UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Departamento Académico de Ingeniería Geotécnica

MECÁNICA DE SUELOS APLICADO A CIMENTACIONES (EC521-H)

LABORATORIO N°1
ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR SPT, PENETRACIÓN DE
CONO CPT Y PENETRACIÓN LIGERA DPL

ESTUDIANTE:

Espinoza Huayra, Junior Constantino

DOCENTES:

Dr. Alva Hurtado, Jorge Elias

Msc. Chang Chang, Luis Antonio

CICLO 2023-II

Lima-Perú
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Departamento Académico de Ingeniería Geotecnica

INDICE

1. ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR SPT .................................................................... 2

1.1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................. 2

1.2. REFERENCIAS NORMATIVAS .............................................................................................................. 3

1.3. EQUIPOS Y MATERIALES .................................................................................................................... 3

1.4. PROCEDIMIENTO ............................................................................................................................... 4

1.5. ANÁLISIS DE RESULTADOS ................................................................................................................. 5

2. ENSAYO DE PENETRACIÓN DE CONO CPT ...................................................................... 7

2.1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................. 7

2.2. REFERENCIAS NORMATIVAS .............................................................................................................. 8

2.3. EQUIPOS Y MATERIALES .................................................................................................................... 9

2.4. PROCEDIMIENTO ............................................................................................................................... 9

2.5. ANÁLISIS DE RESULTADOS ............................................................................................................... 11

3. ENSAYO DE PENETRACIÓN LIGERA DPL ........................................................................ 12

3.1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................... 12

3.2. REFERENCIAS NORMATIVAS ............................................................................................................ 13

3.3. EQUIPOS Y MATERIALES .................................................................................................................. 13

3.4. PROCEDIMIENTO ............................................................................................................................. 13

3.5. ANÁLISIS DE RESULTADOS ............................................................................................................... 15

4. CONCLUSIONES: .......................................................................................................... 16

5. BIBLIOGRAFÍA:............................................................................................................. 17

pág. 1
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Departamento Académico de Ingeniería Geotecnica

1. ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR SPT

1.1. INTRODUCCIÓN
El ensayo SPT, o "Standard Penetration Test," tiene una rica historia en la geotecnia y la
ingeniería civil. Este método se originó en Suecia en la década de 1930 como una forma de
evaluar la resistencia del suelo en proyectos de construcción de ferrocarriles, desarrollado
por el ingeniero sueco Arthur Casagrande.

Durante la Segunda Guerra Mundial, el ensayo SPT se utilizó ampliamente para evaluar la
capacidad de carga de los suelos en infraestructuras militares, lo que contribuyó a su
popularización. En la década de 1950, se establecieron normas y procedimientos
estandarizados para el ensayo SPT en Estados Unidos y otros países, lo que permitió una
mayor consistencia y confiabilidad en los resultados.

Con el crecimiento de la construcción de infraestructuras civiles en la segunda mitad del siglo

XX, el ensayo SPT se convirtió en una herramienta fundamental para la exploración
geotécnica. Se utilizó para evaluar la idoneidad de los suelos para cimentaciones, muros de
contención, presas, puentes y otros proyectos de ingeniería civil.

A lo largo de las décadas, se han realizado investigaciones y mejoras en el ensayo SPT para
comprender mejor su relación con las propiedades del suelo, como la resistencia al corte y
la compresibilidad. Esto ha llevado a la aplicación de correlaciones específicas para
diferentes tipos de suelos y condiciones geológicas.

Hoy en día, el ensayo SPT sigue siendo una herramienta esencial en la geotecnia y la
ingeniería civil, proporcionando información valiosa sobre las características del suelo en
proyectos de construcción en todo el mundo. Su historia de desarrollo y estandarización ha
contribuido significativamente a la seguridad y la eficiencia de la construcción de
infraestructuras a lo largo del tiempo.

pág. 2
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Departamento Académico de Ingeniería Geotecnica

1.2. REFERENCIAS NORMATIVAS

Este ensayo se encuentra estandarizado por la ASTM D-1586.

La ASTM D1586 es una norma de la ASTM International que establece los procedimientos
estándar para la realización del ensayo SPT (Standard Penetration Test) en suelos y rocas.
Esta norma es ampliamente utilizada en la industria de la geotecnia y la ingeniería civil para
garantizar la consistencia y la uniformidad en la ejecución del ensayo SPT, lo que facilita la
comparación de datos geotécnicos en diferentes proyectos y ubicaciones.

