ASTM D1586-11 (SPT)

ASTM D1586Método de Prueba estándar

para prueba de penetración estándar (SPT) y Muestreo de Suelos con Tubo Partido

Por: Lic. Fabián Caballero

ContenidosoÁmbito de Aplicacióno Significado y Usoo Equiposo Procedimientos de PerforaciónoMuestreo y Procedimiento de EnsayooHoja de Datoso Precisión y Tolerancias

ASTM D1586Ámbito de Aplicación

• Describe procedimiento SPT, para hincar un muestreador de tubo partido y obtener muestra representativa de suelo para fines de identificación, y medir la resistencia del suelo a la penetración del muestreador.

• Los resultados e información de identificación se utilizan para estimar las condiciones del subsuelo para el diseño de cimentación.

• Las pruebas de resistencia a la penetración se realiza típicamente a intervalos de profundidad de 5 pies o cuando se observa un cambio significativo de los materiales durante la perforación, a menos que se especifique lo contrario.

ASTM D1586Ámbito de Aplicación

• Está limitado al uso en suelos y suelos no litificado (Rocas sedimentaria, arenisca, conglomerado, limotita, lutita, que son formado a partir de sedimentos) cuyo tamaño máximo de partícula es de aproximadamente menos de la mitad del diámetro del tomamuestras.

• Implica el uso de equipos de perforación rotatoria (Guía D5783, D6151 ). Otros procedimientos de perforación y muestreo (Guía D6286, D6169) están disponibles y pueden ser más apropiados.

• La prueba por lo general implica el uso de equipo de perforación; Por lo tanto, se deben tener requisitos de seguridad aplicables (por ejemplo, las normas de la OSHA, Guía de seguridad de perforación NDA, manuales de seguridad de perforación, y otros reglamentos estatales y locales).

ASTM D1586Significado y Uso

• Este método de ensayo proporciona una muestra de suelo alterado para la determinación de contenido de humedad, para fines de identificación y clasificación (Prácticas D2487 y D2488), y para las pruebas de laboratorio adecuadas para el suelo obtenido a partir de un muestreador que produce grandes alteraciones, tales como métodos de ensayo D854, D2216 y D6913. Depósitos de suelos que contienen gravas, adoquines (guijarros), o cantos rodados suelen dar lugar a la denegación de penetración y daños en el equipo.

• La calidad de la muestra en general no es adecuada para las pruebas de laboratorio avanzado para propiedades de ingeniería. El proceso de hincado del muestreador causa alteraciones del suelo y cambia las propiedades de ingeniería.

ASTM D1586Significado y Uso

• Este método de prueba se utiliza ampliamente en una gran variedad de proyectos de exploración geotécnica. Muchas correlaciones locales y correlaciones ampliamente publicados que relacionan número de golpes, o N valor, y el comportamiento de la ingeniería, movimientos de tierra y fundaciones están disponibles. Para evaluar el potencial de licuefacción de arenas durante un evento de terremoto, el valor de N debe ser normalizado a un nivel estándar de esfuerzo de sobrecarga (D6066).

ASTM D1586Equipos

• Equipos de perforación: Cualquier equipo de perforación que proporciona en el momento de muestreo una perforación de sondeo adecuado antes de la inserción del muestreador. con diámetros menores de 6 ½” y mayores de 2 ¼”, con equipos de perforación o de percusión y lavado, rotatorio para abrir el orificio, o para el avance del revestimiento de perforación. (Brocas, cortadoras o puntas cola de pescado; Las brocas ciegas apisonadoras cónicas; Las barrenas de espiral continua de vástago vacío; Las barrenas u hoyadoras manuales, de cuchara sólida, carrera continua).

• Varillas o tubo para muestreo: De acero con uniones para conectar el muestreador de tubo partido al cabezote y la guía, sobre los cuales cae la pesa (martillo).

ASTM D1586Equipos

• Muestreador de tubo partido: de acero, calibre 16, el diámetro interior puede ser 1 ½” o 1 3/8“.

• Martinete o equipo de hincado.• Martillo y cabezote: El martillo deberá pesar 140 ± 2 lbf , de masa

metálica sólida y rígida.• Sistema de caída del martillo: Se puede emplear malacate o tambor,

cable de recorrido, semiautomático, o sistema automático de caída del martillo,

• Equipo accesorio: etiquetas, recipientes para muestras, hojas para datos y dispositivos para medir el nivel freático…

ASTM D1586Procedimiento de Perforación

• La perforación se deberá avanzar por incrementos, de manera que permita tomar muestras intermitente o continua. Por lo general, los intervalos son de 5 pies (1,5 m) o menos en estratos homogéneos, con su respectivo muestreo a cada cambio de estrato. Registre la profundidad con precisión de 0,1 pie (0.030 m).

