UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIACIVIL UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA PROGRAMA ACADEMICO PROFESIONAL DE: INGENIERIA CIVIL INFORME: “ENSAYO DE PLACAS DE CARGA” ASIGNATURA: DOCENTE: ALUMNO: GEOTECNIA Ing. Jorge Enrique Huallpa M. - MAXIMO A. CASTRO ATAO -MICHAEL LEIVA MARIN -ALEX ANTAY CHECCORI -JOSE LUIS MEZA GALIANO -ALEXANDER QUISPE UCAPURE -DIEGO 1 45 ó 60 centímetros. eliminado la zona más meteorizada. colocada sobre la superficie del terreno. En ocasiones. y se aplican tensiones reducidas. es decir donde termina el ensayo. Con este fin. determinando únicamente la deformabilidad del terreno. se emplea este ensayo para determinar la deformabilidad del terreno para la cimentación de grandes obras en macizos rocosos (como presas. se utilizan placas de diámetros de 30. Consiste en aplicar una carga sobre una placa (generalmente rígida). para la obtención de los parámetros correspondientes. de no fallar. En rellenos compactados se suele emplear este ensayo como elemento de control de la capacidad portante de la explanada. Las normativas utilizadas actualmente para la realización de estos ensayos son las UNE 103808:2006. UNE 103807:2008 y ASTM E2835-11. dado que en general se desea conocer la deformabilidad del macizo a una cierta profundidad.UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL ENSAYO DE PLACAS El ensayo de placa de carga es uno de los ensayos "in situ" llevados a cabo para realizar un reconocimiento geotécnico. Previamente a estas normativas se utilizó la NLT 357. El problema se simplifica si el ensayo se realiza en el interior de una galería: se hacen entonces dos ensayos. o en el interior de una cata realizada previamente. tanto en deformabilidad como en resistencia. o túneles a presión). 2 . aplicándose las soluciones clásicas de Elasticidad y Plasticidad. y medir los asientos producidos. solo existían normas en Alemania (DIN 18134) y Suiza (SNV-40317 y STB-59). de hasta 1 metro de diámetro o lado. y antes de esta. se toma los valores maximos a los cuales se asignan a los suelos no friccionantes. También se miden los asientos de la placa de puntos situados a diversas profundidades. La interpretación del ensayo es inmediata. Esta situación es relativamente frecuente. sin llegar a rotura. Puede llegarse a la condición límite de rotura de la muestra. Suele entonces acudirse a placas de mayor tamaño. Las grandes cargas que hay que aplicar requieren disponer un elemento de reacción muy importante. que a menudo es el aspecto más complicado del ensayo. o incluso más. sobre las dos paredes opuestas. En suelos naturales este ensayo puede realizarse en superficie. por la magnitud necesaria de los equipos de reacción. Semirrígidas: constituidos por discos metálicos de 30 mm.UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL ENSAYO DE PLACA DE CORTE VENTAJAS La interpretación de este ensayo es inmediata tanto en deformabilidad como en resistencia. reforzados eventualmente por rigidizadores. 3 .). Es útil solo cuando se cuantifican materiales homogéneos en profundidad. permitiendo determinar la capacidad portante de la explanada. No es valido para cimentaciones de edificaciones. Ligeras: llamadas cojines hidráulicos. las cargas necesarias suelen resultar un inconveniente. En rellenos naturales este ensayo puede realizarse en la superficie o en el interior de una calicata. Para ensayos situados a profundidades variables. Puesto que no se obtiene información del terreno existente por debajo. EQUIPOS Y MATERIALES PLACAS DE ENSAYO Rígidas: se tratará entonces de discos metálicos gruesos (20 a 30 mm. previamente realizada. sobre cuya cara inferior están pegados unos discos de neopreno o caucho. colindantes a la placa de carga. Permite ser usada como elemento de control. en rellenos compactados. DESVENTAJAS Este ensayo únicamente permite cuantificar los 45 cm superiores. 