Utilización de pruebas de carga en el diseño de pilotes

En España hay tres códigos técnicos para el diseño de pilotes: uno obligatorio para edificación, unas recomendaciones geotécnicas para obras de carreteras, y otras para obras marítimas. Las referencias completas de los documenteos son las siguientes:

  • Código Técnico de la Edificación (CTE), Documento Básico SE-C: Seguridad Estructural, Cimientos. Ministerio de la Vivienda (2006). Descarga gratuita en Internet aquí.
  • Guía de cimentaciones en obras de carreteras. Dirección General de Carreteras del Ministerio de Fomento (2003). Descarga gratuita en Internet aquí.
  • Recomendaciones Geotécnicas para Obras Marítimas y Portuarias (ROM 0.5-05), Puertos del Estado, Ministerio de Fomento (2005). Descarga gratuita en Internet aquí.

Además, recientemente se ha aprobado en nuestro pais una revisión del Eurocódigo 7: Proyecto geotécnico. Parte 1: Reglas generales, Norma UNE-EN 1997-1, que incluye el esperado Anejo Nacional que coordina los tres códigos españoles citados con el Eurocódigo 7 vigente en Europa y con sus criterios de diseño. Se puede adquirir aquí.

Considero que puede ser útil resumir los coeficientes de seguridad más importantes que estos códigos especifican para el cálculo de las cimentaciones por pilotaje.

En la primera tabla que figura a continuación, tomada del CTE obligatorio para edificios, figuran las tensiones máximas a las que se pueden cargar los pilotes, en función del procedimiento constructivo y del tipo de pilote.

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De ella se pueden deducir los topes estructurales de algunos tipos frecuentes de pilotes. Por ejemplo, un pilote barrenado sin control de parámetros puede ser cargado hasta 3,5 MPa, o hasta 3,5 x 1,25 = 4,4 MPa si se realizan ensayos de integridad estructural en esos pilotes. Mientras que un pilote prefabricado de hormigón armado e hincado, construido con hormigón de 50 MPa de resistencia característica, puede ser cargado hasta 0,3 x 50 = 15 MPa, es decir, más del triple que en el caso del pilote barrenado.

Los códigos de diseño admiten varios métodos para calcular la capacidad resistente del suelo al hundimiento ante la carga que le transmite un pilote. Los más conocidos son los métodos analíticos, que utilizan fórmulas basadas en las propiedades del suelo como el ángulo de rozamiento interno, la cohesión, y otras, que se suelen obtener mediante ensayos de laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en sondeos. También se utilizan métodos de cálculo basados en ensayos “in situ” que miden la resistencia del suelo, como el SPT, los penetrómetros dinámicos y estáticos, y los presiómetros. Otro método de cálculo que está ganando importancia en los códigos de diseño es el de las pruebas de carga sobre pilotes reales, e incluso algún código como el Eurocódigo 7 lo considera como el método preferente de diseño de pilotes.

Si se utilizan métodos analíticos para el diseño, los tres códigos españoles citados no dan los mismos valores para el coeficiente de seguridad reductor de la capacidad de carga calculada. En la siguiente tabla hay una comparación. Se ha extraido de un artículo presentado en un reciente congreso europeo sobre el tema.

tabla-2-lovainaDado que las pruebas de carga son el método más real de estimar la capacidad de carga de un pilote, los códigos permiten en ese caso la aplicación de coeficientes de seguridad inferiores para la reducción de la resistencia del terreno así calculada. En el CTE aparece la tabla siguiente sobre coeficientes de reducción de la resistencia característica del terreno al hundimiento del pilote, en función del método de cálculo utilizado. Se puede ver que la disminución en los coeficientes reductores es importante si se realizan pruebas de carga, lo que en obras con muchos pilotes puede compensar de sobras el coste de dichas pruebas.

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Las recomendaciones ROM 0.5-05 de Puertos del Estado incluyen una detallada tabla con los coeficientes de seguridad para la reducción de la resistencia característica del terreno al hundimiento del pilote, en función del tipo de pilotaje y del método de diseño utilizado. Es curioso que solo contempla la utilización de pruebas de carga en el diseño para el caso de pilotes hincados.

