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Diseño y pruebas de pilotes prefabricados hincados

Este es el título del artículo de Carlos Fernández Tadeo sobre pilote prefabricados hincados publicado en la revista Obras Urbanas, que puedes descargar aquí.

Los pilotes de hormigón prefabricados e hincados son una buena opción para las cimentaciones de estructuras en suelos blandos o sueltos. En los últimos años, su utilización no se ha visto muy afectada por la drástica reducción de actividad sufrida en la construcción, que si ha afectado a otros métodos de pilotaje. Probablemente ello es debido a que ofrecen un precio muy competitivo y a que su ejecución es muy rápida y limpia.

La instalación de pilotes mediante hinca es el método más antiguo de construcción de pilotes. Durante milenios se hincaron solo pilotes de madera, pero ahora son predominantemente de hormigón (armado o pretensado) y de acero (tubos o perfiles). La tecnificación creciente de la construcción llegó hace décadas a la hinca de pilotes, que se ha convertido en una actividad de alta productividad, al conjugar prefabricación en taller y mecanización de la puesta en obra. Los pilotes se prefabrican en un proceso industrial, se transportan a obra, y allí se instalan con maquinaria especializada que es operada por solo dos personas.

Equipo de hinca de pilotes

Precisamente debido a esa alta tecnificación, la construcción de pilotes hincados se ha convertido en una actividad especializada que ejecutan muy pocas empresas en España y que pocos consultores geotécnicos dominan. En CFT & Asociados fuimos conscientes, hace ya más de una década, de la necesidad existente en la comunidad geotécnica de disponer de expertos independientes, por lo que iniciamos un camino largo y escondido, pero lleno de satisfacciones, que ha pasado por la formación de nuestro personal, por la cooperación con expertos internacionales, y por la obtención de equipos y software especializados para el proyecto y el ensayo de los pilotes hincados. En este camino hemos aprendido mucho y hemos ayudado a nuestros clientes a optimizar sus cimentaciones mediante pilotes hincados, a probar su capacidad de carga y a controlar la calidad de su ejecución.

Ensayo dinámico de carga de un pilote hincado

En el artículo se describen las prácticas recomendables en la fase de proyecto, en la contratación de la empresa especializada en pilotaje hincado y en la fase de ejecución del pilotaje. Las ventajas de realizar un buen diseño y un buen control del pilotaje hincado son las siguientes:

  • Reducción o eliminación de incertidumbres de proyecto: ¿Cual es la longitud adecuada de pilote en el subsuelo local para conseguir la resistencia necesaria? ¿Se podrán hincar hasta la profundidad necesaria con la maquinaria disponible?
  • Garantía de cumplimiento de plazos de ejecución, al minimizarse las paradas por circunstancias imprevistas. Un caso frecuente es que los pilotes se hinquen hasta rechazo a una profundidad muy superior a la prevista inicialmente en los cálculos, lo que produce paros en la producción hasta que se estudie el caso y se adopte una decisión. Lo mismo puede ocurrir en el caso contrario, cuando los pilotes alcancen el rechazo a profundidad inferior a la esperada.
  • Mayor control presupuestario, al evitarse sorpresas en la longitud hincada de pilote a la hora de la ejecución.
  • Reducción de costes: los códigos técnicos permiten utilizar en los cálculos unos coeficientes de seguridad más bajos cuando se realizan pruebas de carga, lo que permite abaratar la cimentación.
  • Mejor control de calidad realizando pruebas de carga de los pilotes, ya que se obtiene una comprobación de su capacidad resistente real.
  • Reducción de conflictos externos: el control de las vibraciones producidas por la hinca permite comprobar si se está sometiendo a las estructuras vecinas a movimientos excesivos, evitándose reclamaciones y litigios por este motivo.

Realizadas medidas de la energía real del SPT en cinco máquinas de sondeo de Codexsa

Hemos medido la energía real del SPT en sondeos realizados por cinco máquinas de la empresa Codexsa, en Marchena (Sevilla).

El equipo utilizado ha sido nuestro analizador de hinca de pilotes marca Pile Dynamics, realizando las medidas según la norma ASTM D4633.

Estas mediciones permiten aplicar al valor N medido en un ensayo SPT un coeficiente corrector por la energía real del ensayo, tal como pide la norma UNE-EN ISO 22476-3 Investigación y ensayos geotécnicos. Ensayos de campo. Parte 3: Ensayo de penetración estándar (ISO 22476-3:2005).

Más información en el menú “Nuestros servicios” de este blog.

Nuevo artículo sobre medida de la energía real del SPT

La revista técnica sobre geología y geotecnia Ingeopres ha publicado en su número de octubre 2011 un artículo titulado “Medida de la energía real del ensayo SPT. Correcciones a aplicar” obra de Albert Ventayol y Carlos Fernández Tadeo.

En este artículo se presentan los resultados obtenidos en la calibración de los equipos utilizados para los ensayos SPT y se analizan el resto de correcciones que hay que aplicar al valor N del SPT antes de utilizarlo en correlaciones y fórmulas. Hace años que se conoce la necesidad de estas correcciones, pero de momento, en España sólo unas pocas empresas las aplican, con la ineficiencia económica que ello supone en el diseño de las cimentaciones.

Descargar el artículo en pdf

Podemos medir la energía real de tus SPTs

La norma UNE-EN ISO 22476-3 del ensayo de penetración estándar SPT pide que se realicen medidas de la energía real que se está aplicando sobre el varillaje. Se debe a que nunca se alcanza la energía teórica (masa x altura de caída) ya que existen rozamientos y amortiguamientos en los dispositivos de caída y de impacto. Pero los equipos manuales de hace 50 años, con los que Terzaghi y otros pioneros de la geotecnia establecieron criterios de diseño de las cimentaciones, todavía aplicaban menos energía que los modernos equipos automáticos, por lo que los resultados de SPT que obtenemos hoy no sabemos muy bien como utilizarlos en el proyecto de cimentaciones con los criterios clásicos basados en el SPT.

La solución es medir la energía real que estamos aplicando en el ensayo, y corregir el valor del SPT obtenido proporcionalmente a la diferencia con la energía que solían aplicar los equipos manuales antiguos. En la norma explica como hacer esta sencilla corrección.

Lo que no es tan sencillo es medir la energía real del SPT. Nosotros lo realizamos de la manera que indica la norma, captando las ondas de fuerza y deformación que induce el impacto de la maza en el varillaje.

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El equipo es el mismo con el que realizamos los ensayos de carga dinámica de pilotes prefabricados, con una varilla instrumentada que lleva los sensores de deformación.

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Es un ensayo rápido que no interfiere prácticamente con la ejecución del sondeo y de los SPT. Solo tenemos que insertar el trozo de varillaje instrumentado.

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