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 Laboratorio de Control de Calidad de Fundaciones (LCCF)

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Ensayos disponibles actualmente:

Ensayo Estático de Carga de Pilotes

Descripción

Los Ensayos de Carga de Pilotes son una herramienta muy valiosa para la determinación del comportamiento bajo carga de servicio de fundaciones profundas. Consisten en la aplicación de una carga y el estudio de las deformaciones provocadas por dicha carga en la estructura estudiada.

En el caso de los pilotes, se recurre a los ensayos de carga para determinar el asentamiento del pilote bajo la carga de servicio, o bien para determinar la carga de rotura del pilote. Generalmente son realizados antes de la ejecución del pilotaje, para "ajustar" el diseño del pilote, o luego de la ejecución del pilotaje, como un control de recepción.

El ensayo de carga más utilizado en pilotes, es aquel en el que se aplica una carga vertical de compresión en la cabeza del pilote y de registran sus desplazamientos, siguiéndose algún procedimiento de ejecución determinado generalmente por una norma.

Desde 1995, el LCCF ha realizado la gran mayoría de los ensayos de carga de pilotes llevados a cabo en el país. Para su ejecución, según las condicionantes de cada caso, se han estudiado y utilizado diferentes normas, entre las que se destacan las normas estadounidenses ASTM, ASTM D1586 – 84. Standard Test Method for Piles Under Static Axial Compressive Load ASTM D3689 – 90. Standard Test Method for Individual Piles Under Static Axial Tensile Load, la norma brasileña (NBR 12131 – 1991 Estacas-Prova de Carga Estática - Método de Ensaio) y la norma argentina.

Equipamiento

 EL LCCF cuenta con un completo equipamiento para la realización de ensayos estáticos de carga de pilotes, abarcando un gran rango de cargas.

Dispositivos de aplicación de carga

  • 3 bombas manuales ENERPAC Ver catálogo 
  • 1 bomba ENERPAC operada mediante un motor a nafta. 
  • 1 bomba Eléctrica  ENERPAC  Ver catálogo 
  • Cilindro ENERPAC de 25 ton de capacidad  
  • 2 Cilindros ENERPAC de 75 ton de capacidad
  • Cilindro ENERPAC de 100 ton de capacidad  Ver catálogo
  • 3 Cilindros ENERPAC de 250 ton de capacidad
  • Cilindro ENERPAC de 400 ton de capacidad
  • 3 Cilindros ENERPAC de 500 ton de capacidad  Ver catálogo
  • 2 Cilindros ENERPAC de 100 ton de capacidad de embolo hueco Ver catálogo
  • 6 Manómetros ENERPAC 10.000 psi/ 700Bar  Ver catálogo Ver calibraciones Manómetros   

 

Algunas obras de nuestro país donde se ha utilizado Ver

Dispositivos de registro de desplazamientos

 

Vigas de Reacción

  • Viga metálica reticulada de 80 toneladas de carga máxima en el centro. Ver dispositivo 
  • Viga metálica de 4 metros, con una capacidad máxima de 320 toneladas a compresión y 2.55 m de espaciamiento máximo entre ejes de pilotes de reacción. Ver Especificaciones dispositivos. Ensayo Compresión
  • Viga metálica con una capacidad máxima de 200 toneladas a compresión  en el centro del vano y 3.6 m de espaciamiento máximo entre ejes de pilotes de reacción Ver Especificaciones dipositivo. Ensayo Tracción. Ensayo Compresión.
  • Viga metálica de 3 metros con una capacidad máxima de 160 toneladas a compresión en el centro del vano y 2.55 m de espaciamiento máximo entre ejes de pilotes de reacción. Ver especificaciones dispositivo
  • Viga metálica con una capacidad máxima de 100 toneladas a compresión en el centro del vano y 3.6 m de espaciamiento máximo entre ejes de pilotes de reacción.
Ensayo Sónico de Integridad de Pilotes

Descripción

El Ensayo Sónico de Integridad (SIT, Sonic Integrity Testing) es un método no destructivo, rápido y económico que permite estudiar la continuidad física de los pilotes. No pretende reemplazar los ensayos estáticos de carga, ya que no suministra información alguna acerca de la capacidad portante del pilote, sino que constituye una fuente adicional de información sobre los pilotes construidos. El SIT resulta una potente herramienta de trabajo para poder determinar experimentalmente, con rapidez y economía, la existencia de defectos en los pilotes.

     Señal de pilote sano

Se basa en la propagación de una onda de tensión por el fuste del pilote, provocada por una excitación externa. A partir del análisis de la respuesta del elemento estructural, pueden deducirse las propiedades de la sección transversal a través de mediciones indirectas de las propiedades de transmisión de ondas elásticas de tensión  en el elemento estructural. Es posible estimar la longitud del pilote a partir del tiempo transcurrido para la propagación de la onda a través del fuste.

                                                                              Señal de pilote con defecto

 Consiste en golpear el pilote con un martillo manual y registrar, mediante un acelerómetro, el movimiento que la cabeza del pilote sufre como consecuencia de la onda de tensión generada en el impacto del martillo. El golpe del martillo envía una onda de compresión a lo largo del pilote. Dicha onda puede ser reflejada por las discontinuidades del fuste, por su punta, por cambios en la sección del pilote o por variaciones del terreno circundante. La señal del acelerómetro es amplificada, digitalizada y convertida en un registro de velocidad que se presenta inmediatamente en la pantalla de una computadora portátil. La curva obtenida se puede almacenar en la computadora portátil para su posterior análisis.

