C.P.T.U. VERSUS S.P.T. VENTAJAS Y LIMITACIONES DE ENSAYOS DE ACUERDO AL TIPO DE SUELO

V. Aravena MOP, Chile

I. Atucha Amec, Chile

C. Sanchez Pilotes Terratest, Chile

C. Reidel RyQ Ingeniería, Chile

F. Vera Pilotes Terratest, Chile

RESUMEN

En el siguiente trabajo se describen dos de los principales ensayos de penetración in situ, el ensayo de penetración estándar S.P.T. y ensayo de penetración de cono C.P.T.U. donde se presenta una descripción de ejecución, equipos principales y las ventajas como limitaciones de ambos ensayos, tanto en suelos granulares como en suelos finos. También se presentan y discuten correlaciones que permiten la determinación de parámetros geotécnicos para el diseño aplicadas en Chile. Cada ensayo de penetración tiene ciertas ventajas y desventajas con respecto al otro, pero en ambos se pueden obtener datos incorrectos del subsuelo, particularmente en condiciones que a menudo se pasan por alto, lo que depende de la experiencia del personal de terreno, información de las consideraciones del ensayo, entre otros factores. Este trabajo busca explicar la aplicabilidad de ambos ensayos, mencionar las diversas correcciones que se emplean comúnmente, y prevenir al lector de los errores más usuales en la interpretación de resultados, y principalmente explicar que ensayo es más adecuado según el tipo de suelo.

Palabras clave: ensayo de penetración estándar S.P.T., ensayo de penetración de cono C.P.T.U., piezocono.

1 INTRODUCCIÓN

La exploración geotécnica es fundamental para el desarrollo de las obras civiles, usualmente se utiliza para obtener el perfil del subsuelo, tomar muestras, ubicar el nivel freático, realizar ensayos para estimar parámetros de los materiales que son fundamentales para diseñar fundaciones. En resumen, el objetivo general de las investigaciones in situ es conocer y cuantificar las condiciones del terreno que puedan afectar la viabilidad, diseño y construcción de una obra o estructura. El objetivo del presente documento es comparar dos ensayos en particular, destacando sus limitaciones y ventajas, el ensayo de penetración estándar o S.P.T. (Standard Penetration Test) y el ensayo de penetración de cono o C.P.T.U, los que se han desarrollado por un periodo sobre 100 y 70 años respectivamente, por lo que cuentan con una amplia base experimental. A continuación se realizará una descripción de ambos ensayos y sus aplicaciones, ejemplificando con los distintos tipos de suelo existentes en el país.

2 ENSAYO S.P.T.

El ensayo S.P.T. tiene sus orígenes en la primera década del siglo XX, sin embargo, el concepto de “índice de penetración N” fue introducido por Terzaghi en el año 1947 y propuso su uso para la estimación de la compacidad o densidad relativa de una arena (Terzaghi y Peck, 1948). En 1958, la ASTM (American Society for Testing Materials) definió la metodología del ensayo y publicó la primera al respecto, denominada ASTM D1586. Desde entonces la prueba no ha sufrido cambios importantes. La última versión de esta norma corresponde a la ASTM D1586-08 del año 2008.

En términos generales, el método consiste en el hincado de un muestreador normalizado, mediante la caída de una maza de 63.5 ± 1 kg desde una altura de 76 ± 2.5 cm. (Figura 1).

Figura 1. Esquema de ensayo S.P.T. El hincado es efectuado en tres tramos sucesivos de 15 cm cada uno, donde N es la suma de los golpes de los dos últimos tramos (NS.P.T.= N2 + N3). Cabe mencionar, que el tamaño máximo de las partículas del suelo que acepta el ensayo es de 12 mm. (1/2”).

