http://www.pdi.com.br/PIT-esp.htm
¿Qué es el ensayo de integridad PIT y cómo se lo hace? El PIT es un ensayo que busca principalmente determinar la variación a lo largo de la profundidad de las características del concreto de pilotes de fundación. La forma usual del ensayo consiste en la colocación de un acelerómetro de alta sensibilidad en la cabeza del pilote bajo prueba, y en la aplicación de golpes con un martillo de man. Al acelerómetro se lo fija por medio de un material viscoso, generalmente cera de petróleo. Los golpes generan una onda de tensión, que recorre el pilote y sufre reflexiones al encontrar cualquier variación en las características del material (área de sección, peso específico o módulo de elasticidad). Esas reflexiones causan variaciones en la aceleración medida por el sensor. El equipo hace un registro de la evolución de esa aceleración con el tiempo (en realidad es más usual convertirse la aceleración para velocidad, mediante la integración de la señal). Como la onda camina con una velocidad fija, conociéndose esa velocidad de propagación y el tiempo transcurrido entre la aplicación del golpe y la llegada de la reflexión correspondiente a la variación de características es posible determinar la exacta localización de esa variación. Es usual la aplicación de varios golpes secuenciales, para que el equipo PIT saque el promedio de las señales correspondientes. Ello permite el "filtro" de interferencias aleatorias, sobresaliendo en la señal apenas las variaciones causadas por las reflexiones de la onda.
¿Cuáles son los usos del PIT? El uso más común del ensayo PIT es detectar fallas en el colado de pilotes moldados "in situ". Sin embargo, el ensayo puede también ser usado para determinar o confirmar la longitud de pilotes de concreto.
¿Como funciona el PIT? Cuando se golpea un pilote con un martillo, una onda de tensión es generada. Esta onda se propaga a lo largo del fuste con una velocidad que es función exclusivamente de las características del material del pilote. La velocidad de propagación c es dada por:
Donde E es el módulo de elasticidad, g es la aceleración de la gravedad y
es la
densidad del material del pilote. Para el concreto, la velocidad de onda varia conforme sus características, pero los valores usuales de velocidad de propagación de onda para pequeñas deformaciones (como es el caso del PIT) están entre 3700 m/s y 4300 m/s, pudiendo decirse que 4000 m/s es un valor promedio. A la medida que se propaga, la onda sufre reflexiones en su trayecto. Esas reflexiones pueden ser provocadas por variaciones en las características del material del pilote, por la presencia de fricción o resistencia de punta, o aun por la punta del pilote. Se define como "impedancia" del pilote a la expresión:
donde Z es la impedancia, y A es el área de sección del pilote. Cualquier variación de impedancia a lo largo del pilote provoca reflexiones de la onda. Estas reflexiones, al alcanzar el punto donde está instalado el sensor, provocan una variación brusca en la velocidad de desplazamiento de la partícula en este punto. Un aumento de impedancia causa una queda en la velocidad, y una disminución de impedancia causa su aumento. El final del pilote se comporta como una gran disminución de impedancia, y por lo tanto puede ser visto como un aumento de velocidad. La figura abajo muestra una simulación de lo que sucede en el caso de un pilote que posee una reducción de impedancia en la mitad superior de su fuste:
La parte superior de la figura muestra la evolución de la velocidad con el tiempo, que es lo que muestra el equipo PIT. Abajo, en colores, está la trayectoria de la onda. Como puede ser visto, al alcanzar la disminución de impedancia parte de la onda es reflejada, y parte prosigue hasta la punta, donde es nuevamente reflejada. En la figura arriba ya aparece una de las dificultades en la interpretación de las señales del PIT: al alcanzar la cabeza, la parcela de la onda que fue reflejada por la irregularidad es nuevamente reflejada, retornando a la irregularidad donde es una vez más reflejada para retornar a la cabeza. Ello causa un segundo aumento en la velocidad, que podría ser confundido con una segunda irregularidad. Por lo tanto, cualquier irregularidad ubicada arriba de la mitad del fuste del pilote torna difícil la detección de otros eventuales daños ocurriendo abajo de esa irregularidad. Vamos a analizar ahora que es lo que se pasa en el caso de un pilote que posee un ensanchamiento también a partir de algún punto situado arriba del medio del pilote.
Es posible ver que ahora la reflexión causada por la irregularidad es volcada hacia abajo, mientras las reflexiones secundarias provocadas por la irregularidad son volcadas la primera hacia arriba, la segunda hacia abajo, y así por adelante. Finalmente, vamos al caso de un estrechamiento situado en la mitad superior del pilote:
Por analogía, es posible concluir que en el caso que el pilote tenga un ensanchamiento en lugar de estrechamiento, la señal de velocidad presentaría un pico hacia abajo seguido de un pico hacia arriba. Por lo tanto, para localización de estrechamientos, que es lo que generalmente causa preocupación, debe buscarse picos volcados hacia arriba, seguidos (o no) de picos volcados hacia abajo. Picos en un orden inverso a ese significarían ensanchamientos, que normalmente no preocupan.