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En el CTE aparecen un par de tablas que permiten calcular la resistencia característica del terreno al hundimiento del pilote en función del número de pruebas de carga realizadas en una cimentación. La primera tabla es para pruebas de carga estática.

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Y la segunda es para pruebas de carga dinámica.

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Los códigos españoles no citan normas de ensayo para las pruebas de carga estática o dinámica de pilotes, ya que todavía no existe normativa española o europea aprobada, por lo que es habitual referirse a normativa ASTM norteamericana a la hora de realizar pruebas de carga en pilotes:

  • “Standard Test Method for Deep Foundations Under Static Axial Compressive Load”, ASTM D 1143M (pruebas de carga estática).
  • “Test Method for High Strain Dynamic Testing of Piles”. ASTM D 4945 (pruebas de carga dinámica).

El Comité Europeo de Normalización CEN está desarrollando dos normas para estas pruebas, todavía no aprobadas definitivamente:

  • “Geotechnical investigation and testing – Testing of geotechnical structures – Part 1: Pile load test by static axially loaded compression”, prEN ISO 22477-1 (pruebas de carga estática).
  • “Geotechnical investigation and testing – Testing of geotechnical structures – Part 4: Testing of piles dynamic load testing”, prEN ISO 22477-4 (pruebas de carga dinámica).

CEN tiene ya aprobada otra norma para pruebas de carga rápida en pilotes, que es un tipo de prueba intermedio entre carga estática y carga dinámica, que en España no tiene todavía tradición:

  • Geotechnical investigation and testing – Testing of geotechnical structures – Part 10: Testing of piles: rapid load testing, EN ISO 22477-10:2016.

De lo anterior se deduce que las pruebas de carga de pilotes son un instrumento válido para el diseño de una cimentación profunda, permitiendo en muchos casos la consecución de ajustes importantes en su presupuesto y una reducción de incertidumbres de proyecto que, cuando aparecen, suelen desmbocar en retrasos, disputas y pérdidas económicas.

Para más información o consultas sobre el argumento, pueden utilizar el siguiente formulario de contacto.

 

INGE y CFT & Asociados firman un acuerdo para la colaboración en la realización de pruebas de carga de pilotes

INGE y CFT & Asociados han firmado el pasado mes de septiembre un acuerdo de colaboración para sumar sus recursos y experiencia en el campo de la instrumentación geotécnica y estructural y en el de pruebas de pilotes. El objetivo es ofrecer al mercado de los pilotes y las cimentaciones profundas un servicio altamente especializado de pruebas de carga estáticas y dinámicas.

Las pruebas de carga estática permiten conocer el comportamiento real de los pilotes en el terreno. Se realizan en la fase de proyecto de la cimentación o en la fase de construcción, como comprobación del diseño realizado. Dadas las elevadas cargas a aplicar, generalmente del orden de cientos o miles de toneladas, son ensayos costosos, por lo que la participación de consultores especializados y con medios adecuados es fundamental para el éxito técnico y económico de las pruebas.

En las pruebas de carga dinámica se utiliza una maza que impacta sobre el pilote para movilizar su resistencia por punta y por fuste. Mediante instrumentación electrónica es posible captar su comportamiento y obtener después por cálculo numérico la capacidad portante del pilote. Las pruebas dinámicas se emplean habitualmente para comprobar la capacidad de carga de pilotes prefabricados de hormigón hincados con martillo.

inge_10aniversario-01Instrumentación Geotécnica y Estructural, S.L. (INGE) es una empresa con sede en Asturias, especializada en actividades de consultoría y servicios en las áreas de Geología y Geotecnia, Ingeniería Civil e Instrumentación y Control Estructural.

Carlos Fernández Tadeo & Asociados, S.L. (CFT & Asociados) es una empresa con sede en Barcelona, especializada en la realización de ensayos y pruebas de pilotes y cimentaciones profundas, y en el suministro de equipos para ensayos geotécnicos.