La norma tiene como objetivo principal proporcionar pautas detalladas sobre cómo realizar
el ensayo SPT de manera estandarizada. Esto incluye instrucciones para la instalación y
operación del equipo, así como la recopilación de datos durante el ensayo.

1.3. EQUIPOS Y MATERIALES

1. Martillo Estándar: Se utiliza un martillo estándar de 63.5 kg (140 libras) que cae desde
una altura de 76 cm (30 pulgadas). Este martillo está diseñado para proporcionar una
energía de impacto constante en cada golpe.

2. Varillaje: El varillaje es un conjunto de barras o tubos de acero que se utiliza para

transmitir la energía del martillo al tubo de muestreo. El varillaje se compone de extensiones
que se ensamblan para alcanzar la profundidad deseada en el suelo.

3. Tubo de Muestreo (Barrel): El tubo de muestreo es un cilindro hueco de acero que se

inserta en el suelo para recolectar muestras del suelo durante el ensayo. Este tubo debe
tener una longitud estándar y se encuentra equipado con una camisa o válvula para retener
la muestra.

4. Camisa de Muestreo (Split Spoon): La camisa de muestreo, también conocida como

"split spoon," es una parte del tubo de muestreo que se divide en dos mitades para liberar la
muestra una vez que se retira del suelo. La camisa tiene cortes longitudinales para permitir
la extracción de la muestra intacta.

5. Extractor de Muestras (Sample Extractor): Se utiliza un extractor de muestras para

retirar la muestra del interior del tubo de muestreo una vez que se ha extraído del suelo. Esto
se hace típicamente utilizando un destornillador o herramienta especializada.

6. Barras de Conexión: Se utilizan para unir las extensiones del varillaje y proporcionar la
longitud necesaria para alcanzar la profundidad deseada en el suelo.

7. Cabezal de Impacto (Drive Cap): El cabezal de impacto se coloca en la parte superior

del tubo de muestreo para recibir los impactos del martillo. Distribuye la fuerza del impacto
de manera uniforme sobre el tubo.

8. Registros y Equipos de Medición: Se utilizan registros de papel o electrónicos para

registrar el número de golpes necesarios para penetrar cada intervalo de 15 cm de
profundidad durante el ensayo. También se pueden utilizar equipos de medición electrónica
para registrar y almacenar los datos automáticamente.

pág. 3
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Departamento Académico de Ingeniería Geotecnica

9. Equipo de Protección Personal: El personal que realiza el ensayo debe contar con
equipo de protección personal, que incluye casco, guantes, gafas de seguridad y botas de
trabajo, para garantizar su seguridad en el sitio de perforación.

Estos equipos y materiales son esenciales para llevar a cabo el ensayo SPT de manera
adecuada y obtener resultados confiables sobre las propiedades del suelo en un sitio de
construcción. El cumplimiento de las normas y procedimientos adecuados es crucial para
garantizar la calidad de los datos recopilados durante el ensayo.

1.4. PROCEDIMIENTO
El procedimiento del ensayo SPT (Standard Penetration Test) se realiza en varias etapas y
sigue un conjunto de pasos estandarizados. A continuación, se describe el procedimiento
general del ensayo SPT:

1. Preparación del Sitio:

− Se selecciona el sitio de prueba de acuerdo con los objetivos del estudio geotécnico.
− Se establece un punto de perforación en el lugar seleccionado.
− Se verifica la ubicación y la profundidad deseada para el ensayo.

2. Montaje del Equipo:

− Se ensamblan las barras de conexión y el varillaje de perforación en función de la

profundidad objetivo.
− Se asegura el tubo de muestreo (barrel) en el extremo inferior del varillaje.

3. Instalación del Cabezal de Impacto:

− Se coloca el cabezal de impacto en la parte superior del tubo de muestreo.

4. Ejecución del Ensayo:

− El martillo estándar de 63.5 kg se sujeta en posición vertical sobre el cabezal de

impacto.
− El operador levanta el martillo y lo deja caer desde una altura de 76 cm (30 pulgadas)
para golpear el cabezal de impacto.
− Cada golpe se registra, y se cuentan los golpes necesarios para avanzar 15 cm (6
pulgadas) en el suelo.
− Se continúa el proceso hasta alcanzar la profundidad deseada o hasta que se
cumplan ciertos criterios definidos en las normativas locales.

