Las pruebas de carga en pilotes permiten conocer su capacidad de carga última, o simplemente su comportamiento ante cargas conocidas. Se realizan en muchos proyectos para comprobar el diseño previo basado en cálculos analíticos que utilizan parámetros geotécnicos del suelo obtenidos mediante ensayos en laboratorio o mediante ensayos «in situ». Las pruebas de carga también se utilizan directamente como base para el diseño posterior del pilotaje, según una tendencia que va tomando fuerza en las normas europeas de diseño de cimentaciones.
Tradicionalmente las pruebas de carga vertical de pilotes se han realizado por el método estático, cargando lentamente la cabeza del pilote mediante un cilindro hidráulico y midiendo el asentamiento que se va produciendo al incrementar la carga, obteniéndose así la curva carga-asiento. Estas pruebas estáticas son lentas y costosas, puesto que duran muchas horas o incluso días y que hay que disponer una estructura de reacción anclada al terreno mediante otros pilotes o micropilotes.
La aparición de los computadores y de la instrumentación electrónica trajo una alternativa a las pruebas de carga estática: las pruebas de carga dinámica, que son habituales en pilotes hincados, y que tambien se realizan en pilotes perforados. En las pruebas dinámicas se aprovecha la onda de impacto que genera el martillo en el pilote para captar la información de la resistencia que opone el suelo, mediante una instrumentación del pilote y un software informático adecuados.
Las pruebas de carga dinámica son una buena alternativa a las pruebas estáticas en los pilotes hincados, puesto que ya hay un dispositivo de carga disponible en obra, que es el martillo de hinca, lo que evita el elemento de reacción de las pruebas estáticas y permite hacer muchas pruebas de carga dinámica en un día. Pero en pilotes perforados no se tiene ese dispositivo de impacto en obra, lo que habitualmente requiere la elaboración de un dispositivo en obra, que implica tiempo y dinero, y hace que las pruebas de carga dinámica en pilotes perforados no suelan presentar ventajas prácticas con respecto a las pruebas estáticas convencionales.
Para poder realizar pruebas de carga más rápidas que las estáticas en los pilotes perforados nacieron hace tres décadas varios tipos de dispositivo de impacto amortiguado que permiten realizar otras pruebas de carga denominadas como semidinámicas o «rápidas», que también se conocen por las siglas RLT (Rapid Load Test). Mediante estos dispositivos se aplica una carga de impacto amortiguada por diferentes métodos, con una duración de aplicación de la carga 10 veces superior a la de los martillos de hinca, lo que hace que no se genere onda de impacto y que el comportamiento del pilote sea más parecido al de una prueba estática. Las curvas carga-asiento, medidas directamente por la instrumentación durante la prueba, se suelen corregir para tener en cuenta los efectos de inercia del pilote y de comportamiento viscoso del suelo.
El dispositivo RLT más conocido es el Statnamic, que utiliza la fuerza generada por un cilindro de combustión interna instalado sobre la cabeza del pilote, con unos contrapesos como reacción. En Europa, Japón y Sudeste de Asia se van imponiendo otros dispositivos que no necesitan combustible para aplicar la carga, lo que les permite sortear las legislaciones medioambientales cada vez más restrictivas.
Uno de estos dispositivos es StatRapid, de Allnamics, que recientemente ha realizado las primeras pruebas de carga de pilotes por el método RLT en España. Las pruebas se han realizado por Allnamics, con un dispositivo StatRapid propio, en Barcelona con nuestra colaboración, sobre pilotes de 1,5 m de diámetro, alcanzándose cargas de 12 MN (1200 t).
La carga se aplica mediante una maza de masa modulable con caída libre regulable en altura, que impacta sobre un sistema de amortiguación formado por prismas de caucho. La medida de la carga aplicada se realiza mediante células de carga, y la medida del desplazamiento de la cabeza del pilote mediante acelerómetros y un nivel óptico automático. Mediante una grúa de gran tonelaje se desplazaba el dispositivo completo de un pilote a otro preparado para la prueba, pudiéndose realizar así varias pruebas en un día.
En nuestra página de Documentos encontrarás varios artículos técnicos sobre estas pruebas en Barcelona, publicados en congresos y en revistas geotécnicas españolas, estadounidenses y holandesas.
StatRapid y otros métodos para pruebas de carga rápida en pilotes están amparados por la norma europea EN ISO 22477-10:2016 «Geotechnical investigation and testing – Testing of geotechnical structures – Part 10: Testing of piles: rapid load testing» (en fase de publicación por Aenor-UNE), y por la norma estadounidense ASTM D7383 – 10 «Standard Test Methods for Axial Compressive Force Pulse (Rapid) Testing of Deep Foundations».
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