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Ensayo CPTU o piezocono. ¿Qué es? y ¿Cómo se interpreta?

Índice de contenidos

  • 1 Ensayos de penetración estática CPT/CPTU
    • 1.1 ¿Qué es un ensayo CPT/CPTU?
    • 1.2 ¿Dónde hacer las pruebas CPT/CPTU?
    • 1.3 Interpretación ensayos CPTU
    • 1.4 Correlaciones ensayos CPT/CPTU
      • 1.4.1 Correlaciones SPT con qc del CPT/CPTU
      • 1.4.2 Correlaciones resistencia al corte sin drenaje cu con qc del CPT/CPTU
      • 1.4.3 Correlaciones E con qc del CPT/CPTU

Ensayos de penetración estática CPT/CPTU

¿Qué es un ensayo CPT/CPTU?

Los ensayos de penetración estática o ensayos CPT por las siglas Cone Penetration Test son un tipo de prueba que se realiza in situ, sobre el terreno mediante la penetración de una punta cónica de forma continua y constante que mide la resistencia por punta (qc) a la penetración y el rozamiento lateral (fs) de dicha punta. La punta cónica también puede disponer de un sensor que mida la presión intersticial (u). En este caso, el ensayo se denomina piezocono o prueba CPTU.

En los últimos años, se están incluyendo otros sensores adicionales para controlar la temperatura, inclinación, conductividad, etc.

Complementariamente con el ensayo CPTU también pueden realizarse ensayos de disipación, los cuales permiten determinar el coeficiente de consolidación horizontal y por tanto la permeabilidad horizontal a una profundidad dada. Son muy empleados en estudios de consolidación de suelos bandos.

La prueba CPT, por tanto, mide las resistencias qc y fs mientras que el CPTU o piezocono mide las resistencias qc, fs y las presiones intersticiales u.

El ensayo de penetración estática nos permite determinar de forma continua la presión necesaria para introducir el cono, el rozamiento lateral y la presión de poro. Con estos parámetros es posible determinar y caracterizar los tipos de suelos presentes en el subsuelo de forma continua.

Los ensayos CPT y ensayos CPTU se diferencian de los ensayos penetración dinámica y ensayos SPT en que éstos últimos únicamente registran la resistencia a la penetración mediante el golpeo de una maza y de forma discontinua cada 10, 15 o 20 cm mientras que las pruebas CPT permiten un registro de la resistencia a la penetración mucho más avanzado continuo y exacto.

¿Dónde hacer las pruebas CPT/CPTU?

Es un tipo de ensayo que aporta muchísima información y de calidad pero debido a que debe ser introducido en el terreno mediante una hinca continua, su uso se limita a suelos blandos, sueltos o compresibles.

La finalización del ensayo o también denominado rechazo se alcanzará con la presencia de suelos gruesos como bolos o gravas o sueles de elevada compacidad/consistencia como arenas densas o arcillas firmes/duras.

Como es lógico, tampoco permiten estudiar rocas meteorizadas, caliches o costras y en general, terrenos duros o de elevada resistencia.

En cambio, es un ensayo ideal a realizar en fangos, turbas o suelos de consistencia blanda o arenas sueltas como son las zonas de marisma, deltaicas, rellenos lacustres, etc.

Permite caracterizar geotécnicamente y con precisión suelos blandos o muy blandos mientras que otras técnicas in situ no poseen dicha precisión o la información que se obtiene de ella es grosera e inexacta.

Igualmente, permiten identificar y diferenciar con mucha nitidez intercalaciones arenosas centimétricas en suelos cohesivos, aspecto muy importante en aquellos estudios donde es de aplicación la teoría de la consolidación. También permiten determinar el grado de sobreconsolidacion de un suelo OCR, parámetro muy importante en este tipo de estudios.

Por último, es una de las técnicas más utilizadas en la caracterización de suelos sensitivos puesto que aportan una fiabilidad muy elevada junto con los ensayos Vane Test o los ensayos de sensitividad de laboratorio.

Interpretación ensayos CPTU

A partir de los tres parámetros comentados anteriormente qc, fs y u puede conocerse el perfil estratigráfico del subsuelo puesto que estos parámetros están íntimamente ligados las propiedades principales de los suelos.

A mayor valor de resistencia a la penetración de la punta qc, mayor será el tamaño de grano, mayor valor OCR o mayor compactación.

Igualmente, a menor valor de rozamiento lateral fs, mayor granulometría, mayor sensitividad y menor valor OCR.

Por último, a mayor valor de u, la granulometría será más fina y viceversa, mayor resistencia a compresión simple, menor OCR y mayor sensitividad.

