Medida de la verticalidad de la perforación de pilotes con BIT

BIT_report_aBorehole Inclinometer Tester BIT es el nuevo sistema de Piletest.com Ltd para comprobar la verticalidad de la perforación de los pilotes antes de hormigonar. Las normas y especificiaciones técnicas que rigen la construcción de cimentaciones profundas suelen contener una limitación a la desviación del eje del pilote con respecto a la dirección prevista, que generalmente es vertical. La desviación máxima admitida suele estar entre 1% y 2%. El motivo de esta limitación es evitar que se introduzcan en el pilote esfuerzos no previstos, para los que probablemente no esté dimensionado. Estas limitaciones son más importantes en el caso de pilotes aislados o pilas-pilote, que no estén formando parte de un grupo con otros bajo un mismo encepado, ya que, en ese caso, los posibles errores en la verticalidad del pilote no son compensadas por el apoyo de los otros pilotes del grupo.

Esquema BITA diferencia de otros equipos más complejos y pesados que realizan medidas de la verticalidad de la perforación y además otras cosas, BIT utiliza un esquema muy sencillo y eficaz para medir únicamente la verticalidad. En la cuchara, cazo o elemento de perforación del equipo de pilotaje se instala un sensor inclinométrico bidireccional (2) con el que se realizan mediciones a diferentes profundidades. La cuchara actúa como elemento centrador en la perforación. A partir de los ángulos medidos con respecto a la vertical se puede calcular y dibujar una poligonal en tres dimensiones que representa el eje de la perforación. El equipo se completa con una polea instrumentada (3) que registra la profundidad a la que se encuentra el sensor en el momento de la medida, el tambor de cable (1) en cuyo centro se incluye toda la electrónica de toma de datos, y un dispositivo Android (4) en el que corre el programa que gobierna el ensayo, registra datos y presenta resultados en pantalla en tiempo real.

BIT unido al cazoLas medidas de verticalidad de la perforación de pilotes con BIT se pueden realizar de la manera explicada tanto en perforaciones en seco como en perforaciones bajo el nivel freático o al amparo de lodos bentoníticos. La medida de la verticalidad se puede repetir varias veces durante el avance de la perforación, simplemente volviendo a colocar el sensor inclinométrico en el útil de perforación y realizando un nuevo ensayo hasta la profundidad alcanzada.

Montaje de BIT en la pilotadoraEl medidor de la verticalidad de perforaciones BIT también puede ser usado en la perforación de pantallas continuas, e incluso puede utilizarse en pilotes ya hormigonados que estén instrumentados con tubos embebidos para la realización de ensayos ultrasónicos «cross-hole» de integridad estructural. BIT tiene un accesorio centrador que le permite deslizarse arriba y abajo por el interior de los tubos, permaneciendo siempre en el eje del tubo. Incluso se puede repetir el ensayo en todos los tubos instalados, lo que permite obtener un valor medio más representativo de la desviación del eje del pilote con respecto a la vertical. BIT incorpora un giróscopo que permite corregir los errores de medida originados por la rotación del sensor sobre su eje.

En el catálogo general de Piletest puedes descargar las especificaciones técnicas de BIT Borehole Inclination Tester, que está en este enlace.

CFT & Asociados, S.L. somos distribuidores de Piletest. Para más información, puedes utilizar nuestro formulario de contacto.

¿Puedo sustituir la placa de carga estática por la placa dinámica?

Esta es una pregunta que me hacen a menudo las personas interesadas en la placa de carga dinámica HMP-LFG que suministramos para el control de calidad de la compactación de terraplenes, rellenos y capas granulares (ver arriba nuestro catálogo).

La respuesta genérica es: todavía no puedes eliminar la placa estática, pero la placa dinámica te puede ayudar mucho. A continuación paso e explicar que quiero decir. La placa de carga dinámica es un instrumento muy útil para comprobar el módulo de deformación de explanadas y capas granulares de pavimentos, que hasta hace pocos años solo se se podían medir mediante las placas de carga estáticas. El módulo de deformación es uno de los parámetros que se debe medir «in situ» para comprobar la calidad de la compactación recién realizada, y sus valores mínimos están especificados en los artículos correspondientes del pliego general de condiciones para obras  de carreteras español PG3 y en la Instrucción de Carreteras del Ministerio de Fomento de España.

En esta otra entrada del blog encontrarás una explicación de las diferencias entre los módulos de deformación que miden ambos tipos de placa.

Los códigos españoles citados antes especifican el control de calidad de la compactación mediante medidas de la densidad «in situ» tipo Proctor y medidas del módulo de deformación. Las medidas de densidad se realizan con rapidez mediante densímetros radiactivos, pero las medidas del módulo de deformación realizadas con la placa de carga estática son lentas, requieren equipo pesado (camión cargado de reacción) y pocas veces están digitalizadas y automatizadas.