El equipo necesario para la realización del ensayo está compuesto por un muestreador de cuchara partida, un sistema de perforación e hincamiento, varillaje y cables. Debido a que el valor del índice de penetración depende significativamente de algunos aspectos asociados al procedimiento mismo del ensayo, es que se ha consensado a nivel mundial, con el fin de uniformizar este índice, trabajar con el llamado índice de penetración N60, definido para el caso en que la energía real aplicada es igual al 60% de la energía teórica de caída libre del martinete. Además se han propuesto algunos factores correctores que buscan incorporar la influencia de las diferentes variables que afectan las mediciones:

Donde: = índice de penetración medido; = factor corrector por energía; = factor corrector por longitud de barras; = corrección por el uso de una cuchara normal con tubo muestreador en su interior, llamado liner; = corrección de acuerdo al diámetro de perforación (esta corrección se aplica principalmente a suelos granulares, ya que en suelos cohesivos la influencia del diámetro de sondeo es despreciable). Adicionalmente, a modo de corregir el efecto de la presión de confinamiento existente en el suelo a la cota en que se hace el ensayo, se ha normalizado el N60 a una presión efectiva de = 100 kPa, resultando el índice de penetración (N1)60 = CN N60, en donde CN corresponde al factor de corrección por confinamiento. Cabe mencionar que cuando el terreno es muy resistente se detiene la prueba por rechazo, anotando la penetración realizada y el número de golpes correspondiente. La prueba se puede dar por finalizada cuando (norma ASTM D1586-84):

Se aplican 50 golpes o más para un tramo de 15 cm. Se aplican 100 golpes en total. No se observa penetración alguna para 10 golpes. En

estos casos resulta prudente insistir en el golpeo pues bien podría tratarse de un bolo o de grava gruesa.

2.1 Aspectos Generales del Ensayo

Este ensayo ha sido muy aplicado en el escenario nacional, por lo tanto existe una extensa base de datos, lo que ha permitido calibrar estos con las propiedades de los diversos suelos nacionales. Por otro lado, numerosos estudios han demostrado que la variabilidad de los procedimientos y equipos para el S.P.T. usados en la actualidad, generan una importante dispersión entre resultados de pruebas supuestamente similares. El ensayo S.P.T. se hace por intervalos, considerando tramos discretos, lo cual podría generar la no identificación de estratos de espesores menores de suelo blando o licuable en la interpretación del ensayo. En la mayoría de los casos, con excepción de algunas arenas sueltas saturadas, e incluso para rocas blandas o meteorizadas, a través de este ensayo se puede extraer una muestra del suelo sondeado, lo que permite clasificar el tipo de suelo, en términos de su granulometría, plasticidad, etc. Debido a que el S.P.T. es un ensayo perturbador y destructivo, en suelos blandos, donde el número de golpes es menor a 10, sus resultados pueden ser difíciles o imposibles de interpretar. También es pertinente considerar que la cementación entre partículas reduce la compresibilidad, dado que la cementación es siempre una posibilidad, especialmente en depósitos

antiguos, en los cuales la edad tiende a rigidizar estos suelos generando alta resistencia a la penetración. Por otro lado, la toma de muestras del S.P.T. remueve severamente el suelo y destruye la estructura de los suelos residuales. A menudo se registran bajos números de golpes, el dilema es evaluar si el número de golpes bajo se debe a una zona blanda, o si es el resultado de la destrucción de la estructura

2.2 S.P.T. en Suelos Finos

En los terrenos cohesivos, las correlaciones basadas sobre los resultados del ensayo S.P.T. sólo deben considerarse orientativas.

La dispersión de las correlaciones en este tipo de suelos es mucho mayor que en los terrenos granulares. Las presiones intersticiales que se generan en el momento del golpe y los rozamientos afectan substancialmente los resultados. La estimación de parámetros de deformabilidad en los suelos arcillosos en base al número N S.P.T sólo es factible sobre la base de experiencia local y en depósitos geotécnicos bien caracterizados. Es de considerar que cuando un suelo cohesivo es sensitivo los valores de N S.P.T pueden disminuir debido al remoldeo del suelo que resulta en una reducción de la fricción lateral, tanto dentro como fuera del muestreador del S.P.T.. Además, suelos cohesivos de mayor edad pueden tener estructuras cementadas y con existencia de fisuras, factores que influyen en la resistencia a la penetración. En suelos finos de alta plasticidad, con alta resistencia al fuste y baja resistencia de punta, la obtención del número NS.P.T. no diferencia entre estos dos parámetros.

