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X JORNADAS GEOTECNICAS DE LA INGENIERIA COLOMBIANA - SCI -SCG - 1999

X JORNADAS GEOTECNICAS DE LA INGENIERIA COLOMBIANA

ESTIMATIVOS DE PARAMETROS EFECTIVOS DE RESISTENCIA CON EL SPT
ALVARO J. GONZALEZ G. -Ingeniero Civil U.N., M.Sc., DIC -Socio Director- Análisis Geotécnicos Colombianos AGC Ltda. -Profesor Asociado-Facultad de Ingeniería- Universidad Nacional - Bogotá -Ingeniero Asesor enGeotecnia RESUMEN Se presenta un método aproximado de evaluación de los parámetros efectivos de resistencia c' y φ', mediante el empleo de los datos de SPT (N en golpes/pie). Aunque el método provee valores estimados, se obtienen resultados razonables útiles iniciales, especialmente para materiales granulares o intermedios, siendo menos aproximados para materiales cohesivos. 1.0 EL ENSAYO DEPENETRACION ESTANDAR 1.1 Descripción del Ensayo El método de penetración estándar SPT (Standard Penetration Test) es tal vez el más conocido y usado en la exploración de suelos, tal vez por su sencillez de ejecución y sobre él existe una literatura muy abundante. El método ha sido estandarizado desde 1958, con varias revisiones (ASTM D-1586) y consiste (p.ej. Bowles,1988) en hincar un tomamuestraspartido de 18" (≈ 45cm) de largo (Figura 1a) colocado al extremo de una varilla AW, por medio de un peso (martillo) de 140lb (≈ 63.5kg) que se deja caer "libremente" desde una altura de 30" (≈ 76cm) (Figura 1b), anotando los golpes necesarios para penetrar cada 6" (≈ 15cm).

FIGURA 1a) - Cuchara partida

FIGURA 1b) Equipo de Perforación por Percusión
Resistencia Efectiva con SPT- Página 1

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El valor normalizado de penetración N es para 12" (1 pie ≈ 30cm), se expresa en golpes/pie y es la suma de los dos últimos valores registrados. El ensayo se dice que muestra "rechazo" si: (a) N es mayor de 50 golpes/15cm, (b) N es igual a 100golpes/pie o (c) No hay avance luego de 10 golpes. Aunque se denomina "estándar", elensayo tiene muchas variantes y fuentes de diferencia, en especial a la energía que llega al tomamuestras, entre las cuales sobresalen (Bowles, 1988): 1) Equipos producidos por diferentes fabricantes 2) Diferentes configuraciones del martillo de hinca, de las cuales tres son las más comunes (Figura 2): (a) el antiguo de pesa con varilla de guía interna, (b) el martillo anular ("donut") y (c) el deseguridad 3) La forma de control de la altura de caída: (a) si es manual, cómo se controle la caida y (b) si es con la manila en la polea del equipo depende de: el diámetro y condición de la manila, el diámetro y condición de la polea, del número de vueltas de la manila en la polea y de la altura real de caída de la pesa. 4) Si hay o no revestimiento interno en el tomamuestras, el cual normalmente nose usa. 5) La cercanía del revestimiento externo al sitio de ensayo, el cual debe ser estar alejado. 6) La longitud de la varilla desde el sitio de golpe y el tomamuestras. 7) El diámetro de la perforación 8) La presión de confinamiento efectiva al tomamuestras, la cual depende del esfuerzo vertical efectivo en el sitio del ensayo. Para casi todas estas variantes hay factores de corrección a laenergía teórica de referencia Er y el valor de N de campo debe corregirse de la siguiente forma (Bowles,1988): Ncrr = N × Cn × η1 × η2 × η3 × η4 En la cual (1)

Ncrr = valor de N corregido N = valor de N de campo Cn = factor de corrección por confinamiento efectivo η1 = factor por energía del martillo (0.45 ≤ η1 ≤ 1) η2 = factor por longitud de la varilla (0.75 ≤ η2 ≤ 1) η3 = factor porrevestimiento interno de tomamuestras (0.8 ≤ η3 ≤ 1) η4 = factor por diámetro de la perforación ( > 1 para D> 5'", = 1.15 para D=8")

Para efectos de este artículo se considerará que η2 = η3 = η4 = 1 y solamente se tendrán en cuenta los factores η1 y Cn. 1.2 Corrección por Energía (η 1) η Se considera que el valor de N es inversamente proporcional a la energía efectiva aplicada al martillo y entonces,...