¿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.

El módulo de deformación medido con la placa de carga dinámica

La placa de carga dinámica mide un módulo de deformación del suelo sobre el que impacta durante el ensayo, pero ese módulo ¿es el mismo que el que mide la placa de carga estática?

La respuesta es NO. La placa estática mide un módulo estático y la placa dinámica mide otro módulo, que no puede tener el mismo valor ya que el método de ensayo es bastante diferente. Cada una de ellas tiene un método de ensayo especificado en una norma UNE diferente:

  • UNE 103808, referente a la placa de carga estática
  • UNE 103807-2, referente a la placa de carga dinámica de 300 mm de diámetro

Los módulos obtenidos con la placa estática son los especificados en la actualidad en el Pliego General de Condiciones de la Dirección General de Carreteras del Estado (PG3), mientras que los módulos obtenidos con la placa dinámica todavía no están recogidos en el PG3, aunque sí que lo están en otros pliegos europeos similares.

¿Cómo aprovecharnos entonces de las evidentes ventajas que nos traen las modernas placas de carga dinámicas? Muy sencillo: estableciendo correlaciones entre ambos módulos mediante ensayos comparativos al inicio de la obra y con los mismos materiales.

Relación entre Ev2 y Evd en una obra

De esta forma se pueden establecer en cada proyecto y para cada material cuales son los valores mínimos del módulo de deformación dinámico que deben alcanzarse para estar dentro de los requisitos especificados para el módulo estático, empleando un método más rápido, fiable, sencillo y económico como es la placa de carga dinámica.

Confiamos en que, poco a poco, se vaya aprovechando la gran experiencia alemana en este tipo de placas dinámicas, de manera que los pliegos y normativas españolas puedan recoger pronto valores especificados para el ensayo dinámico.

Más información en nuestra web.

¿Cuantos tubos tengo que poner en mis pilotes?

Para poder realizar en los pilotes el ensayo ultrasónico «cross-hole» o de transparencia sónica, es necesario que hayan quedado unos tubos huecos al hormigonar el pilote, para poder introducir por allí las sondas ultrasónicas.

El número de tubos a instalar depende del diámetro que tengan los pilotes.

    • Chum_2t2 tubos para diámetro hasta 60 cm
    • 3 tubos para diámetro hasta 120 cm
    • 4 tubos para diámetro hasta 150 cm
    • 5 tubos para diámetro a partir de 150 cm
    • Para grandes diámetros se coloca un tubo cada 30 cm de diámetro aproximadamente

Chum_3tChum_4tChum_5tLos tubos deben ser metálicos, de fontanería a presión, capaces de aguantar la presión del hormigón fresco durante el hormigonado.

Su diámetro de 40-50 mm, con manguitos de empalme roscados, y con tapones de fondo superior e inferior igualmente metálicos y roscados. Con tapones de plástico y otros no adecuados es fácil que los tubos se llenen de hormigón o lechada durante el hormigonado y queden inservibles.

Nada de tubos de plástico, ya lo comentamos en nuestra entrada de 26 de agosto de 2009 en este mismo blog.

¿Tubos de plástico para los ensayos ultrasónicos «cross-hole» de pilotes?

No es recomendable. Mejor dicho, ni se te ocurra. Ni PVC, ni polietileno. Mejor acero, de 40-50 mm de diámetro, con manguitos de empalme roscados y tapones de fondo y superior también de acero y roscados. Y con capacidad de aguantar la presión del hormigón fresco. Se suelen utilizar tubos de fontanería sin galvanizar.

Pilote instrumentado con tubos metálicos
Pilote instrumentado con tubos metálicos

Claro que los de plástico son más baratos, y quizá incluso más fáciles de colocar, pero luego dan problemas a la hora de hacer el ensayo, principalmente porque su adherencia con el hormigón no es buena y cuando empieza la retracción térmica del hormigón, a medida que este va fraguando, el tubo se despega del hormigón, lo suficiente para que no pasen las ondas ultrasónicas.

Empiezan entonces a aparecer anomalías extrañas en las gráficas del ensayo, empezando por el extremo superior del pilote, que es la zona por donde primero se pierde el calor de fraguado del hormigón.

Otro efecto que dificulta el ensayo es que las ondas ultrasónicas que atraviesan la pared de plástico del tubo sufren procesos de refracción en el contacto entre plástico y hormigón, desviando su trayectoria en sentido longitudinal al tubo, lo que dificulta que lleguen al otro tubo en el que está el receptor de ultrasonidos. En el caso de los tubos de acero el fenómeno es justo el contrario, lo que es beneficioso para el ensayo.

Solo hay un caso en el que se pueden poner tubos de plástico: el ensayo en un solo tubo por pilote o ensayo «single-hole». Es un caso raro, ya que solo se realiza en pilotes de diámetro muy pequeño en los que solo hay espacio para poner un tubo. El ensayo se realiza con el emisor y el receptor de ultrasonidos en el mismo tubo, separados a una distancia constante de unos 60-80 cm, que hay que comprobar en cada caso para que no sea ni muy corta, en cuyo caso las ondas no irían por el hormigón sino por el agua del tubo y la velocidad de propagación que obtendríamos en el ensayo sería de 1.600 m/s como corresponde al agua, ni muy separados, en cuyo caso las ondas ultrasónicas podrían perderse por el pilote sin llegar al receptor. El ensayo «single-hole» hay que hacerlo muy pocos días tras el hormigonado (2 ó 3 días) ya que si la retracción del hormigón empieza a despegar los tubos, no obtendremos ningún resultado.

Conclusión: en los casos normales de ensayos «cross-hole», también llamados de transparencia sónica, usad solo tubos de acero.

