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TEMA: ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTÁTICA (CPT)
Docente: Ing. José Wicley Tuanama Lavi
Curso: Mecánica de suelos II
Fecha: 9 de setiembre del 2023
Integrantes:
- Camacho Alvarado, Jeymi Tatiana
- Choquevilca Lozano, Josué Leonardo
- Tolentino Orneta, Pedro Gabriel
- Yahua Charre, Williams
- Ildefonso Inocente, Rodrigo Huánuco – Perú
2023
2
Introducción
La clasificación y caracterización de suelos es uno
de los primeros pasos a realizar en todo proyecto
de ingeniería para hacer una adecuada
caracterización de un perfil de suelo es necesario
utilizar métodos que permitan conocer el
comportamiento de este tal como se encuentra en
el lugar.
El ensayo de Penetración Estática CPT (Cone
Penetration Test) el cual informaremos en esta
presentación, es un método de exploración del
subsuelo que permite la adquisición continua de la
resistencia de los diferentes estratos que
componen el perfil del suelo, mediante la
penetración de una punta cónica a una velocidad
constante.
38
EL ENSAYO CTP: DEFINICIÓN
Definición
El ensayo de Penetración Estática (CPT), constituye a ser
una prueba que se realiza para determinar la litología y
características del suelo analizado.
OBJETIVOS DEL ENSAYO
Dentro de los objetivos del ensayo, desde el punto
de vista geotécnico, existen tres ejes principales:
- Definir el perfil estratigráfico del terreno:
Consiste en una sección vertical que muestra cómo
se encuentran ubicados los estratos del suelo.
- Evaluación de los parámetros geotécnicos de las
capas perforadas:
- Calcular la capacidad portante y asiento del suelo
a los esfuerzos y demandas externas
Otro de los objetivos del ensayo, dentro de un
ámbito general, es la determinación y obtención de
los siguientes parámetros:
SIGUIENTE
38
OBJETIVOS DEL ENSAYO
- Resistencia de Punta
Es llamada también como la resistencia a la
penetración, y constituye a ser la resistencia que
ofrece el suelo a la penetración ejercida con el
instrumento de medición.
- Resistencia por Fricción
Este esfuerzo resulta ser el producido en las
paredes laterales del penetrómetro, las cual lleva
el nombre de Fuste. Esta resistencia es también
medida por medio de un “Manguito”, ubicado en la
parte superior del cono
38
VARIANTES DEL ENSAYO
CTPu
Definición
Es un tipo de ensayo CPT en la cual se utiliza un
instrumento que resulta ser una variante del
Penetrómetro, cuyo nombre es el Piezocono,
instrumento que posee una estructura similar, y que,
además de medir los parámetros de qc y fs , permite
la medición de la presión intersticial mediante la
instalación de un captador ubicado en la base del
cono.
38
Origen del ensayo CTP
Origen específico
El origen del ensayo CPT, recae en
la década de los 30
aproximadamente (1929),
específicamente dentro de los
trabajos de Mecánica de Suelos de
la ciudad de Delft, en Países Bajos.
El ensayo CPT tiene también la
denominación del “Ensayo de Cono
Holandés” la cual, originalmente, se
diseñó para el análisis de suelos
blandos únicamente, es decir,
suelos de grano fino.
PENETROMETRO DE CONO DE FRICCION MECANICA
Conocido anteriormente como Cono
Holandés . Mide en superficie con un
manómetro , de forma analógica o digital,
la presión del grupo hidráulico requerida
para iniciar el Penetrometro en el terreno.
Contiene un cono móvil con un ángulo de
60* en su vértice , un diámetro en la base
de 3.56 cm y un área de 20cm2.El mas
utilizado
• Barentsen,1936
• Las primeras puntas mecánicas solo
permiten medir la resistencia de punta .
• Posteriormente se diseño para que
midiera por separado la resistencia y la
fricción por medio de varillaje.
