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METODO DE ENSAYO ESTANDARIZADO DE PENETRACION
ESTANDAR (SPT) Y MUESTREO DE SUELOS CON MUESTREADOR DIVIDIDO
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1. Propsito Este mtodo corresponde a una traduccin
significativamente equivalente de la norma ASTM D 1586 y establece
las pautas para la debida realizacin del Mtodo de Ensayo
Estandarizado de Penetracin Estndar (SPT) y Muestreo de Suelo Con
Muestreador Dividido. 2. Alcance Este mtodo Estandarizado de
Penetracin Estndar (SPT) y Muestreo de Suelo Con Muestreador
Dividido describe el mtodo, generalmente conocido como Ensayo de
Penetracin Estndar (SPT), para llevar un muestreador de tubo
dividido a obtener una muestra representativa de suelo y medir la
resistencia del suelo a la penetracin del muestreador. 2.1 Este
mtodo es usado extensivamente en una gran variedad de proyectos de
exploracin geotcnicos. Existe una gran cantidad de correlaciones
que relacionan el conteo de golpes del SPT o valor N con el
comportamiento y caractersticas del suelo y de las fundaciones. 2.3
Los valores indicados en unidades de m - kg son las que se tomarn
como estndar. 3. Documento de Referencia Registro trabajo no
conforme F-15-00-01 Recibo de Material F-17-00-01 Resumen de
Control F-17-00-03 Identificacin de material madre F-17-00-04
Identificacin de material hijo F-17-00-05 Prueba de Perforacin con
Mtodo Estndar F-36-00-01 ASTM D1586 Standard Test Method for
Standard Penetration Test (SPT) and Split-Barrel Sampling of Soils
4. Responsabilidades Los personeros de la cuadrilla de perforacin
son responsables de actuar segn lo establecido, acudiendo en caso
de duda a su superior inmediato. El Jefe de Laboratorio es
responsable de planificar y controlar el cumplimiento de los
lineamientos operacionales y administrativos aplicables a las
muestras. El Jefe de la Cuadrilla de perforacin, jefe del
laboratorio, inspector de calidad y/o asistentes del laboratorio es
responsable de velar por la trazabilidad e integridad de las
muestras y especmenes bajo su custodia.
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Figura 1 Definicin del nmero de vueltas de mecate y el ngulo
para (A) Rotacin en sentido contario de las
agujas del reloj y (B) Rotacin en sentido de las agujas del
reloj. 5. Resumen del Mtodo No Aplica 6. Equipo
6.1. Equipo de perforacin: Ser aceptable, cualquier equipo de
perforacin que provea al momento del muestreo una adecuada y limpia
abertura antes de la insercin del muestreador y asegure que el
ensayo de penetracin se realice sobre un suelo no perturbado. Las
siguientes piezas de equipo han demostrado ser adecuadas para el
avance de un barreno en algunas condiciones de superficie.
6.1.1 Broca de arrastre, corte y perforacin: Con una geometra de
menos de 0,162 m y mayor a 0,056 m en su
dimetro, estos se pueden usar en conjunto con los mtodos de
perforacin de rotacin de agujero abierto o perforacin de avance
protegido. Para evitar perturbaciones del subsuelo, no son
permitidas las brocas de descarga inferiores, slo laterales.
6.1.2 Broca de cono-rotacin: Con una geometra de menos de 0,162
m y mayor a 0,056 m en su dimetro, estos se
pueden usar en conjunto con los mtodos de perforacin de rotacin
de agujero abierto o perforacin de avance protegido si el fluido de
perforacin de descarga es deflectado.
6.1.3 Barrena hueca de raspado contino: con o sin ensamble de
broca central, pueden ser utilizados para perforar el
agujero. El dimetro interno de la barrena hueca al menos de
0,162 m y mayor que 0,056 m.
6.1.4 Barrena de mano, posteadora, slida y contina: tener menos
de 0,162 m y ms de 0,056 m de dimetro si el suelo en el agujero no
cabe dentro del muestreador o las barras de muestreo durante la
perforacin.
6.1.5 Barras de muestreo: barras de acero unidas con juntas para
conectar el tubo partido con el ensamble de
direccin-peso. La barra de muestreo con una rigidez (momento de
inercia) igual o mayor que el de la barra A de la pared paralela
(una barra de acero que tiene un dimetro externo de 0,0412 m y un
dimetro interno de 0,0285 m).
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6.1.6 Muestreador de tubo partido: construido con las
dimensiones indicadas en la Figura 2. La zapata de direccin de
acero templado y deber ser remplazada o repuesta cuando
aparezcan abolladuras o torceduras. Se permite el uso de de
alineadores para producir dimetro constante de 0,035m, pero ser
anotara en el registro Prueba de Penetracin Estndar F-36-00-01. El
uso de una canasta de retencin de muestras es permitido, y se
anotara esto en este registro.