Según lo anterior, pueden clasificarse los distintos tipos de suelos. A continuación se presenta la clasificación de Robertson, una de las más empleadas mediante el uso del piezocono.

Comportamiento de tipos de suelo. Robertson, 1990.

Correlaciones ensayos CPT/CPTU

Al igual que otros ensayos, los resultados obtenidos de los piezoconos, fundamentalmente la resistencia por punta del cono qc, pueden correlacionarse con otros parámetros geotécnicos como el ensayo SPT, resistencia al corte no drenada cu, densidad relativa D%, ángulo de rozamiento interno o módulo de elasticidad E.

A continuación, se presentan las más habituales:

Correlaciones SPT con qc del CPT/CPTU

qc=n·N (Schermtmann, 1970)

Donde qc es la resistencia por punta del cono, N el valor del ensayo SPT y n un parámetro dependiente del suelo que puede adoptar los siguientes valores:

  • n=2 Limos, limos arenosos y mezclas de arena y limo ligeramente coherentes
  • n=3-4 Arenas limpias, de finas a medias y arenas ligeramente limosas
  • n=5-6 Arenas gruesas y arenas con poca grava
  • n=8-10 Gravas arenosas y gravas

Correlaciones resistencia al corte sin drenaje cu con qc del CPT/CPTU

cu=qc/9 para terrenos arcillosos blandos

cu=qc/15 para arcillas blandas a duras

cu=qc/30 para arcillas duras fisuradas

(Sanglerat, 1967)

Correlaciones E con qc del CPT/CPTU

Para suelos granulares Schmertmann (1978) propuso la relación:

E=2,5qc

 

Imagen principal tomada de http://www.dicam.unibo.it/en/Research/Projects-and-activities/Geotechnical-and-Geological-Engineering/Soil-Mechanics/Geotechnical_characterization_of_natural_soils_by_in_situ_testing.htm#

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Interacciones del lector

Comentarios

  1. Oscar dice

    abril 30, 2018 al 6:28 pm

    Muchas gracias! Muy interesante el artículo. Tuvieran el código de la normativa ASTM para este ensayo? Saludos!

    Responder
  2. JOSE CASTILLO GARCIA dice

    julio 1, 2019 al 7:47 pm

    Muy Interesante y explicados de forma simple. Felicidades por sus publicaciones

    Responder
  3. Julio R Molnar dice

    julio 11, 2019 al 4:02 pm

    Muy buena y clara la explicacion del ensayo…

    Responder
    • geotecnia dice

      julio 17, 2019 al 1:23 pm

      Muchas gracias por tus comentarios. Es todo un placer.

      Responder
  4. Jose dice

    agosto 25, 2019 al 4:53 pm

    Muy ilustrativo el artículo.

    Responder
    • geotecnia dice

      agosto 26, 2019 al 7:50 pm

      Muchas gracias por tu comentario.

      Saludos

      Responder
  5. Jorge dice

    diciembre 9, 2020 al 5:05 pm

    Buen día. Alguien tiene algún enlace para descargar la bibliografía donde encuentre la relación qc=n·N. Quisiera agregarla a la bibliografía de un informe con fines académicos

    Responder
  6. Amilcar AMIQUERO dice

    julio 17, 2021 al 7:34 pm

    Excelente publicación…!!!

    Responder
    • geotecnia dice

      julio 25, 2021 al 9:27 pm

      Muchas gracias por su comentario sobre los piezoconos. Nos alegramos que le haya gustado.

      Responder
  7. FABIOLA UNZUETA dice

    junio 27, 2022 al 4:53 pm

    GRACIAS POR LA DESCRIPCIÓN DE ESTE TIPO DE ENSAYOS, PARA AQUELLOS QUE NECESITAMOS UN PANTALLASO Y CONOCER ALGO, NOS AYUDA UN MONTÓN

    Responder
  8. Julio Méndez dice

    agosto 12, 2022 al 2:58 pm

    Información necesaria y precisa para deleitarse con este interesante tema. Saludos.

    Responder
  9. Freddy dice

    enero 27, 2023 al 1:59 pm

    Muy interesante información, como puedo poner referencia de uds en mi trabajo de la Universidad? quien es el autor

    Responder
    • geotecnia dice

      enero 29, 2023 al 12:54 pm

      Buenas,
      Puede indicar la página web https://geotecniafacil.com/ensayo-cptu-piezocono-que-es/ y como autor Geotecnia Fácil.

      Muchas gracias por tenernos en cuenta.

      Saludos

      Responder
  10. Freddy Valarezo dice

    enero 27, 2023 al 2:36 pm

    Como puedo citarlos en un trabajo de la universidad?

    Responder

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