Ensayos de penetración dinámica con registro continuo

Ensayos de penetración dinámica con
registro continuo
Los ensayos de penetración dinámica con registro continuo son un tipo
de penetrómetros dinámicos, empleados en la caracterización de un reconocimiento
geotécnico de un terreno.
De los penetrómetros dinámicos, exceptuando el ensayo de penetración estándar o SPT,
(que es un tipo de penetrómetro que se realiza exclusivamente en el interior de
un sondeo y durante su ejecución), el resto, (DPSH, DPH, Borros y CPT), se consideran
penetrómetros continuos, ya que proporcionan una medida continua de la resistencia a la
penetración, desde la superficie hasta la profundidad máxima que se quiere alcanzar con
el ensayo, o hasta obtener el rechazo a la hinca.
Consisten en hincar un elemento con punta generalmente cónica en el terreno, desde su
superficie hasta la profundidad deseada o hasta alcanzar el rechazo, midiendo la energía
necesaria para profundizar intervalos de longitud definida, siendo esta energía el número
de impactos de una maza que se eleva a una altura determinada y se deja caer
libremente.
A diferencia del conocido y generalizado ensayo SPT, que suele dar información más bien
discreta y a intervalos muy espaciados, el CPT, DPSH, DPH, Borros son capaces de rendir
información más confiable y a intervalos tan pequeños como de 20mm, lo que permite
establecer perfiles precisos y evidenciar cambios pequeños que puedan ocurrir entre los
estratos de suelos.
El Ensayo de Penetración de Cono, conocido como CPT, es un método versátil, rápido y
preciso, empleado para la determinación de las propiedades del suelo pero que mediante
añadidos es capaz de medir la presión del agua subterránea, así como otros parámetros
de interés en el área de la Geotecnia. Es también conocido como ensayo de piezocono,
CPTU, SCPT o SCPTU, dependiendo de si puede medir las presiones de poros o si
incluye un módulo sísmico.
Ensayo de penetración estática (CPT)
y piezocono (CPTU)
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El ensayo de penetración estática (Cone Penetration Test)
consiste en hincar verticalmente a presión un cono en el suelo
a una velocidad constante de 2 cm/seg.
Durante la hinca del cono se miden por separado la resistencia
a la penetración de la punta (qc) y el rozamiento de un
manguito ubicado por encima de la misma (fs). El ensayo
CPTU (piezocono) permite medir, además, la presión de poro
en exceso que se genera durante la hinca. La reacción
necesaria para la hinca está dada por el propio peso del
vehículo o por anclajes al terreno.
Las lecturas de estos parámetros se realizan y se visualizan en
tiempo real en el terreno a intervalos de 1 cm, con lo que se
obtiene un detallado perfil del suelo en profundidad.
Ventajas y aplicaciones
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Determinación del perfil estratigráfico y clasificación del
suelo, permitiendo la detección de intercalaciones finas
con una precisión superior a la de los sondeos
convencionales.
Distinguir entre penetración drenada, parcialmente
drenada o no drenada.
Estimación de parámetros geotécnicos.
Métodos directos de cálculo
Modelo geoestadístico 3D de resistencia por punta qc
Ensayos de penetración de cono (CPT)
Para que los planes de sus instalaciones sean sólidos y
precisos, los servicios de ensayo de penetración de cono
de SGS determinan la resistencia y la elasticidad de su
suelo. Hable hoy mismo con nuestro cualificado
equipo.
Utilizamos el ensayo más fiable a escala mundial, el ensayo de penetración de cono
(CPT). El CPT es un método de ensayo in situ para determinar las propiedades
geotécnicas y delinear la litología del suelo.
El método de ensayo CPT consiste en el uso de una plataforma hidráulica para
introducir a presión una punta cónica instrumentada en el suelo mediante varias barras.
Mide de forma continua la resistencia necesaria para penetrar en el suelo a una
velocidad constante de dos centímetros por segundo. La fuerza total que actúa sobre el
cono se llama resistencia del cono y es el criterio calificador de la fuerza de su suelo. La
fuerza que actúa sobre las barras de sondeo proporciona la fricción total. Las
mediciones con un cono eléctrico, equipado con un manguito de fricción, proporcionan
la fricción del manguito local (CPTE).
Si se debe controlar el nivel exacto de aguas freáticas se instala rápidamente un
piezómetro para recoger los datos de presión del agua. La capacidad de empuje del
equipo de sondeo la aporta el lastre del camión o unos anclajes roscados para conseguir
una reacción adicional.
La información recogida se utiliza para calcular los siguientes parámetros geotécnicos:
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ángulo de fricción efectivo
coeficiente de consolidación
capacidad de carga
comportamiento del asentamiento de una cimentación
Esta serie de cálculos detallados nos permite ofrecer un informe exhaustivo con los
consejos adecuados para garantizar la idoneidad de sus planes de cimentación.
