MECANICA DE SUELOS APLICADA

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CN = 0.77 log (2,000/σ0)

Así, el número de golpes corregido, Ncor, es:

Ncor = CN Nf

Según Karl von Terzaghi y R. B. Peck, en caso de tener arena fina saturada, sumergida, de compacidad relativa media a muy compacta, con Nf mayor de 15 golpes, el número de golpes de campo deberá ser corregido ya que la baja permeabilidad de la arena fina no permite la inmediata disipación del exceso hidrostático generado por los golpes del martinete. El agua toma parte de esa energía. La resistencia a la penetración para la misma arena cuando está seca será menor si está sumergida.

La corrección propuesta es aplicable para Nf >15 golpes.

Ncor = 15 + 0.5 (Nf – 15)

Ncor = 7.5 +0.5Nf

Para el mismo suelo, arena fina, saturada y, sumergida, si además el esfuerzo efectivo inicial es mayor de los 26 kPa, algunos autores recomiendan efectuar las correcciones por presencia de agua y por confinamiento por peso propio.

CORRELACIONES EMPÍRICAS PARA DETERMINAR PROPIEDADES ÍNDICES Y MECÁNICAS DEL SUELO

Densidad Relativa Dr Meyerhof, basado en los trabajos de Gibbs y Holtz, propone determinar la densidad relativa o compacidad a partir de la resistencia a la penetración, Ncor, y del esfuerzo vertical efectivo, σ0, por medio de la expresión:

Dr = 21[ Ncor / (σ0 / 98 + 0.7]0.5

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.

Procedimientos del Ensayo de Penetración Estándar

Cuando en la perforación del sondeo se alcanza la profundidad donde se efectuará la prueba, sin avanzar la entubación y viendo limpio el fondo del sondeo, se desciende el tomamuestras SPT unido al varillaje hasta apoyar en el fondo con suavidad. Luego se eleva repetidamente la maza con una frecuencia constante, dejándola caer libremente sobre una sufridera colocada en la zona superior del varillaje.

Se contabiliza y se anota el número de golpes necesarios para hincar la cuchara lTexto en negritaos primeros 15 centímetros (N0 − 15).

Seguidamente se realiza la prueba en sí, introduciendo otros 30 centímetros, anotando el número de golpes requerido para la hinca en cada intervalo de 15 centímetros de penetración (N15 − 30 y N30 − 45).

El resultado del ensayo es el golpeo SPT o Resistencia a la Penetración Estándar:

NSPT = N15 − 30 + N30 − 45

Si el número de golpes requerido para profundizar en cualquiera de estos intervalos de 15 centímetros, supera los 50, el resultado del ensayo deja de ser la suma anteriormente indicada, para convertirse en rechazo (R), debiéndose anotar también la longitud hincada en el tramo en el que se han alcanzado los 50 golpes.

Hasta aquí, el ensayo SPT se considera finalizado cuando se alcanza este valor. (Por ejemplo, si se ha llegado a 50 golpes en 120 mm en el intervalo entre 15 y 30 centímetros, el resultado debe indicarse como N0 − 15 / 50 en 120 mm, R).

La cuchara SPT suele tener una longitud interior de 60 centímetros, por ello es frecuente hincar mediante golpeo hasta llegar a esta longitud, por lo que se tiene un resultado adicional que es el número de golpes N45 − 60 . Proporcionar este valor no está normalizado, no constituye un resultado del ensayo, solo tiene una función indicativa.

Ventajas del ensayo

Al ser la cuchara SPT un tomamuestras, 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.

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 penetrómetros 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 penetrométricas 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.