Estudio geotécnico · CPT · CPTu · Penetración estática
Ensayo de penetración estática CPT
Obtenemos un perfil continuo del terreno hincando en él una punta cónica a velocidad constante. Con hasta 20 toneladas de empuje hidráulico y hasta 40 m de profundidad, medimos cada 2 cm la resistencia en punta, el rozamiento y la presión intersticial, e informamos de los estratos, la capacidad de los pilotes y el riesgo de licuefacción.
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- 20 t de empuje
- Cada 2 cm una lectura
- Puente Çanakkale 1915
- Desde 2001 estudio geotécnico
- Unidad de empuje hidráulica, 20 t
- Varillaje de empuje
- Manguito de fricción, fs
- Filtro de presión intersticial, u₂
- Punta del cono, qc
- Registro de datos, cada 2 cm
Definición
¿Qué es el ensayo CPT?
El CPT (Cone Penetration Test) es un ensayo in situ en el que un cono con punta de 60° y 10 cm² de área proyectada se hinca hidráulicamente en el terreno a una velocidad constante de 2 cm/s. En español se conoce como ensayo de penetración estática o ensayo de penetración con cono. Si además se mide la presión intersticial, el ensayo se denomina CPTu (piezocono).
Mientras avanza el cono se registran de forma continua tres valores: la resistencia en la punta del cono qc, el rozamiento en el manguito situado detrás del cono fs y la presión intersticial u. A partir de ellos se obtienen los estratos, sus límites y los parámetros geotécnicos.
Como da datos continuos y no puntuales como un sondeo, no pasa por alto capas finas ni zonas sueltas. Usado junto con el SPT y los sondeos aumenta la fiabilidad del estudio geotécnico.
De un vistazo
| Normas | ASTM D5778 (CPT y CPTu electrónicos), TS EN ISO 22476-1. |
|---|---|
| Cono | Ø 35,7 mm, ángulo de punta de 60°, área proyectada de 10 cm². |
| Empuje | Hidráulico, hasta 20 t, a velocidad constante de 2 cm/s. |
| Lectura | Cada 2 cm: qc, fs y presión intersticial. |
| Profundidad | Hasta 40 m, según el terreno. |
| Rendimiento diario | 2–5 ensayos al día, según el terreno y las condiciones de la obra. |
Uso
¿Para qué sirve el CPT?
Información obtenida
- Límites de los estratos y tipo de comportamiento del suelo
- Nivel freático y presión intersticial
- Densidad relativa y ángulo de rozamiento interno en arenas
- Resistencia al corte sin drenaje en arcillas
- Comparación con el valor N del SPT
Uso en el proyecto
- Capacidad portante y asiento de cimentaciones superficiales
- Resistencia en punta y por fuste y longitud en cimentaciones con pilotes
- Potencial de licuefacción ante sismos
- Comparación antes y después de la mejora del terreno
- Detección de capas blandas bajo rellenos y terraplenes
Ejecución en obra
¿Cómo se realiza el ensayo CPT?
- Se define el puntoLos puntos de ensayo se marcan en el plano de situación. Se comprueban las infraestructuras y servicios enterrados.
- Se monta el equipoLa unidad de empuje hidráulica se lleva al punto, se nivela y se ancla. Se preparan el cono y las varillas.
- Se pone a cero el conoLos sensores se ponen a cero antes del ensayo. En el CPTu se satura el filtro de presión intersticial.
- Se hinca el conoEl cono se hinca en el terreno a 2 cm/s constantes y cada 2 cm se registran qc, fs y u. Las varillas se van añadiendo una a una.
- Se termina a la profundidad objetivoAl alcanzar la profundidad objetivo o el límite de empuje, el ensayo termina; si se solicita, se realiza un ensayo de disipación de la presión intersticial.
- Se procesan los datos y se informaSe trazan en función de la profundidad los gráficos de qc, fs, razón de fricción y u, se interpretan los estratos y se redacta el informe.
Lectura de resultados
¿Cómo se lee el gráfico CPT?
En el registro CPT el eje vertical es la profundidad. El tipo de suelo se interpreta leyendo juntas la resistencia en punta y la razón de fricción:
- Arena. Resistencia en punta alta y razón de fricción baja (normalmente por debajo del 1 %). Cuanto mayor es qc, más densa es la arena.
- Arcilla. Resistencia en punta baja y razón de fricción alta (normalmente por encima del 3 %). En el CPTu la presión intersticial aumenta claramente.
- Limos y suelos mixtos. Quedan entre ambos. Los cambios bruscos indican límites entre estratos.
La razón de fricción se calcula como Rf = fs / qc × 100. La clasificación definitiva del suelo se confirma con las muestras de los sondeos.
Evaluación previa
Calculadora de razón de fricción y tipo de suelo
Los valores iniciales son de ejemplo. La calculadora obtiene la razón de fricción, interpreta de forma aproximada el tipo de suelo y, si el suelo es arcilla, estima la resistencia al corte sin drenaje:
su ≈ (qc − σv0) / Nkt, donde σv0 es la tensión vertical total a esa profundidad y Nkt el factor de cono. En el cálculo se toma Nkt = 15. En la práctica varía entre 10 y 20 y se recomienda calibrarlo para cada emplazamiento.