¿El PIT da alguna información en cuanto a la capacidad de carga del pilote? No. Para determinación de la capacidad de carga del pilote deben ser usados otros procesos, como el Ensayo Dinámico o Prueba de Carga Estática.
¿Es un Ensayo nuevo? El ensayo PIT es basado en una teoría conocida hace mucho tiempo. Sin embargo, solamente con el progreso de la electrónica y de la computación fue posible empezar a sacar provecho de esa teoría. En el inicio, sistemas rudimentales eran usados en el ámbito de investigación, consistiendo de acelerómetros conectados a complicados sistemas amplificadores, cuyas señales eran visualizadas en osciloscopios tipo "storage". La señal obtenida tenía que ser fotografiada para posterior análisis. Con el tiempo, fueron construídos equipamientos específicos, dotados de recursos tales como cálculo del promedio de varias señales, filtros digitales, etc. Paralelamente, fueron desarrollados programas de computador para auxilio en el diagnóstico (análisis en el dominio de la frecuencia, determinación del probable perfil del pilote, etc.). El PIT fue inicialmente desarrollado y usado en Europa, donde era mayor la demanda por ensayos de pilotes excavados. Solamente en el final de la década de 1980 surgió el primer equipamiento desarrollado por la PDI norte americana, y el ensayo comenzó a popularizarse en aquel continente.
¿Puede hacerse el PIT en cualquier tipo de pilote? Para que el ensayo PIT pueda ser realizado, es necesario que el pilote tenga un área de sección que permita la colocación del sensor, la aplicación de los golpes y la propagación de la onda. Eso dificulta la aplicación de este método en pilotes metálicos. En ese tipo de pilote, aunque se consiga posicionar los sensores y aplicar los golpes, la pequeña área de sección con relación a la longitud implica en una rápida disipación de la onda, tornando difícil detectar la reflexión de la punta. En el caso de pilotes pre moldeados, esas consideraciones muchas veces también se aplican. Además, ese tipo de pilote suele tener empalmes. Si el contacto de dos elementos empalmados fuese absolutamente perfecto, la onda sería capaz de pasar por el empalme sin sufrir cualquier reflexión. Sin embargo, un contacto perfecto en la práctica es imposible. Cuánto mayor el porcentaje de superficie en
contacto, menor la reflexión, y mejor deberá funcionar el ensayo. Sin embargo, en ciertos casos, principalmente si el empalme está en una región de fuerte fricción, la parcela de la onda que pasa por el empalme podrá ser demasiado pequeña para que el equipo sea capaz de detectar sus reflexiones. En estos casos, el pilote parecerá interrumpido en el empalme, cuando en realidad eso no ocurre. Otra dificultad está en el caso de pilotes que presentan varios cambios de impedancia a lo largo del fuste. Es el caso por ejemplo de pilotes inyectados bajo presión (pilotes raíz y otros). Las reflexiones secundarias provocadas por la primera gran variación de área de sección que encuentra la onda pueden hacer con que resulte muy difícil el diagnóstico del pilote abajo de ese punto. En resumen, el ensayo PIT es ideal para pilotes moldados "in situ" en general, excepto pilotes inyectados bajo presión. Como regla general, el ensayo tiene funcionamiento óptimo si la relación entre la longitud y el diámetro del pilote no es muy superior a 30. Si el pilote es hueco, debe tomarse como diámetro el de una sección con área equivalente. Para el calculo de la longitud, puede deducirse trechos en agua o que traviesan regiones de suelo sin fricción lateral. Ello no significa que el ensayo no puede ser hecho en pilotes que no atienden a esos criterios. Sin embargo, en esos casos el diagnóstico podrá limitarse a una cierta longitud de pilote, o tendrá que aceptarse la posibilidad del resultado no ser conclusivo.
¿Cómo es la preparación de los pilotes para el PIT? La parte quizás más importante para el éxito del ensayo PIT es la preparación del pilote. Es necesario primeramente eliminar todo el concreto de mala calidad por ventura existente en la cabeza. Enseguida es necesario crear una superficie nivelada y lisa con un esmeril. La cabeza del pilote deberá estar perfectamente accesible y seca. De ya haber sido lanzado el concreto de la base del cabezal, el pilote tendrá que ser aislado de esa base, mediante el rompimiento de una estrecha región alrededor del pilote. No importa si hay agua alrededor del pilote,
con tal que su cabeza esté seca, y que sea posible el acceso del operador. De ninguna manera se puede usar argamasa o cualquier otro material en la cabeza del pilote. El acelerómetro y los golpes tienen que ser aplicados en material idéntico al del resto del pilote. No es requisito del ensayo que los pilotes hayan sido desmochados hasta el nivel de corte. Sin embargo, se sugiere que siempre que posible el ensayo sea hecho con los pilotes ya en esa situación. La principal razón para eso es que, caso sea detectado algún problema más serio entre el punto del ensayo y el nivel de corte, podrá ser imposible para el ensayo determinar el estado del pilote abajo del daño. Con eso, el ensayo tendrá que ser repetido para ese pilote.