4
PENETRMETRO DE FRICCION ELECTRICO
Se realizo la primera modificación usando
un tensiómetro para poder medir la
resistencia de punta y además la fricción
lateral . En este instrumento la punta esta
unida a un grupo de barras de acero y se
empuja en el terreno a razón de 20mn/s .
También es de los mas utilizados .
• Geuze, 1965
• Se eliminaron las lecturas incorrectas
debido a fricción entre el varillaje.
• Se simplifico y se empezaron a hacer
medidas eléctricas mas confiables de la
resistencia por punta y la fricción en el
fuste.
ISO 22476-1: Geotécnica e
Investigación de Suelos.
Parte 1: Muestreo de Suelos
por Penetración Estática.
ISO 22476-12: Geotécnica e
Investigación de Suelos. Parte
12: Penetración Estática a
Grandes Profundidades (CPTU).
ASTM D5778-12: Standard
Test Method for Electronic
Friction Cone and Piezocone
Penetration Testing of Soils.
EN ISO 22476-1:
Eurocódigo 7 - Geotécnica -
Parte 1: Reglas generales.
BS EN ISO 22476-1:
Eurocódigo 7 - Geotécnica.
Parte 1: Reglas generales.
ASTM D6066-11: Standard
Practice for Determining the
Normalized Penetration
Resistance of Sands for
Evaluation of Liquefaction
Susceptibility.
ASTM D5779-20: Standard
Test Method for Electronic
Friction Cone Penetration
Testing of Soils.
NORMAS QUE REGULAN EL ENSAYO DE CPT
DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO
Dispositivo clásico de ensayo
(bastidor independiente que se
ancla al terreno o se acopla a
una columna de reacción.
Punta de penetración
mecánica clásica
Dispositivo completo de piezocono, unidad de
penetración, transductores de señal y equipo
de lectura y registro.
Vehículo de Hinca
DETALLES DEL CONO DE PENETRACIÓN
PROCEDIMIENTO
La ejecución de un ensayo CPT consta de una serie
de pasos que deben ser cuidadosamente
observados:
1. Realizar un sondeo previo 0 sondeo de avance hasta el nivel freático
(CPT).
2. Instalar el equipo de empuje vertical-mente,
3. Saturar correctamente el filtro poroso y la punta en su conjunto (CPT),
4. Verificar todas y cada una de las conexiones eléctricas del sistema.
5. Introducción de la punta + varillaje en el interior del sondeo de avance,
evitando la aireación del sistema.
PROCEDIMIENTO
6. Esperar unos minutos antes de comen-zar la penetración a fin
de igualar lo más posible (+ 5%) la temperatura del suelo y la
punta.
7. Verificar los ceros iniciales (voltaje para carga 0).
8. Penetrar en el suelo a una velocidad constante de 20 (+5) mm/s.
9. Registrar los parámetros medidos (4.,Sy U) con una tolerancia
en la medida de la profundidad de 0,1 m.
10. Al finalizar el ensayo y retirar el varillaje obtener nuevamente
el cero inicial (una vez desensamblada la punta) y descartar si no
cumple con la precisión adecuada.
VENTAJAS
- La velocidad y la calidad de datos del CPT sobrepasan los
métodos convencionales de perforación.
- Se obtienen datos de presión de poros del Suelo.
Posibilidad de corregir los parámetros obtenidos con el
cono.
- Se pueden calcular parámetros resistentes al suelo.
Se puede determinar la compacidad del terreno a grandes
profundidades.
- Detección de capas delgadas con una precisión muy
superior a la de los sondeos convencionales.
38
DESVENTAJAS
- Se le debe aplicar factores de corrección a
los resultados obtenidos.
- Entrega parámetros de resistencia
discontinuos.
- Es lento y de mayores costos.
NORMAS EN
EL CPT
Las normas y estándares relacionados
con el ensayo de penetración estática
(CPT) han evolucionado con el tiempo
para mejorar la calidad y la uniformidad
de los resultados en la exploración
geotécnica. A continuación, proporciono
información sobre algunas de las
normas mencionadas anteriormente,
incluyendo su historia y propósito. P.