40. de espesor. a menos que se tenga la absoluta certeza de la homogeneidad del material por debajo. con este fin se suelen usar placas de diámetro de 30. que están constituidas por unos cilindros de acero cuyo fondo es una membrana de caucho y que están rellenas de agua. y 60 cm. De diámetro. de diámetro.5 y 106. entre las cuales las más usuales son las siguientes: Normas suizas: placas rígidas de 16 y 30 cm. o más simplemente un camión cargado.de diámetro. De diámetro.2. 91. Normas francesas: placas rígidas o Semirrígidas de 20. 4. UNA CARGA DE REACCIÓNque puede ser un remolque especialmente equipado. 4 .8 cm.75. Para un mismo taller de ensayo se dispone generalmente de placas de varias dimensiones. 40 y 75 cm.UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Las más utilizadas. Normas belgas: placas de 33. Normas alemanas: placas rígidas de 30 y 60 cm. Normas americanas: placas rígidas de 35. 61. 76. de diámetro. son las placas rígidas. 61 y 75 cm. 43. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UN GATO HIDRÁULICO La potencia del gato debe estar en relación con la carga de reacción y la tensión máxima que se desea utilizar. un triangulo de tres apoyos. UNAS VIGAS DE REFERENCIA Se trata de una viguería ligera pero rígida e indeformable.El gato se coloca sobre la placa y se apoya sobre el arreglo que constituye la carga de reacción. que puede estar constituida por una viga sobre dos apoyos. o un marco rectangular de cuatro apoyos. 5 . PALA.Es la diferencia entre el nivel original de una superficie y su posición final a consecuencia de la aplicación y retiro de una o más cargas en la superficie. Consisten en colocar una placa sobre el suelo natural.. Obtención del coeficiente de elasticidad del suelo (E). aplicar una serie de cargas y medir las deformaciones.. Algunos términos utilizados en este ensayo son: Módulo de reacción. Deflexión residual. YESO. CRONÓMETRO.1. Deflexión. A partir de este ensayo se pueden obtener numerosos datos entre los que se destacan: Obtención de la capacidad de carga del suelo para un asentamiento determinado. Realización de estudios sobre la estabilidad de pavimentos o bases de caminos ya existentes.Es la recuperación de la deformación vertical que tiene lugar cuando la carga se retira de la superficie.Es el descenso vertical de una superficie debido a la aplicación de una carga sobre ella. 6 . Deflexión elástica. La información proporcionada es posible usarla en la evaluación y diseño de pavimentos de tipo rígido o flexible de carreteras y/o aeropuertos y aplicarse tanto a suelos en estado natural como compactados. El resultado del ensayo se representa en un diagrama tensión deformación. 3.UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNOS DEFORMIMETROS que en número de dos o tres. Determinación de las características de la curva carga contra deformación del suelo. NIVEL DE MANO. Determinación del módulo de reacción ó coeficiente de Balasto (K).5.. están fijados sobre la viguería de medida y toman apoyo sobre la placa del ensayo. PICO. Ensayo de placa de carga estática no repetida (LNV 98-86) (ASSHTO T 22281). DETERMINACION DEL MODULO DE REACCION (PLACA DE CARGA) Los ensayos de placa de carga permiten determinar las características resistenciadeformación de un terreno.Es la presión que ha de transmitirse a la placa para producir al suelo una deformación prefijada.. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Equipo necesario. confeccionadas de modo de poder disponerse en forma piramidal para asegurar su rigidez... capaz de aplicar y retirar la carga en incrementos.) Placas de ensayo. Equipo de reacción (Aravena R. La viga deberá estar formada por un tubo o cañería de 60 mm. Viga porta dial.001”) y capaces de registrar una deflexión acumulada de a lo menos 25 mm. o soporte. Pueden usarse placas de aleación de aluminio de 40 mm. las ruedas deben estar a lo menos a 2.. Diales micrométricos. El sistema completo de medición de deflexión debe protegerse de los rayos directos del sol.Tres o más. Si se usan vehículos.a 760mm.