¿Cuánto tiempo hay que esperar entre el colado y el ensayo PIT? El proceso de fragüe del concreto muchas veces no es homogéneo a lo largo del pilote. De esa manera, al intentar ensayar un pilote todavía en proceso de fragüe, las diferencias de resistencia del concreto podrán ser detectadas como posibles daños. Por esa razón, en general es recomendable esperar hasta que el concreto alcance por lo menos su resistencia de proyecto, antes de empezar el ensayo del pilote.
¿Qué es el PIT-FV? Una de las dificultades originales del ensayo PIT era la de detectar daños próximos de la cabeza, ya que las reflexiones correspondientes a esos defectos llegan a la cabeza mientras aún perdura el pico referente al golpe del martillo. Para compensar esa dificultad fue idealizado el PIT-FV, que exhibe la señal de la fuerza aplicada por el martillo junto con la señal de velocidad tradicional. La fuerza aplicada por el martillo es medida a través de un acelerómetro acoplado al mismo. La señal de ese acelerómetro es multiplicada por la masa del martillo, para obtención de la fuerza, y el valor así obtenido es dividido por la impedancia del
pilote, para exhibición junto con la señal de velocidad. Para el cálculo de la impedancia, el equipo usa los valores de la velocidad de onda y el área de sección de la cabeza como informados por el operador, y asume un peso específico padrón para el concreto del pilote. Puede probarse que la velocidad y la fuerza dividida por la impedancia serán coincidentes, siempre que no haya reflexión de la onda. En el momento que alguna reflexión llega a la cabeza, esa coincidencia (llamada "proporcionalidad" entre fuerza y velocidad) dejará de existir. La señal de fuerza solamente será mayor que cero mientras el martillo esté en contacto con el pilote. Ese es exactamente el período de tiempo correspondiente al pulso inicial de velocidad. Por lo tanto, si las señales de fuerza y velocidad fueren perfectamente coincidentes durante el tiempo en que la fuerza es mayor que cero, eso significa que el pilote no posee cualquier variación de impedancia a lo largo de la longitud equivalente al desplazamiento de la onda en ese tiempo. Por otro lado, si en algún instante la velocidad es mayor que la fuerza, eso significa que hay una disminución de impedancia. Ya una señal de velocidad menor que la fuerza significa un aumento de impedancia.
¿Es posible hacer el PIT si el cabezal ya está ejecutado? Sí, a pesar de que en general las señales obtenidas en esas condiciones son de más difícil interpretación. Lo aconsejable en esos casos es si necesario acceder al fuste a través de excavación, y hacer un "nicho" en el fuste para colocación del sensor y aplicación de los golpes. Los golpes pueden ser aplicados encima del cabezal, con peores resultados.
¿Cuáles son las ventajas y desventajas del PIT? El ensayo PIT tiene ventajas que lo hicieron muy popular:
Ejecución muy rápida. Estando los pilotes preparados, no es raro hacerse más de 50 ensayos por día.
Es capaz de detectar daños en la superficie del fuste.
No exige preparación durante la ejecución del pilote. Así, puede ser hecho en cualquier pilote de la obra.
Equipamiento liviano y portátil, exigiendo un mínimo de recursos de la obra durante los ensayos.
De las pocas maneras existentes para obtener informaciones sobre la integridad de los pilotes, el PIT es sin duda la más rápida y barata.
En contrapartida, ese ensayo tiene algunas desventajas y limitaciones:
Poca precisión en la evaluación de la intensidad del daño. Ello puede hacer con que sean detectados daños que no comprometerían la utilización del pilote, con consecuente perdida de tiempo para la obra.
Dificultad de detección de un segundo daño abajo de una grande variación de características del material del pilote.
Difícil interpretación de las señales obtenidas en algunos casos, inclusive por influencia de la fricción de manto (que también provoca reflexiones de la onda).
Imposibilidad de distinguir entre variación de área de sección y variación de calidad del concreto (peso específico y/o módulo de elasticidad).
Limitación de longitud del pilote.
Dificultad de detección de daño muy próximo de la punta.
¿El Ensayo PIT es normalizado?
