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Ensayo SPT
Se trata de uno de los ensayos más utilizados en el ámbito de la geotecnia por su sencillez, rapidez y economía.
El ensayo SPT básicamente consiste en la hinca en el terreno de una puntaza metálica mediante golpes por lo que da idea de la resistencia del terreno ya que se contabilizan el número de golpes necesarios para clavar el ensayo pero debido a su amplio uso, este ensayo puede correlacionarse con numerosos parámetros geotécnicos como veremos en los siguientes apartados.
El nombre S P T proviene de las siglas en ingles Standard Penetration Test. Es decir, ensayo de penetración estándar.
¿Qué es el ensayo SPT?
Puede definirse como un ensayo que contabiliza el número de golpes necesarios para introducir un tomamuestras tubular de acero hueco o con puntaza ciega, mediante una maza de 63,5 kg que cae repetidamente desde una altura de 76,2 cm. Son importantes estas medidas ya que sirven para diferenciarlos de otros ensayos de penetración.
El tomamuestras debe introducirse en el terreno 60 cm y se contabilizan los golpes cada 15 cm. Tanto el tomamuestras tubular como la puntaza ciega y el varillaje necesario están estandarizados. Los mismo puedes consultarlos en la norma SPT UNE-EN ISO 22476-3:2006 o ASTM D1586.
El ensayo de penetración permite obtener un valor N de resistencia a la penetración que consiste en sumar los números de golpes de los dos tramos intermedios de 15 cm desechándose tanto el primer como el último tramo por posibles alteraciones del suelo, derrumbes de las paredes del sondeo o sobrecompactaciones del propio ensayo.
En los casos en los que la resistencia del terreno sea muy elevada puede darse por finalizado el SPT ensayo cuando en un tramo se alcancen más de 50 golpes. En estos casos se denomina rechazo y se suele indicar con una R mayúscula. También puede darse el caso, de que el varillaje baje por su propio peso debido a la baja/nula consistencia del terreno por lo que se daría por concluido si el ensayo baja 60 cm. En este caso N=0 puesto que no ha sido necesario ningún golpe.
EL procedimiento del ensayo SPT consiste en una vez llegado a la cota de perforación deseada, limpiar el fondo de la perforación, retirar la batería de perforación y levantar la tubería de revestimiento en el caso de que estuviera y ejecutar el ensayo de penetración. Posteriormente debe realizarse otra maniobra de limpieza y por último ya puede continuarse con la perforación del sondeo.
Normalmente el ensayo se ejecuta cada 3 m de profundidad aunque en zonas complejas puede reducirse a 1,5 m. Igualmente puede ejecutarse en todo tipo de suelos, incluido roca meteorizada, en estos casos con puntaza ciega, aunque en los suelos granulares es donde aportan una mayor información.
El tomamuestras permite tomar una pequeña cantidad de muestra que aunque es alterada permite ensayar la granulometría y la plasticidad mediante los límites de Atterberg y/o el contenido en sulfatos entre otros.
Corrección del ensayo de penetración estándar SPT
La prueba SPT puede afectarse por diferentes factores como son la longitud del varillaje, presencia del nivel freático o dispositivo de golpeo (manual o automático). Por ello el golpeo N debe corregirse en función de estos factores.
Los índices N que se obtienen directamente del ensayo de penetración estándar deben corregirse de forma que queden normalizados a una presión efectiva de referencia, común e igual a 100 KPa. Puede emplearse para ello, la siguiente corrección:
Ncorregido=f·N
Donde f es el factor de corrección que se puede obtener de la tabla siguiente:
| Presión vertical efectiva al nivel del ensayo | Factor de corrección, f |
| 0 | 2,0 |
| 25 | 1,5 |
| 50 | 1,2 |
| 100 | 1,0 |
| 200 | 0,8 |
| 400 ó mayor | 0,5 |
Factor de corrección del índice N del ensayo SPT por el efecto de la sobrecarga efectiva de tierras. Guía de Cimentaciones en Obras de Carretera, 2002.
A lo largo de los años los tomamuestras del SPT han variado su energía por lo que es necesario realizar una segunda corrección para determinar la energía total del golpeo que transmite según la siguiente expresión:
N60=Ncorregido·μ/60
Donde:
μ = Porcentaje de la energía total del golpeo que se transmite al tomamuestras (rendimiento). El valor de N que debe usarse es el correspondiente a una eficacia de hinca del orden del 60%, que es la más frecuente en los ensayos realizados según UNE EN ISO 22476-3 con sistema de golpeo automático para una frecuencia de golpeo de unos 30-40 golpes/minuto.
También si el ensayo se realiza por debajo del nivel freático suele utilizarse la corrección de Therzagui y Peck, 1948 válida para suelos poco permeables (arenas finas y limos) y con valor N superior a 15.
N´=15+((N-15)/2)
Donde N´ es el valor corregido y N el valor medido.