Utilizamos solo las técnicas de CPT más recientes, incluidas:
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Penetrómetro de cono mecánico: proporciona los cálculos para la cimentación
de edificios mediante medición de la resistencia del cono a intervalos regulares
de 20 centímetros. Utilizamos el cono holandés con un manto cónico y el cono
Begemann con fricción del manguito local.
Penetrómetro de cono eléctrico: recoge una información más completa,
permitiendo una mejor clasificación de las capas del suelo (p. ej., la detección de
una capa fina de turba en suelos arcillosos). La resistencia del cono y la fricción
local se mide de forma continua cada dos centímetros, lo que permite calcular la
tasa de fricción. Un ordenador registra las mediciones transmitidas desde el cono
eléctrico hasta la superficie, a través de cable tendido en el interior de las barras
del penetrómetro.
Piezocono (CPTU): recoge datos adicionales sobre presión intersticial del agua.
SoniCPT: basado en la “perforación sónica de testigos”, SoniCPT es un sistema
único que hemos desarrollado utilizando vibraciones para hacer el suelo más
fluido. Las vibraciones se utilizan para aumentar la fluidez del suelo y reducir la
fricción, permitiendo al sistema sónico pasar a través de capas de superficie dura
o perder sus sedimentos. Cuando el CPT se bloquea, el sistema sónico puede
atravesar las capas y continuar las mediciones, lo que ahorra un tiempo valioso.
De cada investigación ofrecemos un informe exhaustivo, que ilustra con claridad las
mediciones y parámetros calculados en tablas y gráficos. Le ofrecemos una descripción
e interpretación de las ubicaciones de los ensayos, estratigrafía y hallazgos de aguas
freáticas. Se le enviará un plano claro del emplazamiento, con consejos para adaptar sus
cimientos donde sea necesario, para que la fuerza de sustentación sea máxima.
Llámenos hoy mismo para iniciar su próximo proyecto de construcción con toda
confianza.
Envíenos un correo electrónico
Penetrómetro dinámico
(Redirigido desde «Penetrómetros dinámicos»)
Los penetrómetros dinámicos o pruebas o ensayos de penetración dinámica son un
tipo de ensayos de penetración, empleados en la determinación de las características
geotécnicas de un terreno, como parte de las técnicas de reconocimiento de un
reconocimiento geotécnico.
Consisten en la introducción en el terreno de un elemento de penetración, generalmente
de forma cónica, unido solidariamente a un varillaje. La hinca se realiza por golpeo de
una maza con un peso definido, sobre una sufridera o cabezal colocado en la parte
superior del varillaje.
Dicha maza se eleva a una altura fijada, y se deja caer libremente. El resultado del
ensayo es el número de golpes necesario para que el penetrómetro se introduzca una
determinada profunidad.
Exceptuando el ensayo de penetración estándar o SPT, que es un tipo de penetrómetro
que se realiza exclusivamente en el interior de un sondeo y durante su ejecución, el
resto, (DPSH, DPH y Borros), se consideran penetrómetros continuos, ya que
proporcionan una medida continua de la resistencia a la penetración, desde la superficie
hasta la profundidad máxima que se quiere alcanzar con el ensayo, o hasta obtener el
rechazo a la hinca.
Tipos de pruebas de penetración dinámica
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Ensayo de penetración estándar, o SPT
Ensayos de penetración dinámica con registro continuo:
o Prueba de penetración dinámica superpesada, o DPSH
o Prueba de penetración dinámica pesada, o DPH
o Penetrómetro Borros
(El kilopondio (símbolo kp), tambien llamado kilogramo fuerza, es una unidad de
fuerza que imparte una aceleración gravitatoria normal/estándar (9,80665 m/s2 ó 32,184
pies/s2) a la masa de un kilogramo. kp = kg × 9,81 m/s2 ó kp = 9,81 kg × m/s2 ó kp =
9,81 N)
Relaciones entre penetrómetros dinámicos
Las correlaciones más usuales que proporcionan tanto una caracterización geotécnica
del terreno como definiciones estructurales, son las que utilizan los resultados del
ensayo SPT. Por lo tanto, resulta interesante establecer una relación entre los golpeos de
pruebas con penetrómetro continuo, y los que se hubieran obtenido si se hubieran
ejecutado ensayos SPT.
Al contrario que en el caso de comparación entre distintos penetrómetros dinámicos
continuos, no es fácil obtener una relación "SPT-penetrómetro dinámico continuo". Y
esto se debe a que tanto el útil de penetración (cuchara frente a punta cónica), como la
forma de ejecución (fondo de sondeo frente a penetración con varillaje desde
superficie), son radicalmente distintos.
