Estudio de Suelos, Ensayo de Penetración de Cono (CPT).

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Estudio de Suelos, Ensayo de Penetración de Cono (CPT).

Mensaje  Elisaul Mota el Sáb Jul 04, 2015 2:42 pm











Como bien es sabido el suelo en la ingeniería civil es usado en 3 ámbitos imprescindibles, que son: Como material de construcción, en forma de talud y como base de apoyo para cualquier estructura o edificación. Es basto y casi universal pensar, al igual que se ha hablado en clases, que las fundaciones cumplen una función elemental en el ámbito de seguridad, ya que esta cumple diversas funciones, una de las cuales es fijar la edificación a la tierra, además de que deben transferir las cargas de forma estable y continua al terreno.

Debido a que estas reciben las cargas y las transfieren al suelo,  la conexión de la obra entre las fundaciones con el suelo, es innegable y es realmente necesario realizar estudios en campo y posteriormente de laboratorio del suelo para poder determinar una serie de características y propiedades que este debe tener para cumplir con las especificaciones requeridas, o de aceptación, y dependiendo de la disposición mejorar las propiedades del suelo por algún método, o bien sea la sustitución de este por otro; Por otro lado de una forma rápida se pueden evaluar ciertas propiedades del suelo, identificándolo mediante inspección visual y táctil , de forma en que sin necesidad de realizar ensayos, se pueda preliminarmente llegar a una aproximación real del comportamiento de este, sin menospreciar que esta identificación manual sirve de parámetro para comparar o ratificar los ensayos obtenidos en laboratorio o campo de forma más técnica y precisa. Esta puede consistir en visualizar el color del suelo, evaluar su olor, y tocar entre los dedos la textura de las partículas del mismo, entre otros.

De igual forma, se tiene que los ensayos en campo o "in situ" son aquellos que se realizan en el lugar donde se esta desenvolviendo la obra, generalmente para comenzar posteriormente con las cimentaciones, Si bien se pretende eliminar ciertos defectos de los ensayos de laboratorio con estos, tales como el tamaño poco representativo de la muestra, se generan nuevos inconvenientes como el desconocimiento de dos variables al menos por causa de los procesos y análisis mucho más simplificados de los ensayos en campo, naturalmente que los de laboratorio.

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Ensayo de Penetración de Cono

Probablemente la gran variedad de ensayos que existen aplicables al suelo se debe a sus numerosas propiedades, como la resistencia, porosidad, densidad, relación de vacíos, humedad, permeabilidad, tamaño y forma de las partículas del suelo, consistencia, capacidad portante, entre muchas otras, son estudiadas para prevenir problemas a corto o largo plazo como los asentamientos, que son causados por movimientos sísmicos, absorción de agua en exceso, cargas, y socavamiento.

En referencia a esta cotidiana realidad del suelo, uno de los Ensayos de campo realmente significativos es el de Penetración de cono (C.P.T), el cual combina medidas de resistencia del suelo, proporcionando una forma rápida para determinar la permeabilidad del suelo (mientras más permeable sea un suelo, mayor sera la infiltración de agua), así como de su resistencia.

Este ensayo consiste en hincar (enterrar) verticalmente a presión un penetrómetro (este caso como el propio nombre del ensayo lo indica, de cono) en el suelo con una velocidad constante de 2 cm/segundo, simultáneamente a su aplicación, se mide (por separado), la resistencia del suelo a ser penetrado de la punta del cono, denominada "qc". Además con un cono de tipo eléctrico que posee un "manguito de fricción" proporciona la fricción de este ubicado por encima de la misma, denominado "fs".

La fuerza total que actúa sobre el cono se llama resistencia del cono y es el criterio calificador de la fuerza del suelo. La fuerza que actúa sobre las barras de sondeo proporciona la fricción total.

Siendo un ensayo fiable si se quiere a nivel internacional, delimita además las propiedades geotécnicas y litológicas del suelo. Las lecturas de los parámetros, se pueden ver en tiempo real en el campo, en intervalos de 1 segundo, de lo cual una de las ventajas es que se puede obtener información detallada sobre el perfil de este, técnicamente en cuanto a su profundidad.

Si se llega a dar el caso de que el suelo tenga aguas freáticas que deban ser controladas, se instala un piezómetro para obtener los datos de la presión del agua. Otra ventaja es que usa métodos de cálculo directo, para lo cual, se obtiene una serie de parámetros, como se dijo anteriormente de tipo geotécnicos, como: ángulo de fricción efectivo, coeficiente de consolidación, capacidad de carga y el comportamiento del asentamiento de una fundación. Con tal información calculada, se puede obtener según sean los resultados una orientación precisa sobre lo que respecte a la fundación.

Aunado a esto permite diferenciar entre penetración drenada, parcialmente drenada o no drenada. Algunas de las técnicas usadas para la Penetración de Cono son:


  • -Penetrómetro de Cono Mecánico: Se usa para el cálculo de cimentación de edificios por medio de la resistencia del cono a intervalos constantes.


  • -Penetrómetro de Cono Eléctrico: Da una mejor clasificación de las capas del suelo, como por ejemplo la detección de un compuesto por agregados finos (suelos arcillosos).



  • -Piezocono: Adicional mide la presión de poro que exista en exceso que se genere durante la hinca.


  • -SoniCPT: Utiliza vibraciones para hacer el suelo más fluido y reducir la fricción, permitiendo que el sistema sónico atraviese las capas de superficie dura, por ejemplo.



Anexo a tal información, las siguientes imágenes donde se pueden apreciar el sistema del penetrómetro de cono, entre otros:

Imagen 1: Estructura del Penetrómetro de Cono.



Imagen 2: Gráfico para la identificación de Suelos Propuesto por Robertson en (1986).



Imagen 3: Identificación de lo que representa cada número en el gráfico de la imagen anterior.


Elisaul Mota

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