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Ensayos y Pruebas Finales en Pilotes
Finalizada la construcción de los Pilotes, se realizan una serie de pruebas y ensayos, a saber:
- Ensayos sónicos de integridad mediante martillo de mano.
- Ensayos ultrasónicos de integridad mediante cross-hole en tubos introducidos en el hormigón del pilote
- Pruebas rápidas de carga
Veamos a continuación en qué consisten estas pruebas y ensayos.
Ensayos Sónicos de Integridad Mediante Martillo de Mano
Descripción de los ensayos a realizar para detectar posibles defectos del pilote.
Es un método económico y sencillo que detecta defectos importantes en la masa y calidad del pilote. Su inconveniente radica en que necesita la interpretación de un especialista.
Para efectuarlo se debe esperar a que el hormigón adquiera una cierta resistencia. Cuando la esbeltez del pilote es importante o tiene varios cambios en su sección, en la punta del pilote no se detecta claramente.
Tareas Previas
Conocer los datos del Estudio Geotécnico realizado previamente.
Los pilotes deben estar descabezados o accesibles y con la zona exenta de agua.
Debe haber pasado al menos una semana de construído el pilote para realizar el ensayo.
La cabeza del pilote debe ser de hormigón compacto y sano.
Conviene disponer de un plano para identificar cada pilote, su longitud, sección y las incidencias posibles durante el proceso de construcción.
Ensayo
En los ensayos sónicos se emplea un martillo de mano para producir una onda sónica en la cabeza del pilote, la misma se desplaza a lo largo del fuste haca abajo y es reflejada en la punta del pilote, o advierte de defectos o discontinuidades si las hay.
Esta onda es captada por un acelerómetro y luego enviada a un procesador portátil donde se visualiza de inmediato una gráfica para imprimir.
Aceptación o Rechazo del Pilote
Con este ensayo pueden detectarse reflexiones insignificantes de la onda sónica en puntos del fuste por encima de la punta y una reflexión más importante de la onda en la punta. Si ésto sucede, el pilote puede ser aceptado.
En el caso de no poder apreciar una clara reflexión de la onda sónica en la punta (ésto puede suceder en pilotes muy esbeltos), el ingeniero especialista decidirá a que profundidad de ensayo puede considerarse válido.
Cuando se detectan reflexiones significativas de la onda por encima de la punta del pilote, el especialista debe dar una interpretación evaluando los defectos del pilote. Para realizarlo se vale de las curvas en el dominio de frecuencia, de modelos matemáticos u otros métodos y de los datos aportados por el constructor o la dirección facultativa.
Cuando la evaluación efectuada llega a la conclusión que el defecto detectado reduce significativamente la capacidad estructural, éste es rechazado.
Si las gráficas obtenidas resultan complicadas y de difícil lectura, se califica al pilote como cuestionable.
Un pilote cuestionable puede ser sometido a otras pruebas y ensayos complementarios, como pruebasd e carga estáticas y dinámicas, sondeos con recuperación de testigo continuo de hormigón, ensayos ultrasónicos cross-hole o, en el caso en que el defecto no esté a gran profundidad, se efectúa una excavación perimetral.
Acciones Correctoras
Para subsanar los defectos se efectúan acciones correctoras consistentes en inyecciones a presión mediante perforaciones en el hormigón del pilote, o en micropilotes perforados dentro del pilote.
Cuando se detectan defectos en la parte superior del pilote, puede demolerse esa parte y reconstruirla. Luego de reparado, se vuelve a realizar el ensayo sónico en el pilote.
Normativa
Los ensayos se realizan según la norma ASTM D5882-96.
Ensayos Ultrasónicos Mediante Cross-Hole
Descripción de los trabajos a realizar en los ensayos ultrasónicos mediante cross-hole. Este método suele usarse en pilotes hormigonados in situ de diferentes longitudes y secciones.
Tiene la ventaja que pueden identificarse los defectos con certeza a cualquier profundidad.
Tiene el inconveniente que los tubos requieren estar embebidos dentro del hormigón; por ende, en los pilotes prefabricados este método no es posible de hacer. En algunos casos, puede que se deterioren los tubos quedando inutilizables.
Tareas Previas
Para efectuar el ensayo se necesita dejar instalados dentro de los pilotes, tubos para poder introducir sondas hasta la profundidad que se quiera ensayar.
- Los tubos por lo general son de acero, con diámetros entre 40 y 50 mm, prefiriéndose el de mayor diámetro. También se usan tubos plásticos en pilotes cortos, pero no convienen pues se deterioran fácilmente durante el hormigonado quedando inutilizados.
- Los empalmes se realizan con manguitos roscados, no se usan uniones soldadas pues dejan rebarbas que dificultan el paso de las sondas o perjudican los cables.
- El extremo inferior de cada tubo debe cerrarse con tapones metálicos en forma totalmente hermética, de esta manera se impide que ingresen elementos extraños y que haya pérdida de agua que deberá contener al momento del ensayo.
- El extremo superior debe cerrarse para impedir que caiga cualquier material hasta el momento del ensayo; deben sobresalir como mínimo 40 cm del hormigón del pilote.
