Métodos de Evaluación de Suelos: Ensayo de Placa de Carga, SPT y Estratigrafía

Ensayo de Placa de Carga

El ensayo de placa de carga es un método utilizado para determinar la deformación y resistencia superficial de un terreno. Consiste en colocar una placa sobre el terreno, aplicar cargas y medir las deformaciones resultantes. El resultado se presenta en un diagrama tensión-deformación.

Características del Ensayo

• Es un ensayo a tamaño natural.
• Se aplican incrementos de carga al terreno mediante un gato hidráulico que se apoya sobre una reacción.
• El asiento se mide con tres comparadores situados sobre la placa, con referencia en puntos exteriores.
• Se utilizan placas de 30 cm de lado y, en casos especiales, de 60 cm.
• El ensayo se ejecuta a una distancia mínima de 0,60 m del borde de la excavación para evitar influencias del terreno circundante.
• El ensayo se lleva hasta el triple de la presión supuesta.
• Se considera que hay rotura si el asiento alcanza el 20% del diámetro del área cargada.
• La presencia de un nivel freático alto puede generar errores importantes si no se baja el nivel del agua.

Aplicaciones Frecuentes

• Determinación de la capacidad de carga en cimentaciones.
• Evaluación del módulo de deformación en obras sobre roca.
• Control de compactación en rellenos.

Ventajas

• Representa un modelo real a escala reducida.
• Permite obtener las características elásticas del terreno.
• Se puede medir el asiento en función del tiempo para una misma carga.

Inconvenientes

• Dificultad en el paso de escala de la placa a las zapatas.
• El bulbo de presiones debajo de la placa es menor que el producido debajo del cimiento real.
• En arcillas, solo se puede medir el asiento inmediato.
• En terrenos duros, se requiere un gran peso de reacción.

Ensayo de Penetración Estándar (SPT)

El Ensayo de Penetración Estándar (SPT) es una prueba discontinua sencilla que permite extraer muestras alteradas tipo B, preferentemente en suelos granulares. Se realiza en un taladro previo (sondeo), llevando al fondo un dispositivo tomamuestra normalizado.

Procedimiento

• Se utiliza un varillaje y una maza.
• Se hinca inicialmente el tomamuestra 15 cm en la capa a reconocer por golpeo.
• Luego, se cuenta el número de golpes necesarios para hincar el tomamuestra 30 cm adicionales, en dos tandas de 15 cm. Este valor se denomina Número de Penetración Estándar (N).
• Si en una tanda se requieren 50 golpes, se considera Rechazo.

Correcciones al Valor N

Se suelen aplicar correcciones al valor N por:

• Presencia de nivel freático.
• Tipo de suelo (arcilloso).
• Profundidad.

Estratos del Suelo

Se denominan horizontes o estratos del suelo a una serie de niveles que se desarrollan en el interior del mismo y que presentan diferentes características de composición, textura, adherencia, etc. El perfil del suelo es la ordenación vertical de todos estos horizontes.

Características de los Estratos

• Los estratos se presentan en planos sensiblemente horizontales.
• Algunos estratos carecen de una base horizontal.
• Los estratos generan distintos cortes estratigráficos en diferentes puntos de un mismo solar.

Ejemplo de Perfil de Suelo

1. O: Orgánico - antrópico.
2. A: Zona de lavado vertical. Raíces y materia orgánica.
3. B: Zona de precipitación. Materiales arrastrados desde la parte superior (arcillosos, óxidos, carbonatos, etc.).
4. C: Roca madre o subsuelo. Parte alta del material rocoso in situ.
5. D u horizonte R: Material rocoso subyacente que no ha sufrido ninguna alteración química o física significativa.

Suelos Maduros e Inmaduros

Un perfil de suelo bien desarrollado indica que las condiciones ambientales han sido relativamente estables a lo largo de un periodo prolongado y que el suelo es maduro. Por el contrario, algunos suelos carecen por completo de horizontes, por lo que se denominan inmaduros.