SPT


La prueba de penetración estándar, o SPT, es la prueba in situ más utilizada el mundo, como indicador de la densidad y compresibilidad de suelos granulares.

También se usa comúnmente para verificar la consistencia de suelos arcillosos firmes y rocas blandas.

La estimación del potencial de licuefacción de suelos granulares saturados, para el diseño sísmico a menudo se basa en estas pruebas.

Igualmente, existen métodos de diseño para el cálculo de cimientos profundos y superficiales que dependen en gran medida de los resultados del SPT.


SPT Automático


La prueba consiste en conducir una muestra estándar de 50 mm de diámetro exterior con paredes gruesas al suelo en el fondo de un sondeo, utilizando golpes repetidos de un martillo de 63.5 kg que cae a través de 760 mm.

El valor NSPT es el número de golpes necesarios para lograr una penetración de 300 mm, después de una conducción de asiento inicial de 150 mm.

Una de las ventajas de la prueba es que se lleva a cabo en pozos de exploración de rutina de diferentes diámetros, de modo que (en contraste con otras pruebas in situ, como la Prueba de penetración de cono o CPT) no es necesario traer equipo especial al sitio.



Otras ventajas de la prueba son su simplicidad, su bajo costo y su capacidad para proporcionar un parámetro numérico que puede estar relacionado con reglas de diseño empíricas simples pero directas.

Por estas razones, se valora particularmente en el suelo que es difícil de muestrear y probar en el laboratorio, como arenas, suelos pedregosos y rocas débiles, y en terreno variable.

Ha sido y sigue siendo ampliamente utilizado a pesar de las numerosas críticas válidas tanto a la variabilidad de los procedimientos para realizar la prueba como a la irracionalidad de muchos métodos para interpretar sus resultados.

La longitud de la hinca es de 45 cm, dividiéndose en tres tramos de 15 cm, para cada uno de los cuales se determina el número de golpes necesarios.

El primer conteo, correspondiente a la hinca del primer tramo de 15 cm, se desestima, pues el fondo de la perforación puede encontrarse alterado por la ejecución del sondeo. El resultado del ensayo corresponde a la suma de los conteos de la segunda y tercera tanda (30 cm).

En algunos países es costumbre añadir un conteo adicional (otra tanda de 15 cm) hincando el tomamuestras hasta los 60 cm, a fin de obtener una valoración cualitativa de la compacidad o consistencia de un tramo más del terreno, e incrementar también la cantidad de la muestra obtenida hasta el límite de capacidad de la cuchara.

Una vez realizado el ensayo, se recupera el tomamuestras, del cual se obtiene una muestra representativa (siempre que la granulometría del terreno sea tal que no quede falseada por el diámetro de la cuchara.)

Para evitar la caída de la muestra del tubo en operaciones bajo el nivel freático por empuje del agua se coloca en la parte superior del tomamuestras una válvula de bola, que hace asiento en la cabeza del tubo e impide que el agua descienda y presione la muestra; por encima de la bola se ubican dos agujeros por donde se expulsa el agua.



Conforme a las indicaciones del Eurocódigo 7 (parte 3) para realizar un uso adecuado del valor obtenido del ensayo (NSPT o N30), el mismo debe ser corregido en función de la profundidad a la que se realiza el ensayo, de la eficiencia del dispositivo de golpeo respecto a la eficiencia estándar (estimada del 60 % de la energía cinética teórica), de la situación del nivel freático, así como de otras particularidades del procedimiento de realización.

La notación habitual que designa el valor corregido de NSPT es (N1)60.

El valor obtenido del ensayo SPT (consignado como NSPT o N30, referido a la penetración de 30 cm de suelo) permite establecer vía correlación, con mayor o menor aproximación o rigor, ciertos parámetros referidos a la resistencia o a la deformabilidad del material, a partir de correlaciones empíricas.

Es corriente la estimación del ángulo de rozamiento interno, del módulo de deformación (específicamente en suelos granulares), de la resistencia al corte no drenada en suelos cohesivos saturados (esta correlación acostumbra a tomarse con muchas reservas, y debe ser contrastada con una firme experiencia local), o de la densidad relativa (parámetro bastante en desuso, pues la calificación de la compacidad se refiere por lo común al valor directo del ensayo SPT o a la calificación cualitativa que se desprende del mismo.)


Durante el SPT, es posible tomar muestras.


La prueba de penetración estándar proporciona una muestra de suelo para fines de identificación y para las pruebas de laboratorio que permiten el uso de una muestra alterada.


Ventajas y desventajas de la prueba de penetración estándar SPT


Ventajas


  • Relativamente rápido y sencillo de realizar
  • Capaz de penetrar capas densas, grava y relleno
  • El equipo y la experiencia para la prueba están ampliamente disponibles
  • Adicionalmente a la presión de sobrecarga y la densidad relativa, el valor NSPT del SPT también es una función del tipo de suelo, el tamaño de partícula y la edad y el historial de esfuerzos del depósito.
  • Proporciona una muestra de suelo representativa.
  • Proporciona un índice útil de resistencia relativa y compresibilidad del suelo.

Desventajas


  • El SPT generalmente no proporciona datos continuos, por lo tanto, se pueden perder datos importantes como intercalaciones blandas
  • Es algo más lento que otros métodos de muestreo debido a la recuperación de muestras
  • Los problemas básicos a considerar son: el cambio en la tensión efectiva en el fondo del sondeo, la energía dinámica que llega al muestreador, el diseño del muestreador, el intervalo de impacto, el conteo de resistencia a la penetración.
  • Las muestras que se obtienen del SPT están alteradas.

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