18,87 17,98100 2,46 5 19,50 6,08 27,20 17,59 19,26

100 2,46 10 18,25 4,83 26,08 16,39 20,47

ENSAYO DE PLATO DE CARGA

0 000 10 20 30 40 50 60 70

Tiempo [minutos]

0,00

5 005,00

10 00TOS

(mm

)

10,00

15 00ASE

NTA

MIN

ET

ASENTAM15,00

20,00

A ASENTAM.

Presión

20,00

25,0025,00

ENSAYO DE PLATO DE CARGA

3,00

2,50

2,00

m2 ]

1 00

1,50n

[kg/

cm

0,50

1,00

Pres

ión

0,000 00 5 00 10 00 15 00 20 00 25 00

P

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00

Asentamientos [mm]

ENSAYO DE PLATO DE CARGA

3,00

2,50 Placa 30 x 30 cm

2,00

m2 ] Placa 50 x 50 cm

1 00

1,50n

[kg/

cm

0,50

1,00

Pres

ión

0,000 00 5 00 10 00 15 00 20 00 25 00

P

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00

Asentamientos [mm]

ENSAYO DE DE PLATO DE CARGA

DESVENTAJASDESVENTAJAS

Hay muchas correlaciones que vinculan los asentamientos de una placa de 30 x 30 cm con bases de otras dimensiones. ¿Cuál de ellas es la válida?Los sistemas de reacción en general son muy costosos

Es un ensayo que puede durar mucho tiempoEs un ensayo que puede durar mucho tiempo

Se justifica cuando el costo del ensayo permite un mejor diseño de las fundaciones de la construcciónde las fundaciones de la construcción

ENSAYO DE PLATO DE CARGA

CAMPO DE APLICACIÓNCAMPO DE APLICACIÓN

En recepción de terraplenes como método para contralar la rigidez de la capa compactada.

En el diseño de bloques de hormigón para fundación de postes de líneas de alta tensión (LAT). Método de Sulzberger

ÓEJERCITACIÓNFormar grupos de 2 o 3 alumnosFormar grupos de 2 o 3 alumnosBuscar un Informe Técnico de un Estudio de suelos realizado para una obra de Ingeniería Civil.Buscar en biblioteca, internet o en empresasNo tiene que ser de la ciudad de Córdoba, y que el profesional sea docente de la UNCsea docente de la UNC.Analizar críticamente el Informe, considerando: Objetivos, número y tipo de perforaciones, profundidad alcanzada, ensayos realizados, conclusiones, recomendaciones, etc .Informe con un máximo 3 páginas (A4) + Fotocopia del informe originaloriginal