5. Extracción de la Muestra:

− Una vez alcanzada la profundidad objetivo, se detiene la perforación.

− Se retira cuidadosamente el conjunto de tubo de muestreo y camisa de muestreo
(split spoon) del suelo.
− La camisa de muestreo se divide en dos mitades y se extrae la muestra de suelo
retenida en su interior.

6. Registro de Datos:

pág. 4
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Departamento Académico de Ingeniería Geotecnica

− Se registran todos los datos relevantes, incluyendo el número de golpes para cada
intervalo de 15 cm y cualquier observación especial del suelo.
− Los datos se anotan en registros de papel o se ingresan en equipos electrónicos de
registro de datos.

7. Limpieza y Almacenamiento del Equipo:

− Se limpia y almacena adecuadamente el tubo de muestreo y el resto del equipo para

su uso posterior.

8. Procesamiento de Datos y Análisis:

− Los datos obtenidos se procesan y analizan para determinar la resistencia del suelo,
la densidad relativa y otras propiedades geotécnicas.
− Se utilizan correlaciones específicas para interpretar los resultados en función de las
normativas y los objetivos del proyecto.

9. Informe Geotécnico:

− Se genera un informe geotécnico que incluye los resultados del ensayo SPT, las
conclusiones y las recomendaciones para el diseño y la construcción de la estructura
o proyecto en cuestión.

Es importante destacar que el procedimiento exacto puede variar según las normativas
locales y las condiciones del sitio. Además, el ensayo SPT debe llevarse a cabo por personal
capacitado y cumpliendo con las normas y estándares aplicables para garantizar la precisión
de los datos obtenidos.

1.5. ANÁLISIS DE RESULTADOS

1. Número de Golpes por Pie (N): El resultado principal del SPT es el número de golpes
por pie (N) requeridos para que el muestreador penetre cada intervalo de 12 pulgadas (30.5
cm) en el suelo. El valor de N se registra en intervalos específicos de profundidad.

2. Perfil de N: Los datos de N se registran a lo largo de la profundidad de la perforación.

Estos perfiles de N revelan variaciones en la resistencia del suelo a medida que se
profundiza. Los picos o disminuciones en el perfil pueden indicar capas de diferentes tipos
de suelo o roca.

3. Correlaciones Empíricas: Para interpretar los resultados, se utilizan correlaciones

empíricas que relacionan N con propiedades geotécnicas del suelo, como la resistencia no
drenada (cu), la cohesión (c), el ángulo de fricción (φ), entre otros. Estas correlaciones
pueden variar según la región y el tipo de suelo.

4. Clasificación del Suelo: A partir de los resultados del SPT y las correlaciones aplicables,
es posible clasificar el tipo de suelo presente en el subsuelo. Esto ayuda a identificar capas
de arcilla, arena, grava, limo, roca u otros materiales.

5. Profundidad de Capas Significativas: El análisis del SPT puede ayudar a identificar la

profundidad a la que se encuentran capas geotécicamente significativas, como niveles de
agua subterránea, capas de suelo expansivo, capas de roca, etc.

pág. 5
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Departamento Académico de Ingeniería Geotecnica

6. Planos de Falla Potenciales: Los resultados del SPT pueden utilizarse para evaluar la
estabilidad de excavaciones, evaluar la capacidad de carga de cimentaciones y estimar los
planos de falla potenciales en proyectos de ingeniería civil.

7. Informe Técnico: El análisis de resultados del SPT debe documentarse en un informe

técnico que incluya los datos brutos, gráficos, interpretaciones y conclusiones. Este informe
es esencial para la toma de decisiones en el diseño y la construcción.

8. Pruebas de Laboratorio Adicionales: En algunos casos, se pueden realizar pruebas de

laboratorio adicionales, como ensayos triaxiales o ensayos de compresión no drenada, para
obtener propiedades geotécnicas más precisas del suelo.

Es importante tener en cuenta que el análisis de resultados del SPT debe realizarse por
profesionales capacitados en geotecnia, ya que requiere un conocimiento sólido de la
mecánica de suelos, así como la aplicación de correlaciones y estándares específicos para
la región o el país en el que se realiza el proyecto. Las prácticas de interpretación pueden
variar según la normativa geotécnica aplicable.

