¿Mis pilotes están bien o no?

Esto es lo que muchos jefes de obra o de producción preguntan cuando salen anomalías en los ensayos de integridad. Lo que pasa es que a veces se lo preguntan a un agente equivocado: el que ha hecho los ensayos.

Los ensayos sónicos y ultrasónicos de pilotes son una herramienta de auscultación, pero no se les puede pedir más que dos cosas:

  • Detectar los posibles fallos en el pilote
  • Hacer una estimación de en que pueden consistir esos  fallos detectados en el pilote

En ningún caso es función de quién realiza los ensayos el calificar los pilotes como admisibles, reparables o rechazables. Esa es una función que corresponde a quien tenga la responsabilidad técnica de esa cimentación desde las diferentes instancias que intervienen en la construcción, y en definitiva, del director de la obra. En un simil sanitario, sería como si al radiólogo que hace una radiografía del torax de una persona se le pidiera que, además de la radiografía, realizara el diagnóstico y estableciera la gravedad del enfermo y el tratamiento a realizar.

Lo que si se puede pedir al ensayador de los pilotes es que indique, en base a su experiencia y formación, a que pueden ser debidas las anomalías que aparecen en las gráficas de ensayo: inclusiones de tierra, fallos en el hormigón, condiciones inadecuadas para el ensayo, problemas en los equipos de ensayo, u otros.

Salen anomalías en los ensayos de mis pilotes, ¿qué hago ahora?

Si aparecen anomalías en las gráficas de los ensayos ultrasónicos “cross-hole” entre tubos embebidos en el hormigón del pilote (también llamados ensayos de transparencia sónica), no te asustes, es bastante frecuente.

Los retrasos superiores al 20% en la llegada de la onda ultrasónica desde el emisor al receptor, o la pérdida total de la señal, significan una anomalía en las gráficas del ensayo. Usualmente indican un fallo en las características físicas del pilote, por la presencia en el camino recorrido por las ondas de un hormigón de inferior calidad en el momento del ensayo (hormigón contaminado, de baja resistencia, coqueras, nidos de grava u oquedades) o la presencia de tierra. Mediante este ensayo no es posible obtener más datos que confirmen algunas de estas hipótesis. Las anomalías en las gráficas también podrían tener su origen en problemas específicos del sistema de ensayo, como pueden ser: mala disposición de los tubos de auscultación (despegues del hormigón, excesiva distancia entre tubos, diámetro excesivo de los tubos), o problemas en los equipos electrónicos (sensores, cables, software) o en su manejo.

La importancia de esos posibles fallos en el pilote se puede evaluar realizando un recálculo del pilote afectado y del grupo o encepado al que pertenece, estimando la extensión de la zona afectada por el fallo, la probable resistencia real del material del pilote en estado de servicio (usualmente varios meses o años después del ensayo), el reparto de cargas a lo largo del pilote y el reparto de cargas entre los pilotes del grupo. En dicho recálculo se debe tener en cuenta que el actual Código Técnico de la Edificación español admite que el tope estructural del pilote se incremente en un 25% cuando se realicen este tipo de ensayos, en lógica consonancia con la reducción de incertidumbre sobre la ejecución del pilote que significan los ensayos de control. Este incremento está reconocido desde hace decenios en la normativa francesa y figura también desde hace decenios en el manual “Geotecnia y Cimientos” de José A. Jiménez Salas. Solo en el caso de que estos posibles fallos lleguen a afectar a la capacidad resistente de la cimentación en su conjunto se podrían considerar como defectos, tal como indica la Monografía del Cedex “Recomendaciones para la ejecución e interpretación de ensayos de integridad de pilotes y pantallas “in situ”.

En los casos en que esos defectos en la cimentación se consideren relevantes y se necesiten comprobaciones adicionales de la existencia de esos fallos en el pilote, las actuaciones habituales son las siguientes:

  • Anomalías en la parte superior del pilote. Excavación alrededor del pilote para comprobar visualmente su integridad, lo que permite sanear y reparar el hormigón si fuera necesario. También se pueden realizar otras comprobaciones, como la extracción y ensayo de probetas testigo del hormigón, en vertical desde la cabeza del pilote o en horizontal desde el lateral.
  • Anomalías en la punta del pilote. Perforación de sondeos verticales en el hormigón del pilote hasta alcanzar la punta y penetrar en el terreno, obteniendo testigo continuo. Permiten la inspección visual del testigo, la introducción de una cámara de video en la perforación, y el ensayo a compresión de probetas cortadas del testigo continuo. A través de esas perforaciones se pueden realizar inyecciones de cemento en caso necesario.
  • Anomalías en zonas medias del pilote. Perforaciones como en el caso anterior, e inyecciones de lechada o resinas en caso necesario. En algunos casos se refuerza el pilote mediante micropilotes que atraviesan la zona con fallo.
testigo continuo de hormigón de un pilote
Testigo continuo del hormigón de un pilote

En los ensayos sónicos con martillo de mano (o de impedancia) la definición de las anomalías es más subjetiva, ya que la información que facilitan es mucho más somera, pero estos criterios generales son los mismos.