La placa de carga dinámica permite ensayar muy rápidamente una gran cantidad de puntos y obtener su módulo de deformación dinámico, con resultados inmediatos a pie de obra y con posibilidad de confeccionar los informes en la oficina de manera casi automática. ¿Cómo se están utilizando en España estas ventajas de la placa dinámica? Al principio de la obra se establecen correlaciones entre ambos tipos de placa en los suelos habituales en ella, y a partir de entonces se utiliza preferentemente la placa dinámica, ya que es la que da más rendimiento, permite muestrear más puntos de la superficie a controlar, y da los resultados al momento. Además, tiene la ventaja de no estar sometida a la costosa y complicada legislación sobre instalaciones radiactivas que afecta a los densímetros radiactivos.

En este artículo de Adif y varias ingenierías se encuentran estudios de correlaciones entre módulos efectuados en obras ferroviarias en España.

El paso siguiente será que las medidas del módulo de deformación dinámico con placa de carga dinámica sean incluidas en los códigos técnicos españoles, como ya lo están en Alemania y en otros países centroeuropeos. En este artículo nuestro en español se explica con detalle como es la práctica alemana de ulilización de la placa de carga dinámica, con sus frecuencias de muestreo y los valores especificados para las diferentes capas de la subestructura ferroviaria, tanto del módulo estático Ev2 como del módulo dinámico Evd.

Más documentación técnica en nuestra página web. Utiliza nuestro formulario de contacto para cualquier consulta al respecto.

¿Tengo que calibrar periódicamente mi equipo Pet?

La respuesta es NO. Así lo indica claramente la norma ASTM D5882 que regula el ensayo sónico de integridad de pilotes.

Pet_ProEl sensor Pet de la foto lleva en la punta un acelerómetro, precisamente para captar la onda sónica que genera el golpe del martillo sobre la cabeza del pilote y los rebotes de la onda que vienen del fuste y de la punta del pilote. Ese acelerómetro viene ya calibrado de fábrica y el fabricante Piletest entrega un certificado de calibración con el equipo nuevo.

¿Por qué no hay que volverlo a calibrar? Porque el ensayo no presenta resultados numéricos sino solo un reflectograma o curva sin escala. El software integra los valores de aceleración medidos con frecuencia 50 kHz (50.000 lecturas por segundo) y los convierte en velocidad, presentándolos en la pantalla del ordenador en forma de una curva profundidad – velocidad denominada reflectograma.

pet1La profundidad sí tiene escala horizontal, que en realidad es solo función del tiempo medido por el reloj del ordenador y de la velocidad de propagación de la onda sónica que hayamos asignado en el software. Pero la velocidad del movimiento de la cabeza del pilote obtenida con el sensor no tiene escala en el eje vertical, porque está sometida a una amplificación gráfica creciente con la profundidad, que sirve para apreciar mejor el pico en la curva correspondiente al rebote de la onda en la punta, y otros posibles picos en la parte inferior del pilote.

Por eso la norma ASTM pide que se calibre el acelerómetro solo si se sustituye o se repara.

Opiniones sobre el Anejo Nacional Español al Eurocódigo 7

El Eurocódigo 7 “Proyecto Geotécnico” desarrolla los temas de proyecto y construcción de obras de ámbito geotécnico. En España fue publicado por Aenor como norma no obligatoria con referencia UNE-ENV 1997-1. Existe ya una propuesta de Anejo Nacional Español del EC7, que probablemente será aprobada por Aenor próximamente, y que será previsiblemente refrendada por decreto del Ministerio de Fomento en el BOE, lo que convertirá al EC7 y a su Anejo Nacional en norma obligatoria en nuestro país.

En el blog de Enrique Montalar hay una entrada con información detallada sobre el Anejo Nacional, que me ha animado a contestar un par de preguntas de la encuesta que el Cedex ha hecho entre profesionales del sector sobre el texto provisional del Anejo Nacional, cuyos principales contenidos fueron presentados en el congreso de SEMSIG de Sevilla celebrado en Octubre de 2012.

A continuación figuran mis respuestas a dos de las preguntas relacionadas con el diseño de pilotes.

2.2. En el diseño de una cimentación por pilotes

2.2.1. ¿Qué valores piensa que se deben adoptar como factores de seguridad globales para la resistencia por punta y por fuste?

Deberían ir relacionados con las pruebas de carga que se realicen. A más pruebas menor coeficiente de seguridad. Las descripciones de las pruebas, las normativas de referencia para las mismas y el número de pruebas deberían estar definidos detalladamente en el documento. También los criterios para determinar la carga de hundimiento en una gráfica carga-asiento de una prueba de carga estática.

