MECANICA DE SUELOS II |

PRUEBAS DE CAMPO PARA DETERMINAR CAPACIDAD DE CARGA DE LOS PILOTES INVESTIGACION #3 |

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Heber Mencía 2711039 |

02/03/2011 |

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Introducción

La cimentación profunda es un tipo de cimentación. La cimentaciones profundas se diferencian de las cimentaciones superficiales básicamente por la profundidad a la que están depositadas en el terreno. Hay muchas razones para que el ingeniero geotécnico recomiende una cimentación profunda en vez de una superficial, entre las principales están:

* Poca resistencia mecánica del suelo

* Grandes cargas de diseño

* Sitio con limitaciones para extender la cimentación hacia los lados, por ejemplo construcciones colindantes.

Existen diferentes términos utilizados para describir los diferentes tipos de fundaciones profundas incluyendo pilas, pilotes, micro-pilotes, pantallas etc.

En esta investigación lo que se desea es conocer los dos tipos de prueba de campo para determinar la resistencia de los pilotes específicamente, estas son la prueba dinámica y la prueba estática.

Objetivos

Conocer los procedimientos para ejecutar tanto la prueba estática como la dinámica, y como obtenemos los resultados y la interpretación de los mismos. Así como reconocer el equipo con se realizan y tener un conocimiento mucho más amplio sobre el tema.

Desarrollo de la investigación

Con el fin de recibir una breve capacitación sobre el tema, junto con un grupo de compañeros nos desplazamos hasta las instalaciones de CONSHA-PAYSA. En el lugar fuimos atendidos por el Ing. Fúnez también docente de UNITEC.

Prueba Estática en pilotes

Como se muestra en la figura, el procedimiento a seguir para un ensayo estática de pilotes, consiste en el hincado de tres pilotes colocados linealmente, los dos de los extremos sirven como soporte y anclaje de una viga metálica que es la que creara la carga para el pilote central. Con un gato hidráulico se registran los desplazamientos provocados por la carga de la viga. De esta manera lo que estamos conociendo es la resistencia del suelo ante la carga a la que será sometido. Este sistema es antiguo y si se quiere obsoleto ya que representa un costo bastante elevado al tener que hincar tres pilotes, y el tiempo que se requiere es considerable, sin tomar en cuenta que el procedimiento para la interpretación de los datos puede tomar hasta una semana. Esta prueba está regida por la ASTM D1143-81

Prueba Dinámica para pilotes.

Ensayo Dinámico tiene como objetivo principal determinar la capacidad de ruptura de la interacción entre el pilote y el suelo, para esfuerzos estáticos verticales o axiales. También para determinar la resistencia de la relación, pilote-superestructura. Difiere con la prueba de carga estática por el hecho de que la carga es aplicada dinámicamente, a través de golpes. La medición se hace por medio de la instalación de sensores en el fuste, en una sección situada por lo menos dos veces el diámetro del pilote abajo de su cabeza y son colocadas en ambas caras del pilote. Las señales de los sensores son enviadas por cable al equipo PDA (pile driving analyzer), donde son almacenadas y procesadas por un programa llamado CAPWAP.

Esta prueba brinda la siguiente información a través de la transmisión de datos:

* Tensiones máximas de compresión y de tracción en el material del pilote durante los golpes.

* Nivel de flexión sufrido por el pilote durante el golpe.

* Informaciones sobre la integridad del pilote, incluso la localización de eventual daño y estimativa de su intensidad.

* Energía efectivamente trasferida para el pilote, permitiendo estimar la eficiencia del sistema de hinca.

* Desplazamiento máximo del pilote durante el golpe.

* Velocidad de aplicación de los golpes y estimativa de altura de caída para martillos Diesel simple acción.

* A través del análisis CAPWAP es posible separarse la parcela de resistencia debida a fricción de la resistencia de punta, y determinar la distribución de fricción a lo largo del fuste. Ese análisis, generalmente hecho posteriormente en gabinete a partir de los datos almacenados por el PDA.

Ejemplo de una tabla de conclusiones en la que se registra: carga ultima, carga por punta y carga por fricción, imagen proporcionada por CONHSA-PAYSA

Procedimiento:

Existen dos formas de realizar la prueba, la primera es, instalar los sensores en el inicio de la hinca, y registrar los golpes mientras el pilote va penetrando en el suelo. Ese tipo de ensayo nos permite obtener informaciones como desempeño del sistema de hinca, riesgos de rotura, y mediante el marcaje del pilote cada 30 cm medir la relación de penetración del pilote con el numero de golpes.

Marcaje de pilotes en proyecto de ALCON, imagen proporcionada por CONHSA-PAYSA

La segunda es, hacerse el ensayo en una rehinca, realizada algunos días después del término de la hinca. El intervalo de tiempo entre el final de la hinca y la realización del ensayo deberá ser el mayor posible, principalmente en suelos arcillosos o que exhiban relajación. El martillo es repuesto sobre el pilote, los sensores son instalados y enseguida se aplican algunos pocos golpes. Cuando es posible controlar la altura de caída del martillo, es usual empezar con una altura baja, e ir aumentando gradualmente la energía aplicada, hasta que se verifique la ruptura del suelo, o cuando el PDA indique tensiones que pongan en riesgo la integridad del material del pilote. La ruptura del suelo generalmente se caracteriza cuando la resistencia deja de aumentar (o a veces hasta disminuye) con el aumento de la altura de caída.

Anexos

Equipo PDA, imagen proporcionada por CONHSA-PAYSA

Agujeros preliminares para el hincado de los pilotes, imagen proporcionada por CONHSA-PAYSA

Punta de los pilotes , imagen proporcionada por CONHSA-PAYSA

Andamio para colocar los sensores en la cabeza del pilote, imagen proporcionada por CONHSA-PAYSA

Ruptura de cabeza de pilote producida por un exceso de numero de golpes, imagen proporcionada por CONHSA-PAYSA