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EXPOSITOR :
UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDESCARRION
ESCUELA DE FORMACIONPROFESIONAL
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
CIMENTACIONES
ENSAYO DE PENETRACIÓN SEMI-ESTATICA(CONO HOLANDES) CPT - CPTU
TEMA :
Solórzano Chuquimantari, Christian Walter Tejeda de la Cruz, Lelyz Karelia
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CRONOLOGIA
Europa desde……… 1920
Estados Unidos……..1960Perú…………………..1984
OBJETIVO DEL ENSAYO:
Obtener resistencia por punta y/o fricción lateral.
NORMA: (ASTM D 5778)
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Consta de un cono de60º y de 10 o 15 cm2 deárea en la base y 150cm2 de área en lacamisa de fricción.
Extensión Cilíndrica de lapunta diámetro exteriorde 35,7 mm.
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Son los distintos tramos de varillaje con elque se transmite la fuerza para hincar la
punta cónica.
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Mecanismo de hinca de la punta en el terreno a
través del varillaje es un sistema hidráulico montadoencima de un vehículo adecuado; este debe tener elpeso necesario para provocar una reacción suficientepara hincar el varillaje o tener un sistema de anclajes
al terreno que garantice dicha reacción. Lascapacidades de reacción habituales oscilan entre 5 y20 toneladas
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Equipo instalado en superficie formadopor un sistema de adquisición de datos
que registra a tiempo real los parámetrosmedidos con el ensayo.
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PENETRÓMETRO DE CONO DEFRICCIÓN MECÁNICA
Punta del instrumentoestá conectada a un
conjunto de barrasinternas. La punta esprimero empujadaaproximadamente 40mm, dando la resistenciade cono.
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PENETRÓMETRO DE CONO DE FRICCIÓN ELÉCTRICO
Punta está unida a un grupo de barras de acero. La punta
se empuja en el terreno a razón de 20 mm/s. Losalambres de los transductores se pasan por el centro delas varillas y dan en forma continua las resistencias decono y lateral.
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Sondeodiscontinuousando el
manguito defricción deBegemann
• Se avanza el cono, en carreras de70 mm, los primeros 35 mm losavanza sólo y los siguientes 35 mmarrastrando el manguito de fricción.
La diferencia entre la segundafuerza y la primera nos da la fuerza
Sondeo
Discontinuo • Luego se hace avanzar
un tramo al cono sólo,sin que lo acompañe el
juego de barrasexteriores; así el conopuede avanzar entramos de 50 mm,terminado cada tramo,se debe bajar elconjunto exterior de
barras.
SondeoContinu
o
• Se baja todo el conjuntohasta la profundidaddonde se inician losensayos, luego se hace
avanzar continuamente elcono acompañado por los juegos de barras. Semide la fuerza necesariapara efectuar esteavance.
Modalidadessiguientes paraefectuar sondeos
con el conoHolandésmecánico
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1. En los tres la base del extremo
en forma de cono tiene un áreade 10 cm2 y un ángulo en elvértice de 60°. El encamisado decono mostrado en la figura, fue
desarrollado por LaboratorioGubernamental de Mecánica deSuelos Holandas y tiene unencamisado que se vaestrechando al colocarse encimadel cono y se conecta a tubosdeslizantes que se extiendenhasta el encamisado al colocarseal nivel del suelo.
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2. El extremo del cono es empujado hacia abajoindependientemente del tubo deslizante empujando lasvarillas interiores en etapas de 80 mm.
3. Luego se empuja con el gato la cubierta hasta que el conopenetra a una profundidad de más de 120 mm.
4. De esta manera, se obtienen determinaciones separadamentesobre la resistencia del cono y la fricción superficial en las cubiertas,y la resistencia combinada de cono y tubos en etapas de 200 mm(algunas veces, se hacen menos etapas hasta los 100 mm).En el caso del cono de cubierta de fricción (o Begemann) la fricciónsuperficial se mide sobre una cubierta cilíndrica corta colocada
encima del cono, la cual puede ser empujada hacia abajo conindependencia del cono y los tubos deslizantes sobre ella. De estamanera, la fricción superficial se mide arriba de una longitudconstante en lugar de la resistencia acumulada producto del
incremento de longitud de las cubiertas.
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5. El cono eléctrico en este equipo, tanto el cono como los tubosdeslizantes son introducidos con el gato continua ysimultáneamente. El empuje sobre el extremo del cono y sobre los
120 mm de tubos deslizantes cilíndricos se mide por separadomediante celdas de carga eléctrica instaladas en el extremo inferiordel penetrómetro.
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RESULTADOS:
Resistencia por Punta:
qc =Qc/Ac
Qc: Fuerza necesariapara hincar el cono enKg.Ac: Área transversal delcono (10 cm2)qc: Resistencia de
Punta (Kg/cm2)
Resistencia por Fricción:fs = Fs/As
Fs: Fuerza necesariapara hincar el cono y
la punta.As: Área lateral delmanguito, 150 cm2Rt: Resistencianecesaria para hincarel cono y el manguito
en Kg.
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INDICE DE FRICCION
Usualmente las arenas tienen Rf < 1%, arcillas con Rf > 5-6%
DENSIDAD RELATIVA
Para arenas normalmente consolidadas
ANGULO DE FRICCION INTERNA
Para arenas normalmente consolidadas
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RESISTENCIA AL CORTE
Donde:Nk =Factor de capacidad de carga es igual a 15 para conos
eléctricos y 20 para conos mecánicos.= Esfuerzo total vertical.
PRESION DE PRECONSOLIDACION
INDICE DE SOBRECONSOLIDACION
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APLICACIÓN DE LOS RESULTADOS SEGÚN TABLA
CLASIFICACION DE SUELOS CON PENETROMETRO ELECTRONICO
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VENTAJAS .
•Perfiles continuos
rápidamente.•Varios perfiles por dí a.
•Los resultados nodependen del operador.•Muy bueno para suelos
blandos.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
DESVENTAJAS •Alta inversión de capital.•Se requieren operadores
muy capacitados•Elementos electrónicos se
dañan y descalibran.•No toma muestras de
suelo.•No es apto para suelosgravosos o con bloques.
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Se realizó un ensayo de CPT cuyos resultados fueron los siguientes: qc=12
Mpa a una profundidad de 8 metros en una arena con g’=11,15 kN/m3.Estimar el ángulo de fricción interna f Se utilizó un cono mecánico.
EJEMPLO APLICATIVO:
SOLUCIÓN
Angulo de fricción interna para arenas normalmente consolidadas:
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CONCLUSIONES DE LOS ENSAYOS IN-SITU
PRUEBAS
DE
CAMPO
NOR
MA
APLICACIÓN RECOMENDADA
TÉCNICA
DE
INVESTIGA
CIÓN
TIPO DE SUELO PARÁMETRO A
OBTENER
VST
AST
M
D257
3
Perforación CL, ML, CH, MH
Cohesión en condiciones
no drenadas,
Sensitividad.
SPT
AST
M
D158
6
Perforación/
Calicata SW, SP, SM, SC - SM
Número de golpes por
cada 30 cm de
penetración en el ensayo
estándar de penetración.
CPT
AST
M
D577
8
Auscultación Todos Excepto Gravas
Resistencia de punta del
cono en unidades de
presión, Fricción del
manguito.
DTM --------
- Auscultación Todos Excepto Gravas
Índice plástico del
material, Coeficiente de
empuje horizontal,
Módulo del dilatómetro.
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EMPRESA:
PENETRÓMETRO DE ANILLO DE PRUEBA
PENETRÓMETRO DE BOLSILLO
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