CDU: 624.131.38
Norma Técnica Ecuatoriana
CO 09.02-301
MECANICA DE SUELOS ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR
INEN 689 1982-05
I n s t i t u t o E c ua t o r ia n o de N o r ma l iza c i ó n, INEN – Ca s i l la 17-01-3999 – Ba q ue r iz o M o re n o E8-29 y A l ma g r o – Q u i t o-E c ua d o r – P r o h i b i da la re p r o d u c c i ó n
1. OBJ ETO
1.1 Esta norma establece un método de ensayo para determinar indirectamente el grado de resistencia del suelo in situ.
2. ALCANCE
2.1 El registro de la resistencia a la penetración permite determinar, en forma aproximada, el grado de compacidad o la consistencia del suelo in situ.
2.2 La recuperación de la muestra de suelo, que se inserta en el muestreador, proporciona el material necesario para su descripción en el campo y para verificar sus propiedades físico-mecánicas en el laboratorio.
2.3 Este ensayo deberá ser utilizado conjuntamente con otros adicionales, para medir con mayor exactitud la resistencia y compresibilidad del sudo, si el caso así lo requiere.
3. DISPOSICIONES GENERALES
3.1 En la Norma INEN 685 se establecen las definiciones de los términos y símbolos empleados en este documento.
3.2 El procedimiento para efectuar la perforación se establece en el Código de práctica para la investigación del sitio, excepto lo establecido en los numerales 4.1, 4.2 y 4.3 de este documento.
3.3 El procedimiento para efectuar la identificación y descripción de los suelos se establece en la Norma INEN 693.
3.4 Este ensayo de penetración estándar debe hacerse en cada cambio de estrato o con intervalos no mayores de un metro en capas homogéneas.
4. DISPOSICIONES ESPECÍFICAS 4.1 El diámetro de la perforación debe estar comprendido entre 60 y 150 mm.
4.2 Para este ensayo, la excavación o la limpieza de la perforación no debe hacerse por el procedimiento de inyección de agua a través del muestreador, ni se usarán barrenas o brocas de descarga de fondo, pero sí de descarga lateral.
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4.3 Si se perfora con chiflón de agua, para no alterar el contenido natural de agua del suelo cuya resistencia se desea obtener, se deberá suspender el chiflón, por lo menos 10 cm antes de alcanzar la cota deseada para el ensayo. 5. RESUMEN
5.1 El método de ensayo consiste en contar el número de golpes requerido para hincar el muestreador una determinada longitud, mediante un peso determinado que cae de una altura establecida.
6. INSTRUMENTAL
6.1 Para determinar la resistencia a la penetración in situ es necesario disponer del siguiente instrumental:
6.1.1 Equipo de perforación. Puede aceptarse cualquier equipo de perforación e hincado y accesorios que permitan una limpieza adecuada del pozo, de tal manera que no altere el suelo antes de la inserción del muestreador.
6.1.2 Muestreador o tubo partido. Debe tener las características y dimensiones indicadas en la figura 1 del Anexo A.
6.1.2.1 La punta de hincado debe ser de acero duro (acero al cromo tungsteno) y el cabezal de ensamble debe tener dos o cuatro orificios de ventilación.
6.1.2.2 Como alternativa, puede utilizarse un muestreador partido de las características y dimensiones indicadas en la figura 1 del Anexo B, el mismo que contiene una pequeña cavidad, dentro de la cual se introduce un tubo delgado de bronce, acero o plástico rígido, el cual recibe la muestra de suelo y permite su manipuleo y traslado con el máximo de seguridad. Este tipo de muestreador se utiliza cuando se trata de arcilla y se desea recuperar muestras con menor grado de alteración.
6.1.3 Dispositivo para aplicación de la carga. Debe tener características tales que la carga pueda aplicarse en forma dinámica, sin que pierda su energía, y estará constituido de: a) un martinete de 65 kg de masa total; b) una barra rígida de acero que sirve de guía en la caída del martinete; c) un vástago ensanchado o cabeza de golpe, constituido de acero duro (acero al cromo tungsteno); d) un dispositivo para accionar el martinete; y, e) barras de conexión del diámetro AW o similar. Para profundidades mayores de 15 m, se recomienda de diámetro BW o similar (nota 1).
NOTA 1. La dureza y rigidez de las barras de conexión, puntas, de hincado o vástago, tienen una relación
directa con el
número de golpes aplicados, por lo que es aconsejable que en su fabricación se utilicen los aceros indicados y se reemplacen cuando estas comiencen a deteriorarse por el uso. La nomenclatura de las
barras de perforación se ha adoptado de la
D.C.D.M.A. (Diamond Core Drill Manufactures Association).