Figura 2 Muestreador Estndar
6.2. Ensamble de direccin-peso:
6.2.1 Martillo y yunque: El martillo debe pesar 63,5 kg 1 kg y
con una masa metlica slida y rgida. El martillo golpeara el yunque
y contacto de metal contra metal cuando se deja caer. Usar una gua
de cada libre para el martillo. Martillos usados con el mtodo del
cabestrante y la cuerda, debern tener un sobreelevacin de de 0,1 m.
Por razones de seguridad se recomienda el uso de un ensamble de
martillo.
6.2.2 Sistema de cada del martillo: Se puede usar los sistemas
de cada de cabestrante-cuerda, viaje, semiautomtico y
automtico, el abastecimiento del aparato de elevacin no causar
la penetracin del muestreador mientras se reacopla y levanta el
martillo.
6.2.3 Equipo de accesorios: Accesorios como etiquetas,
contenedores de muestras, hojas de datos, y aparatos de
medicin de nivel fretico provistos de acuerdo con los
requerimientos del proyecto. 7. Mtodo
7.1 El barreno avanza en incrementos de manera que permita un
muestreo intermitente o continuo. Los intervalos y localizacin son
generalmente estipulados por el ingeniero. Tpicamente, los
intervalos son 0,15 m o menos en estratos homogneos con ensayos y
muestreos con cada cambio de estrato.
7.1.1 Cualquier procedimiento de perforacin que brinde un
adecuado y estable agujero antes de la insercin del
muestreador y asegure que el ensayo de penetracin es realizado
sobre un suelo inalterado ser aceptado. Cada uno de los siguientes
mtodos ha probado ser aceptable para ciertas condiciones de
subsuelo. Se debern anticipar las condiciones del subsuelo para
seleccionar el mtodo de perforacin.
Mtodo de perforacin a rotacin de agujero abierto.
Mtodo de barrena de raspado contino.
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Mtodo de agujero lavado.
Mtodo de barrena slida contina.
7.1.2 Varios mtodos de perforacin producen agujeros
inaceptables. No permitir el proceso de inyectar un chorro de agua
a travs del tubo abierto de un muestreador y despus muestrear a la
profundidad deseada. No usar el mtodo de barrena slida continua
para avanzar la perforacin por debajo del nivel fretico o en casos
de existencia de una capa que confine un estrato no cohesivo que se
tenga presin artesiana. No se encamisar por debajo del nivel a
muestrear antes de realizar el muestreo. El avance en la perforacin
no se hace con brocas de descargas inferiores.
7.1.3 El nivel del fluido de perforacin dentro del agujero o
barreno de raspado hueco debe mantenerse al nivel donde
se encuentra el agua subterrnea o por encima de ste todo el
tiempo durante perforacin, remocin de las barras de perforacin y
muestreo.
7.2 Mtodo de muestrear y examinar
7.2.1 Despus de que el barreno ha avanzado a la elevacin deseada
de muestreo y que los excesos han sido
removidos, se prepara la prueba para la siguiente secuencia de
operaciones.
7.2.2 Agregue el muestreador de tubo partido a las barras de
muestrear y bjelos dentro del agujero. No permita que el
muestreador caiga sobre el suelo a examinar.
7.2.3 Posicione el martillo arriba y fije el yunque a la parte
superior de las barras de muestrear. Este se puede hacer
antes de bajar las barras de muestrear y el muestreador dentro
del agujero.
7.2.4 Descanse el peso muerto del muestreador, barras, yunque y
gua de peso sobre la parte inferior del barreno y aplique golpe de
asiento. Si aparecen muchos residuos en la parte inferior del
barreno, remueva el muestreador
y las barras de muestreo del barreno y remueva los residuos.
7.2.5 Marque las barras de perforacin en tres incrementos
sucesivos de 0,15 m, de manera que el avance del muestreador por el
impacto del martillo sea fcilmente visible para cada uno de los
incrementos.
7.2.6 Gue al muestreador aplicando golpes de 63,5 kg del
martillo y cuente el nmero de golpes aplicados a cada
incremento de 0,15 m hasta que ocurra alguna de las siguientes
situaciones:
7.2.7 Se aplican un total de 50 golpes durante cualquiera de los
tres incrementos de 0,15 m descritos en 7.2.
7.2.8 Un total de 100 golpes se han aplicado.
7.2.9 No se observa avance del muestreador despus de 10
golpes.
7.2.10 El muestreador ha avanzado completamente los 0,45 m sin
que se alcance el lmite de golpes mencionado en los puntos 7.2.7,
7.2.8 y 7.2.9.