Muchos investigadores han intentado realizar correlaciones entre el valor de NS.P.T. y la resistencia a la compresión simple de suelos arcillosos. Como es de esperarse, la dispersión de los resultados obtenidos es muy grande, lo cual se puede apreciar en la Figura 2 (NAVFAC, 1971).

Figura 2. Valores de la resistencia a compresión simple a partir de

NS.P.T. para suelos cohesivos de distinta plasticidad. NAVFAC, 1971

en IGME, 1987.

En la Tabla1 se presentan también correlaciones entre el golpeo NS.P.T., la densidad saturada y la resistencia a la compresión simple según la adaptación de Hunt (1984) a los trabajos de Terzaghi y Peck (1948).

Consistencia N Identificación

manual γsat(g/cm³)

qu

(kg/cm²)

Dura > 30 Se marca

difícilmente > 20 > 40

Muy rígida 15 - 30 Se marca con la

uña del pulgar 2.08 - 2.24 2.0 - 4.0

Rígida 8 - 15 Se marca con el

pulgar 1.92 - 2.08 1.0 - 2.0

Media 4 - 8 Moldeable bajo

presiones fuertes 1.76 - 1.92 0.5 - 1.0

Blanda 2 - 4 Moldeable bajo

presiones débiles 1.60 - 1.76 0.25 - 0.5

Muy blanda < 2 Se deshace entre

los dedos 1.44 - 1.69 0 - 0.25

Tabla 1. Propiedades de suelos arcillosos. Hunt, 1984, en IGME, 1987.

2.3 S.P.T. en Suelos Granulares

Es importante mencionar que la gran mayoría de datos y correlaciones existentes en la literatura para el ensayo S.P.T. aplican a terrenos arenosos. Características del grano, tales como, tamaño de grano medio, la distribución de tamaño de grano, y la angulosidad de partículas influyen directamente en el valor de NS.P.T.. En arenas finas densas se puede producir presiones de poros negativas debido a la dilatación del suelo, resultando en un aumento del número de golpes. Mientras que en arenas finas sueltas, la prueba puede inducir a valores de presiones de poros positivas que pueden licuar el suelo alrededor de la toma de muestras y reducir significativamente el número de golpes. Con respecto a las gravas, la presencia de estas complica la interpretación, cuando no impide su realización. En general, este ensayo es aplicable sólo en gravas finas, ya que está limitado por el diámetro de la muestra (35[mm]). Una alternativa a este problema es el ensayo LPT, el cual está pensado para un mayor diámetro. En la literatura existen numerosas correlaciones empíricas con diversos parámetros geotécnicos, a continuación se presentan algunas de las más populares. Densidad Relativa En base a los valores obtenidos del número NS.P.T., Terzaghi y Peck establecieron un sistema de clasificación de las arenas, relacionando el NS.P.T. con la densidad relativa (Figura 3). Este sistema fue modificado por Skempton en 1986, a modo de considerar la normalización del valor de N ( ). Los valores mencionados se presentan en la Tabla 2

Figura 3. Relación entre N y DR%. Terzaghi y Peck, 1948.

N160 DR% Compacidad

0 - 3 0 - 15 Muy suelta

3 - 8 15 - 35 Suelta

8 - 25 35 - 65 Medianamente densa

25 - 42 65 - 85 Densa

42 - 58 85 - 100 Muy densa

Tabla 2. Clasificación de Terzaghi y Peck (1948) modificada por

Skempton (1986).

Ángulo de Fricción Interna Los datos que se obtienen del ensayo S.P.T. también permiten estimar el ángulo de rozamiento interno Φ de los materiales granulares, de manera indirecta, ya que para este cometido se utiliza el valor estimado de la densidad relativa ya obtenido a partir de una correlación con el número NS.P.T. (tendencia actual). En la Figura 4 se presentan conjuntamente los ábacos propuestos por Meyerhof (1957) y Peck (1974) que permiten la correlación para la obtención del ángulo de rozamiento interno Φ.

Figura 4. Estimación de Meyerhof (1957) y Peck et al. (1974). Gráfica

de Tornaghi, 1981.