CFT & Asoc colabora con la UPC en proyecto de investigación sobre pilotes

chum_cLa Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) lidera un proyecto de investigación para el desarrollo de tipologías de pilotes más respetuosos con el medio ambiente. UPC ha confiado a CFT & Asoc. la realización de los ensayos de integridad de los pilotes de prueba que se construyeron expresamente para este proyecto dentro del recinto de la obra del nuevo túnel viario de la plaza de Les Glòries de Barcelona.

En concreto, hemos realizado ensayos de tipo ultrasónico “cross-hole” en tubos embebidos en el hormigón del pilote, y ensayos sónicos con martillo de mano o de eco, utilizando equipos electrónicos y software de la casa Piletest modelos CHUM y PET.

Los ensayos ultrasónicos se han realizado a través de 8 tubos repartidos por la periferia del pilote, habiendo obtenido 28 diagrafías ultrasónicas correspondientes a 28 perfiles posibles por combinación entre diferentes parejas de tubos.

pet_aLos ensayos sónicos se han realizado colocando el sensor en diferentes puntos de la cabeza del pilote y dando golpes con el martillo de mano en otros puntos previamentes establecidos.

Para más información sobre los métodos de ensayo de integridad de pilotes y los equipos que los realizan puedes leer un artículo técnico nuestro descargable en esta otra entrada del blog, o utilizar nuestro formulario de contacto exponiendo tu consulta.

Capacitación para el uso de Chum en Panamá

Piletest es uno de los líderes mundiales en el desarrollo y fabricación de equipos electrónicos y software para el ensayo de pilotes. Sus equipos se utilizan en todos los continentes. CFT & Asociados SL somos sus representantes en España y en la mayoría de países de América Latina. Utilizamos los equipos Chum y Pet en la realización de ensayos de integridad de pilotes desde hace más de 15 años, y también los hemos vendido a varias decenas de clientes en España, Portugal, Argentina, Paraguay, Brasil, Chile, Bolivia, Perú, Ecuador, Colombia, Panamá, Guatemala, México, Nigeria, Congo, Angola y Mozambique.

Panama1Los equipos Piletest son fáciles de utilizar en obra, por lo que muchos clientes aprenden rápidamente su empleo simplemente con una breve ayuda inicial por Internet. Pero también muchos clientes prefieren que les impartamos una formación más completa. Habitualmente la realizamos en el domicilio del cliente y ensayando pilotes locales durante uno o dos días, pero también la hemos realizado por Internet a distancia, y en nuestras oficinas de Barcelona (España).

Panama2Recientemente nos hemos desplazado a Panamá para realizar la capacitación en el ensayo de pilotes de gran diámetro para un usuario local, Centeno-Rodríguez y Asociados, S.A., que utiliza un equipo Chum de Piletest en los ensayos ultrasónicos “cross-hole”, con tomografía 3D incluida, de 350 monopilotes o pilas-pilote del viaducto elevado de la Línea 2 del Metro de Panamá.

Para más información, rogamos que utilice nuestro formulario de contacto.

Práctica española en diseño de pilotes

La Sociedad Internacional de Mecánica del Suelo e Ingeniería Geotécnica (ISSMGE) ETC3_2016realizó en 2016 un simposio europeo dedicado exclusívamente al diseño de pilotes y a la implantación en ese ámbito de los criterios del Eurocódigo 7 en los diferentes países de Europa. El simposio contó con cerca de 200 participantes, una docena de ellos provenientes de España.

Uno de los aspectos más interesantes del simposio fue la recopilación en un volumen de los diferentes procedimientos de diseño y cálculo de pilotajes en los países europeos. El artículo sobre la práctica española fue redactado por José Estaire y Carlos Fernández Tadeo. En él se recogen los criterios habituales en España para el diseño de pilotes en relación a los criterios del Eurocódigo 7, así como las especificaciones al respecto contenidas en el Anexo Nacional Español al EC7.

El artículo se puede descargar en el siguiente enlace a nuestra página de documentos sobre ensayos y pruebas de pilotes

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Para más información, puedes contactar con nosotros a través del siguiente formulario.

