Correlaciones geotécnicas (8) y ensayos “in situ”: ensayo de carga con placa

Tema 8: Correlaciones de los parámetros del suelo a partir de los resultados de ensayos “in situ”

8.5. Correlaciones a partir del ensayo de carga con placa.

Se describirá el ensayo de carga con placa de forma adecuada en el capítulo dedicado a la realización de reconocimientos. El presente apartado trata exclusivamente de los parámetros que pueden obtenerse del mismo mediante la correlación de sus resultados directos (la relación entre la tensión aplicada y la deformación medida por el asiento del suelo, así como el coeficiente de balasto o de reacción.)

En la siguiente figura se representan de forma esquemática las relaciones que se pueden establecer entre los valores obtenidos en los ensayos de carga con placa y los parámetros necesarios para calcular una cimentación,

placa-de-carga

donde

E: módulo de deformación del suelo (subrasante bajo la placa.)

K: coeficiente de balasto de la cimentación

K30: coeficiente de balasto para placa de 0.3 x 0.3 m

s: asiento de la cimentación.

qh: tensión de hundimiento

Coeficiente de balasto para placas de 0’30 x 0’30 m (K30)

El valor de referencia del coeficiente de balasto está establecido para una placa cuadrada de 0.3 m de lado. Los valores usuales de K30 puede aproximarse, a efectos de anteproyecto, en función del tipo de suelo como sigue (de Terzaghi, 1955, citado en Rodríguez Ortiz et. al. 1989):

coeficiente-de-balasto coeficiente-de-balasto

 

Debe remarcarse que en el caso de los suelos arcillosos tiene gran importancia el valor de la presión de preconsolidación, por lo que la relación presión – asiento debe deducirse realizando el ensayo a una velocidad de carga adecuada.

Obtención del coeficiente de balasto para cimentaciones reales

Para zapatas corridas de ancho “B” (en metros), Terzaghi (1955) sugirió extrapolar los valores de K30 mediante las expresiones siguientes:

coeficiente de balasto

Para zapatas rectangulares de ancho y largo B x L, la expresión propuesta es:

coeficiente de balasto

Entre las numerosas correlaciones propuestas con los parámetros elásticos del terreno, destacamos la siguiente (Barden, 1963 y 1974; Vésic, 1971):

coeficiente de balasto

que para zapatas corridas suficientemente largas se reduce a

coeficiente de balasto

Referencias:

- Ensayo de carga con placa, norma NLT

- Ensayo de carga con placa: apuntes UPC

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Correlaciones geotécnicas (7) y ensayos “in situ”: ensayo presiométrico y parámetros geotécnicos

Tema 8: Correlaciones de los parámetros del suelo a partir de los resultados de ensayos “in situ”

8.4. Correlaciones a partir del ensayo presiométrico.

En próximos capítulos se describirá en detalle el método y fundamento del ensayo presiométrico. En síntesis, se trata de un procedimiento de medida de la deformación y de la resistencia del terreno sometido a un esfuerzo radial en el interior de un sondeo, mediante la introducción de un elemento cilíndrico al que se le aplica una presión interna con el fin de incrementar su volumen. La medida de la presión ejercida por la sonda contra el terreno, y de la deformación del mismo, permite una estimación de la compresibilidad, determinándose el módulo presiométrico. Bien llevando la presión hasta la rotura del suelo, o bien mediante una interpolación de la curva de tensión / deformación, puede estimarse la presión de rotura (presión límite del ensayo) que puede relacionarse con los parámetros resistentes del terreno (ángulo de rozamiento interno en suelo puramente granular, o resistencia al corte no drenado en suelo puramente cohesivo.)

presiómetroEsquema del ensayo presiométrico (original de M. Devicenzi.)

En la siguiente figura se representan de forma esquemática las relaciones que se pueden establecer entre los valores obtenidos en los ensayos presiométricos y los parámetros geotécnicos característicos del terreno:

presiómetro correlaciones

donde:

-      Epr: módulo presiométrico

-      G: módulo de corte

-      Em: módulo edométrico

-      E: módulo de Young

-      pl: presión límite

-      cu: cohesión sin drenaje o resistencia al corte no drenado

-      φ: ángulo de rozamiento interno

Módulo edométrico

La correlación entre el módulo edométrico y el módulo presiométrico, según Menard y Rousseau (1962), puede expresarse como sigue:

 Em = α Epr

donde α = 1 para suelos muy compactos, mientras que en suelos normalmente consolidados, el valor de α viene dado por la siguiente tabla:

Tipo de suelo

α

Arcilla

1,5

Limo

2

Arena

3

Grava

4

Resistencia al corte no drenado:

Partiendo de la base de que el ensayo presiométrico tiende a sobreestimar netamente los valores de la cohesión y subestimar los del ángulo de rozamiento interno, existen correlaciones empíricas que relacionan la presión limite (Pl) con la cohesión sin drenaje (cu), considerando el valor de la tensión de confinamiento (σHS), entre las que se cita la propuesta por Amar y Jézéquel (1972):

Rango (PlHS) kPa

Cu, en kPa

< 300

 (Pl - σHS) / 5.5

> 300

  [(Pl - σHS) / 10] + 25

Módulo de Young:

Para un medio elástico e isótropo, el módulo de deformación E (módulo de Young) se deriva del módulo de corte (G) y del coeficiente de Poisson (v) según la siguiente expresión:

E = 2G (1+v)

Ángulo de rozamiento interno:

Ménard (1975, 1976) ha propuesto la relación entre la presión límite y el ángulo de rozamiento interno del suelo, recomendando su aplicación sólo para el cálculo de empujes de muros y no para el cálculo de estabilidad de una cimentación:

image145

Pl - σHS = 2.5 · 2 (Φ – 24) / 4

 

 

 

 

 

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Correlaciones geotécnicas (6) y ensayos “in situ”: ensayo de penetración estática – módulo de deformación

Tema 8: Correlaciones de los parámetros del suelo a partir de los resultados de ensayos “in situ”

8.3. Correlaciones a partir del ensayo de penetración estática CPT / CPTu.

8.3.1. Parámetros indicadores de la deformabilidad del suelo

La experiencia general demuestra que el grado de fiabilidad y precisión de las correlaciones que toman como base el resultado del ensayo de penetración estática supera con creces el resultado obtenido de las correlaciones que parten del ensayo de penetración estándar o de cualquier otro ensayo “in situ” convencional y de carga dinámica.

En la siguiente figura se representan de forma esquemática las relaciones establecidas entre los valores obtenidos en los ensayos de penetración estática y los parámetros geotécnicos característicos del terreno: Sigue leyendo

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Correlaciones geotécnicas (5) y ensayos “in situ”: el SPT y el módulo de deformación

Tema 8: Correlaciones de los parámetros del suelo a partir de los resultados de ensayos “in situ”

8.2. Correlaciones a partir del ensayo de penetración estándar SPT.

8.2.5. Módulo de deformación (E)

Obtención de los parámetros de deformabilidad en suelos granulares

Existen numerosas correlaciones entre el valor de NSPT y otros ensayos “in situ” o de laboratorio que permiten estimar algún parámetro relacionado con la deformabilidad del suelo (en general el módulo de deformación, E); estas correlaciones acostumbran a estar validadas por estudios realizados sobre casos reales, por lo que debe tenerse en consideración su aplicación con criterios de validez restringidos a un entorno local o una formación geológica determinada e los cuales la experiencia permita el necesario contraste.

Estas correlaciones se han establecido tradicionalmente para el caso de suelos granulares, en los cuales resulta inviable la obtención de muestras que permita su ensayo en laboratorio.

Meigh y Nixon (1961), proponen las siguientes correlaciones:

- Para limos y limos arenosos: E (MPa) = 5 N

- Para arenas finas: E (MPa) = 8 N

Para arenas intermedias entre los dos términos anteriores (arenas limosas) puede tomarse como válida la expresión de Webb (1970 y 1974): Sigue leyendo

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Correlaciones geotécnicas (4) y ensayos “in situ”: el SPT y la resistencia al corte no drenado

Tema 8: Correlaciones de los parámetros del suelo a partir de los resultados de ensayos “in situ”

8.2. Correlaciones a partir del ensayo de penetración estándar SPT.

8.2.4. Resistencia al corte no drenado de suelos cohesivos

En los suelos cohesivos las correlaciones basadas sobre los resultados del SPT sólo deben considerarse orientativas y sujetas a comprobación local. En las siguientes figuras se presentan una serie de relaciones entre NSPT y la resistencia a la compresión simple, y la correlación clásica de Terzaghi y Peck (1948) entre la resistencia al corte no drenada y NSPT para suelos cohesivos. Sigue leyendo

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Correlaciones geotécnicas (3) y ensayos “in situ”: el SPT y el ángulo de rozamiento interno

Tema 8: Correlaciones de los parámetros del suelo a partir de los resultados de ensayos “in situ”

8.2.      Correlaciones a partir del ensayo de penetración estándar SPT.

8.2.3. Ángulo de rozamiento interno

Los datos que se obtienen del SPT permiten estimar el ángulo de rozamiento interno de los suelos granulares, bien indirectamente, deducido de los valores estimados de la densidad relativa, o bien directamente a partir de N (siendo esta la tendencia actual).