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6.1.4 Equipo accesorio. Estará constituido de rótulos o etiquetas, hojas de datos, libreta de campo, recipientes o fundas para muestras, parafina sellante y otras herramientas y accesorios que se consideren necesarios para la identificación y despacho de las muestras.
7. PREPARACIÓN PREVIA AL ENSAYO
7.1 Efectuada la perforación y alcanzada la profundidad a la que se va a realizar el ensayo, se limpia el pozo, cuidando que el material a muestrear no resulte alterado por dicha operación. 7.2 Cuando se detecten suelos sin cohesión, poco cohesivos o muy blandos, debe asegurarse la estabilidad de las paredes de la perforación entibando la misma, utilizando tubos, lodo de perforación o mediante cualquier otro método que se considere conveniente. 7.2.1 En el caso de arenas o limos saturados, las herramientas de perforación deben retirarse lentamente, para impedir el derrumbamiento de las paredes del pozo y, a la vez, se debe mantener el agua de inyección
a/o
sobre el nivel freático, con la finalidad de evitar la ebullición del fondo. 7.2.2 No se debe entibar una perforación más abajo del nivel en que se va a tomar la muestra.
8. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO
8.1 Luego de apoyar el muestreador en el fondo del pozo perforado, se procede a hincarlo mediante golpes del martinete lanzado en caída libre desde una altura de 75 ± 5 cm sobre la cabeza de golpe (nota 2). 8.1.1 Para el izaje del martinete debe usarse cabo de manila o similar y, en caso de ser accionado mecánicamente, el cabo no debe enrollarse más de dos vueltas en el malacate. 8.2 Debe cuidarse de que la barra rígida de acero que sirve de guía en la caída del martinete esté completamente vertical, con lo cual se asegura que la energía de los golpes no resulte disminuida por efecto de la fricción del martinete sobre dicha barra. 8.3 El muestreador debe penetrar en primer lugar 15 cm, lo cual se considera como un proceso necesario de preparación y ajuste para el ensayo, por lo que, el número de golpes necesarios para este primer tramo de hincado tiene únicamente un valor relativo de orientación. 8.4 Se inicia entonces el ensayo contando el número de golpes (N) necesarios para hacer penetrar el muestreador 30 cm (nota 3), lo cual determina la resistencia a la penetración de dicho suelo.
NOTA 2. Un método para mantener una caída uniforme consiste en marcar la barra guía a los 70, 75 y 80 cm sobre la parte superior de la cabeza del golpe; de esta forma, el operador podrá levantar el martinete hasta que en su parte inferior aparezcan las marcas de los 70 o 75 cm, pero nunca la marca de los 80 cm. NOTA 3. Es conveniente registr ar separadamente durante el hincado el número de golpes necesarios para la penetración de cada 15 cm
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8.4.1 Si al hincar este tramo se sobrepasan los 50 golpes, sin que hubiera penetrado la totalidad de la medida indicada en el numeral 8.4, se debe anotar el número de golpes efectuados y la fracción o longitud de penetración del muestreador. 8.5 Luego del hincado y antes de extraer el muestreador a la superficie debe girarse por lo menos dos revoluciones, a fin de cortar la muestra por el fondo, luego de lo cual, se extrae el muestreador a la superficie, se lo abre y se determina la longitud de la muestra recuperada, se retira la muestra de suelo, desechando la parte superior que se considera no representativa. 8.5.1 La muestra se describirá según lo establecido en la Norma INEN 693, luego de lo cual se la debe acondicionar y cerrar herméticamente en un envase apropiado para su envío al laboratorio. 8.5.2 Cuando se utilice el tipo de muestreador mencionado en el numeral 6.1.2.2, una vez obtenida la muestra, se desarma el muestreador y se retira el tubo interior, se lo enrasa, sella y se lo envía al laboratorio. 8.5.3 Para la identificación de las muestras, los recipientes que las contengan deben etiquetarse adecuadamente. 8.5.3.1 Las etiquetas deben protegerse con un forro plástico y su inscripción debe hacerse con tinta indeleble, y constará de los siguientes datos: a) designación del trabajo; b) número de perforación; c) número de la muestra; d) profundidad o cota de extracción; e) número de golpes (N) y todo dato adicional que sea útil para su fácil reconocimiento e identificación.