Los números de golpes obtenidos en campo, se normalizarán en gabinete, con la siguiente

formula:

pág. 6
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Departamento Académico de Ingeniería Geotecnica

2. ENSAYO DE PENETRACIÓN DE CONO CPT

2.1. INTRODUCCIÓN
El ensayo de penetración por cono (CPT) tiene una historia que se remonta a sus primeros
indicios en la década de 1930 en Europa, particularmente en Holanda. En aquellos años, se
comenzaron a desarrollar equipos para medir la resistencia al penetrar en el suelo. Sin
embargo, fue en la década de 1950 cuando la técnica del CPT empezó a utilizarse de manera
más sistemática, especialmente en los Países Bajos, donde se reconoció su eficacia en la
caracterización del suelo.

A lo largo de la década de 1960, el CPT se popularizó aún más en Europa y se introdujeron

mejoras en el diseño y la instrumentación de los conos utilizados, estableciendo las bases
para el equipo y las normas que se utilizan en la actualidad. En la década de 1970, el CPT

pág. 7
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Departamento Académico de Ingeniería Geotecnica

se introdujo en los Estados Unidos, donde se adaptó para su uso en suelos locales y se
convirtió en una herramienta geotécnica ampliamente aceptada.

En las décadas posteriores, con los avances tecnológicos, se desarrollaron sistemas de

registro electrónico para el CPT, lo que permitió una recopilación de datos más eficiente y
precisa. Se establecieron normas internacionales y nacionales para el CPT, garantizando su
estandarización y aplicabilidad en diferentes regiones.

Hoy en día, el ensayo de penetración por cono (CPT) es una técnica geotécnica ampliamente
utilizada en todo el mundo. Ha demostrado ser invaluable en la caracterización del suelo, la
identificación de estratos, la determinación de la resistencia al corte y la evaluación de la
capacidad de carga del suelo en una variedad de aplicaciones, desde proyectos de
construcción hasta estudios de geología y ambientales. Su historia de desarrollo y mejora
continua han contribuido significativamente a la ingeniería geotécnica y a la seguridad en la
construcción.

2.2. REFERENCIAS NORMATIVAS

El Ensayo de Penetración con Cono (CPT) es una técnica geotécnica estandarizada en 1986
por ASTM y respaldada por la ISSMGE. Se utiliza para caracterizar suelos y evaluar sitios
geotécnicos, especialmente en aplicaciones ambientales y de monitoreo de aguas
subterráneas. El CPT es preferido sobre el Ensayo de Penetración Estándar (SPT) debido a
su mayor precisión, rapidez, perfil continuo del suelo y costos reducidos. También permite la
utilización de herramientas adicionales, como las sísmicas, lo que lo convierte en una técnica
versátil en la investigación geotécnica

ASTM Standard D 3441: ASTM (American Society for Testing and Materials) estandarizó el
CPT en 1986 bajo el estándar D 3441. Este estándar establece las pautas y procedimientos
para llevar a cabo el ensayo de penetración con cono de manera consistente y confiable.

ISSMGE: La ISSMGE (International Society for Soil Mechanics and Geotechnical

Engineering) proporciona estándares internacionales relacionados con el CPT y el CPTU
(Cone Penetration Test with Pore Pressure Measurement), lo que asegura que esta técnica
se utilice de manera coherente en todo el mundo.

pág. 8
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Departamento Académico de Ingeniería Geotecnica

2.3. EQUIPOS Y MATERIALES

1. Cono de Penetración: El cono de penetración es el dispositivo principal que se introduce
en el suelo para medir la resistencia a la penetración y otros parámetros. Puede tener
sensores incorporados para medir la presión de poros y la fricción lateral.

2. Varilla de Empuje: La varilla de empuje es una barra que se utiliza para aplicar fuerza al
cono y permitir su penetración en el suelo. Puede ser de acero y suele tener marcas para
medir la profundidad.

3. Cuerda de Cable: Se utiliza para transmitir las señales de los sensores del cono a la
superficie, donde se registran y analizan. La longitud de la cuerda de cable depende de la
profundidad de la prueba.

4. Unidad de Adquisición de Datos: Esta unidad recopila y registra los datos generados
por el cono de penetración, como la resistencia a la penetración y la presión de poros. Puede
incluir sensores y una computadora portátil con software de análisis de datos.