(6” a 30”). Un camión. De espesor en lugar de placas de 7 . Los diámetros de las placas deben variar entre 150 mm.de diámetro o un ángulo 75*75*6 mm. La viga se apoyará en soportes ubicados a más de 2 metros desde el borde de la placa de ensayo o rueda más cercana. Los diámetros en las placas adyacentes a la distribución piramidal no deberán exceder los 150 mm. y Kramer P. (0. desde la circunferencia de la placa de carga de mayor diámetro usada.75 mts.Sobre la cual se montan los diales micrométricos. graduados en unidades de 0. remolque o combinación de ambos. La gata deberá tener la capacidad suficiente para aplicar la carga máxima necesaria y deberá estar equipada con un medidor calibrado con precisión suficiente que indicará la magnitud de la carga aplicada.5 mts. un marco anclado u otra estructura pesada con suficiente masa para producir la reacción deseada sobre la superficie a ensayar.025 mm..Juego de placas de acero de menos de 25 mm.de espesor. De un largo mínimo de 4. Elementos de reacción. 1984. Conjunto hidráulico de carga provisto de un dispositivo de apoyo esférico. durante todo el tiempo que dure la prueba. Además con el objeto que la placa logre un apoyo uniforme con la superficie del terreno.Nivel de burbuja para preparar la superficie a ensayar y las necesarias para operar el equipo y cortar una probeta de suelo no perturbado en un anillo de ensaye de consolidación. 8 . compactado con el contenido de humedad y densidad especificada para la etapa de construcción. Para un ensayo de carga no confinado efectuado directamente sobre un superficie natural de subrasante. de modo de evitar que se activen posibles sobrecargas o efectos de confinamiento.23. Tipo de suelo o ensayo Diámetro de la placa (cm. de altura. éste se nivelará con una delgada capa de arena y yeso.) Contracarga aproximada (Ton. Preparación del área de ensayo. balanzas.. horno y diversas herramientas para determinar humedad en terreno.UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL acero. se indica el diámetro de la placa de ensayo según el tipo de suelo y ensayo requerido. Esta área deberá ser a lo menos dos veces el diámetro de la placa. Herramientas y accesorios. Para un ensayo de carga no confinado cuando la subrasante sea construida con material de relleno. deberá realizarse un terraplén o cancha de prueba de no menos de 75 cm. éste deberá cubrirse con plástico o papel impermeable hasta dos metros desde la circunferencia de la placa de ensayo. En la tabla 3. Con el fin de evitar pérdidas de humedad del terreno. se debe despejar el área de suelo a ensayar de cualquier material suelto. Para un ensayo de carga confinado. o bien sólo de arena fina.) Suelos granulares finos 30 10 Suelos granulares gruesos 75 30 Ensayos con gran precisión 75 ó 60 30 ó 20 Ensayos rápidos menos precisos 40 ó 30 15 ó 20 Determinación del módulo de reacción 75 30 Tabla de diámetros de placas según el tipo de suelo o ensayo PROCEDIMIENTO. utilizando el material a emplear en el relleno. el diámetro del área circular de la excavación debe ser el suficiente que permita el correcto acomodo de la placa seleccionada. placas.Apoyar el sistema de carga y la placa soportante mediante la aplicación de una carga de 3.. Procedimientos de Carga. entre dos camiones cargados otorga un buen dispositivo de reacción. la placa y el conjunto deben asentarse con una rápida aplicación y descarga.).).. diales y otros. debe aplicarse la carga de ensayo por alguno de los métodos establecidos. o más..2 KN.UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Colocación de las placas. cuando el espesor de diseño del pavimento sea de 380 mm. etc. Sobre ella se colocarán las placas menores concéntricas distribuidas en forma piramidal. cuando el espesor de diseño de pavimento sea menor de 380 mm.). (7 