9. INFORME DE RESULTADOS 9.1 Los datos obtenidos en el sondeo deben registrarse en el campo y el informe que el técnico encargado debe presentar constará de lo siguiente: a) nombre y localización del proyecto o de la obra a la que pertenezca la perforación, b) nombre del técnico responsable, c) fechas de inicio y finalización de la perforación, d) numero de identificación de la perforación, e) croquis de Iocalización de la perforación, f) cota de la boca de la perforación y espesor de los distintos estratos encontrados, g) Iocalización del nivel freático y de las zonas de filtración, cuando éstas se encuentran, h) diámetro del tubo de entibamiento y profundidad del pozo entibado, i) tipo del muestreador, j) número de cada muestra, k) profundidad y/o cota de extracción, I) método de avance de la perforación, m) número parcial de golpes por cada 15 cm de penetración, n) número total de golpes(N) para los 30 cm finales de penetración, o su longitud de penetración cuando el número de golpes sea superior a los 50, o) porcentaje o longitud de recuperación de la muestra, y p) descripción del suelo. 9.2 Todos los resultados y observaciones que se hagan en este ensayo deben registrarse de la mejor forma posible, para lo cual se recomienda el uso de la hoja de registro que se indica en los Anexos C y D.
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APÉNDICE Z
Z,1 NORMAS A CONSULTAR
INEN 685 Geotecnia: Mecánica de suelos. Terminología y simbología. INEN 693 Mecánica de suelos. Identificación y descripción de los suelos. Procedimiento manual-visual.
Código de Práctica para la Investigación del Sitio. Z.2 BASES DE ESTUDIO
Norma ASTMA Designation: D1586-67. (Reapproved 1974). Penetration test and split-barrel sampling of soils. American Society for Testing and Materials. Filadelfía, 1974. Norma AASHTO Designation: T 206-74. Standard method for penetration test and split-barrel sampling of
soils.
American Association of State Highway and Transportation Officials. Washington, D.C. 1974. Norma Argentina IRAM 10517. Mecánica de suelos. Método de determinación de fa resistencia a la penetración y de obtención de muestras mediante sacatestigos abiertos longitudinalmente. Instituto Argentino de Racionalización de Materiales. Buenos Aires, 1970. Norma Británica BS 1377:1975. Test 19. Determination of the penetration resistance using split-barrel sampler (methods of test for soils for civil engineering purposes). British Standard Institution. Londres, 1975. Norma Australiana: AS 1289-1977. Methods of testing soils for engineerings purposes. Part F.3.1. Determination of the penetration resistance of a soil. Standard method. Standars Association of Australia. North Sydney, 1977.
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INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA Documento: NTE INEN 689
TÍTULO: MECANICA DE PENETRACION ESTANDAR.
ORIGINAL: Fecha de iniciación del estudio:
SUELOS
ENSAYO
DE Código: CO 09.02-301
REVISIÓN: Fecha de aprobación anterior por Consejo Directivo Oficialización con el Carácter de por Acuerdo No. publicado en el Registro Oficial No.
Fecha de iniciación del estudio: Fechas de consulta pública:
1976-02-02 a
1976-05-02
Subcomité Técnico: CO 09.02 MECANICA DE SUELOS Fecha de iniciación:
Fecha de aprobación:
1981-11-19
Integrantes del Subcomité Técnico: NOMBRES:
INSTITUCIÓN REPRESENTADA:
Ing. Ing. Ing. Ing.
CIA. GENERAL DE GEOTECNIA CIA. GENERAL DE GEOTECNIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE QUITO COLEGIO DE INGENIEROS CIVILES DE PICHINCHA SIERRA-BELTRAN INGENIEROS CONSULTORES SIERRA-BELTRAN INGENIEROS CONSULTORES ESCUELA TÉCNICA DE INGENIEROS CUERPO DE INGENIEROS DEL EJERCITO DEPARTAMENTO DE GEOTECNIA DEL MOP INEN INEN DIRECTOR GENERAL DEL INEN
Iván Serrano Roberto Castro César Landazuri S. Francisco Beltrán
Ing. Manuel Sierra A. Ing. Mercedes de Sierra Ing. Mílton Torres E. Ing. Armando Proaño Ing. Germán Bastidas G. Arq. Carlos Maldonado P. Ing. Gustavo Jiménez M. Ing. Raúl Estrada A.
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Otros trámites: ♦ Esta norma sin ningún cambio en su contenido fue DESREGULARIZADA, pasando de
OBLIGATORIA a VOLUNTARIA, según Resolución de Consejo Directivo de 1998-01-08 y oficializada mediante Acuerdo Ministerial No. 235 de 1998-05-04 publicado en el Registro Oficial No. 321 del 1998-05-20 El Consejo Directivo del INEN aprobó este proyecto de norma en sesión de 1982-05-13 Oficializada como: OBLIGATORIA
Registro Oficial No.
288 de 1982-07-20
Por Acuerdo Ministerial No.
440 de 1982-07-12
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