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GeotecniaEnsayos in situEnsayo de penetración estándar (SPT)TRANSCRIPT
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CDU 624.131.38
Septiembre 1992
NORMA
Geotecnia
UNE
UNE
ENSAYOS IN SITU. ENSAYO DE PENETRACIÓN
ESTAN DAR (SPT)
103 800 92
1 OBJETO
Esta norma tiene por objeto describir los procedimientos para la realización del denominado
Ensayo de Penetración Estándar (SPT).
El SPT determina la resistencia del suelo a la penetración de un tomamuestras tubular de ace-
ro, en el interior de un sondeo, al tiempo que permite obtener una muestra representativa
para su identificación, aunque con su estructura alterada.
2 CAMPO DE APLICACIÓN
El ensayo de penetración estándar se utiliza para evaluar la resistencia y deformabilidad de
un suelo.
Es un ensayo especialmente indicado para arenas. Su empleo en suelos arcillosos y limosos
presenta una mayor dificultad de interpretación.
En suelos que contengan gravas, deberá tenerse en cuenta la influencia del tamaño de las
partículas en el proceso de hinca, que puede conducir a resultados no representativos de la
resistencia y deformabilidad de este tipo de suelos,
3 SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS
3 1
SPT: Abreviatura de Ensayo de Penetración Estándar que proviene de su denominación
en inglés (Standard Penetration Test).
3.2
N: Número de golpes que define la resistencia a la penetración estándar.
3.3
R: Anotación a incluir en el registro del ensayo cuando el número de golpes requerido
para la penetración de asiento, o para cualquiera de los dos intervalos de 150 mm es superior
a 50.
Continúa en páginas 2 a 7
Secretaria del
CTN
MOPT
Esta norma anula y sustituye a
la
norma UNE 7-308 de fecha
abril de 1974
Las observaclones relativas
a la
presente norma deben ser dirigldas a
AENOR- Fernández de la Hoz, 52 -28010 Madrid
L
U NE
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Geotechnics. In situ tests. Standard penetration test (SPT).
Gbtechnique. Essais in situ. Essai de pénétration standard (SPT).
@ AENOR 1992
Dep6sito legal: M 27 446-92
Grupo 4
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4 DEFINICIONES
4.1 resistencia a la penetración estándar: Número de golpes (N) necesario para que al golpear con una ma-
za de 63,5
(k
0,5) kg de masa en la cabeza del varillaje desde una altura de 760
( f
10) mm, se consiga que el
tomamuestras penetre 300 mm, después del descenso inicial debido al propio peso del equipo y tras la de-
nominada penetración de asiento.
4.2 tomamuestras: Tubo de acero de las características y dimensiones descritas en el apartado 5.2.
4.3 varillaje: Conjunto de varillas de acero que se utilizan para transmitir la energía de golpeo desde la ca-
beza del varillaje hasta el tomamuestras.
4.4 maza: Cuerpo de acero de 63,5 kg 2 0,5 kg de masa.
4.5 cabeza de impacto: Cuerpo de acero que recibe el impacto de la maza y que queda unido solidariamen-
te a la parte superior del varillaje.
4.6 guiadera: Elemento de acero que guía suavemente la maza durante su caída.
4.7 sistema de elevación y escape: Mecanismo mediante el cual se eleva la maza a una altura de
760 mm + 10 mm, se libera y s permite su caída libre por la guiadera hasta la cabeza de impacto.
4.8 dispositivo de golpeo: Conjunto de elementos que comprende la maza, la cabeza de impacto, la guia-
dera y el sistema de elevación y escape.
4.9 martillo de seguridad: Dispositivo de golpeo autom6tico en el que la maza, la cabeza de impacto, la
guiadera, y el sistema de elevación y escape están integrados en un mismo elemento.
4.10 descenso inicial: Penetración, medida en milímetros, debida al propio peso del tomamuestras, varilla-
je y dispositivo de golpeo.
4.11 penetración de asiento: Número de golpes requeridos para una penetración de 150 mm después del
descenso inicial.
5 EQUIPOS
5.1 Equipos de perforación
El equipo de perforación debe ser capaz de ejecutar un sondeo que se mantenga estable durante la realiza-
ción del ensayo y con su fondo limpio, con objeto de que el ensayo se lleve a cabo en suelo inalterado.
Nose permitirim procedimientos de avance con descarga frontal de agua en las proximidades del nivel don-
de se realizará el ensayo. Tampoco se permitirá la utilización de una barrena helicoidal bajo el nivel freático,
en suelos susceptibles de aflojarse o sifonarse.
Cuando se perfore con barrenas, cucharas u otras herramientas empleando un revestimiento temporal el
diámetro de los útiles de perforación no será superior al 90 del diámetro interior del revestimiento.
El diámetro de la perforación estará comprendido entre 60 mm y 150 mm.
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5.2 Tomamuestras
l tomamuestras tendrá las dimensiones y formas de la figura
bipartido y cabeza de acoplamiento.
