RESUMEN ANALÍTICO EN EDUCACIÓN - RAE - FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C.

Transcripción

1 FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C. LICENCIA CREATIVE COMMONS: Atribución no comercial AÑO DE ELABORACIÓN: 2014 TÍTULO: Estudio de resultados ensayo de penetración estándar (SPT) para el factor de corrección (C N ) y el ángulo de fricción (Ø) del suelo usando diferentes tipos de correlaciones AUTORA: Carmona Álvarez, July Estefany DIRECTOR: Ruge Cárdenas, Juan Carlos MODALIDAD: Trabajo de Investigación PÁGINAS: 141 TABLAS: 71 CUADROS: 0 FIGURAS: 54 ANEXOS: 0 CONTENIDO: INTRODUCCIÓN 1. GENERALIDADES 2. ANÁLISIS 3. CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍA DESCRIPCIÓN: El ensayo de penetración estándar (SPT), es un ensayo in situ de penetración por medio de golpeteo que define parámetros de diseño geotécnico. Se denomina ensayo estándar, pero este contiene variaciones las cuales se deben correlacionar por diferentes métodos, dependiendo del material extraído del suelo para calcular las correcciones del número de golpes (N corr ) y por tanto el ángulo de fricción equivalente (Øeqv). Las variaciones del ensayo SPT se deben tener en cuenta para calcular las correcciones de los parámetros de energía y presión por confinamiento (Cn), con los cuales obtendremos los valores finales para las 1

2 correlaciones entre el número de golpes (N) y el ángulo de fricción (Ø). Calculando estas correlaciones por diferentes métodos y teniendo en cuenta cada método que tipo de material utiliza y valores ya estandarizados en los sectores podremos definir cuál es el método más aproximado para los diseños geotécnicos. La relación con la zonificación geotécnica de Bogotá deberá servir como complemento para la estratigrafía de los ensayos de penetración estándar de la carrera 7 a entre la calle 38 y calle 170, unificando los diferentes sistemas evaluadores. METODOLOGÍA: La finalidad de estudiar los ensayos de penetración estándar de forma localizada es para poder interpretar si los valores y métodos utilizados que tanto afectan el diseño final y cuál sería el método apropiado para trabajar en una zona determinada. En el caso de la investigación de la carrera séptima entre calle 38 y calle 170 para las estaciones de servicio masivo de transporte (Transmilenio), los cruces vehiculares y los puentes de servicio peatonal proyectados para la zona mencionada anteriormente. Se busca como resultado final obtener el método de estudio óptimo ya que sabemos que el macizo rocoso hace de esta zona una fuente importante y de seguridad a la hora de la construcción, también pudiendo proporcionar una nueva solución para el diseño de estas estructuras que en otras zonas no han tenidos resultados apropiados a largo plazo pudiendo ser el estudio del suelo y el comportamiento del suelo el factor que ha producido deformaciones y daños en las mismas estructuras en zonas diferentes de la ciudad. PALABRAS CLAVE: PAVIMENTOS; ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR; CORRELACIÓN; ALUVIONES; ESTRATIGRAFÍA; PARÁMETROS DE DISEÑO GEOTÉCNICO. CONCLUSIONES: Según los estudios realizados de SPT en la carrera 7ª entre calle 38 y calle 170, por el Consorcio Troncal Carrera 7, se determinan suelos formados por arcillas y arenas con altos contenidos de limos, son muy pocos los estratos que contienen gravas y rellenos; todos estos parámetros se determinaron por la clasificación según Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (USCS). 2

3 La formación de suelo se puede dividir en 3 estratigrafías según el análisis gráfico, determinando para cada una las perforaciones, el método de mejor comportamiento para el análisis de datos y los cálculos que dé se deriven como el ángulo de fricción del suelo, valor fundamental para el diseño de cimentaciones. Cabe aclarar que los valores de presión de confinamiento exceden en el valor normal de menor a 2, pero según el análisis al que se concluyo es que los suelos de la zona tienen mayores esfuerzos y su formación consta de macizos altamente resistentes. La primera Estratigrafía se determinó para las zonas con formaciones de arcillas, el suelo se comporta con esfuerzos entre 0.20 Kg/cm² y 3.80 Kg/cm² y presiones de confinamiento entre 0.10 y Esta formación es la que mayores valores de esfuerzo tiene en la zona bajo análisis dando como resultado final un suelo de menor resistencia y mayores volúmenes. Este tipo de formación es la más común en la carrera séptima. La segunda Estratigrafía pertenece a la formación de los suelos compuesta por arenas las cuales presentan esfuerzos menores por unidad de área que están por debajo de 1.40 Kg/cm², siendo así un suelo de mayor resistencia y presiones de confinamiento mayores a 0.75 y que pueden llegar hasta 4.5, pero este valor puede deberse a los altos contenidos de arcillas que están presentes en este tipo de formación. Para llegar a un análisis más detallado de este tipo de formación se requieren ensayos más especializados. Por último la formación compuesta solamente por arcillas o arenas pero que tienen alto contenido de limos, tiene esfuerzos por debajo de 0.18 Kg/cm² y presiones de confinamiento más altas de 1.10, este tipo de formación hace que estas secciones sean más débiles, pero la única ventaja de este tipo de formación es que es una de las menos comunes en la zona de la carrera 7 ma. Las metodologías propuestas por Seed (1985), Skempton (1986), Liao - Whitman (1986), son las que mejores resultados pueden arrojar para desarrollar los valores obtenidos por pruebas STP que se realizaron a la carrera 7 ma, determinadas a partir de la clasificación de las secciones según la formación del suelo. con método más exactos y apropiados para el correcto cálculo del ángulo de fricción para el diseño de las cimentaciones, dando como resultado final la unión de las metodologías ya planteadas, que mejor se adhieran para un resultado satisfactorio, metodologías propuestas por Peck et al (1999) y por Instituto Japonés Railway Standars (1984). 3