Coduto et al (2021)
INTERPRETACION Y
PROCESAMIENTO DE LOS
RESULTADOS DEL ENSAYO DE
PENETRACIÓN ESTATICA
La interpretación de los resultados del ensayo de
penetración estática (CPT) es fundamental en la
geotecnia, ya que proporciona información valiosa
sobre las características del subsuelo. La
interpretación se basa en el análisis de los registros
de presión y fricción generados durante el ensayo,
así como en la correlación de estos datos con las
propiedades geotécnicas del suelo o la roca. Pero
para ello se necesita seguir un procesamiento. M.
Braja (2020).
1. Registro
de Presión y
Fricción:
2. Identificación
de Capas
Geotécnicas:
3. Resistencia a
la Penetración
(𝒒𝒄):
4. Fricción en la
Superficie del
Cono (𝒇𝒔):
5. Relación
𝒒𝒄/𝒇𝒔:
6. Profundidad
de Capas
Significativas:
7. Identificación
de Capas de
Licuación:
8. Propiedades
Geotécnicas
Estimadas:
9. Verificación
de Resultados:
10. Informe
Geotécnico:
Adquisición de Datos Análisis de Datos Presentación de Resultados
a) Identificación de Capas Geotécnicas:
c) Identificación de Capas de Interés:
d) Evaluación de la Licuación Potencial
e) Verificación de Resultados:
b) Cálculo de Propiedades Geotécnicas:
a. Informe Geotécnico:
b. Perfil Geotécnico:
c. Mapas Geotécnicos:
d. Recomendaciones de
Ingeniería:
39
CONCLUSIONES
- Se concluye que el Ensayo de penetración estática (CPT) se
realiza generalmente en suelos de granulometría más fina que
arenas con grava.
- La presencia de gravas, suelos cementados o roca conduce al
rechazo del ensayo y puede ocasionar daños en los equipos.
- Los suelos blandos (tano granulares como cohesivos)
constituyen el campo de aplicabilidad óptima de este ensayo.
- Concluimos que todos los datos adquiridos del Ensayo de
penetración estática (CPT) se muestran en tiempo real y de
manera continua así facilitando la toma de decisiones en campo.

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  • 1. TEMA: ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTÁTICA (CPT) Docente: Ing. José Wicley Tuanama Lavi Curso: Mecánica de suelos II Fecha: 9 de setiembre del 2023 Integrantes: - Camacho Alvarado, Jeymi Tatiana - Choquevilca Lozano, Josué Leonardo - Tolentino Orneta, Pedro Gabriel - Yahua Charre, Williams - Ildefonso Inocente, Rodrigo Huánuco – Perú 2023
  • 2. 2 Introducción La clasificación y caracterización de suelos es uno de los primeros pasos a realizar en todo proyecto de ingeniería para hacer una adecuada caracterización de un perfil de suelo es necesario utilizar métodos que permitan conocer el comportamiento de este tal como se encuentra en el lugar. El ensayo de Penetración Estática CPT (Cone Penetration Test) el cual informaremos en esta presentación, es un método de exploración del subsuelo que permite la adquisición continua de la resistencia de los diferentes estratos que componen el perfil del suelo, mediante la penetración de una punta cónica a una velocidad constante.
  • 3. 38 EL ENSAYO CTP: DEFINICIÓN Definición El ensayo de Penetración Estática (CPT), constituye a ser una prueba que se realiza para determinar la litología y características del suelo analizado.