5. Fuente de Energía: Se necesita una fuente de energía, como una batería, para alimentar
la unidad de adquisición de datos y los sensores.

6. Herramientas de Soporte: Pueden incluir una plataforma de perforación directa si se

utiliza para facilitar la penetración del cono en el suelo. También pueden incluir herramientas
para manipular la varilla de empuje.

7. Material de Protección Personal: Para la seguridad del personal que realiza las pruebas,
se pueden necesitar equipos de protección personal, como cascos, gafas de seguridad,
guantes y botas de seguridad.

8. Documentación y Registros: Es importante llevar un registro adecuado de todas las

pruebas, incluidas las ubicaciones de las pruebas, los datos recopilados y cualquier otro
detalle relevante.

9. Transporte y Almacenamiento: Dependiendo de la ubicación de las pruebas, puede ser

necesario contar con vehículos de transporte para llevar el equipo al sitio de prueba y un
espacio adecuado de almacenamiento cuando no esté en uso.

Estos son los equipos y materiales esenciales utilizados en el Ensayo de Penetración con
Cono (CPT) para caracterizar el subsuelo y recopilar datos geotécnicos. La calidad y la
calibración adecuada de estos elementos son cruciales para obtener resultados precisos y
confiables.

2.4. PROCEDIMIENTO
El procedimiento general para llevar a cabo un Ensayo de Penetración con Cono (CPT)
implica una serie de pasos que se deben seguir cuidadosamente para obtener datos
geotécnicos precisos y confiables. A continuación, se describe un procedimiento típico para
realizar un CPT:

1. Preparación del Equipo y Materiales:

− Asegúrate de que todo el equipo esté en buen estado de funcionamiento y calibrado

correctamente.

pág. 9
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Departamento Académico de Ingeniería Geotecnica

− Verifica que tengas suficiente longitud de cuerda de cable para alcanzar la

profundidad deseada.
− Comprueba que la unidad de adquisición de datos esté configurada y lista para
registrar los datos.

2. Selección del Sitio de Prueba:

− Elige el lugar de prueba de acuerdo con los objetivos del estudio geotécnico y la
profundidad deseada.
− Identifica la ubicación de referencia para futuras mediciones.

3. Instalación del Equipo en el Sitio:

− Coloca la varilla de empuje en posición vertical en el lugar de prueba.

− Conecta el cono de penetración a la varilla de empuje.

4. Inserción del Cono en el Suelo:

− Comienza a empujar el cono hacia abajo en el suelo a una velocidad constante.

− Registra la resistencia a la penetración, la fricción lateral y la presión de poros a
intervalos regulares de profundidad, generalmente cada 20 cm o menos.

5. Registro de Datos:

− La unidad de adquisición de datos registrará los datos en tiempo real. Asegúrate de

que la comunicación entre el cono y la unidad esté funcionando correctamente.
− Los datos registrados incluyen la profundidad, la resistencia a la penetración, la
fricción lateral y la presión de poros.

6. Finalización de la Prueba:

− Continúa empujando el cono hasta que hayas alcanzado la profundidad deseada o

hasta que los datos indiquen una condición específica del suelo (por ejemplo, una
capa de roca).
− Una vez completada la prueba, registra la profundidad final y retira el cono del suelo.

7. Análisis de Datos:

− Analiza los datos recopilados para caracterizar las propiedades geotécnicas del
suelo, como la resistencia, la compresibilidad y la estratigrafía.
− Puedes utilizar software de análisis geotécnico para interpretar los resultados.

8. Documentación y Reporte:

− Documenta todos los datos de la prueba, incluidos los registros de profundidad y los
valores de resistencia, fricción y presión de poros.
− Prepara un informe que incluya los resultados, la ubicación de la prueba y cualquier
observación relevante.

9. Limpieza y Almacenamiento del Equipo:

− Limpia y almacena el equipo adecuadamente para su uso futuro.

pág. 10
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Departamento Académico de Ingeniería Geotecnica

Es importante seguir este procedimiento con precisión y garantizar que el equipo esté en
buenas condiciones para obtener resultados geotécnicos precisos y confiables mediante el
CPT. Además, ten en cuenta que pueden existir variaciones en el procedimiento según los
estándares específicos y los requisitos del sitio.