Formación en ensayos de pilotes

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Desde hace 13 años estamos impartiendo cursos y seminarios sobre ensayos de integridad y pruebas de carga de pilotes. Entre 2003 y 2009 el Dr. Joram Amir, creador de los equipos Pet y Chum y fundador de Piletest, impartió cinco seminarios en Madrid, Cataluña e Ibiza con cerca de un centenar de participantes. En los años siguientes, la crisis global y del sector de la construcción en particular obligó a comprimir los cursos y a reducir costes para seguir dando a nuestros clientes una oportunidad de formarse adecuadamente en las técnicas y los equipos de ensayos de integridad de pilotes.  Para ello, Carlos Fernández Tadeo ha venido impartiendo cursos en diversos lugares de España y también por internet para Europa, América y África, tanto de forma abierta como cursos específicos para una empresa.

En los últimos meses hemos impartido cursos de capacitación en ensayos y pruebas de pilote para diferentes clientes locales en Perú, Bolivia, Chile, México, Guinea Ecuatorial y España, ya sea en los locales del cliente como a distancia por internet.

El contenido habitual de estos cursos suele estar formado por los siguientes temas:

  • Fallos en los pilotes.
  • Método sónico o de eco para ensayos de integridad de pilotes. Teoría de la propagación de la onda sónica en un medio unidimensional. Equipo Pet de Piletest, manejo, software e informes.
  • Método ultrasónico “cross-hole” o de transparencia sónica para ensayos de integridad de pilotes y cimentaciones profundas. Movimiento de las ondas en el espacio. Aplicación al método. Equipo Chum de Piletest, manejo, software e informes.
  • Tres conceptos a diferenciar: anomalía, fallo y defecto.
  • Ejemplos prácticos de anomalías en ensayos con Pet y Chum.
  • Abusos en los ensayos de integridad de pilotes.
  • Conclusiones.

Curso pilotes mayo 2012

Para más información y reservas, puedes utilizar nuestro formulario de contacto.

 

 

Próximo congreso europeo sobre diseño de pilotes

La Sociedad Internacional de Mecánica del Suelo e Ingeniería Geotécnica –ISSMEG– tiene un Comité Europeo sobre Pilotes –ETC3 Piles– que ha convocado un interesante congreso Logo-ETC3-zwart-e1435065648457sobre diseño de pilotes con el lema Design of Piles in Europe, How did Eurocode 7 change daily practice?

El congreso se realizará en Lovaina (Bélgica) los días 28 y 29 de abril de 2016. Entre los argumentos a tratar destacan:

  • Diseño de pilotes según el Eurocódigo 7. Situación actual y perspectivas.
  • Métodos de cálculo basados en los parámetros del suelo y en pruebas de carga.
  • Comparación de los sistemas de diseño de pilotes en diferentes países europeos.
  • Diferentes métodos para realizar pruebas de carga de pilotes: estáticas, dinámicas y rápidas.
  • Efectos de cargas cíclicas en el diseño de pilotes off-shore.
  • Normalización de la ejecución de pilotes en Europa.
  • Control de calidad, ensayo y monitorización de pilotes.
  • I+D sobre pilotes en Europa.

Si estás interesado en recibir más noticias o en inscribirte en el congreso, puedes contactar con nosotros a través de nuestro formulario de contacto, directamente en la página web del congreso, o a través de la Sociedad Española de Mecánica del Suelo e Ingeniería Geotécnia –SEMSIG-.

Piletest lanza nuevas versiones de software para sus equipos Pet y Chum

El fabricante de equipos para ensayos de integridad de pilotes Piletest acaba de lanzar nuevas versiones para el software de sus equipos:

  • PET para ensayos sónicos de pilotes con martillo de mano, o de eco. Nueva versión 4.1.4. Pet_2016
  • CHUM para ensayos ultrasónicos “cross-hole” en tubos embebidos en el hormigón del pilote, también denominados de transparencia sónica o CSL. Nueva versión 4.4.7. Chum 2016b

Las mejoras introducidas en los programas afectan a la usabilidad de los mismos, con presentación más actual y adecuada para Windows 10, con mejor visibilidad en la pantalla en el exterior, y con algunas opciones nuevas.