Esta herramienta es para una evaluación previa. Los parámetros de proyecto se determinan junto con el informe CPT, los sondeos y los resultados de laboratorio.
Precio
Precio del ensayo CPT
Como no requiere sondeo, el CPT es un método económico. El precio depende sobre todo del número de puntos, de la profundidad objetivo y de la ubicación de la obra.
- Cuantos más metros en total, menor es el precio por metro
- La medición de presión intersticial (CPTu) y los ensayos de disipación requieren tiempo adicional
- Si en superficie hay relleno o una capa con bloques, primero hay que perforar
- Si se necesitan muestras, el sondeo junto al CPT se presupuesta aparte
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Límites del método
¿En qué terrenos se hace el CPT?
- Muy adecuado en arcillas blandas y medias, limos, arenas y suelos con grava fina
- Da los mejores resultados en suelos blandos, sueltos y saturados
- En suelos con gravas, bloques o muy duros el cono no avanza
- Si arriba hay relleno con bloques o escombros, hay que atravesarlo perforando
- No se obtienen muestras; para ensayos de laboratorio se necesita un sondeo
Al final del ensayo
¿Qué incluye el informe?
- Ubicación de los puntos de ensayo y datos del ensayo
- Gráficos de qc, fs, razón de fricción y presión intersticial en función de la profundidad
- Interpretación de estratos según el tipo de comportamiento del suelo
- Nivel freático
- Si se solicita, evaluación de capacidad de pilotes y de licuefacción
Referencias
Proyectos en los que realizamos CPT
Comparación
¿CPT, SPT o presiómetro?
| Ensayo | ¿Qué da? | ¿Cuándo se elige? |
|---|---|---|
| CPT / CPTu | Perfil continuo del terreno, qc, fs, presión intersticial | Suelos blandos y arenosos, capas finas, licuefacción y proyecto de pilotes |
| SPT | Número de golpes (N) puntual y muestra | Junto con el sondeo, cuando se necesitan muestras y clasificación |
| Presiómetro | Módulo de deformación y presión límite del terreno | Cálculo de asientos, suelos duros y roca meteorizada |
| Penetración dinámica | Resistencia al avance por golpeo | Control rápido a poca profundidad, rellenos y capas de firme |
| Sísmica MASW | Velocidad de onda de corte y clase de suelo | Clasificación del suelo según la norma sísmica |
Preguntas frecuentes
Lo que suele preguntarse sobre el ensayo CPT
¿Qué es el ensayo CPT?
Es un ensayo in situ en el que un cono con punta de 60° y 10 cm² de área proyectada se hinca en el terreno a 2 cm/s constantes y se miden de forma continua la resistencia en punta, el rozamiento y la presión intersticial. También se conoce como ensayo de penetración estática o ensayo de penetración con cono.
¿Qué diferencia hay entre el CPT y el CPTu?
En el CPT se miden la resistencia en punta y el rozamiento. En el CPTu (piezocono) se mide además la presión intersticial. El CPTu da más información en suelos arcillosos, en análisis de licuefacción y en proyectos donde las condiciones del agua subterránea son importantes.
¿Según qué norma se realiza el ensayo CPT?
Los ensayos CPT y CPTu electrónicos se realizan según las normas ASTM D5778 y TS EN ISO 22476-1.
¿Hasta qué profundidad llega el ensayo CPT?
Según el terreno, pueden tomarse medidas hasta 40 m. En capas con gravas, bloques o muy duras el cono se detiene antes. Usamos un empuje hidráulico de hasta 20 toneladas.
¿Cuántos CPT se hacen al día?
Se hacen 2–5 ensayos al día según el terreno y las condiciones de la obra. La profundidad, el tiempo de añadir varillas y el traslado entre puntos determinan el número diario.
¿Qué diferencia hay entre el CPT y el SPT?
El SPT da en el sondeo un número de golpes puntual y una muestra. El CPT da datos continuos cada 2 cm sin necesidad de sondeo, pero no toma muestras. Usados juntos, el estudio geotécnico es más fiable.
¿Se puede hacer un análisis de licuefacción con el CPT?
Sí. El CPT es uno de los ensayos in situ más utilizados para evaluar el potencial de licuefacción. Como da datos continuos, no pasa por alto capas finas de arena que puedan licuar.
¿Se usa el CPT en el proyecto de pilotes?
Sí. Como el cono se comporta como un pilote a pequeña escala, la resistencia en punta y el rozamiento se usan para calcular la resistencia por punta y por fuste del pilote. También orienta la definición de la longitud del pilote.
¿En qué terrenos no se puede hacer el CPT?
En suelos con gravas, bloques o muy duros el cono no avanza. Si arriba hay relleno con bloques o escombros, hay que atravesarlo perforando. Como el CPT no toma muestras, para los ensayos de laboratorio hay que hacer además un sondeo.
¿De qué depende el precio del ensayo CPT?
Como no requiere sondeo, el CPT es un método económico. El precio depende sobre todo del número de puntos, de la profundidad objetivo y de la ubicación de la obra. La medición de presión intersticial, la preperforación y la necesidad de muestras influyen en el precio.
Obtengamos el perfil de su terreno centímetro a centímetro
Envíenos el número de puntos, la profundidad objetivo, el objetivo y la ubicación de la obra. Preparamos el programa de ensayos y le enviamos nuestro presupuesto.
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