Mencionamos las siguientes normas internacionales:
Alemania (Recomendación de la DGGT para futura inclusión en la norma DIN)
Australia (AS2159-1995)
China (JGJ 93-95)
Estados Unidos (ASTM D-5882-96)
Francia (Norme Française NFP 94-160-2; NFP 94-160-4)
Inglaterra (Specification for Piling - Institution of Civil Engineers - capítulo 11.2)
¿Cuál es la precisión del ensayo PIT? La precisión del ensayo PIT es en general muy buena en la determinación de la ubicación del daño, principalmente si es posible ver una clara reflexión de punta, y si la longitud del pilote es conocida con precisión. Con esos datos, será posible determinar la exacta velocidad de propagación de la onda en el material del pilote. De no ser posible determinar esa velocidad, puede usarse una velocidad típica para los pilotes de la obra, con pequeña disminución de precisión. Caso se desee saber la longitud de un pilote, una manera de determinar la velocidad de propagación de la onda con precisión es instalar un segundo acelerómetro en el fuste del pilote, a una distancia conocida de la cabeza. Aplicandose un golpe en la cabeza del pilote, si es posible ver la reflexión de la punta será posible medir el tiempo trascurrido entre el pasado de la onda por el acelerómetro y el arribo de la reflexión de punta, tiempo ese que es lo que la onda lleva para recorrer la longitud total del pilote menos la distancia abajo de la cabeza donde fue instalado el sensor. A través del sensor colocado en la cabeza se puede determinar el tiempo trascurrido entre el golpe y la reflexión de punta, para la longitud total del pilote. Ello permite montar un sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas (longitud del pilote y velocidad de propagación de la onda). Cuánto más distante de la cabeza está instalado el segundo sensor, mayor la precisión de la
medida. Están disponibles acelerómetros especiales, dotados de un anillo que permite su fijación en el fuste del pilote por medio de un tornillo. Sin embargo, en cuanto a la determinación de la intensidad de eventual daño el ensayo PIT es bastante impreciso. Aun recursos como el programa PROFILE dan resultados apenas aproximados, y no funcionan en todos los casos. La interpretación de la señal del PIT no es unívoca, o sea, hay más de un conjunto pilote-suelo capaz de generar una determinada señal de velocidad. Así, debe siempre tenerse en cuenta que la presencia de suelo muy rígido firmemente agregado al pilote, o hasta la presencia de roca, puede causar un falso aumento en la impedancia del pilote en la región de un eventual daño o falla. Además, la súbita disminución de la fricción de manto provocada por el suelo puede ser interpretada como una reducción de impedancia.
¿El PIT es confiable? Es un tema controvertido. Algunos consultores son entusiastas del método, y otros lo ven con reservas. Hay historias de éxitos y fracasos para justificar esas dos actitudes. Acreditamosque el PIT es una herramienta útil, pero no puede ser visto como una verdad absoluta. Tampoco puede exigirse que el PIT de resultados siempre conclusivos e incontestables. Sin embargo, es un ensayo muy útil para detectar fallas que de otra manera pasarían desapercibidas, muchas veces con grave riesgo para la estabilidad de la construcción. Sobre ese tema es muy interesante lo que dice la norma americana: "El ensayo de integridad puede no identificar todas las imperfecciones, pero puede ser una herramienta útil para identificar grandes defectos dentro de la longitud efectiva. Además, el ensayo tal vez identifique pequeñas variaciones de impedancia que pueden no afectar la capacidad de carga del pilote. Para pilotes con pequeñas variaciones de impedancia, el ingeniero debe juzgar en cuanto a su aceptabilidad, considerando otros factores como la redistribución de carga a pilotes adyacentes,
transferencia de carga al suelo arriba del defecto, factores de seguridad aplicados, y requisitos de carga estructural." Acreditamos que el PIT es adecuado para probar una gran cantidad o hasta mismo todos los pilotes de hormigón en una obra, aumentando indiscutiblemente la confiabilidad de las fundaciones. De los métodos de ensayo disponibles, es el más rápido y el que exige menor preparo del pilote.
http://www.fernandeztadeo.com/doc001.htm
Especificación Técnica para ensayos de integridad de pilotes 1- Generalidades 2- Normativa de referencia 3- Método sónico 3.1- Descripción del método 3.2- Aparato utilizado 3.3- Personal 3.4- Preparación del pilote para el ensayo 3.5- Informes de resultado 3.6- Criterios de aceptación y rechazo 3.7- Acciones correctoras 3.8- Medición y abono 4- Método ultrasónico "cross-hole" 4.1- Descripción del método
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4.2- Aparatos utilizados 4.3- Personal 4.4- Tubos embebidos 4.5- Realización del ensayo 4.6- Informe de resultados 4.7- Criterios de aceptación y rechazo 4.8- Acciones correctoras 4.9- Medición y abono
Especificación Técnica para ensayos de integridad de pilotes 1. GENERALIDADES Los ensayos de integridad de pilotes suministran informaciones sobre las dimensiones físicas, la continuidad o la consistencia de los materiales empleados en los pilotes, y no suministran información directa sobre el comportamiento de los pilotes en condiciones de carga. Estos ensayos no pretenden reemplazar a los ensa yos estáticos de carga, sino que constituyen una fuente adicional de información sobre los pilotes construidos. Significan una potente herramienta de trabajo para poder determinar experimentalmente la existencia de defectos en l os pilotes con rapidez y economía, por lo que son utilizados básicamente como control de calidad generalizado de los pilotes. En el caso de detectarse anomalías mediante los ensayos de integridad, la dirección de obra puede recurrir a otros métodos para intentar investigar las causas, la naturaleza y la extensión de la anomalía, y determinar si el pilote es apto para el uso que se pretende. Los métodos empleados tradicionalmente en estos casos son la excavación alrededor del pilote y los sondeos con extracción de testigo continuo del fuste del pilote. La realización de sondeos solo permite obtener datos del testigo extraido y de las paredes del sondeo, cuya posición con respecto al eje del pilote es difícil de conocer exactamente cuando la profundidad es grande. Los resultados de los ensayos de integridad necesitan ser interpretados por personal experimentado. Las modernas técnicas electrónicas e informáticas permiten un procesamiento y un tratamiento de las señales que facilitan la posterior presentación e interpretación de los resultados. No se puede esperar que los ensayos de integridad identifiquen todas las imperfecciones existentes en un pilote, pero son un a potente herramienta principalmente como salvaguardia contra defectos importantes. Los ensayos de integridad pueden identificar defectos de m enor importancia que no afecten gravemente al pilote, por lo que resulta fundamental la experiencia del técnico responsable de la interpretación.