2.5. ANÁLISIS DE RESULTADOS

1. Perfiles de Resistencia a la Penetración: Los datos del CPT se presentan en forma de
gráficos que muestran la resistencia a la penetración (qc) en función de la profundidad. Estos
perfiles pueden revelar las variaciones en la dureza del suelo y ayudar a identificar capas de
diferentes tipos de suelo o roca.

2. Fricción Lateral (fs): Junto con la resistencia a la penetración, el CPT también mide la
fricción lateral en la punta del cono. El análisis de la fricción lateral puede proporcionar
información sobre la cohesión y la textura del suelo.

3. Clasificación del Suelo: Se pueden utilizar correlaciones empíricas y gráficos de

interpretación para clasificar el tipo de suelo y estimar sus propiedades geotécnicas. Estas
correlaciones suelen basarse en la resistencia a la penetración y la fricción lateral.

4. Identificación de Capas Estratigráficas: El CPT es útil para identificar capas

estratigráficas en el subsuelo, incluyendo capas de arcilla, arena, grava, roca y otros
materiales. La transición entre diferentes tipos de suelo se refleja en los perfiles de
resistencia.

5. Estimación de Propiedades Geotécnicas: A partir de los datos del CPT, es posible

estimar propiedades geotécnicas importantes, como la resistencia al corte no drenado (cu)
y el módulo de deformación del suelo (E). Estas estimaciones se basan en correlaciones
establecidas en investigaciones geotécnicas previas.

6. Detección de Características Especiales: El CPT puede detectar características

especiales, como capas de alta compresibilidad, niveles de agua subterránea, o incluso
obstrucciones en el subsuelo.

7. Planos de Falla Potenciales: Los resultados del CPT también se pueden utilizar para
evaluar la estabilidad de las excavaciones y planos de falla potenciales en proyectos de
ingeniería civil.

8. Informe Técnico: El análisis de resultados debe documentarse en un informe técnico que

incluya los datos brutos, gráficos, interpretaciones y conclusiones. Este informe es esencial
para la toma de decisiones en el diseño y la construcción.

Es importante destacar que el análisis de resultados del CPT debe realizarse por
profesionales capacitados en geotecnia, ya que requiere un conocimiento sólido de la
mecánica de suelos y las correlaciones específicas aplicables a la ubicación y el tipo de
suelo en cuestión. Además, las prácticas de interpretación pueden variar según la normativa
y los estándares geotécnicos aplicables en la región o el país donde se realice el proyecto.

pág. 11
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Departamento Académico de Ingeniería Geotecnica

3. ENSAYO DE PENETRACIÓN LIGERA DPL

3.1. INTRODUCCIÓN
El Ensayo de Penetración Dinámica Ligera (DPL) es una técnica geotécnica que se ha
desarrollado a lo largo de las décadas como una alternativa al Ensayo de Penetración
Estándar (SPT) y otras pruebas de penetración. Su historia se remonta a principios de las
décadas de 1960 y 1970, cuando se comenzó a desarrollar como una respuesta a la
necesidad de métodos más eficientes para evaluar las propiedades del suelo. Con el tiempo,
la tecnología y el diseño de los equipos DPL han evolucionado, y se han establecido
normativas y estándares para su uso. El DPL se ha adoptado ampliamente en la industria
de la construcción y la geotecnia debido a su velocidad y capacidad para proporcionar datos
en tiempo real. A lo largo de los años, se han realizado investigaciones y mejoras adicionales
para aumentar su precisión y versatilidad, lo que lo convierte en una herramienta valiosa en
la investigación y la práctica geotécnica actual.

pág. 12
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Departamento Académico de Ingeniería Geotecnica

3.2. REFERENCIAS NORMATIVAS

La norma DIN 4094 válida para la aplicación y evaluación de sondajes por persecución y por
presión en el terreno, con fines del reconocimiento e investigación del subsuelo.

El uso de la expresión sondeo se usa para indicar el registro continuo en contraste con el
Ensayo de Penetración Estándar (SPT). El objetivo del ensayo dinámico es medir el esfuerzo
exigido al manejar un cono a través del suelo para obtener la resistencia que corresponde a
las propiedades mecánicas del suelo

3.3. EQUIPOS Y MATERIALES

1. Martillo Dinámico Ligero: El martillo DPL es el componente principal del equipo. Este
martillo se utiliza para aplicar golpes sucesivos y controlados en una varilla de penetración
que se inserta en el suelo.