Las expresiones para suelos granulares propuestas por Meyerhof (1956) son las siguientes:

(> 5% arena fina y limo) (< 5% arena fina y limo)

Otra correlación es la propuesta por Peck et al. (1974) para arenas normalmente consolidadas:

Módulo de Young Kulhway y Mayne (1990) recomiendan estimar el módulo de Young a partir de la expresión empírica:

Con para arenas con finos, para arenas limpias normalmente consolidadas y para arenas limpias preconsolidadas. Estimación del Potencial de Licuefacción

El ensayo S.P.T. también resulta útil para estimar el potencial de licuefacción de depósitos arenosos. Los valores utilizados deben estar debidamente normalizados. La licuefacción de un suelos granular saturado se produce como consecuencia de una rápido incremento de la presión intersticial, producto de la acción de un esfuerzo cíclico de las ondas sísmicas. La presión del fluido existente en los poros puede alcanzar un valor tal que anule la presión efectiva del suelo, el cual pasa a comportarse como un fluido. El índice para determinar la resistencia a la licuefacción de un terreno Cr (Cyclic stress ratio) fue definido por Seed en 1976. Los trabajos más utilizados para predecir el comportamiento frente a un sismo son los de Seed et al. (1985) y Tokimatsu (1988). A continuación se presentan los gráficos (Figura 5 y 6) desarrollados por dichos autores, en los cuales se presentan las líneas que indican el límite entre terrenos licuables y no licuables.

Figura 5. Relación entre el valor NS.P.T. normalizado (N1)60 y el

potencial de licuefacción para arenas con diferentes porcentajes de

finos (Seed et al., 1985 – Tokimatsu, 1988) en Cestari (1990).

Figura 6. Relación entre el valor NS.P.T. normalizado (N1)60 y el

potencial de licuefacción para arenas con distintas magnitudes de

sismos (Tokimatsu, 1988 en Cestari, 1990).

3 ENSAYO C.P.T.U.

El C.P.T.U. es un ensayo geotécnico in situ de penetración estática, que consiste en la introducción a presión de un cono en el terreno, a una velocidad constante de 2 cm/s (± 5 mm/s), el cual incorpora un sensor con capacidad para registrar la presión de poro (Figura 7). Originalmente fue desarrollado por el departamento de Obras Públicas de Holanda, denominándose Método del cono holandés o C.P.T. (Cone Penetration Test). El ensayo C.P.T.U. se rige por la norma ASTM D5778-95.

Figura 7. Sensores para registro de presión poros

La aplicación de este ensayo es en suelos de granulometría más finas que arenas y gravas. La presencia de bolones, gravas, suelos cementados o roca conduce al rechazo del ensayo y puede ocasionar daños en los equipos. Los suelos blandos (tanto granulares como cohesivos) constituyen el campo de aplicabilidad óptima de este ensayo. Desde el punto de vista geotécnico las principales aplicaciones de este ensayo son:

Determinación del perfil estratigráfico del terreno Evaluación de los parámetros geotécnicos de las capas

atravesadas Determinación de la capacidad portante del terreno y

asientos frente a solicitaciones externas Durante la penetración del cono se registran simultáneamente 3 parámetros:

Resistencia por punta : reacción que opone el suelo a la penetración del cono.

Resistencia por fuste : medida del rozamiento de un manguito ubicado por encima de la punta del cono.

Presión intersticial : presión de poros que se genera durante la hinca, la cual puede ser medida cerca de la punta del cono ( , detrás del cono o detrás del manguito de fricción ( . Además, se detiene el avance del cono para registrar la disipación de presiones de poros .

Los parámetros medidos durante el ensayo comúnmente son en

intervalos de 25 a 50 mm, los que son graficados para obtener

una interpretación de la estratigrafía del terreno.

Robertson (1983) recomienda medir el parámetro debido a

que se encuentra en una posición donde está protegida de daños

por la penetración, su saturación es fácil y entrega generalmente

buenos resultados de disipación y estratigrafía.

