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MANUAL DE DISEÑO DE OBRAS CIVILES – CFE B.2.3 PRUEBAS DE CAMPO PARA DETERMINAR PROPIEDADES DE LOS SUELOS Y ENROCAMIENTOS

B.2.3.1.11 B.2.3.1.11-1

PIEZOCONO PARA MEDIR PRESIÓN DE PORO DURANTE SU HINCADO Aspectos generales

El ensaye con piezocono consiste en hincar a velocidad constante el cono eléctrico empleado para registrar la resistencia de punta, qc, pero complementado con sensoresque permiten medir a la vez el desarrollo de la presión de poro durante su hincado (presión hidrodinámica, u), así como su disipación con el tiempo en un estrato particular (presión hidróstatica, uo). Con el ensaye de piezocono, se pueden conocer las condiciones de presión de agua en los estratos de interés, así como parámetros de compresibilidad y permeabilidad de los suelos. Por otra parte, elconjunto de datos de resistencia de punta, qc, esfuerzo cortante en el fuste, fs, y presión de poro durante el hincado, u, permiten conocer, por medio de correlaciones empíricas, el tipo de suelo y su comportamiento cualitativo. Los datos de presión, u, se emplean también para corregir la lectura de resistencia de punta debido a las fuerzas hidrodinámicas, qt. Los aspectos relacionados con lamedición de la resistencia de punta y con la medición del esfuerzo cortante del fuste, se tratan en el subcapítulo B.2.3.1.4 de este Manual referente a los ensayes de cono eléctrico; a su vez, los ensayes de disipación de presión de poro en ciertos estratos se aborda en el subcapítulo B.2.3.3.5, por lo que aquí sólo se exponen los aspectos referentes a la medición de la presión de poro hidrodinámica enlos suelos y su interpretación. B.2.3.1.11-2 Aplicaciones y ventajas del ensaye de piezocono

Los ensayes de piezocono se aplican tanto en suelos arenosos como en suelos finos; la presencia de boleos, gravas que excedan el diámetro del cono, suelos cementados o rocas impide la penetración del cono y puede dañar los sensores, por lo que el uso del piezocono o cono para estos geomateriales estáproscrito. Los suelos arenosos de compacidad relativa suelta a media, así como los suelos cohesivos de consistencia blanda a media son óptimos para realizar este tipo de ensayes.
Las ventajas de realizar un ensaye de piezocono en lugar del convencional ensaye de cono para medir únicamente resistencia de punta, son las siguientes (Campanella y Robertson, 1988):  Distinción entre penetración drenada yno drenada  Posibilidad de corregir la resistencia de punta del cono eléctrico debido a la presión hidrodinámica  Evaluación de parámetros de consolidación del suelo ensayado (Ensayes de disipación)  Mayores elementos para la identificación estratigráfica  Mejor evaluación de los parámetros geotécnicos

B.2.3.1.11-3

Descripción del equipo

Existen diversos diseños de piezoconos, quevarían en su sistema de medición, ubicación y tipo de piedras porosas, volumen de cámaras y fluido de saturación, entre otros aspectos; sin embargo, todos los piezoconos comprenden los siguientes componentes básicos:   Cono instrumentado Tubería
B.2.3.1.11-1

B.2.3.1 B.2.3.1.11

PRUEBAS DE CAMPO PARA DETERMINAR PROPIEDADES MECÁNICAS PIEZOCONO PARA MEDIR PRESIÓN DE PORO DURANTE SU HINCADO 

Consola de lecturas o sistema de adquisición de datos Sistema de hinca con velocidad constante

B.2.3.1.11-3.1 Instrumentación De manera similar al cono eléctrico, el piezocono cuenta con una punta metálica con ápice de 60y área nominal (proyección horizontal) de 10 cm2 (Fig. B.2.3.1.11-1) ó de 15 cm2; sin embargo, la mayor parte de las correlaciones empíricas existentes en la literaturaestán referidas a ensayes de cono con área de 10 cm2 considerada como el estándar. Las tolerancias en las dimensiones de la punta deben cumplir con lo indicado en la Norma ASTM D5758. La instrumentación del piezocono

Figura B.2.3.1.11-1 Sección transversal de un piezocono (ASTM, 2000) incluye, además de los sensores para registrar la resistencia de punta y la resistencia de fricción en el...