Correlaciones a partir del ensayo SPT
El golpeo N del SPT puede relacionarse con multitud de parámetros geotécnicos. A continuación, se muestran dos de las correlaciones SPT más habituales para determinar la consistencia en suelos cohesivos y la compacidad en suelos granulares. Cabe indicar que las correlaciones en suelos cohesivos con el ensayo SPT hay que considerarlas con sumo cuidado ya que no es el parámetro más representativo. Siempre que sea posible, debe obtenerse la resistencia a compresión simple de otros ensayos como es la resistencia uniaxial, vane shear test, CPTU, etc.
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Suelos cohesivos |
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| Consistencia | N (SPT) | Resistencia a compresión simple qu (KPa) |
| Muy blanda | <2 | <25 |
| Blanda | 2-4 | 25-50 |
| Media | 4-8 | 50-100 |
| Firme | 8-15 | 100-200 |
| Muy firme | 15-30 | 200-400 |
| Dura |
>30 |
>400 |
| Suelos granulares | |
| Compacidad | N (SPT) |
| Muy suelta | <4 |
| Suelta | 4-10 |
| Media | 10-30 |
| Densa | 30-50 |
| Muy densa | >50 |
| Tipo de suelo | Presión admisible (KPa) |
Observaciones |
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Suelos granulares (% finos inferior al 35% en peso) |
Gravas y mezclas de arena y grava, muy densas |
>600 |
Para cimentaciones de ancho B mayor o igual a 1 m y nivel freático situado a una profundidad superior al ancho cimentación |
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Gravas y mezclas de grava y arena, medianamente densas a densas |
200 a 600 | ||
| Gravas y mezclas de arena y gravas, sueltas | <200 | ||
| Arena muy densa | >300 | ||
| Arena medianamente densa | 100 a 300 | ||
| Arena suelta | <100 | ||
|
Suelos finos (% de finos superior al 35% en peso) |
Arcillas duras |
300 a 600 |
Los suelos finos normalmente consolidados y ligeramente sobreconsolidados y los suelos arcillosos expansivos requieren un estudio especial. |
| Arcillas muy firmes |
150 a 300 |
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| Arcillas firmes |
75 a 150 |
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Arcillas y limos blandos |
<75 |
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| Arcillas y limos muy blandos |
|
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Correlaciones y valores orientativos de referencia según el Código Técnico de la Edificación Español. CTE-SEC, 2007.
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gracias por su información. estudiante de ingeniería civil ultimo semestre. si tiene temas para una propuesta de un diseño de canales pluviales.y métodos hidrológicos ha implementar.para una comunidad urbana de una población especifica.
Buenas Tardes, Aun no se encuentra los archivos de los boletines mencionados en excel, solicitaría poder tenerlas y descargar a emplearlos, muchas gracias.
Buenas,
Gracias por el interés. Para tener acceso a las hojas de cálculo debe usted suscribirse a la web en alguno de los formularios existentes.
Saludos
usted cree que el ensayo SPT es estandar?
¿por que?
Buenas Fernando,
Interesante pregunta y muy difícil de responder. Ha llovido mucho desde el primer ensayo SPT por lo que, al igual que otros ensayos, han ido evolucionando a lo largo de los años, con las diferencias que ello conlleva. No obstante, en la actualidad, el SPT se rige por unas normas muy estrictas que buscan la estandarización por lo que te diría que en la actualidad, sí.
Saludos
En un ensayo realizado de SPT tengo resultados a los 2 metros (10,17,18,20) N30= (17+18)=35 golpes y en mas profundidad a los 3.5 metros (20,30, R) el N30= (30+R=50)=80 Golpes es correcto?….
la segunda pregunta es si tengo un ensayo de SPT= (R, ) lo que indica que en el primer tramo de 15 cm ha dado mayor o igual a 50 golpes el N30 a tilizar en el cálculo de la capacidad portante ya sea por correlaciones qadm, el valor de N30= 50 o N30=100 ?
Saludos y gracias.
Buenas Moises, el cálculo del SPT a 3,5 m no es correcto. Sería de rechazo ya que en la última tanda se obtiene más de 50 golpes. Respecto a la segunda cuestión, normalmente las formulaciones de la carga admisible están limitadas a un golpeo máximo de 50 pero habría que ver la relación concreta que está utilizando. Espero haberle aclarado.
Saludos
hay alguna manera o correlación que permita determinar q admisible cuando el ensayo maraca rechazo_???
Sumo una pregunta: existe correlación entre el SPT y q admisible para suelos cohesivos?
Buenas, Sí, existen aunque no es recomendable utilizar este tipo de correlaciones ya que pueden dar lugar a errores importantes. El ensayo SPT no es muy fiable en suelos cohesivos.
Saludos
Buenas que acciones se tomaría si el ensayo se topa con una roca de alta resistencia que no sea una piedra madre y no se pueda penetrar.
Buenas, en esos casos para no romper la zapata del SPT, se suele usar la puntaza ciega la cual permite golpear terrenos resistentes como gravas, bolos o roca muy meteorizada. Eso sí, sin poder tomar muestras del terreno. En el caso de roca sana, no es necesario hacer el ensayo SPT ya que el golpeo será siempre superior a 50.
Saludos
Buenas, una consulta, a mi me dan un Nspt = 25 a 1.5 m y luego lo pasan a 2.7 ton/ft^2, sabe cómo es esto posible?