2. NORMATIVA DE REFERENCIA
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. "Standard Test Method for Low Strain Impact Integrity Testing of Piles", ASTM D 5882 -07. AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. "Standard Test Method for Integrity Testing of Concrete Deep Foundation by Ultrasonic Crosshole Testing", ASTM D 6760-08. PUERTOS DEL ESTADO. "Recomendaciones geotécnicas para Obras Marítimas y Portuarias". ROM 0.5-05. AFNOR. "Sols: reconnaissance et essais. Auscultation d'un élément de fondation. Partie 1: Méthode par transparence", norma NF P 94-160-1 (1993).
ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE NORMALIZACIÓN Y CERTIFICACIÓN (AENOR) "Eurocódigo 7: Proyecto geotécnico. Parte 1: Reglas generales", norma española experimental UNE-ENV-1997-1, marzo 1999. AFNOR, norma P11-212, "DTU 13.2 Fondations profondes pour le batiment". Paris, 1992. DIRECCIÓN GENERAL DE CARRETERAS del Ministerio de Fomento. Pliego PG3. Nueva redacción de los artículos 670 y 671 sobre cimentaciones por pilotes hincados a percusión y por pilotes de hormigón armado moldeados in situ. Orden Circular 326/00. MINISTERIO DE LA VIVIENDA. "Código Técnico de la Edificación, Documento Básico SEC Cimentaciones". Madrid, 2006. SÁNCHEZ DOMÍNGUEZ, F. y otros. "Recomendaciones para la ejecución e interpretación de ensayos de integridad de pilotes y pantallas 'in situ' ". Monografía del Laboratorio de Geotecnia del Cedex, Ministerio de Fomento, 2006. DEEP FOUNDATIONS INSTITUTE. "Manual for Non Destructive Testing and Evaluation of Drilled Shafts". USA, 2005.
3. MÉTODO SÓNICO 3.1.- Descripción del método Es el método más utilizado internacionalmente. Consiste en golpear la cabeza del pilote con un martillo de mano y obtener mediante i nstrumentación el movimiento de la cabeza del pilote como consecuencia de la onda de tensión generada. Es un método dinámico que induce una baja deformación en el pilote, denominándose generalmente "método sónico", aunque también se le nombra como "sísmico", "ensayo de integridad de baj a deformación", "sonic echo" (en inglés) o "ensayo de impedancia mecánica". Se aplica a cualquier tipo de pilote, no requiere ninguna preparación especial en el mismo, ni necesita equipo pesado, por lo que resulta económico y de gran rendimiento. Dado que el porcentaje estadístico de fallos es reducido, se debe ensayar el 100% de los pilotes de la obra. En el caso de que la Dirección de Obra admitiese una reducción del muestreo, este debe ser del 30% como mínimo. Los ensayos se realizarán según la norma ASTM D 5882. En el caso de realizarse ensayos en la totalidad de los pilotes, o en un muestreo significativo, las cargas admisibles por razón estructural de los pilotes se podrán incrementar en un 25%, de acuerdo con el Código Técnico de la Edificación. 3.2. Aparato utilizado El ensayo es del tipo de martillo de mano, cuyo golpe envía una onda de compresión a lo largo del fuste del pilote. Esta onda es reflejada por las discontinuidades del pilote, por su punta, o por cambios de sección o variaciones del terreno que lo rodea. Los movimientos consiguientes de la cabeza del pilote son captados por u n acelerómetro. La señal del acelerómetro es am plificada y digitalizada por un sistema electrónico y convertida en medida de velocidad, que se presenta inmediatamente en la pantalla de un microcomputador portátil. La curva obtenida se debe archivar en el equipo para su posterior tratamiento e impresión mediante ploter o impresora. El gráfico de velocidad de un pilote continuo aparece en la pantalla como una línea relativamente recta con dos picos. El primero de ellos es el causado por el impacto del martillo, mientras que el segundo es causado por la reflexión en la punta del pilote. El programa informático debe incorporar diferentes técnicas para mejorar y explotar las señales obtenidas, tales com o suavizar y promediar los golpes de martillo, la obtención de la curva media de varios pilotes, y la amplificación de la señal con la profundidad de manera lineal o exponencial para compensar los efectos de pérdida de señal con la profundidad.