Las propiedades que afectan los resultados del ensayo C.P.T.U.

son:

Resistencia por punta:

Para granulometría más gruesa, mas alta

A mayor tensión efectiva horizontal, más alto

A mayor compactación, más alta

A mayor OCR, más alta

Resistencia por fuste:

Para granulometría más gruesa, es más baja

A mayor sensitividad, menor valor

A mayor OCR en suelos cohesivos, mayor valor

Presión intersticial:

A granulometría más fina, mayor valor

A granulometría más fina, mayor duración de los

ensayos de disipación

A mayor resistencia no drenada, mayor valor

A mayor OCR, menor valor

A mayor sensitividad, mayor valor

A mayor sensitividad, mayor diferencia entre y

En términos generales el equipo que realiza este ensayo consta de los siguientes elementos:

Cono o Punta Varillas de Hinca Sistema de empuje Equipo de toma de datos (en superficie)

Diversos investigadores han propuesto métodos para normalizar e interpretar los resultados del ensayo con el fin de poder analizar los resultados para distintas condiciones de sondeo utilizando los siguientes parámetros.

Donde: : presión de poros inicial : es la tensión vertical in situ FR: es la relación de fricción : resistencia por punta corregida : resistencia por fuste corregida igual a (actualmente los cono están diseñados con áreas iguales) AN: área exterior cono. AC: área interior cono. Siempre que el tipo de suelo permita la aplicación de este ensayo, el análisis de las curvas, , , FR% y en función de la profundidad constituyen una potente herramienta para analizar el perfil estratigráfico del sitio ensayado (Figura 8).

Figura 8. Abaco de clasificación de suelos (Robertson at al. 1986)

Por ende los valores de FR en arenas son bajos y en arcillas altos. El parámetro en arenas tiende a 0 y en arcillas tiende a 1. Una gran ventaja de este ensayo es que puede medir la presión en exceso en el entorno inmediato del cono y por lo tanto identificar la presencia de intercalaciones arenosas y/o acuíferos confinados, lo cual es muy importante para valorar las características de drenaje. El identificar estas capas es muy importante a la hora de valorar los tiempos de consolidación ya que se pueden evitar tener que realizar mejoras de suelos. Otra ventaja es su fácil repetición, pudiendo ejecutarse rápida y continuamente.

3.1 C.P.T.U. en Suelos Granulares

En suelos granulares muy densos o con partículas de gran tamaño, el cono no es capaz de penetrar. Tampoco es aplicable en suelos cementados como los mantos de caliche, del norte de nuestro país ni en botaderos de mina, debido al tamaño de sus partículas. Dado el aumento de rigidez que experimentan los suelos

arenosos, es necesario normalizar tanto como , de la

siguiente forma:

En donde y son factores correctores. El primero se puede

estimar según Liao y Whitman (1986):

Para el exponente , Liao y Whitman (1986) proponen = 0.5

siendo esté ultimo valor uno de los más usados. Para estimar ,

estudios han demostrado que no se producen diferencias

significativas en los resultados si se supone , como lo

recomienda Olsen y Mitchell (1995). Existen una serie de correlaciones a partir de los resultados del ensayo C.P.T.U. que permiten estimar parámetros geotécnicos del suelo:

Densidad Relativa No existe una única relación entre la resistencia a la penetración y la densidad relativa, ya que otros factores, como por ejemplo la compresibilidad OCR, también influyen en el valor de . Jamiolkowski et al (1985) propuso la siguiente expresión:

Los valores de y

se expresan en t/m2. Esta correlación está basada en resultados de diferentes arenas, como se aprecia en la Figura 9.

Figura 9. Abaco Relaciones propuestas por Jamiolkowski et al (1985),

para arenas ensayadas en cámara de calibración.