  • 4. OBJETIVOS DEL ENSAYO Dentro de los objetivos del ensayo, desde el punto de vista geotécnico, existen tres ejes principales: - Definir el perfil estratigráfico del terreno: Consiste en una sección vertical que muestra cómo se encuentran ubicados los estratos del suelo. - Evaluación de los parámetros geotécnicos de las capas perforadas: - Calcular la capacidad portante y asiento del suelo a los esfuerzos y demandas externas Otro de los objetivos del ensayo, dentro de un ámbito general, es la determinación y obtención de los siguientes parámetros: SIGUIENTE
  • 5. 38 OBJETIVOS DEL ENSAYO - Resistencia de Punta Es llamada también como la resistencia a la penetración, y constituye a ser la resistencia que ofrece el suelo a la penetración ejercida con el instrumento de medición. - Resistencia por Fricción Este esfuerzo resulta ser el producido en las paredes laterales del penetrómetro, las cual lleva el nombre de Fuste. Esta resistencia es también medida por medio de un “Manguito”, ubicado en la parte superior del cono
  • 6. 38 VARIANTES DEL ENSAYO CTPu Definición Es un tipo de ensayo CPT en la cual se utiliza un instrumento que resulta ser una variante del Penetrómetro, cuyo nombre es el Piezocono, instrumento que posee una estructura similar, y que, además de medir los parámetros de qc y fs , permite la medición de la presión intersticial mediante la instalación de un captador ubicado en la base del cono.
  • 7. 38 Origen del ensayo CTP Origen específico El origen del ensayo CPT, recae en la década de los 30 aproximadamente (1929), específicamente dentro de los trabajos de Mecánica de Suelos de la ciudad de Delft, en Países Bajos. El ensayo CPT tiene también la denominación del “Ensayo de Cono Holandés” la cual, originalmente, se diseñó para el análisis de suelos blandos únicamente, es decir, suelos de grano fino.
  • 8. PENETROMETRO DE CONO DE FRICCION MECANICA Conocido anteriormente como Cono Holandés . Mide en superficie con un manómetro , de forma analógica o digital, la presión del grupo hidráulico requerida para iniciar el Penetrometro en el terreno. Contiene un cono móvil con un ángulo de 60* en su vértice , un diámetro en la base de 3.56 cm y un área de 20cm2.El mas utilizado • Barentsen,1936 • Las primeras puntas mecánicas solo permiten medir la resistencia de punta . • Posteriormente se diseño para que midiera por separado la resistencia y la fricción por medio de varillaje.
  • 9. 4 PENETRMETRO DE FRICCION ELECTRICO Se realizo la primera modificación usando un tensiómetro para poder medir la resistencia de punta y además la fricción lateral . En este instrumento la punta esta unida a un grupo de barras de acero y se empuja en el terreno a razón de 20mn/s . También es de los mas utilizados . • Geuze, 1965 • Se eliminaron las lecturas incorrectas debido a fricción entre el varillaje. • Se simplifico y se empezaron a hacer medidas eléctricas mas confiables de la resistencia por punta y la fricción en el fuste.
  • 10. ISO 22476-1: Geotécnica e Investigación de Suelos. Parte 1: Muestreo de Suelos por Penetración Estática. ISO 22476-12: Geotécnica e Investigación de Suelos. Parte 12: Penetración Estática a Grandes Profundidades (CPTU). ASTM D5778-12: Standard Test Method for Electronic Friction Cone and Piezocone Penetration Testing of Soils. EN ISO 22476-1: Eurocódigo 7 - Geotécnica - Parte 1: Reglas generales. BS EN ISO 22476-1: Eurocódigo 7 - Geotécnica. Parte 1: Reglas generales. ASTM D6066-11: Standard Practice for Determining the Normalized Penetration Resistance of Sands for Evaluation of Liquefaction Susceptibility. ASTM D5779-20: Standard Test Method for Electronic Friction Cone Penetration Testing of Soils. NORMAS QUE REGULAN EL ENSAYO DE CPT
  • 11. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO Dispositivo clásico de ensayo (bastidor independiente que se ancla al terreno o se acopla a una columna de reacción. Punta de penetración mecánica clásica Dispositivo completo de piezocono, unidad de penetración, transductores de señal y equipo de lectura y registro. Vehículo de Hinca
  • 12. DETALLES DEL CONO DE PENETRACIÓN
  • 13. PROCEDIMIENTO La ejecución de un ensayo CPT consta de una serie de pasos que deben ser cuidadosamente observados: 1. Realizar un sondeo previo 0 sondeo de avance hasta el nivel freático (CPT). 2. Instalar el equipo de empuje vertical-mente, 3. Saturar correctamente el filtro poroso y la punta en su conjunto (CPT), 4. Verificar todas y cada una de las conexiones eléctricas del sistema. 5. Introducción de la punta + varillaje en el interior del sondeo de avance, evitando la aireación del sistema.
