sábado, 4 de diciembre de 2010

Ensayo Presiométrico en el Terreno.



El Ensayo Presiométrico consiste en efectuar una puesta en carga lateral creciente del terreno por medio de una sonda cilíndrica dilatable radialmente y que se introduce en un taladro. Se trata, pues, de un ensayo de carga-deformación. Normalmente el ensayo se realiza en el interior de un sondeo previamente perforado (PBP, Pre-Boring Pressuremeter) donde se introduce el equipo presiométrico. El equipo consta de tres componentes principales (ver figuras siguientes):



Estos ensayos no están normalizados en España, realizándose normalmente al amparo de la normativa francesa (NFP 94-110).

En los presiómetros se utiliza un recinto cerrado por una membrana que aloja un volumen de fluido controlable. El aumento del volumen de ese fluido comprime la membrana contra las paredes del sondeo (ver fotos adjuntas de la deformación de la sonda presiométrica).


Con estos dos datos (volumen y presión) se puede preparar el diagrama deformación-presión que se ilustra en el esquema de la figura siguiente:



donde: 

r = radio medio de la cavidad en un momento del ensayo.
r0 = radio inicial de referencia.

Para el ensayo de rocas y de suelos muy firmes se pueden utilizar equipos más robustos, que se denominan dilatómetros y que miden la deformación mediante extensómetros, con lo cual se obtiene la deformación radial directamente y con mayor precisión.

El tarado del equipo, antes de su utilización, permite conocer qué parte de la presión que se aplica es necesaria para deformar la membrana y ese valor se debe restar a la presión aplicada para obtener la presión corregida que es la que debe utilizarse en el gráfico de resultados.

La interpretación del ensayo presiométrico permite conocer tres presiones de interés:

a) Presión horizontal inicial, ph0. Es la presión que ha de ejercerse para establecer el contacto membrana-terreno y deformarlo hasta su posición original, antes de realizar el sondeo. En los presiómetros convencionales esa presión corresponde al quiebro de la curva presión- deformación (punto de máxima curvatura).

b) Presión de fluencia, pf. Es la presión donde acaba un tramo recto que suele aparecer en estos diagramas. A partir de ella, las deformaciones son claramente no lineales. Su determinación detallada puede realizarse con ciertas técnicas, aunque en la práctica rutinaria suele definirse casi a simple vista.

c) Presión límite, pl. Es la presión que provoca una deformación radial del 41% (deformación volumétrica del 100%). Si el ensayo no ha alcanzado esa deformación, es necesario hacer una extrapolación para obtenerla.

Los datos mencionados (ph0, pf y pl) pueden utilizarse para el proyecto de cimentaciones superficiales y profundas.

Además, la interpretación de la curva presiométrica permite obtener, si bien sólo con una aproximación grosera, ciertos parámetros característicos del comportamiento del terreno, tal como se indica a continuación.

El coeficiente de empuje al reposo, K0, del terreno se puede obtener mediante la expresión siguiente: 


El módulo de rigidez transversal, G, del terreno, para el nivel de deformaciones del ensayo y para la dirección de carga correspondiente (perpendicular al eje del sondeo), se puede obtener mediante la expresión:


Se define como módulo presiométrico, Ep, al valor siguiente: 


En la tabla adjunta se indican unos valores orientativos de módulos presiométricos y presiones límite para distintos tipos de suelo.


Los ensayos presiométricos permiten conocer la naturaleza del terreno ya que, para su ejecución, requieren la extracción previa del terreno donde ha de alojarse el equipo de ensayo. Estos testigos deben ser objeto de análisis de laboratorio; al menos deben realizarse con ellos los ensayos de identificación más elementales.

En suelos arcillosos saturados es posible obtener un valor recomendado de la resistencia al corte sin drenaje, su, mediante un análisis específico de la zona no lineal del final de la curva presiométrica (presión de ensayo comprendida entre pf y pl). La expresión correspondiente es:


Teóricamente el valor de su sería independiente de los puntos 1 y 2 que se elijan, pero será necesario tantear distintos valores para obtener un valor razonable.

En suelos arenosos permeables, siempre que se garantice que durante el ensayo no se generan presiones intersticiales importantes, se puede obtener, de esa misma rama curva final del ensayo, una idea aproximada del ángulo de rozamiento interno del terreno, mediante la expresión siguiente: 

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