• Cualquier procedimiento de perforación que proporciona un hoyo adecuadamente limpio y estable antes de la inserción de la tomamuestras. Los procedimientos siguientes se pueden considerar aceptables:• Método de perforación de orificio abierto.• Método de empleo de broca de espirales continua con vástago vacío.• Método de perforación con lavado.• Método de empleo de broca de espirales continua con vástago

sólido.

ASTM D1586Muestreo y procedimientos de ensayo

• Se conecta el tubo partido tipo A o B a la tubería de perforación y se baja dentro del hueco, dejándolo caer suavemente, sin permitir que se introduzca dentro del suelo que va a ser muestreado.

• Se coloca el martillo en posición y se instala el cabezote en la parte superior de la tubería de perforación.

• Se deja en reposo el peso muerto del muestreador, tubería y cabezote, sobre el fondo del hueco, Registre la profundidad inicial de muestreo a los 0.1 pies más próximos (0.030 m). Comparar la profundidad inicial de muestreo a la profundidad de limpieza. Si se hallan recortes excesivos en el fondo del hueco, se extrae el muestreador y la tubería para eliminar los recortes.

ASTM D1586

Muestreo y procedimientos de ensayo• Se marca el extremo superior de la tubería de perforación en tres incrementos

sucesivos de 0.5 pie (0.15 m) de manera que el avance del muestreador bajo el impacto del martillo, pueda ser observado fácilmente para cada incremento de 0.5 pie (0.15m).

• Se hinca el muestreador con golpes del martillo de 140 lbf, se cuenta el número de golpes aplicados a cada incremento de 0.5 pie (0.15 m), hasta cuando ocurra una de las siguientes condiciones:• Que se haya aplicado un total de 50 golpes en cualquiera de los tres

incrementos de 0.5 pie (0.15 m) • Que se haya aplicado un total de 100 golpes.• Que no se observe avance del muestreador mediante la aplicación de 10

golpes sucesivos del martillo.• Que el muestreador avance 1.5 pie (0.45 m) completos, sin alcanzar las

cuentas límites de golpes, descritas anteriormente

ASTM D1586

Muestreo y procedimientos de ensayo• Si el muestreador se hunde bajo el peso del martillo, el peso

de las barras, o ambos, se registra la longitud del recorrido con precisión de 0,1 pie (0.030 m), e hincar el muestreador a través del resto del intervalo de prueba. Si el muestreador se hunde el intervalo completo, se detiene la penetración, se quita el muestreador y la barra de muestreo del hoyo, y se avanza en el hoyo a través de los materiales muy suaves o muy flojos a la próxima elevación de muestreo deseada. Registre el valor N, ya sea como peso de martillo, el peso de las barras, o ambos.


• Se registra el número de golpes requeridos para efectuar cada 0.5 pie (0.15 m) de penetración o de la fracción correspondiente. Se considera que los primeros 0.5 pie (0.15 m) son para una penetración de asentamiento. La suma del número de golpes requeridos para el segundo y tercer avance de 0.5 pie (0.15 m) de penetración, se llama la "resistencia a la penetración normal" o “valor N". Si el muestreador se introduce menos de 1.5 pie (0.45 m), como se permite en la secciones 7.2.1., 7.2.2. o 7.2.3 de la norma ASTM D1586-11, el número de golpes para completar cada incremento de 0.5 pie (0.15 m) y para cada incremento parcial deberá anotarse en el registro de la perforación. Para incrementos parciales, la penetración se deberá informar con aproximación de 0.1 pie (0.030 m), en adición al número de golpes. Si el muestreador en el hoyo se hunde bajo el peso estático de la tubería de perforación o bajo el peso de ésta más el peso estático del martillo, deberá anotarse esta información en el registro de la perforación.


• La elevación y caída del martillo de 140 lbf, deberán realizarse utilizando cualquiera de los dos métodos siguientes. La energía suministrada a la barra de perforación por cualquiera de los métodos se puede medir de acuerdo a los procedimientos en el Método de Ensayo D4633.

• A). Empleando para la caída del martillo un sistema semiautomático o automático que levante los 140 lbf (623 N) del martillo y los deje caer sin ningún obstáculo en 30 ± 1.0” (0.76 ± 0.030 m). La operación de martillos automáticos será estrictamente de acuerdo con los manuales de operaciones.

ASTM D1586

Muestreo y procedimientos de ensayo• B). Empleando un malacate o cilindro de rotación para halar un cable

atado al martillo. La operación deberán cumplir con lo siguiente:• El cilindro de rotación deberá estar libre de polvo, aceite o grasa • El malacate se debe operar a una velocidad mínima de rotación de

100 rpm.• El operador generalmente deberá emplear 1¾ o 2¼ vueltas del cable,

dependiendo de si éste se pone en contacto en la parte superior (1¾vueltas) o en el fondo (2¼ vueltas) del cilindro de rotación. Generalmente más de 2¾ vueltas de cable impiden la caída adecuada del martillo y no se deberán emplear para efectuar el ensayo. El mecate o soga del malacate debe ser rígida, relativamente seco, limpio, y debe ser reemplazado cuando se desgastan excesivamente, graso, blando, o quemados.