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Tolerancias:
A
= 35mm fO,lmm
C = 19mm il,Omm
I
II
1. Constará de tres elementos, zapata, tubo
B
= 1,6mm f 0,05mm
D = 51mm 0,15mm
Fig.
1 -
Tomamuestras
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La zapata y el tubo bipartido serán de acero endurecido, con superficies lisas tanto interior como exterior-
mente.
La cabeza de acoplamiento dispondrá de una rosca de conexión al varillaje. Tendrá cuatro orificios laterales
de 13 mm de diámetro mínimo y una válvula de retención de bola de acero de 25 mm asentada en un orifi-
cio con un diámetro superiora 22 mm situado por debajo de los orificios laterales. La bola y su asiento sobre
el orificio deberá proporcionar un cierre estanco mientras se eleva el tomamuestras una vez ejecutado el en-
sayo.
NOTAS
1 En suelos con gravas, la zapata es sustituida a veces por una puntaza cónica de acero macizo de 51 mm de diámetro y 60” de án-
gulo cónico. En tal caso el número de golpes obtenido puede ser diferente por lo que dicha sustitución deberá anotarse en el re-
gistro del ensayo.
2 El tubo bipartido puede disponer de un rebaje en su interior con magnitud tal que permita alojar una camtsa del mismo espesor
rebajado y por tanto con diámetro interior de 35 mm. En caso de que se emplee dicha camisa el valor de N puede verse modifica-
do por lo que su utilización deberá anotarse en el registro del ensayo.
5.3 Varillaje
El varillaje tendrá una rigidez apropiada a su longitud total.
Se consideran adecuadas las secciones con las características siguientes:
Diámetro exterior
(mm)
40,s
50
60
Momento resistente
(x lo-6m3)
4,28
8,59
12,95
Masa unitaria
(kg/m)
4,33
7‘23
10,03
No se usarán varillajes de masa unitaria mayor que lo,03 kg/m.
El varillaje deberá encontrarse suficientemente rectilíneo, comprobándose periódicamente in situ que la de-
formación relativa medida entre los extremos de cada varilla o entre los puntos medios de dos adyacentes
no es superiora 1/750.
Las varillas se acoplarán a tope mediante uniones roscadas.
5.4 Dispositivo de golpeo
El dispositivo de golpeo comprende:
4
b)
d
d)
La maza, de acero, de 63,s kg 4 0,s kg de masa.
La cabeza de impacto, de acero, diseñada especialmente para favorecer la máxima transmisión de ener-
gía en el impacto y que se roscará a tope al extremo superior del varillaje. En los martillos de seguridad
constituye una parte interna del dispositivo.
La guiadera,
qu
deberá ofrecer la mínima resistencia a la maza en su bajada.
El sistema de elevación y escape que asegura que la maza es elevada a la altura de 760 mm F 10 mm so-
bre la cabeza de impacto y permite que seguidamente se libere y caiga libremente sin coacción alguna.
La velocidad de la maza cuando sea liberada será nula.
El sistema de elevación y escape no deberá introducir movimientos en el varillaje. Con este fin no se deberán
utilizar topes u otros elementos que sean solida:ios con el dispositivo de golpeo para prender y soltar la ma-
za.
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La masa total del dispositivo de golpeo no será mayor de ll 5 kg.
NOTAS
3 El definido como martillo de seguridad es un dispositivo de golpeo automático que permite que la maza se ize y libere siempre a
la misma altura sin producir movimientos sobre el varillaje, de forma que la cafda por la guiadera sea totalmente libre. De esta
forma la energfa transferida a la cabeza de impacto es la misma en todos los golpes y ensayo. El martillo de seguridad permite
igualmente establecer una frecuencia de golpeo uniforme.
4 La utilización de otros dispositivos de golpeo que no cumplan las especificaciones descritas en esta norma implica que pueda ob-
tenerse un número de golpes diferente de N.
6 PROCEDIMIENTO OPERATORIO
El ensayo consiste básicamente en golpear sobre la cabeza de un varillaje al que está unido sotidariamente
el tomamuestras, mediante una maza con una masa y altura de caída determinadas.
6.1 Preparación del sondeo
El sondeo deberá realizarse de tal forma que se mantengan sus paredes estables, utilizando en caso necesa-
rio tubería de revestimiento o lodos bentoníticos.
El fondo del sondeo deberS limpiarse hasta eliminar el sedimento que pudiera haberse depositado, con los
equipos adecuados para que el suelo a ensayar no se altere.
Cuando se trabaje bajo el nivel freático, el nivel del agua o del fluido de perforación se mantendrá siempre
a suficiente altura por encima del nivel freático para evitar el aflojamiento o sifonamiento del suelo a ensa-
yar.
Cuando se utilice tubería de revestimiento, ésta se mantendrá siempre por encima del nivel de inicio del en-
sayo.