Kpa.. se centra la gata hidráulica. Placa de ensayo. deben apoyarse sobre la placa de ensayo a no más de 6 mm.25 mm.Si se usa un anillo para medir la carga aplicada.50 mm. o una carga de 6. (14 Kpa. 9 . Una carga cíclica menor a la carga de asentamiento se puede emplear para asegurar un buen apoyo de los aparatos y de la placa de ensayo.5 metros de la placa de ensayo.. indicada por los diales.25 y 0. Diales. dispuestos en 120º uno del otro.50 mm.).Deberá centrarse cuidadosamente bajo el dispositivo de reacción y se ajusta a nivel. de una carga suficiente para producir una deflexión de no menos de 0. y no mayor a 0. desde el borde. Cuando las agujas de los diales se estabilicen luego de la descarga. Una viga de acero. PROCEDIMIENTOS DE ASENTAMIENTO. Sobre la última placa dispuesta.Después de instalar adecuadamente el equipo. Los micrómetros deben estar asegurados a una estructura (viga porta dial) cuyos soportes están a lo menos 2 metros desde el borde de la placa de ensayo. con toda la carga muerta actuando (gata.. Finalmente cuando las agujas se hayan estabilizado nuevamente se ajusta cuidadosamente cada dial a su marca cero. Procedimiento Nº1. Anillo de acero. Procedimiento Nº2..Sin retirar la carga del asiento.4 KN.Para asentar el equipo se empleará alguno de los métodos establecidos. se reasienta la placa con la mitad de la carga que produjo la deflexión anterior (entre 0.Los diales micrométricos utilizados para medir la deformación del suelo bajo la acción de la carga (generalmente son tres). Una vez que se haya producido el total de la deformación debido a esta carga de apoyo se toman las lecturas de los tres diales micrométricos y se registran como lectura cero (la carga de apoyo también se considerará como carga cero). Este dispositivo debe ser lo suficientemente largo de modo que sus soportes queden a lo menos a 2. éste deberá colocarse entre la gata hidráulica y la rótula que a su vez apoya contra el dispositivo de reacción de carga. . durante tres minutos consecutivos.Las cargas se aplican a velocidad moderada en incrementos uniformes.025 mm/min. para cada dial. continuando con este procedimiento hasta que se obtenga la deflexión total deseada o hasta que la capacidad de carga del equipo sea alcanzada (cualquiera que ocurra primero)..UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Procedimiento Nº 1.) cada uno los que se mantienen hasta que la razón de deformación en ambos sea inferior a 0. Después que cada incremento de carga haya sido aplicado. Cada conjunto de lecturas deberá promediarse y ese valor registrado será la lectura de asentamiento promedio.Una vez calculado el valor de Ku. el ensayo está carga de 16 KN. (35 Kpa. se logre para tres minutos consecutivos. se toma una muestra inalterada del suelo ensayado para realizar en laboratorio la corrección por saturación. CÁLCULOS. Tomando las lecturas de los tres diales micrométricos al final de cada incremento. mediante la siguiente expresión: Ku = 70 Kpa / deflexión promedio en mm.25 mm/min.Se aplican dos incrementos de carga de 16 KN.) de carga.).025 mm/min. al completar los 32 KN. En este punto se debe mantener la carga hasta que el aumento de deflexión no exceda a 0. Debe registrarse la carga y las lecturas finales para cada incremento de carga. se determina la deflexión promedio computando el movimiento total entre cero y 70 Kpa. La magnitud de cada incremento de carga será tal que permita obtener un suficiente número de puntos (no menos de 6) para poder dibujar la curva cargadeflexión con precisión. si éste es menor a 56.