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Anote el nmero de golpes requerido para cada 0,15m de
penetracin. Los primeros 0,15 m son considerados para asentar la
direccin. La suma del nmero de golpes requerido para los segundos y
terceros 0,15 m de penetracin se conoce como la resistencia de
penetracin estndar o valor N. Si el muestreador se no alcanza los
0,45 m, como se permite en los puntos 7.2.7, 7.2.8 y 7.2.9 el nmero
de golpes para cada 0,15m completos, anotar en el formulario Prueba
de Perforacin con Mtodo Estndar F-36-00-01 Para incrementos
parciales, la profundidad de penetracin, reportar a los 0,030 m ms
cercano en adicin al nmero de golpes. Si el muestreador avanza por
debajo de la parte inferior del barreno bajo el peso propio esttico
de las barras de perforacin o de las barras de perforacin ms el
peso esttico del martillo, esta informacin, anotar ser anotada en
el formulario Prueba de Perforacin con Mtodo Estndar F-36-00-01
7.2.11 El levantamiento y liberacin del martillo de 63,5 kg
cumplido alguno de los siguientes mtodos:
7.2.11.1 Usando un sistema de martillo de gatillo, automtico, o
semiautomtico que levante el martillo de 63,5 kg y
que permita soltarlo 0,76 m 0,030 m sin obstculos.
7.2.11.2 Usando un cabestrante para jalar la cuerda fijada al
martillo. Cuando el sistema del cabestrante con cuerda se utiliza,
usarse conforme a:
7.2.11.3 El cabestrante libre corrosin, aceite o grasa y con un
dimetro en el rango de 0,15 m a 0,25 m.
7.2.11.4 El cabestrante se operar a una velocidad mnima de
rotacin.
7.2.11.5 No ms de 2 de vueltas de la cuerda se enrolla en el
cabestrante durante el ensayo, como se muestra en
la Figura 1.
7.2.11.6 Por cada golpe del martillo, el operador levantar 0,76
m y liberar el martillo. La operacin de levantamiento y liberacin
ser realizada de una manera rtmica sin sostener la cuerda al llegar
al tope de altura.
7.2.11.7 Recoja el muestreador en la superficie y bralo.
Registre el porcentaje de recuperacin o la longitud de
muestra recuperada. Describa la muestra de suelo recuperada en
cuanto a composicin, color, estratificacin y condicin, luego
coloque una o ms muestras representativas dentro las bolsas o de
los contenedores sellados que resguarden la humedad, sin
sobrepresionar o distorsionar alguna estratificacin aparente. Selle
cada contenedor para prevenir la evaporacin de la humedad del
suelo. Adjunte a cada bolsa o contenedor, etiquetas que indiquen la
designacin del trabajo. Proteja las muestras contra cualquier
cambio extremo de temperaturas. Si hay algn cambio de suelo dentro
del muestreador, coloque cada uno en un contenedor e indique su
localizacin dentro del tubo del muestreador.
8. Reporte Prueba de Perforacin con Mtodo Estndar F-36-00-01 9.
Clculos: para este mtodo estandarizado no se realiza ningn clculo.
10. Precisin E Incertidumbre
10.1 Precisin: Un estimado vlido de precisin del ensayo no ha
sido determinado por el costo que implica realizar los laboratorios
de campo necesarios.
10.2 Errores sistemticos: Debido a que no existe material de
referencia para este mtodo, no puede haber
declaraciones de errores sistemticos.
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10.3 Variaciones en el Valor N de 100 % o ms se han observado
cuando se utilizan diferentes aparatos de ensayo y
perforadoras para barrenos adyacentes en el mismo suelo. La
opinin actual, basada en experiencias de campo, indica que al
utilizar el mismo aparato y perforadora, los Valores de N obtenidos
en campo difieren en un 10%.
10.4 El uso de equipo inadecuado, como yunques demasiados
masivos, cabestrantes oxidados, cabestrantes de baja
velocidad, cuerdas aceitosas y viejas o cuerdas de fibra muy
masiva y mal lubricada, pueden contribuir significativamente a
diferencias de Valores N obtenidos entre el operador y el equipo de
perforacin.
10.5 La variabilidad en Valores N producidos por los distintos
equipos de perforacin y operadores, puede ser reducida midiendo la
parte de la energa del martillo que se traspasa a las barras de
perforacin del muestreador y ajustando N con base en una comparacin
de energas.
11. Palabras claves: Conteo de golpes, ensayo in situ,
resistencia a la penetracin, muestreo con tubo partido, ensayo de
penetracin estndar.
Elaborado por: Esteban Saboro C
Firma:_________________________________
Aprobador por: Ing. Gastn Laporte M
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