Más información en nuestra Especificación Técnica para ensayos de integridad de pilotes.

¿Qué quiere decir que en los ensayos de integridad de mis pilotes aparecen anomalías?

Los ensayos de integridad de los pilotes se realizan porque es frecuente que se produzcan fallos durante la construcción de los pilotes, que suelen quedar ocultos por la propia naturaleza de las cimentaciones profundas.

Fallo pilote
Fallo en pilote

Las modernas tecnologías sónicas y ultrasónicas permiten detectar la mayoría de esos fallos no visibles. Los informes de estos ensayos es usual que digan que se ha encontrado una «anomalía» o que el pilote tiene un «defecto». Pero, ¿qué quieren decir exactamente estas palabras?

Anomalía en una gráfica de ensayo ultrasónico "cross-hole"
Anomalía en una gráfica de ensayo ultrasónico «cross-hole»

Vamos a ir poco a poco. Siguiendo la Monografía del Cedex titulada Recomendaciones para la ejecución e interpretación de ensayos de integridad de pilotes y pantallas «in situ» (ver aquí), hay que distinguir tres conceptos:

  1. Anomalía es una desviación de la forma normal de la gráfica de ensayo. Usualmente quiere decir que las ondas sónicas o ultrasónicas han encontrado algún obstáculo por la presencia de algo que no es hormigón normal. Pero también podría estar producida por un mal funcionamiento del equipo electrónico, del software, o de la instrumentación asociada al ensayo. Y en el ensayo sónico con martillo de mano, pueden estar producidas por cambios en el terreno o en la impedancia del pilote.
  2. Fallo es una variación no esperada en las características físicas del pilote. Usualmente quiere decir que el pilote no ha quedado construido como se esperaba: tiene algún fallo.
  3. Defecto es una reducción en las propiedades resistentes y estructurales de la cimentación profunda en su conjunto. Hay fallos que pueden no ser defectos, porque no afectan a las propiedades resistentes de la cimentación, o porque la afectan de manera tan ligera que los coeficientes de seguridad globales siguen estando dentro de unos valores admisibles.

¿Hasta donde llega la misión del ensayador de pilotes? En esto hay coincidencia entre todos los operadores y a nivel internacional: El informe de ensayo debe destacar las anomalías reseñables encontradas en los ensayos, y debe indicar que tipo de fallo en el pilote puede haber generado esa anomalía en el ensayo, o si la anomalía no es debida a un fallo en el pilote sino a alguna circunstancia adversa del ensayo.

Pero lo que nunca debe decir un informe de ensayo de integridad de un pilote es si ese fallo detectado implica la existencia de un defecto en la cimentación, ya que no es misión del ensayador de pilotes emitir juicios sobre la bondad final de esos elementos de cimentación ensayados. Ni tiene todos los elementos y datos para hacerlo, ni es su misión, ni le pagan para ello. Las evaluaciones y los análisis técnicos son misiones de otros actores en la obra: proyectistas, directores de obra, asistencias técnicas, asesores geotécnicos, etc. En un símil médico, es como si al que hace la radiografía o la analítica de sangre se le pidiera que emitiera también un diagnóstico completo del enfermo y estableciera una terapia; ese es el papel del médico, no del analista. Está claro ¿no?

Pues todavía hay responsables técnicos de obras que piden al ensayador de pilotes que «se moje más», que no basta que señale en su informe la presencia de anomalías y a que tipo de fallo en el pilote pueden estar asociadas, sino que piden al ensayador que diga si ese pilote es aceptable, rechazable o reparable. Pero, ¿no es esa precisamente su propia función?

La placa de carga dinámica HMP-LFG se consolida en el control de calidad de terraplenes y plataformas ferroviarias

Los pasados días 25 y 26 de junio de 2009 se celebraron en Madrid las 3ª Jornadas Hispano Portuguesas sobre Geotecnia en las Infraestructuras Ferroviarias, organizadas por el Laboratorio de Geotecnia del CEDEX y la Sociedad Portuguesa de Geotecnia. Tres de las comunicaciones técnicas presentadas versaron sobre la utilización de la placa de carga dinámica de 300 mm de diámetro en el control de calidad de terraplenes, y de capas de forma y subbalasto ferroviarias, certificándose así la mayoría de edad de estos equipos en nuestro país. Los autores de las comunicaciones provenían de entidades públicas y privadas como Adif, Cedex, Iberinsa, Intecsa-Inarsa, GCE y CFT & Asociados, lo que indica el amplio grado de interés y aceptación que está teniendo la placa dinámica de 300 mm de diámetro.

hmp1Aenor aprobó hace un año la norma que regula en España la realización de este ensayo, denominada UNE 103807-2:2008 Ensayo de carga vertical de suelos mediante placa dinámica. Parte 2: Placa rígida, diámetro 2r=300 mm, Método 2. Miles de estos equipos se vienen utilizando en Alemania desde hace 35 años, respondiendo a la necesidad de disponer en obra de equipos sencillos, económicos y de alta producción capaces de determinar el módulo de deformación de capas compactadas de suelo, mezclas granulares y suelos estabilizados.

El empleo de los equipos ligeros de impacto en la medida de módulos dinámicos de deformación permite simplificar el proceso de ensayo, puesto que no necesita camión de reacción como las placas de carga estáticas. A su vez, facilita la realización de un muestreo mucho más amplio de la superficie compactada a controlar.

CFT & Asociados, S.L. e Incotecnic lab-pre, S.L. son distribuidores exclusivos para España y Portugal de HMP Magdeburger Prüfgerätebau GmbH, el principal fabricante alemán de placas de carga dinámicas. Más información en la web CFT & Asoc.