ENSAYOS CPTU, PIEZOCON Y PENETRÓMETRO ESTÁTICO

El ensayo CPTU es uno de los más interesantes, sofisticados y fiables que se pueden hacer «in situ», especialmente en terrenos arcillosos poco compactos y en sedimentos arenosos bajo el nivel freático.

Consiste esencialmente en hacer penetrar en el subsuelo, mediante la presión estática de unos gatos hidráulicos, un tren de barras, equipadas a su punta con una serie de sensores piezoeléctricos, que miden cada 2.5 cm de avance, los siguientes parámetros:

  • Resistencia en punta del cono terminal. (10 cm2 de sección, 60º de apertura)
  • Fricción lateral unitaria, medida en un manguito situado sobre la punta.
  • Presión intersticial del agua (posición U2 siguiendo la nomenclatura internacional)
  • Inclinación de las barras respecto de la vertical.

El equipo utilizado, de nuestra propiedad, está instalado sobre un camión de 20 Tm, que proporciona la reacción necesaria para la penetración. Esta se hace según las normas internacionales, a una velocidad de 2.0 cm/s. En los sedimentos deltaicos del Llobregat, hemos logrado profundidades del orden de 60 m.

Se trata de un equipo de la casa sueca Geotech, sin cables, puesto que la transmisión de los datos grabados por los sensores de la punta, hasta el ordenador situado en superficie, se hace por una señal sónica que se transmite por las propias barillas hasta un micrófono receptor instalado en superficie.

Los datos obtenidos se reciben en tiempo real en el ordenador, y posteriormente se interpretan y se presentan al cliente mediante el software CPeT-IT.

Esta interpretación se hace a partir de las relaciones conjugadas entre los diferentes parámetros obtenidos, y está basada en una numerosa y moderna bibliografía.

Los parámetros principales que se pueden deducir a partir de los ensayos CPTU son:

  • Índice de fricción, Fr
  • Índice Ic y Isbtn
  • Interpretación litológica automática.
  • Gráficos de Robertson

En arenas:

  • Densidad relativa.
  • Angulo de fricción.
  • Módulo de deformación.
  • Correlación con el valor N60% SPT.
  • Preconsolidación del material.

En arcillas:

  • Cohesión no drenada.
  • Preconsolidación del sedimento. Índice OCR.
  • Módulo edométrico.

Ensayos de disipación

Durante la ejecución de los ensayos CPTU, se pueden hacer ensayos de disipación de la presión intersticial. Estos consisten en parar la penetración del CPTU a una cota determinada, y hacer el seguimiento de la evolución de la presión generada del agua intersticial.

En arcillas, la presión de ruptura del terreno es soportada inicialmente por el agua, grabándose una sobre elevación de su presión, por encima de la hidrostática teórica (hecho que permite identificar las capas arcillosas).

A partir del momento de parar la penetración, el sobre-exceso de presión se disipa con el tiempo, hasta lograr los valores correspondientes a la sumersión bajo el nivel freático. La velocidad a que se produce esta disipación varía en función de la permeabilidad del terreno, y así, a partir del análisis de las curvas de disipación, se puede evaluar el coeficiente de consolidación, con el cual se puede estimar el tiempo de asentamiento.