Debería definirse que todas las pruebas de carga sean dirigidas y supervisadas por un ingeniero con experiencia en pilotes y en sus pruebas.

2.2.2. ¿Deben recogerse los valores del “tope estructural” en el Anejo Nacional como limitación al cálculo propiamente estructural a realizar de acuerdo con el Eurocódigo de estructuras de hormigón?

El tope estructural debería estar relacionado con el número y tipo de ensayos de integridad estructural que se realicen en los pilotes ya terminados.

Si no se hacen ensayos, el tope estructural debería estar en los valores habituales actualmente en España. Si solo se hacen ensayos sónicos con martillo de mano, para pilotes de hasta 1,0 m de diámetro se podría subir un poco el tope estructural, siempre que se ensayen al 100%. Con muestreos menores, se podría establecer un escalado hasta llegar al valor sin ensayos. No es recomendable confiar únicamente en este ensayo la integridad estructural de pilotes de diámetro mayor que 1,0 m.

Pet
Pet

En pilotes de más de 1,0 m de diámetro debería ser obligatorio realizar ensayos ultrasónicos “crosshole” en tubos embebidos (también denominados de transparencia sónica) con muestreo del 100%. En ese caso, el tope estructural podría estar muy próximo al de un pilar de una estructura convencional de hormigón armado, ya que la comprobación realizada con el ensayo por ultrasonidos es bastante eficaz. Muestreos inferiores no son recomendables en pilotes de gran diámetro, pero si se ensayan menos del 100% de los pilotes, el escalado hasta el tope estructural actual debería ser muy brusco en los primeros tramos.

Los escalados deberían tener en cuenta el número de pilotes por encepado. No es lo mismo que haya un pilote que veinte.

También debería especificarse cuantos tubos deben ponerse por pilote. La regla general aproximada es un tubo cada 0,3 m de diámetro. Así quedaría la siguiente tabla (relajando un poco el criterio para los diámetros grandes):

  • Hasta diámetro 0,6 m = 2 tubospilote con 5 tubos
  • Hasta 1,0 m = 3 tubos
  • Hasta 1,5 m = 4 tubos
  • Hasta 2,0 m = 5 tubos
  • Hasta 2,5 m = 6 tubos

Ver otra entrada sobre el tema en este blog.

En módulos de pantalla o barrettes, los tubos se deben poner en ambas caras, alternados al tresbolillo, con separación entre tubos de una misma cara no superior a 1,1 m. Ver otra entrada en este blog.

Disposición de tubos en un módulo de pantalla
Disposición de tubos en un módulo de pantalla

Bases de datos del subsuelo en la ingeniería geotécnica y medioambiental

Las exigencias de las normativas geotécnicas y medioambientales, la magnitud de los grandes proyectos, los requisitos de sostenibilidad, y la variedad de disciplinas que intervienen en el proyecto, construcción y explotación de las estructuras geotécnicas y de medio ambiente, implican el manejo de una gran cantidad de datos que deben ser recogidos, analizados, procesados, informados, coordinados e intercambiados entre los diferentes participantes en el proyecto. Los datos de campo y de laboratorio, incorporados adecuadamente en un sistema de bases de datos, se convierten en información que puede ser suministrada a las diferentes ramas de la ingeniería que intervienen en el proyecto, de la manera que ellos esperan y que pueden interpretar fácilmente. En el siguiente gráfico figura el flujo de datos e información.

Flujo de datos e informaicónEn el siguiente enlace encontrarás un artículo preparado por Salvatore Caronna y Strahimir Antoljak, de Bentley Systems, en el que se describen las experiencias de empresas del sector y los desarrollos actuales de las bases de datos del subsuelo, y se analizan las ventajas de su utilización en la ingeniería geotécnica y medioambiental.

NEWS nº 10

Hace una semana hemos enviado por email a nuestros clientes y amigos nuestro boletín NEWS nº 10, dedicado íntegramente a Diseño y Pruebas de Pilotes Prefabricados Hincados.

Equipo de hinca de pilotesAl final del boletín enumeramos las ventajas de contar con una consultoría independiente especializada en pilotes hincados. Las principales son:

  • Reducción de incertidumbres de proyecto.
  • Garantía de cumplimiento de plazos de ejecución.
  • Mayor control presupuestario.
  • Reducción de costes.
  • Mejor control de calidad.
  • Reducción de conflictos externos.

El boletín NEWS nº 10 lo puedes encontrar en nuestra página de Noticias y aquí.