Los usuarios actuales de Pet y Chum pueden descargarse las nuevas versiones sin costo a través de la Comunidad de Usuarios de Piletest en su web, utilizando las contraseñas facilitadas por el fabricante de que disponen.

Si no encuentras tu contraseña, puedes contactar con nosotros a través de nuestro formulario de contacto.

Y si todavía no eres usuario de Pet o Chum, puedes solicitar información sin ningún compromiso a través de nuestro formulario de contacto.

Próximo seminario sobre ensayos de integridad de pilotes

En los últimos 15 años hemos realizado en España varios seminarios sobre ensayos de integridad de pilotes. En cinco ocasiones fueron impartidos por Joram Amir, el fundador de Piletest, la empresa fabricante de los populares equipos Pet y Chum. Otros fueron impartidos por Carlos Fernández Tadeo, en algunos casos por internet. También hemos realizado seminarios para empresas, en su domicilio o por internet hacia África y América.

El próximo Seminario sobre ensayos de integridad de pilotes será el 3 de marzo de 2016, en Amsterdam, junto al aeropuerto. Impartido por Joram Amir.

Amsterdam

Todavía hay plazas a precio reducido. Seminario imprescindible si quieres adquirir conocimientos fundamentales sobre los ensayos de integridad de pilotes. En este enlace están los detalles de lugar, horario y temario, y el boletín de inscripción.

Para más información puedes utilizar nuestro formulario de contacto, donde también está nuestro teléfono.

Prueba de carga dinámica de un pilote barrenado existente

En los trabajos de rehabilitación y de reforma de estructuras de edificación existentes, es frecuente encontrar cimentaciones por pilotaje de las que no se tiene ninguna información del proyecto original, o las informaciones disponibles son insuficientes para estimar su resistencia. Pero el diseñador de la nueva estructura necesita conocer la capacidad de carga de esos pilotes preexistentes para evaluar su posible idoneidad para el nuevo proyecto. Normalmente se realizan catas en el terreno para conocer el número y diámetro de los pilotes bajo los encepados, y se realizan reconocimientos geotécnicos mediante perforación de sondeos y otros métodos con objeto de identificar los diferentes niveles geotécnicos en el subsuelo y sus propiedades. Pero en muchos casos todavía quedan dudas sobre la capacidad de carga real de esos pilotes preexistentes.

Entonces suele surgir la idea de realizar pruebas de carga en los pilotes. El metodo estático es el que parece más factible y conceptualmente más adecuado, pero en muchos casos no es posible realizar pruebas de carga estática, principalmente porque cargar el pilote mediante un cilindro hidráulico require disponer de una reacción que aguante el empuje del cilindro hacia arriba, normalmente un bastidor metálico anclado al terreno por diferentes métodos. Pero esto muchas veces no es posible, por falta de espacio, por falta de pilotes o micropilotes de reacción, por limitaciones presupuestarias u otras causas.

20151015090619En estos casos, la alternativa de realizar pruebas de carga dinámica suele ser buena, ya que permite evitar los inconvenientes indicados antes. No requiere disponer de un bastidor metálico anclado al terreno, sino solo de un dispositivo de impacto con una maza de caída libre de peso 1,5 a 2% de la carga máxima de prueba, y altura de caída regulable hasta 2 ó 3 m.

20151016015846Recientemente hemos realizado pruebas de este tipo para el diseño estructural de la reforma de un hotel cimentado con pilotes barrenados. En las fotos se puede ver la maza construida expresamente para las pruebas situada sobre una cata excavada para descubrir el piloe a probar, y la instrumentación instalada en el pilote para captar las ondas de fuerza y velocidad que se producen al impactar la maza contra la cabeza del pilote. Para la realización es estas pruebas fue necesario demoler parte del encepado y realizar antes un apeo del pilar.

Para más información, puedes contactar con nosotros sin ningún compromiso a través de nuestro formulario de contacto.

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