3.3. Personal Los ensayos en obra serán realizados por técnico titulado especialista en geotecnia con al menos un (1) año de experiencia en ensayos de integridad de pilotes. La interpretación de las gráficas y la redacción del informe requieren ma yor experiencia. Serán realizados por un ingeniero superior especialista en geotecnia, con la menos tres (3) años de experiencia en ensayos de integridad de pilotes. Es recomendable la pertenencia a alguna organización técnica internacional relacionada con el ensayo de pilotes, y estar certificado por algún organismo que acredite su formación y experiencia. 3.4. Preparación del pilote para el ensayo Los pilotes deben estar descabezados o accesibles al menos en parte en el momento del ensayo, y sin presencia de agua, suciedad u otros residuos. En general, el método de ensayo no obtiene datos para profundidades mayores de 30-40 diámetros, o incluso menos en terrenos arcillosos duros, por lo que pudiera suceder que en algún pilote más esbelto solo se obtenga información de la parte superior. El hormigón no tendrá, en general, menos de una semana en el momento del ensayo. Para la realización del ensayo se requiere que la cabeza del pilote sea de hormigón sano y compacto, preferentemente descabezado. Es recomendable disponer de un plano con la identificación de los pilotes, su longitud aproximada, y posibles incidencias durante su construcción. El número, tipo y localización de los pilotes a ensayar será establecido por la dirección de obra con antelación suficiente. Se necesita conocer las características geotécnicas del suelo atravesado por el pilote, para facilitar la interpretación. 3.5. Informe de resultados El ingeniero superior especialista responsable del ensayo dispondrá de 48 horas después de finalizados los ensayos para facilitar los resultados finales y la evaluación de la integridad de los pilotes, al menos en forma de avance de informe. Para cada pilote ensayado se facilitará una gráfica con al menos tres curvas en el dominio de tiempo (velocidad en función del tiempo) o la curva media de las mismas, correspondientes a diferentes golpes de martillo. A criterio del ingeniero superior especialista responsable del i nforme, se pueden incluir también otros cálculos, o curvas en el dominio de frecuencias, si sirven para interpretar mejor algún ensayo. Otros datos generales a incluir en el informe definitivo son:
Nombre de la obra y localización. Resumen de la estratificación geotécnica. Tipología de los pilotes ensayados. Diámetro, longitud, sistema constructivo, edad del hormig¢n, empalmes en su caso. Incidencias durante la construcción. Descripción del aparato utilizado en el ensayo.
Fecha de realización de los ensayos. Localización de los pilotes ensayados, adjuntando croquis o plano en caso necesario.
3.6. Criterios de aceptación y rechazo Los pilotes que presenten reflexiones insignificantes de la onda sónica en puntos del fuste del pilote por encima de la punta, y una clara reflexión de la onda en la punta, pueden ser aceptados. Cuando no se aprecia una reflexión clara de la onda sónica en la punta, cosa que puede suceder en pilotes muy esbeltos, el ingeniero superior especialista establecerá hasta que profundidad el ensayo puede considerarse significativo. Si se aprecian reflexiones significativas o anomalías de la onda por encima de la punta del pilote, el ingeniero superior especialista tratará de dar una interpretación evaluando los posibles fallos en el pilote. Para ello se podrá auxiliar de las curvas en el dominio de frecuencia, de modelos matemáticos u otros métodos, así como de las informaciones facilitadas por el constructor, la dirección facultativa u otros agentes que intervengan en el proceso constructivo. Si la evaluación realizada concluye que el fallo reduce significativamente la capacidad estructural del pilote, este será calificado como defectuoso. En el caso de gráficas de ensayo complicadas, que no permitan llegar a una conclusión clara, el pilote será calificado como cuestionable. 3.7. Acciones correctoras Los pilotes calificados como defectuosos o cuestionables, pueden ser aceptados, reparados o sustituidos por otros, a criterio de la dirección facultativa. Los pilotes calificados como cuestionables pueden ser s ometidos a pruebas y ensayos complementarios, tales como pruebas de carga estáticas o dinámicas, sondeos con recuperación de testigo continuo del hormigón, ensayos ultrasónicos "cross -hole" o excavación perimetral si los defectos no están a gran profundidad. Las acciones correctoras pueden consistir en inyecciones a pres ión a través de perforaciones en el hormigón del pilote, en micropilotes perforados dentro del pilote, u otras. En el caso de defectos en la parte superior del pilote, se puede demoler dicha zona y volver a reconstruir. En todos los casos se puede volver a realizar el ensayo sónico de los pilotes reparados. 3.8. Medición y abono Los ensayos se contratarán directamente a una empresa especializada, que acredite cumplir los requisitos especificados anteriormente. La medición y abono se realizará en base a los siguientes conceptos:
Tiempo del Técnico en obra en realización de ensayos y en desplazamientos, medido en jornadas u horas. Evaluación e informe por ingeniero superior especialista, medido por unidad de pilote ensayado. Gastos de desplazamiento a obra y dietas.