La extracción de los útiles de perforación y limpieza deberá realizarse lentamente para evitar fenómenos de
succión que tienden a aflojar el suelo a ensayar. A estos mismos efectos los útiles de limpieza no deberán te-
ner un diámetro superior al 90 del diámetro del sondeo.
6.2 Ejecución del ensayo
Previamente a la ejecución del ensayo se deberá comprobar que el tomamuestras esté limpio tanto en su su-
perficie exterior como en la interior y que la zapata no presente daños o distorsiones de su geometría.
Cuando se haya alcanzado en el sondeo la profundidad deseada para realizar el ensayo y una vez limpio el
fondo, se bajará suavemente el tomamuestras acoplado al varillaje, que a su vez llevará incorporado el dis-
positivo de golpeo. Nunca se deberá dejar caer bruscamente este conjunto al fondo del sondeo.
Las condiciones de sobreelevación del fluido de perforación descritas en el apartado 6.1 se mantendrhn du-
rante la ejecución del ensayo.
Se anotará el descenso inicial bajo el propio peso del conjunto. Si este descenso fuera igual o superior a 450
mm, el ensayo se dará por terminado, tomando para “N” un valor de cero.
Después de este descenso inicial el ensayo se realizará en dos etapas:
Penetración de asiento: Se hincará el tomamuestras una longitud de 150 mm, anotando el número de gol-
pes necesarios para esta operación.
Ensayo: A continuación se seguirá hincando el tomamuestras hasta que penetre 300 mm más, anotando las
tandas de golpes requeridos en cada intervalo de 150 mm de penetración. El número de golpes requerido
para la penetración de 300 mm constituye la resistencia a la penetración estdndar o valor N.
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En caso de que se alcancen los 50 golpes durante la penetración de asiento o bien en cualquiera de los dos
intervalos de 150 mm se dará por finalizado el ensayo. En el registro se anotará la penetración alcanzada en
estos casos y el símbolo R en el lugar de N.
El ensayo deberá realizarse sin interrupción y con una frecuencia de golpeo constante, que no deberá supe-
rar los 30 golpes por minuto.
6.3 Recuperacibn de la muestra de suelo y etiquetado
Una vez subido el tomamuestras a la superficie, las muestras de suelo recuperadas se introducirán en unos
recipientes herméticos, en los que se fijarán unas etiquetas que contengan la información siguiente:
- Localización.
- Denominación del sondeo.
- Fecha del ensayo.
- Número de muestra.
- Profundidad del ensayo.
- Longitud recuperada de terreno.
- Resistencia a la penetración estándar, o valor N.
7
INFORME
Deberá concluirse con un informe final que registre todos los resultados e incidencias de los ensayos, en el
que figurarán los datos relativos a la perforación del sondeo, al propio ensayo de penetración y a las carac-
terísticas de la muestra tomada. Este informe final puede formar parte de uno mas extenso del propio son-
deo de reconocimiento cuando éste tenga más finalidades que la de realizar el ensayo de penetración.
Entre las informaciones específicas de la perforación, el informe deberá registrar:
- Situación y nombre de la obra en su caso.
- Identificación del sondeo: denominacion, emplazamiento y coordenadas.
- Cota de la boca.
- Nombre del operador.
- Equipo de perforación. Tipo y características.
- Condiciones meteorológicas.
- Fecha y hora del comienzo y del final del sondeo.
- Método de perforación, avance y limpieza. Indicación del fluido de perforación. Diámetro de la perfora-
ción.
- Método de sostenimient,o de las paredes, tipoy diámetro del revestimiento empleado.
- Descripción del terreno.
Del propio ensayo de penetración deberá quedar registrado lo siguiente:
- Dispositivo de golpeo. Tipo, masa y frecuencia de golpeo.
- Dimensionesdel varillaje y masa.
- Profundidad del fondo del sondeo y del revestimiento.
- Número del ensayo.
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- Posición del nivel freiitico y del nivel del fluido de perforación antes del inicio del ensayo.
- Fecha y hora del comienzo y final del ensayo.
- Penetración inicial.
- Frecuencia de golpeo seleccionada.
- Número de golpes requeridos en cada intervalo de 150 mm tanto para la penetración del asiento como
para las del propio ensayo, (por ejemplo: 10/12/15). En caso de que se alcancen 50 golpes antes de com-
pletar los 150 mm de cada intervalo, se indicará la penetración alcanzada (por ejemplo: 25/38/50 en
120 mm) y se anotará el símbolo R en el lugar de “N”.
- Descripción del suelo con indicación de los cambios de terreno dentro de la muestra.
- Pruebas de calibración si se efectúan.
- Observación e incidencias.
8 CORRESPONDENCIA CON OTRAS NORMAS
Para la redacción de esta norma se han consultado los documentos que a continuación se relacionan.
- ASTM D 1586-84. Standard Method for Penetration Test and Split-Barre1 Sampling of Soils.
- Report of the ISSMFE Technical Comittee on Penetration Testing of Soils-TC 16 with Referente Test Proce-
dures. Swedish Geotechnical Institute, Linköping, June 1989.
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