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) Volver al listado de ensayos geotécnicos 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 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: 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: 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 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 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: 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 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: 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. Ensayos de laboratorio sobre las muestras obtenidas. Ensayos "in situ". Pruebas de penetración. 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.