4. MÉTODO ULTRASÓNICO "CROS-HOLE" 4.1. Descripción del método
El método se basa en registrar el tiempo que tarda una onda ultrasónica en propagarse desde un emisor a un receptor que se desplazan simultáneamente por dos tubos paralelos sujetos a la armadura del pilote. El tiempo medido es función de la distancia entre el emisor y el receptor y de las características del medio atravesado. En el caso de existir defectos en el camino de las ondas tales como inclusiones de tierra, oqueades, coqueras u otros que hagan alargar el tiempo de recorrido, en la gráfica del ensayo queda reflejada la variación y la profundidad a que se ha producido. Los datos son almacenados de manera digital en el equipo, y las gráficas pueden ser impresas directamente en la obra o revisadas e impresas en gabinete. Los ensayos se realizarán según la norma NF P 94-160-1 o la norma ASTM D 6760. En el caso de realizarse ensayos en la totalidad de los pilotes, o en un muestreo significativo, las cargas admisibles por razón estructural de los pilotes se podrán incrementar en un 20%, de acuerdo con la norma francesa de pilotes DTU 13.2, o en un 25% según el Código Técnico de la Edificación. El método es aplicable a pilotes, pantallas continuas o a módulos de pantalla aislados. 4.2. Aparatos utilizados El equipo está formado por:
Unidad central con funcionamiento a batería, pantalla, impresora y capacidad de almacenamiento digital de datos. Los datos se presentan en la pantalla en forma gráfica con eje de tiempo en horizontal y de profundidad en vertical. El intervalo estandar de medidas será como máximo de 5 cm en vertical. Emisor y receptor de ultrasonidos, con longitud de cable suficiente para llegar al fondo de los tubos instalados. Tendrán capacidad de transmitir y recibir la señal al menos a través de 1,5 m de hormigón. Su diámetro máximo será de 25 mm. La frecuancia mínima de trabajo del emisor y del receptor será de 50.000 Hz. Poleas para bajar las sondas por los tubos. Al menos una de ellas estar instrumentada para poder conocer la profundidad a la que se encuentra la sonda con un error máximo del 2%. Programa informático en ordenador de oficina suficiente para imprimir en impresora laser los gráficos de los ensayos, junto con los datos identificativos del mismo.
4.3. Personal Los ensayos en obra serán realizados por técnico titulado con al menos medio (1/2) año de experiencia en ensayos de integridad de pilotes. El contratista facilitará un ayudante no cualificado, sin coste para la empresa que realice los ensayos. La interpretación de las gráficas y la redacción del informe requieren mayor experiencia. Serán realizados por un ingeniero superior especialista en geotecnia, con la menos tres (3) años de experiencia en ensayos de integridad de pilotes. Es recomendable la pertenencia a alguna organización técnica internacional relacionada con el ensayo de pilotes, y estar certificado por algún organismo que acredite su formación y experiencia. 4.4. Tubos embebidos
Para la realización del ensayo se precisa que en los pilotes el contratista deje instalados tubos para poder introducir las sondas hasta la profundidad que se quiera ensayar. Los requisitos para estos tubos son los siguientes:
Los tubos deben ser preferentemente de acero, con diámetro mínimo 40 mm y preferiblemente 50 mm. Se pueden emplear tubos de plástico en pilotes cortos, pero es muy fácil que se deterioren durante el hormigonado y queden inservibles, y que no ofrezcan buena adherencia al hormigón. No es recomendable utilizar tubos de mayor diámetro para aprovechar, por ejemplo, tubos destinados a perforaciones o inyecciones en la punta del pilote, ya que la señal ultrasónica debe atravesar mayor espesor de agua en el tubo y pierde energía, lo cual reduce el alcance de la misma y dificulta el ensayo en pilotes de gran diámetro. Se unirán firmemente a la armadura del pilote, con sujeciones adecuadas al menos cada metro. Los empalmes deben realizarse con manguitos roscados, ya que las uniones soldadas pueden producir rebabas que dificulten el paso de las sondas o deterioren los cables. Los dos extremos deben cerrarse herméticamente por medio de tapones metálicos roscados, para impedir la entrada de elementos extraños y para evitar la pérdida del agua que deben contener durante el ensayo. Los extremos superiores deben también cerrarse para evitar la caída accidental de material hasta el momento de realización del ensayo. Sobresaldrán al menos 40 cm y no más de 150 cm del hormigón del pilote, o del terreno, si están enterrados en el momento del ensayo. Los tubos deben llenarse de agua dulce y limpia, previamente al hormigonado, o antes del inicio del fraguado como muy tarde, para asegurar un a buena adherencia del hormigón al tubo cuando el hormigón se enfríe. Deberá comprobarse que n o tienen obstrucciones, ni se producen pérdidas de agua. El número de tubos por pilote recomendados por la norma ASTM D 6760 es de un tubo cada 0,25 a 0,30 m de diámetro, con un mínimo de tres tubos. La norma francesa DTU 13.2 admite dos tubos para diámetros de pilote inferiores o iguales a 0,60 m.