2. Varilla de Penetración: La varilla de penetración es una barra larga y delgada que se

introduce en el suelo durante el ensayo. Esta varilla es impulsada hacia abajo por los golpes
del martillo y registra la resistencia a la penetración del suelo.

3. Sensores y Equipos de Medición: Se instalan sensores en la varilla de penetración para

medir la resistencia a la penetración y otros parámetros geotécnicos mientras se realiza el
ensayo. Estos sensores registran los datos en tiempo real y los transmiten a equipos de
registro en la superficie.

4. Equipo de Superficie: En la superficie, se encuentra el equipo de registro y análisis que

recopila, registra y analiza los datos generados durante el ensayo. Esto incluye
computadoras y sistemas de adquisición de datos.

5. Herramientas y Accesorios: Se utilizan herramientas y accesorios para montar y operar

el equipo de DPL. Esto puede incluir llaves, mangueras, cables y otros componentes
necesarios para la instalación y el funcionamiento del equipo.

6. Equipo de Seguridad Personal: El personal que opera el equipo de DPL debe utilizar
equipo de seguridad personal, que puede incluir cascos, guantes, gafas protectoras y
calzado adecuado.

El DPL es una técnica de penetración en el suelo que se utiliza para caracterizar el perfil
geotécnico del subsuelo, evaluar la resistencia y otras propiedades del suelo. Proporciona
datos importantes en proyectos de construcción, exploración geotécnica y estudios de
cimentación sin la necesidad de extraer muestras de suelo, lo que lo convierte en una
herramienta eficiente y efectiva en muchas aplicaciones geotécnicas.

3.4. PROCEDIMIENTO
El procedimiento típico para realizar un ensayo DPL implica los siguientes pasos:

1. Preparación del Equipo:

− Asegúrate de que el equipo esté en buenas condiciones y que los sensores estén
calibrados adecuadamente.
− Verifica que tengas el martillo y la varilla de penetración en buen estado.

pág. 13
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Departamento Académico de Ingeniería Geotecnica

2. Selección del Lugar de Prueba:

− Elige el sitio de prueba de acuerdo con los objetivos del estudio geotécnico y la
profundidad deseada.
− Identifica la ubicación de referencia para futuras mediciones.

3. Instalación del Equipo en el Sitio:

− Inserta la varilla de penetración en el suelo verticalmente.

4. Golpeo del Martillo:

− Utiliza un martillo especialmente diseñado para el DPL para aplicar golpes sucesivos
a la parte superior de la varilla de penetración.
− La energía de impacto y la velocidad de penetración varían según las
especificaciones del equipo.

5. Registro de Golpes y Profundidad:

− Registra el número de golpes necesarios para que la varilla de penetración penetre

en el suelo a intervalos regulares de profundidad.
− Registra la profundidad total alcanzada y el número total de golpes.

6. Recuperación de Datos y Análisis:

− Utiliza los datos recopilados para evaluar la resistencia del suelo y obtener
información sobre su estratigrafía.
− La resistencia se suele expresar en términos de número N (golpes por unidad de
penetración).

7. Documentación y Reporte:

− Registra todos los datos, incluyendo profundidad, número de golpes y resistencia.

− Prepara un informe que incluya los resultados del ensayo y su interpretación.

El ensayo DPL es útil en proyectos donde se requiere una evaluación rápida del subsuelo,
como proyectos de construcción, estudios geotécnicos preliminares y exploración de suelos
para cimentaciones. Proporciona información valiosa sobre la resistencia del suelo a una
profundidad determinada.

pág. 14
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Departamento Académico de Ingeniería Geotecnica

3.5. ANÁLISIS DE RESULTADOS

1. Perfiles de Resistencia: Los datos del DPL se presentan en forma de perfiles que
muestran la resistencia a la penetración en función de la profundidad. Estos perfiles revelan
variaciones en la resistencia del suelo y ayudan a identificar capas de diferentes tipos de
suelo o roca.

2. Fricción Lateral: Además de la resistencia a la penetración, el DPL mide la fricción lateral

en la punta del cono. El análisis de la fricción lateral puede proporcionar información sobre
la cohesión y la textura del suelo.