Nueva norma ASTM para la placa de carga dinámica

El prestigioso organismo de normalización norteamericano American Society for Testing and Materials (ASTM) ha publicado una nueva norma titulada ASTM E2835 – 11 «Standard Test Method for Measuring Deflections using a Portable Impulse Plate Load Test Device». En ella se normalizan diferentes equipos portátiles para medir las deflexiones que se producen en una explanada o capa compactada mediante una placa de carga sometida a un impacto. En el logo está el enlace para conseguir la norma.

ASTM E 2835 – 11

Entre los dispositivos de impacto amparados por la nueva norma destaca el equipo ligero de impacto HMP-LFG del fabricante alemán HMP Magdeburger Prüfgerätebau GmbH, también conocido como placa de carga dinámica de 300 mm de diámetro.

En España ya se dispone de una norma para el ensayo con la placa de carga dinámica  de 300 mm de diámetro. Se trata de la Norma UNE 103807-2:2008 «Ensayo de carga vertical de suelos mediante placa dinámica. Parte 2: Placa rígida, diámetro 2r=300 mm, Método 2». Son ya varias decenas de laboratorios públicos y privados los que utilizan la placa dinámica HMP-LFG para controlar la calidad de las compactaciones en terraplenes, explanadas y capas granulares de firmes. Para más información, puedes visitar nuestra página web

 Para contactar con nosotros puedes utilizar el siguiente formulario.

Próximos cursos sobre ensayos y pruebas de pilotes

El próximo mes de mayo organizaremos dos cursos presenciales en Madrid y Barcelona y un tercero on-line a través de Internet, sobre ensayos y pruebas de pilotes.

Dichos cursos están dirigidos a distintos profesionales, tanto a técnicos que realizan ensayos, como a proyectistas, directores de obras con cimentaciones profundas, ingenieros, geólogos y a profesores de departamentos de geotecnia de universidades.

En Madrid, el curso tendrá lugar el jueves 17 de mayo en sesión de mañana y tarde. En Barcelona, se celebrará los días 8 y 15 de mayo, en dos sesiones de mañana.

El curso on-line por Internet se realizará en cuatro sesiones de 1,5 horas cada una, los días 22, 23, 29 y 30 de mayo, en horario de 15,30 h. a 17,00 h. (horario español peninsular, CET, UTC+2).

Los cursos serán impartidos por Carlos Fernández Tadeo, ingeniero de Caminos, Canales y Puertos, con más de treinta años de experiencia en Geotecnia  y control de calidad de obras, especialista en ensayos y pruebas de pilotes y director de CFT & Asoc.

Los interesados en asistir a dichos cursos, pueden encontrar el formulario de inscripción, así como información adicional, en los enlaces siguientes:

Invitación y programa

Hoja de inscripción Madrid o Barcelona

Hoja de inscripción internet

Nota de prensa

 

¿Se van a poder hincar realmente los pilotes hasta donde tienen que llegar?

Esta es la pregunta clave antes de empezar una obra de hincado de pilotes prefabricados de hormigón. Se dispone de un proyecto en el que se han calculado los pilotes hincados en base a las cargas y a las propiedades del suelo que indica el informe geotécnico, especificándose la profundidad que tienen que alcanzar. Luego el contratista especializado te propone un modelo de pilote prefabricado de su catálogo y una maquinaria de hinca con un martillo determinado.

¿Cómo compruebas tú que lo van a conseguir, que alcanzarán la profundidad esperada y además sin machacar el pilote prefabricado? La respuesta está en los modernos programas de ordenador que modelizan matemáticamente el funcionamiento del proceso de hinca y la interacción entre pilote y terreno, utilizando la ecuación de la onda. Nosotros utilizamos GRLWEAP, el más difundido en el mundo. Mediante este software podemos ayudarte a:

  • Predecir la resistencia de hincado, las tensiones dinámicas de hinca, y las capacidades de carga del pilote estimadas, correlacionadas con el conteo de golpes a observar en obra («rechazo»).
  • Seleccionar el martillo más adecuado.
  • Determinar si el pilote sufrirá tensiones excesivas a una profundidad determinada o si habrá rechazo antes de llegar a la penetración del pilote deseada.
  • Calcular el tiempo total de hincado.

Más información en nuestro documento El control de calidad de los pilotes prefabricados hincados.

Vídeo en español de la placa de carga dinámica HMP-LFG

Las placas de carga dinámicas de 300 mm de diámetro se abren paso poco a poco en España para el control de calidad de compactación de terraplenes y capas granulares, sobre todo desde la aprobación de la norma española UNE 103807-2.

Si quieres verla trabajar y con explicaciones en español, mira estos vídeos del fabricante con los dos modelos disponibles.

El primero es sobre el modelo estándar HMP-LFG4.

El modelo más completo HMP-LFGPro en el siguiente vídeo.

Para más información puedes utilizar nuestro formulario de contacto.