Nuevas recomendaciones DFI para evaluación de resultados de ensayos ultrasónicos «cross-hole» en pilotes

Los ensayos ultrasónicos «cross-hole» o Crosshole Sonic Logging (CSL) se utilizan cada vez con más frecuencia para la evaluación rutinaria de la calidad de los pilotes perforados y hormigonados «in situ» una vez construidos. Mediante estos ensayos se trata de identificar irregularidades como inclusiones de suelo, estrechamientos, punta contaminada, segregación en el hormigón, huecos y otros fallos que pueden afectar negativamente al comportamiento estructural de la cimentación. En muchos casos, los resultados de estos ensayos se utilizan incorrectamente como criterio único de aceptación o rechazo del pilote acabado.

A la vista de la disparidad de criterios que existen para realizar la evaluación de los resultados de estos ensayos, y de los litigios y discusiones que como consecuencia se generan a la hora de aceptar o rechazar los pilotes, el Deep Foundations Institute (DFI) norteamericano ha publicado unas recomendaciones sobre terminología y criterios de evaluación del ensayo ultrasónico «cross-hole» que llevan por título «Terminology and Evaluation Criteria of Crosshole Sonic Logging (CSL) as applied to Deep Foundations» que se pueden descargar gratuitamente en este enlace.

Los objetivos de este documento son: revisar los avances realizados en las últimas décadas y la práctica actual del ensayo, proponer criterios de evaluación de sus resultados y educar a los ingenieros y técnicos involucrados en cimentaciones profundas en la interpretación razonable de los ensayos. Su principal conclusión es que el ensayo ultrasónico «cross-hole» no puede ser el único elemento de juicio para decidir la aceptación o rechazo de un pilote.

El documento ha sido redactado por un comité de variados expertos en diseño, normalización, ejecución y ensayos de pilotes, que ha trabajado durante tres años en este texto conciso de solo 17 páginas, y ha sido sometido a varios procesos de revisión por otras entidades y a una consulta pública.

Las normas existentes para la realización de este ensayo, como la ASTM D6760, se refieren principalmente al equipamiento técnico y al procedimiento de ejecución del ensayo, y dejan el tema de la aceptación o rechazo del pilote al criterio del ingeniero responsable de la cimentación. El criterio más tradicional de interpretación del ensayo dice que la aparición de retrasos del 20% en el tiempo de llegada de la onda ultrasónica constituye el umbral de indicación de la existencia de un fallo entre los dos tubos instalados en el pilote, por los que se introducen los transductores ultrasónicos.

Los modernos sistemas de ensayo permiten realizar análisis numéricos y gráficos avanzados como la tomografía, descrita en esta entrada de nuestro blog, la cual también necesita que se establezcan unos umbrales de identificación de fallos.

El documento DFI insiste en la adopción de la terminología Anomalía – Fallo – Defecto, que figura en la norma ASTM citada, para superar la confusión que muchas veces crea la utilización indiscriminada de términos como defecto o fallo en los informes de resultados de los ensayos. Ver en esta otra entrada del blog. Esta terminología también es la aceptada en España por la Monografía del Cedex “Recomendaciones para la ejecución e interpretación de ensayos de integridad de pilotes y pantallas “in situ”, como se explica en esta otra entrada del blog titulada ¿Qué quiere decir que en los ensayos de integridad de pilotes aparecen anomalías?

Anomalía, fallos y defectos

Las recomendaciones DFI incluyen unos nuevos criterios de clasificación de los resultados del ensayo ultrasónico «cross-hole», que puedan servir como orientación al ingeniero responsable en el proceso de aceptación de una cimentación. Están basados en la experiencia existente y utilizan los resultados del ensayo en términos de Primer tiempo de llegada de la onda o FAT (First Arrival Time), y de Energía Relativa de la onda. Una vez eliminada la posibilidad de que haya habido un error en el funcionamiento del equipo o en el procedimiento de realización del ensayo, cada perfil ultrasónico entre dos tubos, también denominado como «diagrafía», se puede clasificar en una de las siguiente tres categorías:

  • Clase A: Resultados del ensayo aceptables.
  • Clase B: Resultados del ensayo condicionalmente aceptables.
  • Clase C: Resultados del ensayo muy anormales.

La definición de las clases está indicada en la figura de doble entrada siguiente mediante un código de colores.

A continuación se describen estas categorías:

Clase A: Resultados de ensayo aceptables

En toda la altura del perfil, el FAT se incrementa en menos del 15% con respecto a su valor medio local, Y la energía relativa se reduce en menos de 9 dB de su valor medio local. No es necesario ningún estudio adicional.

Clase B: Resultados de ensayo condicionalmente aceptables

El FAT se incrementa entre el 15% y el 30% con respecto a su valor medio local, Y la energía relativa se reduce en menos de 12 dB de su valor medio local.

O

El FAT se incrementa en menos del 15% con respecto a su valor medio local, Y la energía relativa se reduce en más de 9 dB de su valor medio local.

Se necesita realizar una evaluación de los resultados anómalos para establecer su repercusión en el comportamiento del pilote, considerando el número de perfiles o diagrafías que aparecen como Clase B a una determinada profundidad, para lo cual el ensayador debe indicar cuales son los perfiles afectados y entre qué profundidades lo están. Conviene recordar que se trata de una clasificación de los resultados del ensayo, no de una clasificación del pilote. Es decir, el ensayo no clasifica un pilote como «Clase B», sino que sugiere posibles fallos en el pilote, para que el responsable de la cimentación realice una evaluación de la incidencia de ese posible fallo en el comportamiento de la cimentación.

Clase C: Resultados del ensayo muy anormales

El FAT se incrementa en más del 30% con respecto a su valor medio local.

O

El FAT se incrementa en más del 15% con respecto a su valor medio local, Y la energía relativa se reduce en mas de 12 dB de su valor medio local.

Se necesita realizar una evaluación de los resultados anómalos para establecer su repercusión en el comportamiento del pilote, considerando el número de perfiles o diagrafías que aparecen como Clase C a una determinada profundidad, para lo cual el ensayador debe indicar cuales son los perfiles afectados y entre qué profundidades lo están. Conviene recordar que se trata de una clasificación de los resultados del ensayo, no de una clasificación del pilote. Es decir, el ensayo no clasifica un pilote como «Clase C», sino que sugiere posibles fallos en el pilote, para que el responsable de la cimentación realice una evaluación de la incidencia de ese posible fallo en el comportamiento de la cimentación y adopte las decisiones oportunas. En este caso de Clase C, es más probable que se necesiten reconocimientos adicionales invasivos en el pilote, y también que el pilote finalmente necesite una reparación o sustitución.

En resumen, el especialista en ensayos de pilotes es responsable de realizar unos ensayos según los procedimientos normalizados, de presentar unos resultados en forma de diagrafías con, al menos, el tiempo de llegada y la energía de la onda. Pero no es responsable de decidir la aceptación final del pilote. El ingeniero responsable de la obra es quien debe adoptar esa decisión, en base a los resultados de los ensayos y también en base al resto de información disponible, como el dimensionamiento de proyecto, los partes de ejecución de los pilotes, los ensayos de materiales, los informes de supervisión de ejecución, y otras posibles informaciones relevantes.

En esta otra entrada del blog se pueden encontrar más consideraciones sobre las actuaciones a seguir cuando aparecen anomalías en los ensayos de integridad de pilotes.

Para más información, utilice nuestro formulario de contacto.

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