Ángulo de Fricción Interna Olsen y Farr (1986) proponen estimar el ángulo de fricción peak mediante la siguiente expresión, para arenas:

Módulo de Young Drenado Para estimar el módulo de Young drenado, Terzaghi et al. (1996) propuso:

(MPa) En donde corresponde al promedio de la resistencia por punta del cono dentro del bulbo de presiones. Otras Correlaciones Para Suelos Granulares Pueden estimarse también:

Potencial de licuación (Lunne et al., 1989)

Módulo confinado (Michell y Gardner, 1975) Módulo de Young (Berardi et al., 1991)

3.2 C.P.T.U. en Suelos Finos

Una gran ventaja del ensayo C.P.T.U. en suelos finos, es que se pueden realizar ensayos de disipación a cualquier profundidad, el cual consiste en detener el avance del cono y registrar como se disipa la presión hasta alcanzar un cierto porcentaje del valor de equilibrio (presión hidrostática a la profundidad del ensayo). Dentro de sus desventajas se encuentra la desaturación del sensor de presión de poros en arcillas dilatantes. En suelos volcánicos, la información entregada por el C.P.T.U. se puede ver influenciada la alta compresibilidad de estos tipos de suelos.

En depósitos de relaves, el C.P.T.U. es un ensayo muy

recomendado, permitiendo evaluar la potencialidad de

licuación. Existen una serie de correlaciones que permiten obtener las características mecánicas de suelos finos:

Resistencia Al Corte No Drenada ( ) En arcillas y arcillas limosas el ensayo C.P.T.U. permite estimar el valor de la resistencia al corte no drenada . Este valor se puede evaluar en base a :

Donde Nk es un factor empírico de cono, el cual también puede

ser corregido por los efectos de presión de poros. Numerosos

estudios indican que su valor varía entre 15 y 20 (ESOPT,

1988).

Velocidad de Ondas de Corte Para suelos arcillosos, Mayne y Rix (1995) recomiendan usar:

Con en unidades de MPa y corregido. Peso Unitario El peso unitario se puede estimar según Larsson y Mulabdic (1991), quienes basándose en resultados de arcillas Suecas y Noruegas configuraron la Figura 10. Para su aplicación se debe realizar una iteración, ya que la densidad del suelo también es necesaria para calcular .

Figura 10. Estimación del peso unitario de arcillas mediante C.P.T.U.

Grado de Sobreconsolidación (OCR) Mayne (1991), utilizando la teoría de expansión de cavidades y la teoría del estado crítico, propuso la siguiente correlación para obtener el grado de sobreconsolidación:

Donde

En arcillas ligeramente sobreconsolidadas, tiene valores

bajos, mientras que los de son altos, haciendo que la

correlación no sea válida.

OTRAS CORRELACIONES PARA SUELOS FINOS

Pueden estimarse también:

Coeficiente de consolidación (Torstensson, 1977) Coeficiente de presión lateral en reposo (Kulhawy y

Mayne, 1990) Sensitividad (Schmertmann, 1978) Modulo de Young no drenado (Ladd et al, 1977) Permeabilidad (Robertson, 1989) Módulo edométrico (Kulhway y Mayne, 1990) Módulo de corte máximo (Mayne y Rix, 1993) Capacidad de carga de pilotes (Bustamante y

Gianeselli, 1982)

Los métodos de interpretación pueden no aplicar en limos, ya

que el comportamiento en estos suelos puede se parcialmente

drenado. Bugno y McNeilan (1984) señalan que el

comportamiento drenado ocurre para la penetración de 2 cm/s

cuando la permeabilidad del suelo es menor que cm/s y

que para permeabilidades entre y cm/s el

comportamiento es parcialmente drenado.

4 CORRELACIÓN C.P.T.U. A

Se han realizado estudios para relacionar el valor del S.P.T. con la resistencia por punta . Robertson et al. (1983) revisó estas correlaciones y presentó la relación que se muestra en la Figura 11 que vincula la razón con un tamaño medio de grano, que varía entre 0,001 a 1 mm. Se observa que la razón incrementa con el aumento del tamaño del grano.

Figura 11. Correlación entre S.P.T. y C.P.T.U.

Para esta correlación es necesario conocer las características del grano de suelo, las que son estimadas directamente desde el ensayo C.P.T. utilizando clasificación de suelos. Robertson et al

(1986) sugiere valores de para cada tipo de suelo los que se muestran en la Tabla 3.