4 Según la zonificación geotécnica de Bogotá, se puede determinar según la composición principal del suelo el tipo de método que mejor se adapta como es el caso de las 3 estratigrafías determinadas en esta investigación, las cuales se adaptaron a los métodos de Skempton (1986) y Liao-Whitman para suelos formados por Piedemonte, las de Seed (1985) y Skempton (1986) para los suelos de Formación de Lacustre y los Depósito de Ladera, para los suelos formados por Aluviales y Depósitos de Ladera con capacidades portantes bajas la metodología de Seed (1985). FUENTES: BLOG DEL INGENIERO CIVIL. Ensayo presiométrico en el terreno [en línea]. Bogotá [Citado: 20, agosto, 2014]. Disponible en Internet: <URL: BOWLES, J.E. Análisis, fundación y diseño. New Jersey: Mcraw-Hill Book, p. CAMPAÑA, José. Ensayo de penetración estándar [en línea] [Citado: 06 de septiembre de 2014]. Disponible en Internet: <URL: Pasado-Presente-y-Futu>. CONSORCIO TRONCAL CARRERA 7. Estudios y diseños a precio global fijo sin reajustes, de la Troncal Carrera 7 de la Calle 34 a la Calle 170 y tramo de la Calle 72 de la Carrera 7 a Avenida Caracas en Bogotá D.C. Bogotá: INGETEC S.A., CONTRATO No. 25/2006. DE MARCO, Pietro. Corrección del índice de resistencia a la penetración. Caracas: Universidad Central de Venezuela, p. DÉCOURT, L., [y otros]. The standard penetration test: state of the art. Orlando, USA: ISOPT 1, 1988, 226 p. ENSAYO DE PENETRACIÓN STANDARD (SPT) [en línea]. Bogotá [Citado: 20, agosto, 2014]. Disponible en Internet: <URL: 4

5 FONDO DE PREVENCIÓN Y ATENCIÓN DE EMERGENCIAS. Zonificación geotécnica de Bogotá [en línea]. Bogotá [Citado: 20, agosto, 2014]. Disponible en Internet: <URL: FORSUN ULTRA-HARD MATERIAL INDUSTRY CO., LTD. Toma muestras Ensayo O Penetración Estándar Spt [en línea]. Bogotá [Citado: 20, agosto, 2014]. Disponible en Internet: <URL: china.com/co_cnforsuntools/product_spt-automatic-trip-hammer-sampler-for- Soil-Test_hiieerhgg.html>. GIBBS, H.J. y HOLTZ, W.G. Research on determining the desnsity of sands by spoon penetration testing. London: ICSMFE, v. GONZÁLEZ G., Álvaro J. Estimativos de parámetros efectivos de resistencia con el SPT. En: X JORNADAS GEOTÉCNICAS DE LA INGENIERÍA COLOMBIANA, Bogotá: SCI SCG, p. ISHIHARA, K. Dinámica aplicada a la estabilidad de taludes. Bogotá: Universidad Nacional de Colombia, p. JSCE. Diseño sismo resistente de estructuras de ingeniería civil en Japón. Tokyo: Japanese Society of Civil Engineers, p. LIAO, S.S.C y WHITMAN, R.V. Overburden correction factors for SPT in sand. En: JGED ASCE (1986), vol. 112, no. 3, pp MEYERHOF, G.G. La discusión sobre la densidad de la arena por cuchara de penetración. S.l.: ICSMFE, p. OSORIO, Santiago. Apuntes de geotecnia con énfasis en laderas [en línea]. Bogotá [Citado: 20, agosto, 2014]. Disponible en Internet: <URL: OSORIO, Santiago. Apuntes de geotecnia con énfasis en laderas [en línea]. Bogotá [Citado: 20, agosto, 2014]. Disponible en Internet: <URL: PECK, R.B., HANSON, W.E. y THORNBURN, M. Ingeniería de fundaciones. New York: John Wiley, p. 5

6 PIETRO DE MARCO, Z Ensayo de penetración estándar SPT [en línea]. Bogotá [Citado: 20, agosto, 2014]. Disponible en Internet: <URL: SCHMERTMANN, J.H. Measurement of in-situ shear strength. En: Proc ASCE Specialty Conf. on In Situ Measurement of Soil Properties Raleigh, vol. 2. SEED, H.B.; IDRISS, I.M. Módulos de suelo y los factores de amortiguación para los análisis de respuesta dinámica: Reporte EERC Universidad de California-Berkeley, SKEMPTON, A.W. Standard penetration tests procedures and the effects in sands of overburden pressure, relatiove density, partricle size, ageing and over consolidation. En: Geotechnique (1986), vol. 36, no.3, pp TERZAGHI, K. y PECK, R.B. Soil mechanics in engineering practice. New Jork: John Willey and Sons, p. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA. Seminario taller de mecánica de suelos y exploraciones geotécnicas. Perú: Centro Peruano Japonés de Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres, p. 6