- Antes del ensayo se llenan los tubos con agua limpia, comprobando que no haya obstrucciones ni pérdidas de agua.
- Número de tubos por pilote:
- 2 tubos para Ø de pilote igual o menor a 60 cm.
- 3 tubos para Ø de pilote hasta 120 cm.
- 4 tubos para Ø de pilote mayores a 120 cm.
- El hormigón deberá tener al menos una semana de construido habiendo adquirido cierta resistencia para efectuar el ensayo.
- Conviene disponer de un plano identificando cada pilote, longitud aproximada y datos sobre posibles incidencias durante su elaboración.
- Antes del ensayo se debe pasar una plomada por cada tubo midiendo su longitud y comprobando que no haya obstrucciones.
- Comprobar previamente que estén llenos de agua.
Ensayo
Este método consiste en introducir y hacer descender un emisor y un receptor de ultrasonidos por dos conductos huecos en el interior del fuste del pilote, guardando registro del tiempo empleado en recorrer la distancia entre ambos.
Si se encontraran defectos en el paso de las ondas, como oquedades, coqueras, inclusiones de tierras u otro problema que alargue el tiempo de recorrido, ésto queda reflejado en la gráfica de ensayo indicado en las variaciones y la marcando la profundidad donde se ha encontrado.
En los pilotes con 4 tubos, se efectúan 6 ensayos, 4 en las aprejasde tubos adyacentes y 2 en parejas de tubos opuestos en diagonal.
El ensayo se realiza cuando se han bajado las sondas hasta el fondo de los tubos, levantando ambas al mismo tiempo después de cerciorarse que se encuentren en el mismo plano horizontal.
Aceptación o Rechazo del Pilote
Los pilotes que muestran una gráfica uniforme de tiempo de llegada de la onda ultrasónica en toda su longitud y en todos los perfiles ensayados, son aceptados.
Cuando uno o varios de los perfiles entre parejas de tubos muestran retrasos notables o pérdidas de la señal a una o varias profundidades, el ingeniero especialista dará una interpretación evaluando los defectos probables del pilote.
La disposición y la cantidad de perfiles de una anormalidad detectada a una misma profundidad puede indicar el lugar afectado en planta.
Para tener mayores precisiones, el ingeniero especialista acudirá a la información del constructor, y de todos aquellos agentes que intervengan en el proceso constructivo.
Pruebas Rápidas de Carga
Estas pruebas permiten una evaluación estructural y geotécnica, obteniendo así su capacidad de carga.
El inconveniente de este método radica en que necesita una masa de impacto considerable en su ensayo dinámico y resulta muy costoso, sólo se suele utilizar en obras de presupuesto alto.
Cuando los pilotes son sometidos a cargas superiores a las de servicio, es mediante estas Pruebas de Carga que puede conocerse el comportamiento real de los pilotes en el terreno.
Para comprobar el diseño adoptado, estas pruebas se efectúan en la fase de proyecto o en la de construcción del edificio.
Estos procedimientos insumen altos costes ya que para realizarlos se aplican cargas muy pesadas, por lo general de cientos de toneladas; es por ello que no se emplean habitualmente, sólo para obras de presupuesto elevado.
Estas pruebas de carga han sido reemplazadas por Pruebas Rápidas de Carga de costes inferiores que permiten pruebas de carga en obras de presupuestos medios.
Son ensayos estáticos de carga con costes más bajos mediante los cuales se conoce el comportamiento real de los pilotes sometidos a cargas y se puede llegar a un diseño más ajustado del pilote con coeficientes de seguridad más bajos siempre considerando las cifras dentro de la normativa correspondiente.
Los ensayos rápidos más usados son los Ensayos Dinámicos, realizados según la norma ASTM D 4945-89.
Tareas Previas
Antes del ensayo se prepara la cabeza del pilote realizando un recrecido de hormigón dentro de una camisa metálica donde se colocan los sensores de velocidad y deformación, en la parte superior se deja una superficie plana protegida con una chapa metálica y una sufridera sobre la que cual se realiza el impacto.
Los pilotes prefabricados no requieren de preparación especial pues la carga se aplica directamente con el mismo martillo de hinca.
Para los pilotes perforados y hormigonados in situ se elige una carga cualquiera con un peso entre 1 y 1,5% de la carga de prueba estática y una altura de caída aproximada entre 2 y 3 metros.
Ensayo
Los Ensayos Dinámicos se efectúan en función de la fuerza y la velocidad, dejando caer una masa de peso importante sobre la cabeza del pilote protegida con la sufridera.
Se eleva la carga con una grúa y se la deja caer sobre el pilote, registrando en un ordenador la fuerza y la velocidad (en función del tiempo) empleada sobre la cabeza del pilote.
Debe conseguirse que la energía del impacto sea tal que movilice la capacidad resistente del suelo. Por lo general se aplican cuatro o cinco golpes con altura de caída decreciente; los parámetros de respuesta del pilote se registran para su comprobación.
Mediante un programa informático, se registran los resultados en un ordenador empleando diferentes fórmulas o métodos que estiman la capacidad de carga; de esta manera se obtiene un resultado rápido que puede ser calculado en la misma obra.
Referencias
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