Tabla 3. Tipo de suelo según relación S.P.T. y C.P.T.U. (Robertson,

1983)

5 CONCLUSIONES

En Chile por mucho tiempo se ha utilizado como exploración el Ensayo de Penetración Estándar S.P.T. El uso del cono C.P.T.U. se ha incorporado últimamente y aún no es muy masiva debido entre otros factores, a la poca disponibilidad de equipos que existe en el Mercado y al alto costo. Por la misma razón para S.P.T. existe una mayor base de datos, lo que ha permitido ajustar la información a las propiedades de los suelos nacionales. Es fundamental para la interpretación correcta de resultados de ambas exploraciones que los operarios sean competentes en la realización de ensayos, en aspectos tan básicos como clasificar suelos al extraer muestras para ensayo S.P.T. o tener claro la altura de caída del martinete, entre otros. No existe un ensayo in situ de antemano apto para realizar exploraciones, esto va a depender principalmente de los suelos en estudio. Salvo para tranques de relave, donde se sabe que el suelo es homogéneo, para este caso, la exploración con Cono es común. Hay que resaltar que ambos ensayos C.P.T.U. y S.P.T. se deben complementar con más ensayos de laboratorio. No se deben basar los cálculos solo en los resultado se un ensayo de penetración in situ. Las correlaciones existentes en la literatura para ambos ensayos se deben utilizar con precaución y lo óptimo consiste en desarrollar correlaciones propias, ya que son particulares del tipo de proyecto en que se está trabajando. A continuación se presentan dos tablas. La primera expone algunas ventajas y desventajas de interés de cada uno de los ensayos descritos (Tabla 4) y en la segunda se presenta la aplicabilidad de éstos para distintos tipos de suelos (Tabla 5).

S.P.T. C.P.T.U.

Necesita operadores calificados No requiere operadores

calificados

Aplicable en rocas blandas No aplicable en rocas

Se obtiene una muestra No se obtiene muestra

Exploración a intervalos

discretos Exploración continua

En general, requiere ejecución

de sondaje

No requiere ejecución de

sondaje

S.P.T. C.P.T.U.

No hay medición de presión de

poros, por lo tanto no se sabe

con exactitud la profundidad de

la napa

La medición de presión de

poros permite determinar con

exactitud la profundidad de la

napa

Mide la energía necesaria para

hincar tramos de 15 cm

Mide parámetros de

resistencia del suelo in situ,

además da información de la

estratigrafía

Tabla 4. Ventajas y desventajas de ensayos S.P.T. y C.P.T.U.

Tipo de Suelo S.P.T. C.P.T.U.

Suelos muy

blandos

No aplica, al ser un

ensayo perturbador y

destructivo, los

resultados pueden

llegar a ser imposibles

de interpretar

Aplicable, ensayo

sensible a resistencias

bajas

Suelos

cementados

Aplica, dependiendo

del grado de

cementación.

No aplica

Suelos

estratificados

Aplicable con

precaución, el ensayo

se realiza a intervalos

y puede existir algún

estrato blando sin

identificar

Depende si existe

estrato denso o de

grava.

Suelos

residuales

Aplicable con

limitaciones, se

destruye la estructura,

por lo que se registran

bajo número de golpes

Aplicable

dependiendo del tipo

de suelo residual.

Suelo fino de

alta

plasticidad

No aplica, ya que este

ensayo no puede

diferenciar la

resistencia al fuste

Aplicable, entrega

resistencia in situ de

punta y fuste.

Suelo

cohesivo

sensitivo

No aplica, ya que el

remoldeo del suelo

genera reducción de

la fricción lateral

Aplicable

Arenas densas Aplica No Aplica.

Arenas sueltas

Aplica, pero no se

puede obtener

muestras si hay

presencia de agua

Aplica.

Suelo fino con

lentes de

grava

Aplicable, si el

diámetro de las

partículas no supera

los 12 mm

No aplicable, rechazo

y daño de equipos

Suelo gravoso No aplica, el SPT no

es capaz de penetrar

No aplicable, rechazo

y daño de equipos

Relaves Aplicable Aplicable

Tabla 5. Aplicabilidad de ensayos S.P.T. y C.P.T.U para distintos tipos

de suelos.

6 REFERENCIAS

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