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¿Para qué sirven las pruebas de carga de pilotes?

Las pruebas de carga de los pilotes se realizan por uno de estos dos motivos:

  • Para comprobar el dimensionamiento realizado en el proyecto y las hipótesis geotécnicas que lo sustentan
  • Para comprobar que los pilotes que se están construyendo tienen capacidad de carga suficiente y el asiento que se espera de ellos

En el primer caso las pruebas se suelen realizar en proyectos grandes, con muchos pilotes, en los que vale la pena comprobar “in situ” el diseño del pilotaje realizado en proyecto, ya que los ahorros en el dimensionamiento definitivo de los pilotes a construir pueden llegar a ser muy importantes.

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Estas pruebas de carga previas se suelen realizaar en una fase previa de la construcción, sobre pilotes construidos expresamente para la prueba, y se llevan usualmente hasta el hundimiento del pilote. Es la manera de conocer el coeficiente de seguridad real que tiene la carga de hundimiento sobre la carga de trabajo.

Las pruebas de carga del segundo tipo se realizan sobre pilotes que se utilizan en la cimentación, por lo que no se suelen cargar muy por encima de la carga de trabajo, solo entre un 25% y un 50% más. Sirven para comprobar el comportamiento del pilote bajo cargas similares a las de proyecto o algo superiores.

Las pruebas de carga más usuales y tradicionales son las estáticas, con un gato apicando fuerza en la cabeza del pilote. Hoy en día se utilizan también otros métodos más rápidos, como los dinámicos con martillo o maza de hinca, y los simidinámicos como los Statnamic.

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¿Cuantos pilotes tengo que ensayar en mi obra?

Como regla general: TODOS.

Los fallos en la ejecución de los pilotes no suelen ser de carácter generalizado, que son los que se detectan con un muestreo, sino que suelen ser puntuales en algún pilote que, por motivos variados, haya quedado mal ejecutado; pero estos fallos no se detectan con un muestreo, y menos si el muestreo es muy somero.

En este sentido, el Código Técnico de la Edificación español (CTE) se queda muy corto, ya que especifica muestreos de ensayos de integridad comprendidos entre 1 de cada 20 pilotes y 1 de cada 4 pilotes, que a todas luces son insuficientes.

Es como si queremos comprobar la presión de aire en las cuatro ruedas de nuestro coche, nos vamos a la gasolinera, y decidimos hacer un muestreo: comprobamos la presión en una de las ruedas, y entonces sacamos la conclusión de que todas están igual de bien y ¡nos vamos tan contentos! ¿A que no se le ocurre a nadie? Pues si tenemos cuatro pilotes en un encepado y ensayamos un muestreo de un pilote -y ya es más de lo que pide el CTE- ¡estamos igual que cuando miramos la presión de aire solo en una rueda del coche!

Estos muestreos tan bajos están sacados de la normas francesas, que son antiguas, y en aquella época los instrumentos electrónicos de ensayo eran unos trastos enormes y poco manejables que necesitaban varias personas para su funcionamiento, y que incluso obtenían las gráficas con una cámara Polaroid fotografiando un osciloscopio en el que aparecía la curva del ensayo sónico. Evidentemente, con aquellos equipos no se podía pedir más que un muestreo.

Pero la electrónica y la informática han avanzado enormemente desde entonces, como todos experimentamos en nuestra vida diaria, por lo que los equipos de ensayo modernos permiten realizar ensayos de pilotes en obra con una gran rapidez y obtener informes y gráficas impresos en la oficina en diferentes formatos en papel y electrónicos.

PetBT

Hoy en día los ensayos sónicos de pilotes con martillo de mano se pueden hacer con un tablet o un teléfono móvil con sistema operativo Android y un sensor con Bluetooth, como el Pet-BT de la casa Piletest que se ve en la foto.

Más información sobre las frecuencias de ensayos en el CTE aquí.