exploracin de suelos 2 2011 [modo de ad
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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