  • 14. PROCEDIMIENTO 6. Esperar unos minutos antes de comen-zar la penetración a fin de igualar lo más posible (+ 5%) la temperatura del suelo y la punta. 7. Verificar los ceros iniciales (voltaje para carga 0). 8. Penetrar en el suelo a una velocidad constante de 20 (+5) mm/s. 9. Registrar los parámetros medidos (4.,Sy U) con una tolerancia en la medida de la profundidad de 0,1 m. 10. Al finalizar el ensayo y retirar el varillaje obtener nuevamente el cero inicial (una vez desensamblada la punta) y descartar si no cumple con la precisión adecuada.
  • 15. VENTAJAS - La velocidad y la calidad de datos del CPT sobrepasan los métodos convencionales de perforación. - Se obtienen datos de presión de poros del Suelo. Posibilidad de corregir los parámetros obtenidos con el cono. - Se pueden calcular parámetros resistentes al suelo. Se puede determinar la compacidad del terreno a grandes profundidades. - Detección de capas delgadas con una precisión muy superior a la de los sondeos convencionales.
  • 16. 38 DESVENTAJAS - Se le debe aplicar factores de corrección a los resultados obtenidos. - Entrega parámetros de resistencia discontinuos. - Es lento y de mayores costos.
  • 17. NORMAS EN EL CPT Las normas y estándares relacionados con el ensayo de penetración estática (CPT) han evolucionado con el tiempo para mejorar la calidad y la uniformidad de los resultados en la exploración geotécnica. A continuación, proporciono información sobre algunas de las normas mencionadas anteriormente, incluyendo su historia y propósito. P. Coduto et al (2021)
  • 18. INTERPRETACION Y PROCESAMIENTO DE LOS RESULTADOS DEL ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTATICA La interpretación de los resultados del ensayo de penetración estática (CPT) es fundamental en la geotecnia, ya que proporciona información valiosa sobre las características del subsuelo. La interpretación se basa en el análisis de los registros de presión y fricción generados durante el ensayo, así como en la correlación de estos datos con las propiedades geotécnicas del suelo o la roca. Pero para ello se necesita seguir un procesamiento. M. Braja (2020).
  • 19. 1. Registro de Presión y Fricción: 2. Identificación de Capas Geotécnicas: 3. Resistencia a la Penetración (𝒒𝒄): 4. Fricción en la Superficie del Cono (𝒇𝒔): 5. Relación 𝒒𝒄/𝒇𝒔: 6. Profundidad de Capas Significativas: 7. Identificación de Capas de Licuación: 8. Propiedades Geotécnicas Estimadas: 9. Verificación de Resultados: 10. Informe Geotécnico:
  • 20. Adquisición de Datos Análisis de Datos Presentación de Resultados a) Identificación de Capas Geotécnicas: c) Identificación de Capas de Interés: d) Evaluación de la Licuación Potencial e) Verificación de Resultados: b) Cálculo de Propiedades Geotécnicas: a. Informe Geotécnico: b. Perfil Geotécnico: c. Mapas Geotécnicos: d. Recomendaciones de Ingeniería:
  • 21. 39 CONCLUSIONES - Se concluye que el Ensayo de penetración estática (CPT) se realiza generalmente en suelos de granulometría más fina que arenas con grava. - La presencia de gravas, suelos cementados o roca conduce al rechazo del ensayo y puede ocasionar daños en los equipos. - Los suelos blandos (tano granulares como cohesivos) constituyen el campo de aplicabilidad óptima de este ensayo. - Concluimos que todos los datos adquiridos del Ensayo de penetración estática (CPT) se muestran en tiempo real y de manera continua así facilitando la toma de decisiones en campo.