Prueba de penetración estándar (SPT)

Autor: Gopal Mishra.

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Prueba de penetración estándar (SPT): procedimiento, precauciones, ventajas

Prueba de penetración estándar (SPT)

La prueba de penetración estándar es una prueba in situ que se incluye en la categoría de pruebas de penetrómetro. Las pruebas de penetración estándar se llevan a cabo en pozos. La prueba medirá la resistencia de los estratos del suelo a la penetración experimentada. Se deriva una correlación empírica de penetración entre las propiedades del suelo y la resistencia a la penetración.

La prueba es extremadamente útil para determinar la densidad relativa y el ángulo de resistencia al corte de los suelos sin cohesión. También se puede usar para determinar la resistencia a la compresión no confinada de los suelos cohesivos.

Herramientas para prueba de penetración estándar

Los requisitos para realizar SPT son:

• Muestreador de cuchara dividida estándar
• Drop Hammer con un peso de 63.5 kg
• Varilla guía
• La plataforma de perforación.
• Cabeza motriz (yunque).

Procedimiento para la prueba STP

La prueba se lleva a cabo en un pozo mediante una muestra de cuchara dividida estándar. Una vez que se realiza la perforación a la profundidad deseada, la herramienta de perforación se retira y la muestra se coloca dentro del agujero.

Por medio de un martillo de 63,5 kg de masa que cae a una altura de 750 mm a una velocidad de 30 golpes por minuto, el muestreador se introduce en el suelo. Esto es según IS -2131: 1963.

Se cuenta el número de golpes de martillo necesarios para conducir una profundidad de 150 mm. Además es impulsado por 150 mm y se cuentan los golpes.

Del mismo modo, el muestreador es impulsado una vez más por 150 mm y se registra el número de golpes. El número de golpes registrados para los primeros 150 mm no se tiene en cuenta. El número de golpes registrados en los últimos dos intervalos de 150 mm se agrega para obtener el número de penetración estándar (N). En otras palabras,

N = No: de golpes necesarios para una penetración de 150 mm más allá de la unidad de asiento de 150 mm.

Si el número de golpes para una unidad de 150 mm supera los 50, se toma como rechazo y la prueba se suspende. El número de penetración estándar se corrige para corrección de dilatación y corrección de sobrecarga.

Correcciones en la prueba de penetración estándar

Antes de que los valores de SPT se usen en correlaciones empíricas y en gráficos de diseño, el valor del campo “N” debe corregirse según IS 2131 – 1981. Las correcciones son:

Corrección de dilatación

Corrección de presión de sobrecarga

1. Corrección de dilatación

Las arenas finas limosas y las arenas finas debajo de la capa freática desarrollan una presión de poro que no se disipa fácilmente. La presión de poro aumenta la resistencia del suelo y, por lo tanto, el número de penetración (N).

Terzaghi y Peck (1967) recomiendan la siguiente corrección en el caso de arenas finas limosas cuando el valor observado es N superior a 15.

El número de penetración corregido,

NC = 15 + 0.5 (NR -15)

Donde NR es el valor registrado y NC es el valor corregido.

Si NR es menor o igual que 15, entonces Nc = NR

2. Corrección de la presión de sobrecarga

A partir de varias investigaciones, se ha demostrado que la resistencia a la penetración o el valor de N dependen de la presión de sobrecarga. Si hay dos suelos granulares con la misma densidad relativa, el suelo con mayor presión de confinamiento mostrará un mayor valor de “N”.

Con el aumento en la profundidad del suelo, la presión de confinamiento también aumenta. Por lo tanto, el valor de “N” a poca profundidad y mayores profundidades se subestima y sobreestima, respectivamente.

Por lo tanto, para tener en cuenta esto, el valor de “N” obtenido de la prueba se corrige a una presión de sobrecarga efectiva estándar.

El valor corregido de ‘N’ es

Nc = CN N

Aquí CN es el factor de corrección para la presión de sobrecarga.

Precauciones tomadas para la prueba de penetración estándar

• La muestra de cuchara dividida debe estar en buenas condiciones.
• El zapato de corte debe estar libre de desgaste.
• La altura de caída debe ser de 750 mm. Cualquier cambio a partir de esto afectará el valor “N”.
• Las barras de perforación utilizadas deben estar en condiciones estándar. Las varillas de perforación dobladas no se utilizan.
• Antes de realizar la prueba, se debe limpiar el fondo del pozo.

Ventajas de la prueba de penetración estándar

Las ventajas de la prueba de penetración estándar son:

• La prueba es simple y económica.
• La prueba proporciona muestras representativas para inspección visual, pruebas de clasificación y contenido de humedad.
• El comportamiento real del suelo se obtiene a través de valores SPT
• El método ayuda a penetrar capas densas y rellena
• La prueba se puede aplicar para una variedad de condiciones del suelo.
• Desventajas de la prueba de penetración estándar

Las limitaciones de las pruebas de penetración estándar son:

• Los resultados variarán debido a cualquier variabilidad mecánica o del operador o perturbaciones de perforación.
• La prueba es costosa y consume mucho tiempo.
• Las muestras recuperadas para la prueba están alteradas.
• Los resultados de la prueba de SPT no pueden reproducirse
• La aplicación de SPT en gravas, adoquines y suelos cohesivos es limitada.