  Ver Protocolo de Ensayo de Integridad de pilotes.

Ventajas

No requiere ninguna preparación especial, únicamente se necesita que el pilote se encuentre descabezado

 

Ver información equipo
Ver especificaciónes sensores
Ver calibraciones equipos

Equipamiento

EL LCCF cuenta con 3 equipos PIT y con martillos de varios tamaños, para la realización de ensayos sónicos de integridad  de pilotes. Los equipos funcionan con 7 sensores acelerómetros, intercambiables.

  • No suministra información alguna acerca de la capacidad portante del pilote
  • No detecta variaciones graduales de la sección transversal del pilote, ni desvíos en sus armaduras

 Limitaciones 

No es capaz de detectar variaciones menores del 10% de la sección transversal No siempre es posible identificar la punta del pilote

Ver requisitos para el ensayo PIT 

Presenta interferencia mínima en la marcha de la obra, ya que se pueden ensayar grupos de pilotes a medida que se van construyendo y descabezando. Presenta un rendimiento elevado, en condiciones óptimas es posible controlar más de 100 pilotes en un día. En general, es capaz de determinar en forma aproximada la longitud del pilote.

Pruebas de cargas dinámicas – PDA

Las pruebas de carga dinámicas, denominadas también PDA, son pruebas no destructivas que siguen los lineamientos de la norma internacional ASTM D4945/00 

El software utilizado para la interpretación de las pruebas es el CAPWAP que combina las mediciones de campo con el PDA (Pile Driving Analyzer), y la ecuación de onda del pilote por medio de un método analítico que puede predecir la capacidad de carga total y estática; la distribución de la resistencia por fricción y la resistencia de la punta considerando valores de amortiguamiento y rigidez del suelo.

Ventajas

✓ El Ensayo Dinámico es de ejecución mucho más rápida que las pruebas estáticas

✓ Tiene  un costo más bajo

✓ Causa poco trastorno a la obra, una vez que no exige la parada de  equipamientos alrededor del pilote bajo prueba.

Con las pruebas de carga dinámica se puede medir:

✓ 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, con los cambios de impedancia a lo largo del pilote si los hay.

✓ Desplazamiento máximo del pilote durante el golpe.    

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

Consideraciones

En el caso de pilotes con variaciones planeadas de características a lo largo del fuste, la única restricción es que el método simplificado CASE no se aplica, y tendrá necesariamente que hacerse un análisis CAPWAP®. Esa misma consideración se aplica para pilotes con moderadas variaciones imprevistas, como suele ocurrir en pilotes moldados "in situ".

En suelos con características poco comunes o desconocidas, es siempre aconsejable hacerse por lo menos una prueba estática de verificación, para comprobar si la metodología adoptada para los Ensayos Dinámicos es correcta. Es el caso por ejemplo de suelos que presentan relajación, donde el Ensayo Dinámico debe hacerse preferentemente bastante tiempo después de la hinca de los pilotes, y la capacidad determinada a través de un primer golpe de alta energía.

Ensayo de Placa Dinámico

Descripción

Este ensayo tiene por objeto la determinación del denominado módulo de deformación vertical bajo carga dinámica de un suelo (Evd).

Durante el ensayo el suelo recibe un impacto de fuerza, transmitida mediante la caída de un peso, sobre una placa de carga circular, que presente un espesor suficiente para considerarla rígida.
Con los registros obtenidos en campo, es posible realizar en gabinete un análisis de datos utilizando el programa LWDmod. Este programa calcula mediante iteraciones el valor del  módulo de deformación vertical Evd en cada punto de estudio, minimizando la diferencia entre las deflexiones calculadas y las medidas en campo para todos los ensayos en el punto estudiado. 

Equipamiento El equipo consta de placas de carga de diferentes diámetros: 15cm y 30cm. El impacto se aplica sobre las placas de carga mediante una pesa de 10 kg, en caída libre.

 

Algunas obras de nuestro país donde se ha utilizado Ver

  • La fuerza del impacto se mide mediante una celda de carga (de apreciación 0,03 kg), mientras que las deflexiones del suelo se registran mediante geófonos (de apreciación 0,0001 mm).
  • La recolección de datos se hace en campo a través de una Palm mediante conexión inalámbrica.

 

Ensayo de Placa Estático

Descripción

Los ensayos de carga de placa son una herramienta para la determinación del comportamiento resistente de un suelo. El objetivo primario es verificar y conocer las tensiones admisibles del terreno y los asentamientos asociados, determinando la curva carga-asentamiento del terreno.

 El ensayo consiste básicamente en aplicar una carga y medir el desplazamiento vertical de un punto de la superficie de un suelo bajo el centro de una placa circular rígida, sometida a uno o varios ciclos de carga predefinidos.
Existen diversas normas que rigen este ensayo como son las normas ASTM D1194, D 1195, D1196, norma española UNE 103808.

Equipamiento

 EL LCCF cuenta con el siguiente equipamiento para la realización de ensayos estáticos de placa de carga:

Dispositivos aplicación de carga

Dispositivos de reacción
La reacción se puede obtener mediante camión cargado apoyado sobre una viga horizontal.

Dispositivos de registro de desplazamientos

Algunas obras de nuestro país donde se ha utilizado
 

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