Este tema está suficientemente tratado en la bibliografía relacionada, existiendo muy
pocas correlaciones que liguen los resultados de ambos tipos de penetrómetro. Entre
ellas, la más conocida es la de Dahlberg (1974), que relaciona golpeo de Borros con
SPT en arenas:
= 25 log(
) - 15'16
En un terreno arcilloso medio a firme, Dapena et al. (2000) han encontrado el siguiente
ajuste:
= 13 log(
)-2
que con la relación anteriormente planteada ente Borros y DPSH, puede escribirse
como:
= 13 log(
) - 1'13
Estas expresiones proporcionan valores muy similares entre el golpeo SPT y el Borros
para el intervalo entre 5 y 20 golpes, por lo que es muy común simplificar, aceptando
que:
=
En cualquier caso, hay que tener en cuenta que en la realización de una prueba de
penetración continua, parte de la energía proporcionada se consume en el rozamiento
del varillaje (pese a que la sección del cono es algo superior a la de la varilla), al
contrario que en un ensayo SPT. Por eso estas relaciones han de considerarse siempre
con reservas.
A partir de los 6 a 10 metros de profundidad, el rozamiento por fuste de la varilla cobra
importancia, por lo que el golpeo del penetrómetro dinámico empieza a ser claramente
el correspondiente al SPT.
Enlaces externos
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Vídeo ejemplo de penetŕometro DPSH (UGR) Verde y Creativo - Situación:
Deslizamiento de Olivares (Monclín).
Vídeo ejemplo de penetŕometro Borros (UJA) Verde y Creativo - Situación: Politécnica
de Linares (Jaén).
Categoría:
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Penetrómetros
Penetrómetros estáticos
Los penetrómetros estáticos o pruebas o ensayos de penetración estática son un tipo
de ensayos de penetración, empleados en la determinación de las características
geotécnicas de un terreno, como parte de las técnicas de reconocimiento de un
reconocimiento geotécnico.
Consisten en hincar una varilla terminada en una punta cónica, materializándose la
energía de hinca, mediante gatos generalmente hidráulicos, que proporcionana la fuerza
necesaria para profundizar en el terreno. La aplicación de esta fuerza requiere una
reacción lo suficientemente elevada, que puede venir dada por el peso propio de la
maquinaria hincadora (penetrómetro en camión), o mediante el anclaje al terreno con
hélices.
Índice
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1 Tipos de penetrómetros estáticos
2 Aplicaciones
3 Correlaciones
4 Equipo de Penetrómetros estáticos
Tipos de penetrómetros estáticos
Las variantes son menores que las que presentan los penetrómetros dinámicos y están
principalmente referidas a la forma y dimensiones de la punta, así como al sistema de
medida. Respecto a esta última condición, los penetrómetros estáticos se pueden
clasificar en dos tipos:
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
Penetrómetros estáticos de punta mecánica.
Penetrómetros estáticos de punta eléctrica.
Aplicaciones
El uso de los penetrómetros estáticos está especialmente indicado en los suelos blandos
tanto granulares como cohesivos, sobre todo en estos últimos. La presencia de gravas,
bolos, suelos cementados o roca, además de producir rechazo en la hinca, puede
ocasionar daños graves en los equipos y no está recomendada su utilización.
Correlaciones
Existen bastantes correlaciones para obtener características geotécnicas a partir de los
resultados obtenidos en un ensayo de penetración estática, tanto en el caso de suelos
arenosos como arcillosos.
La mejor de estas correlaciones corresponde a este último caso, y es la que liga la
resistencia al corte sin drenaje de un terreno cohesivo con el valor de la resistencia por
punta en el ensayo CPT o CPTU.
Tiene un fundamento teórico, puesto que puede obtenerse mediante la teoría de la
plasticidad que la resistencia que opone un terreno a la penetración de punta de un
elemento responde a la expresión:
= 4'5
=9
siendo la resistencia a la compresión simple del suelo, y
drenaje.
la resistencia al corte sin
Como en la hinca de los penetrómetros el útil movilizado no es exclusivamente la punta,
sino que también existe un faldón superior con una cierta longitud, que se mueve con
ella, la resistencia obtenida es algo superior.
Equipo de Penetrómetros estáticos

Equipo de eléctrica
Reconocimiento geotécnico
Antes de acometer cualquier proyecto u obra de ingeniería civil o edificación, es
necesario conocer las características del terreno involucrado. Con este fin, se debe
realizar un reconocimiento geotécnico del terreno, cuyos objetivos son:

Definición de la tipología y dimensiones de cimentaciones y obras de contención, de
tal forma que las cargas generadas por estructuras, excavaciones y rellenos, o las
cargas soportadas por empujes del terreno, no produzcan situaciones de inestabilidad
o movimientos excesivos de las propias estructuras o del terreno, que haga peligrar la
obra estructural, o funcionalmente.