En la siguiente figura se presentan conjuntamente los ábacos propuestos por Meyerhof (1957) y Peck et al. (1973). Sigue leyendo

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Correlaciones geotécnicas (2) y ensayos “in situ”: el SPT y la densidad relativa

Tema 8: Correlaciones de los parámetros del suelo a partir de los resultados de ensayos “in situ”

8.2.      Correlaciones a partir del ensayo de penetración estándar SPT.

8.2.1. Introducción.

En la sección de estes blog dedicada a los ensayos “in situ” se describirá con detalle la naturaleza y procedimiento de ejecución del ensayo de penetración estándar, comunmente denominado SPT (por sus siglas inglesas “standart penetration test”.)

En la siguiente figura se representan de forma esquemática las relaciones que se pueden establecer entre los valores obtenidos en los ensayos de penetración estándar (SPT) y los parámetros geotécnicos característicos del terreno:

correlaciones a partir de Nspt

Sigue leyendo

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Correlaciones geotécnicas (1) y ensayos “in situ”

Tema 8: Correlaciones de los parámetros del suelo a partir de los resultados de ensayos “in situ”

8.1.      Introducción: sobre el ámbito de validez de las correlaciones

Si existe un capítulo prácticamente inacabable en el acervo del saber geotécnico, tal vez sea éste el dedicado a las correlaciones.

La tradicional dificultad (no siempre justificada) que se asocia a la tarea de obtener muestras representativas e inalteradas del terreno, de calidad suficiente como para reproducir adecuadamente en un laboratorio el comportamiento del suelo, ha impulsado el desarrollo de una amplia y variada metodología de ensayos “in situ”, el resultado de los cuales se ha pretendido correlacionar – desde los albores de la mecánica del suelo – con los parámetros que permiten predecir la respuesta del terreno frente a las acciones que lo soliciten. Sigue leyendo

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Suelos metaestables (3): determinación del potencial de colapso en suelos colapsables

Tema 7: Suelos metaestables: suelos expansivos y colapsables

7.4. Ensayos de laboratorio sobre suelos metaestables

7.4.2. Evaluación del riesgo de colpaso en suelos

El medio habitual para valorar la colapsabilidad de un suelo consiste en la preparación de una probeta del material en una célula edométrica, precargándola hasta una tensión vertical que, usualmente, es de 200 kPa (un orden magnitud semejante al que acostumbra a transmitir una cimentación convencional), o bien hasta la tensión de servicio que se prevea para la base de la cimentación, y procediendo posteriormente a la inundación de la célula, midiendo el asiento que dicha inundación provoca. Sigue leyendo

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Suelos metaestables (2): ensayos de laboratorio sobre suelos expansivos

Tema 7: Suelos metaestables: suelos expansivos y colapsables

7.4. Ensayos de laboratorio sobre suelos metaestables

La valoración del grado de peligrosidad de un suelo metaestable y de los efectos que el mismo puede causar sobre una construcción requiere, si se pretende un acercamiento riguroso a las variables más significativas que influyen en el caso, de la realización de ensayos que permitan la simulación en condiciones controladas de los procesos que se dan en la realidad, y especialmente de aquellos relacionados con las variaciones de la humedad del terreno.

Solo para el caso de suelos granulares colapsables, y especialmente suelos licuables, la realización de ensayos “in situ” puede aportar información suficiente y adecuada para sancionar la peligrosidad del terreno, y cuantificar sus propiedades a efecto de valorar los parámetros de diseño del edificio. En este sentido cabe mencionar la realización de ensayos de penetración estática (CPTu) o en su defecto y en términos más cualitativos, la de ensayos de penetración estándar (SPT), en base a los cuales existen clasificaciones empíricas que relacionan sus resultados con el potencial de licuación del terreno. Sigue leyendo

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