• Se saca el muestreador a la superficie y se abre. Se registra el porcentaje de recuperación lo más cercano a 1 % o la longitud de la muestra recobrada lo más cercano a 0.1 pie (0.030m). Se describe la muestra de suelo recobrada, en cuanto a su composición, color, estratificación y condición; se coloca luego una o más partes representativas de la muestra en frascos o recipientes sellados para el ensayo de humedad, sin que se compacte o distorsione cualquier estratificación aparente.


• Se sella cada recipiente para evitar la evaporación de la humedad del suelo. Se colocan etiquetas a los recipientes con el nombre de la obra, el número de la perforación, la profundidad, el número de golpes para cada incremento de 0.5 pie (150 mm) y la descripción del material. Se protegen las muestras contra cambios extremos de temperatura. Si hubiere un cambio de suelo dentro del muestreador, se debe emplear un frasco para cada estrato y se anota su localización dentro del muestreador. Las muestras deben ser preservadas y transportadas de conformidad con la Práctica D4220 utilizando el Grupo B.

ASTM D1586

Hoja de Datos• Los datos obtenidos en cada hoyo se registrarán de acuerdo

con la Guía de Registro del Subsuelo D5434 como lo exige el programa de exploración.

ASTM D1586Hoja de Datos

• La información de la perforación deberá registrarse en el campo y deberá incluir lo siguiente:• Nombre y localización de la obra,• Nombre de personales que hayan realizado el ensayo,• Tipo y marca del equipo de perforación,• Condiciones climáticas (meteorológicas),• Fecha y hora de inicio y de finalización de la perforación,• Número de la perforación y su localización (estación y

coordenadas, si está disponible y es aplicable),• Elevación de la superficie, si está disponible,


• Método de avance y limpieza de la perforación,• Método para mantener abierto el hueco de la perforación,• Profundidad del nivel freático y la profundidad de perforación con

precisión de 0,1 pie (30 mm), la hora y fecha en que la lectura o la anotación se hizo.

• Ubicación de los cambios de estratos, a los 0.5 pies (150 mm) más próximos,

• Tamaño del revestimiento, profundidad de la parte revestida de la perforación lo más próximo a 0.1 pie (30 mm),

• Equipo y método A o B de hincado de muestreador• Tipo de muestreador, su longitud y diámetro interior, y si se utiliza cesta

retenedora de muestra,• Tamaño, tipo y longitud de la tubería de muestreo, y• Observaciones.


• Los datos obtenidos para cada muestra deberán anotarse en el campo y deberán incluir lo siguiente:• Profundidad y /o número de muestra lo más próximo a 0.1

pie (30 mm).• Descripción del suelo.• Cambios de estratos dentro de la muestra.• Penetración del muestreador y longitudes recobradas lo más

próximo a 0.1 pie (30 mm), y• Número de golpes para cada 0.5 pie (150 mm), o incremento

parcial.

ASTM D1586Precisión y Tolerancia

• Precisión: Los datos de prueba en la precisión no se presenta debido a la naturaleza de este método de ensayo. Esto podría ser no viable o es muy costosa en este momento tener diez o más agencias participando en un programa de pruebas in situ o en un sitio determinado.

• El Subcomité 18.02 está buscando datos adicionales de los usuarios de este método de prueba que podrían ser utilizados para hacer una declaración limitada en la precisión. El conocimiento actual indica lo siguiente:• Variaciones en valores N de 100 por ciento o más han sido observadas al

emplear diferentes aparatos y perforadores, para el ensayo de penetración en perforaciones adyacentes en la misma formación de suelo. La opinión actual, basada en la experiencia en el campo, indica que al usar el mismo aparato y el mismo perforador, los valores N en el mismo suelo se pueden reproducir con un coeficiente de variación cercano a 10 por ciento.

ASTM D1586Precisión y Tolerancia

• El empleo de equipos defectuosos, tales como un cabezote extremadamente grande o dañado, un malacate oxidado, un malacate de baja velocidad, un mecate (soga) viejo, aceitoso o gastado y pobremente lubricado pueden contribuir de manera significativa a diferencias en los valores N obtenidos entre distintos operadores y diferentes equipos de perforación.

• Tolerancia: No hay un valor de referencia aceptado para este método de prueba, por lo tanto, la tolerancia no se puede determinar.

ASTM D1586

GRACIAS

ASTM D1586-11 (SPT)

Engineering

Transcript of ASTM D1586-11 (SPT)