3. Clasificación del Suelo: Los resultados del DPL se pueden utilizar para clasificar el tipo
de suelo presente en el subsuelo. Esto ayuda a identificar capas de arcilla, arena, grava,
limo, roca u otros materiales.

4. Propiedades Geotécnicas Estimadas: A partir de los datos del DPL, es posible estimar
propiedades geotécnicas importantes, como la resistencia al corte no drenado (cu) y el
módulo de deformación del suelo (E). Estas estimaciones se basan en correlaciones
establecidas en investigaciones geotécnicas previas.

5. Identificación de Capas Estratigráficas: El DPL es útil para identificar capas

estratigráficas en el subsuelo, incluyendo capas de diferentes tipos de suelo, niveles de agua
subterránea y capas de roca.

6. Detección de Características Especiales: El DPL puede detectar características

especiales, como capas de alta compresibilidad, niveles de agua subterránea o incluso
obstrucciones en el subsuelo.

7. Planos de Falla Potenciales: Los resultados del DPL también se pueden utilizar para
evaluar la estabilidad de excavaciones, evaluar la capacidad de carga de cimentaciones y
estimar los planos de falla potenciales en proyectos de ingeniería civil.

8. Informe Técnico: Es esencial documentar el análisis de resultados del DPL en un informe

técnico que incluya los datos brutos, gráficos, interpretaciones y conclusiones. Este informe
proporciona una base sólida para la toma de decisiones en el diseño y la construcción.

El análisis de resultados del DPL debe llevarse a cabo por profesionales con experiencia en
geotecnia, ya que implica la aplicación de correlaciones y estándares específicos para la
región o el país en el que se realiza el proyecto. Además, las prácticas de interpretación
pueden variar según la normativa geotécnica aplicable. La interpretación adecuada de los
datos es crucial para garantizar la seguridad y el rendimiento de las estructuras y proyectos
geotécnicos.

pág. 15
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Departamento Académico de Ingeniería Geotecnica

4. CONCLUSIONES:
El Ensayo SPT (Standard Penetration Test) se utiliza principalmente para evaluar la
capacidad de carga de suelos, especialmente en arenas. Sin embargo, tiene limitaciones,
ya que no recupera muestras intactas y puede ser variable en sus resultados.

El Ensayo CPT (Cone Penetration Test) es el más confiable y sistemático de los tres,
proporcionando información detallada sobre la resistencia, el ángulo de fricción y la litología
del suelo. No requiere la recuperación de muestras y es más preciso, aunque puede ser más
costoso.

El Ensayo DPL (Dynamic Penetration Test) es similar al SPT pero no recupera muestras. Se
utiliza especialmente en suelos de grano fino y puede correlacionarse con valores obtenidos
mediante el SPT. Es más rápido que el CPT y adecuado para evaluaciones rápidas.

La elección entre estos ensayos depende de las necesidades del proyecto, la naturaleza del
suelo y el nivel de detalle requerido en la evaluación geotécnica, además del costo y la
disponibilidad de equipo especializado.

pág. 16
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Departamento Académico de Ingeniería Geotecnica

5. BIBLIOGRAFÍA:
• Geotecnia. (2022, 25 agosto). ▷ Ensayo de penetración estándar SPT ¿Qué es y

cómo se utiliza? geotecniafacil.com. https://geotecniafacil.com/ensayo-de-

penetracion-estandar-spt/

• Ensayos - Ensayo de penetración estandar SPT - FCYT. (s. f.).

http://www.fcyt.umss.edu.bo/investigacion/geotecnia/ensayos/spt.php#:~:text=Su%2

0objetivo%20es%20el%20de,la%20cuchara%20normal%20de%20muestreo.

• Geotecnia. (2018, 16 agosto). ▷ Ensayo CPT, CPTU o piezocono. ¿Qué es? y

¿Cómo interpretarlo? geotecniafacil.com. https://geotecniafacil.com/ensayo-cptu-

piezocono-que-es/

• colaboradores de Wikipedia. (2021). Ensayo de penetración de cono. Wikipedia, la

enciclopedia libre.

https://es.wikipedia.org/wiki/Ensayo_de_penetraci%C3%B3n_de_cono

• DPL (Dinamic Probing Light) o ensayo de penetración ligera. (s. f.). Geo Costa

Rica. https://geocostarica.com/es/servicios/estudios-de-suelos/dpl

pág. 17