Determinación de problemas constructivos:
o Determinación del volumen, localización y tipo de materiales que han de ser
excavados, así como la forma y maquinaria adecuada para llevar a cabo dicha
excavación.
o Localización y caracterización de materiales para préstamos.
o Problemas relacionados con el agua:
 Profundidad del nivel freático.
 Riesgos debidos a filtraciones, arrastres, erosiones internas,
sifonamiento, acción de la helada, etc.
 Influencia del agua en la estabilidad y asiento de las estructuras.
Planificación y fases del reconocimiento
Las actividades y los objetivos de un reconocimiento geotécnico, así como su extensión
y nivel de información resultante, dependen directamente del proyecto u obra a realizar,
y de las características del terreno donde se sitúa. Como este último dato es el resultado
de la campaña, el desarrollo de un reconocimiento geotécinco debería ser un proceso
dinámico, no dimensionado rígidamente "a priori", sino, más bien, mediante una serie
de aproximaciones sucesivas donde la necesidad y extensión de cada etapa fuera
consecuencia de la extensión y resultados de las realizadas previamente.
Sin embargo, salvo en raras ocasiones, es necesario definir la campaña de
reconocimiento inicialmente, y de una vez, aunque a lo largo de los trabajos realizados
no es infrecuente variar la ubicación y tipo del reconocimiento.
Es prácticamente imposible dar reglas universales para el diseño y desarrollo de una
campaña de reconocimiento, puesto que la casuística es variable y extensa. El grado de
libertad con que se cuenta, unido a la variedad de procedimientos para la investigación
del terreno, hace que el diseño de la campaña responda a un equilibrio entre la inversión
económica, el plazo de ejecución del reconocimiento, la importancia de la obra, y las
consecuencias de un fallo de diseño o construcción.
La amplitud y detalle del reconocimiento depende del nivel de conocimiento requerido.
No tendrá la misma entidad una campaña realizada para un análisis de viabilidad o de
manejo de soluciones, que otras establecidas para el proyecto, momento de la
construcción, o investigación de fenómenos de patología.
Antes de proceder al diseño de una campaña, se ha de tener una idea lo más aproximada
posible, de lo que se ha de encontrar en el reconocimiento, para saber buscarlo, y de los
problemas que se pueden plantear en proyectos o en obra. Por eso, la primera fase ha de
consistir en un estudio preliminar y una recopilación de la información disponible.
Una vez obtenida y procesada esta información, se define la cantidad, extensión y
tipología de los reconocimientos para lograr el fin buscado. Durante su ejecución, esta
definición es susceptible de experimentar modificaciones.
Este estudio finaliza con la redacción del informe geotécnico. En este documento se
plasman los resultados de la campaña geotécnica realizada, su interpretación y las
conclusiones que se derivan de su análisis, generalmente en forma de recomendaciones
para el proyecto, y/o construcción de la obra.
Técnicas de reconocimiento
Para el reconocimiento geotécnico del terreno pueden utilizarse desde la básica
inspección visual, (muy utilizada en la caracterización de macizos rocosos), hasta
técnicas de campo o laboratorio más o menos sofisticadas.
Dentro de estas últimas, se puede establecer la siguiente clasificación:

Prospecciones manuales o mecánicas, con o sin obtención de muestras:
o Calicatas.
o Sondeos manuales o mecánicos.
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Ensayos de laboratorio sobre las muestras obtenidas.
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Ensayos "in situ".
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Pruebas de penetración.
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Métodos geofísicos.
Tanto los métodos geofísicos como las pruebas de penetración pueden considerarse
como subgrupos de los ensayos "in situ", si bien el amplio contenido de ambos campos
puede aconsejar su estudio por separado.
dinamico
Ensayo de molinete
El ensayo de molinete (o ensayo de veleta de campo) es uno de los ensayos "in situ"
llevados a cabo para realizar un reconocimiento geotécnico.
Se utiliza para la medida de la resistencia al corte sin drenaje de arcillas en profundidad.
Se trata de un ensayo de aplicación relativamente poco frecuente en España.
Consiste en introducir a partir del fondo de un sondeo, una varilla que lleva en su
extremo un molinete con cuatro aspas. Al llegar a la profundidad deseada, se hace girar
el molinete hasta producir la rotura del suelo.
Las condiciones de carga no permiten la determinación de la deformabilidad del suelo.
Únicamente se puede obtener la resistencia al corte sin drenaje suponiendo que la rotura
se produce según una superficie cilíndrica que envuelve las aspas.