4.5. Realización del ensayo Los pilotes estarán accesibles y sin presencia de agua. El hormigón no tendrá, en general, menos de una semana en el momento del ensayo. Es recomendable disponer de un plano con la identificación de los pilotes, su longitud aproximada, e información sobre posibles incidencias durante su co nstrucción. Previamente al inicio del ensayo de cada pilote, se pasará una plomada por cada tubo, se medirá su longitud, y se comprobará la ausencia de obstrucciones. Se comprobará que están llenos de agua. En pilotes con cuatro tubos se reali zarán seis ensayos, cuatro en las parejas de tubos adyacentes y dos en las parejas de tubos diagonalmente opuestos. El ensayo se realizará después de bajar las sondas hasta el fondo de los tubos, levantando ambas simultáneamente después de asegurarse de que están en el mismo plano horizontal. 4.6. Informe de resultados
El ingeniero superior especialista responsable del ensayo dispondrá de 48 horas después de finalizados los ensayos para facilitar los resultados finales y la evaluación de la integridad de los pilotes, al menos en forma de avance de informe. Para cada pareja de tubos en que se haya realizado el ensayo se facilitará una gráfica (diagrafía) del perfil ensayado, en la que figurará en ordenadas la profundidad y en abcisas el tiempo que tardan en llegar las ondas ultrasónicas del emisor al receptor. También es recomendable incluir en la gráfica una curva que indique la energía relativa de la onda cuando llega al receptor. Las gráficas definitivas se presentarán preferentemente en impresión por laser o ploter de los ficheros de datos obtenidos en obra. No son recomendables las gráficas obtenidas en tiras pequeñas de papel por la impresora del propio aparato en obra. Se presentarán también en un formato electrónico común tipo pdf, Word o similar, fácilmente transmisible por correo electrónico. En cada gráfica se imprimirán también datos identificativos como:
Fecha del ensayo Nombre de la obra Identificación del pilote ensayado Identificación del perfil entre parejas de tubos Otros datos que deben figurar en el informe definitivo son: Localización detallada de los pilotes o módulos de pantalla ensayados, incluso croquis o copias de planos en caso necesario. Croquis de situación y numeración de los tubos. Longitud y diámetro de los pilotes, y tipología constructiva. Resumen de datos geotécnicos del terreno. Incidencias durante la construcción. Longitud de los tubos, medida con la plomada. Descripción del aparato utilizado. Cota de origen de las gráficas, indicando si es el extremo superior de los tubos, o del hormigón, y la longitud exenta de los tubos fuera del hormigón.
4.7. Criterios de aceptación y rechazo Los pilotes que presenten una gráfica uniforme de tiempo de llegada de la onda ultrasónica en toda su altura y en todos los perfiles ensayados pueden ser aceptados. En el caso de que uno o varios perfiles entre parejas de tubos presenten retrasos significativos o pérdidas de señal a una o varias profundidades, el ingeniero superior especialista tratará de dar una interpretación evaluando los posibles fallos en el pilote. El número y posición de perfiles que tienen una determinada anomalía a una misma profundidad puede dar una indicación de la zona afectada en planta. Se podrá auxiliar de informaciones facilitadas por el constructor, la dirección facultativa u otros agentes que intervengan en el proceso constructivo. La interpretación concluirá con una estimación de la gravedad del fallo en el pilote detectado.
4.8. Acciones correctoras Los pilotes con anomalías en las gráficas originadas por posibles fallos en el pilote pueden llegar a ser considerados como defectuosos o ser aceptados, a juicio de la dirección facultativa. Los pilotes defectuosos pueden ser reparados, rechazados o sustituidos por otros. Antes de adoptar una decisión, los pilotes pueden ser sometidos a pruebas y ensayos complementarios, tales como pruebas de carga estáticas, Statnamic o dinámicas, sondeos co n recuperación de testigo continuo, o excavación perimetral si los defectos no están a gran profundidad. 4.9. Medición y abono Los ensayos se contratarán directamente a una empresa especializada, que acredite cumplir los requisitos especificados anteriormente. La medición y abono se realizará en base a los siguientes conceptos:
Tiempo del técnico en obra, en realización de ensayos y en desplazamientos, medido en jornadas u horas. Se incluye también la evaluación y el informe por ingeniero superior especialista. Gastos de desplazamiento a obra y dietas
http://www.jeoprobe.com/servicio_pilotes_pit.html