(70 Kpa. Calcular el módulo de reacción no corregido del suelo (Ku).) hasta alcanzar 96 KN. (210 Kpa. de no más de 0.. Deben leerse los tres diales micrométricos al final del proceso en cada incremento de carga. La muestra se toma del costado de la placa si el terreno es cohesivo y si es granular que descansa sobre suelo cohesivo. se toma del material cohesivo bajo la placa. Esta carga se mantiene hasta que la razón de recuperación no exceda 0. debe ser mantenido hasta que una razón de deflexión. (35 Kpa. permitiendo que cada uno de los incrementos de carga permanezcan hasta que la razón de deformación sea menor a 0.025 mm/min. Procedimiento Nº 2.para tres minutos consecutivos y se registra la deflexión a la carga de ajuste cero.025 mm. donde: Ku = módulo de reacción del suelo no corregido por saturación (Mpa/m) 10 . Se registra la deflexión total y luego se disminuye la carga hasta el valor que fue empleada para ajustar en cero los diales. Pasos finales. Finalmente. .UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Calcular el módulo de elasticidad (E) o deformación elástica del suelo mediante la siguiente expresión: Dónde: s = asiento de la placa en producido por una carga q (cm. el ensayo está terminado y no es necesario trazar la curva de carga-deformación. la corrección de la línea recta se basará en la pendiente promedio de la curva a través de a lo menos tres puntos en la región de la curva que tenga menor curvatura (figura 3. la deflexión promedio. Si se requiere la curva..24. La corrección consiste en dibujar una línea recta paralela a la porción recta de la curva trazada y que pase por el origen. es el promedio de la deflexión total registrada en cada uno de los tres diales entre el cero y el término del incremento de carga. la curva deberá corregirse. comportamiento carga deformación no lineal o falla por corte.. Si la relación carga-deformación.) q = carga aplicada (kgs/cm) q/s = tangente a la curva carga deformación del ensayo. La carga unitaria.corresponde a una línea recta que no pasa por el origen. Generalmente la curva carga-deformación se aproximará a una línea recta entre las cargas unitarias de 70 y 210 Kpa. En caso contrario.) D = diámetro de la placa (cm. la deflexión promedio será el valor obtenido de la curva corregida para una carga de 70 Kpa.Como antes se señaló si Ku<56 Mpa/m. CORRECCIONES Y GRÁFICOS. dependiendo del valor de Ku) se dibuja en función de la deflexión promedio de cada incremento de carga. La deflexión se obtiene de las lecturas de cada dial entre cero y el final de cada incremento de carga. si sentamiento deficiente de las placas. Curva carga-deformación.(70 o 210 Kpa. Si la curva no es lineal en toda su extensión. Si la curva carga-deformación es innecesaria (Ku<56 Mpa/m).). 11 . UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL 12 . 5 y 106.2. 45 ó 60 DIN 18134 (DeutschesInstitutfürNormung ) Se usan placas rígidas de 30 y 60 cm. de diámetro Normas belgas Se usan placas rígidas de 33. NLT 357 (Española) se utilizan placas de diámetros de 30. determinando únicamente la deformabilidad del terreno.61. 76. Oficiales 13 . de diámetro.8 cm. 91. 61 y 75 cm. UNE 103807:2008 (Unión Nacional Española) se utilizan placas de diámetros de 30. De diámetro.1997 (American Section of the International Association for Testing Materials) Se usan placas rígidas de 35. AASHTO T -222 (Asociación Americana de Carreteras Estatales y Transportes Normas francesas Se usan placas placas rígidas o Semirrígidas de 20. 40 y 75 cm. y toma en cuenta sólo parte del efecto del tiempo. SNV-40317 y STB-59 (Suiza) Se usan placas rígidas de 16 y 30 cm. De diámetro. ASTM D-1194. sin llegar a rotura.75.UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL NORMAS EXTRANJERAS UNE 103808:2006. 4. Esta norma proporciona información del suelo sólo hasta una profundidad igual a dos veces el diámetro de la placa a partir del nivel de ensayo. y se aplican tensiones reducidas. de diámetro. 43. 45 ó 60 centímetros. pe/books?id=d042vJAkVK8C&pg=PA61&lpg=PA61&dq =Prueba+De+Carga+Con+Placa&source. Fundamentos de ingeniería geotecnia Autor.UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL BIBLIOGRAFIA http://books.com. 14 . Juares Badillo. Mecánica de suelos Autor.google. Das. Braja M.