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Implementación de una solución analítica para el fenómeno de propagación unidimensional de ondas en pilotes y su adaptación para la interpretación de resultados de la prueba de integridad de pilotes (PIT)

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(1)

C O NTENIDO

INTRO DUC C IÓ N...11

1. LA PRUEBA DE INTEG RIDAD DE PILO TES (PIT) ...20

1.1 HISTORIA ...20

1.2 EQUIPO ...22

1.2.1 El martillo. ...22

1.2.2 El sensor del Movimiento. ...24

1.2.3 Procesadores...24

1.3 NORMATIVIDAD DEL ENSAYO...25

1.4 EJECUCIÓN ...28

1.5 ARREGLO DE INFORMACIÓN...33

1.5.1 Amplificación y Filtrado. ...33

1.6 ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN ...36

1.6.1 Cuantificación del daño del pilote. Método Beta. ...43

1.6.2 Cuantificación del daño del pilote. Método del perfil de Impedancia...44

1.7 LIMITACIONES Y CONSIDERACIONES EN LA INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS...45

2. PRO PAG AC IÓ N DE O NDAS LO NG ITUDINALES EN PILO TES...48

2.1 PRINCIPIOS DE PROPAGACIÓN DE ONDAS DE ESFUERZOS...48

2.1.1 Velocidad de Propagación de onda. ...50

2.1.2 Velocidad de propagación de onda en barras delgadas. ...51

2.2 DEDUCCIÓN GENERAL DE LA ECUACIÓN DE MOVIMIENTO...52

2.3 CLASIFICACIÓN DE LA ECUACIÓN DIFERENCIAL PARCIAL ...54

2.4 SOLUCIONES A LA ECUACIÓN DE PROPAGACIÓN UNIDIMENSIONAL DE ONDA ...55

2.4.1 Ejemplo de solución por el método de separación de variables. ...56

2.4.2 Ejemplo de solución por el método de Transformada de Laplace...59

2.4.3 Solución por el Método de las Características. ...61

2.4.4 Introducción a la solución por el Método de Análisis Espectral. ...66

(2)

2.5 INFLUENCIAS EXTERNAS...71

2.5.1 Pilote con fuerzas cortantes a lo largo de su fuste...71

2.5.2 Pilote con fuerzas externas elásticas y de amortiguamiento...75

2.5.3 Influencias externas analizadas mediante la relación espectral k...77

2.4.4 Planteamiento de una solución numérica que incorpora fuerzas de fricción...79

2.6 REFLEXIÓN Y TRANSMISIÓN DE ONDA...80

3. ANÁLISIS ESPEC TRAL PARA PRO PAG AC IÓ N DE O NDAS EN PILO TES...87

3.1 INTRODUCCIÓN...87

3.2 ANÁLISIS DE FOURIER ...88

3.3 TRANSFORMADA CONTINUA DE FOURIER (CFT)...91

3.4 TRANSFORMADA DISCRETA DE FOURIER (DFT)...92

3.4.1 Ejemplo Numérico. ...94

3.4.2 Frecuencia de Nyquist y fenómeno de Alias...96

3.5 TRANSFORMADA RÁPIDA DE FOURIER (FFT) ...97

3.6 ANÁLISIS ESPECTRAL DE ECUACIONES DIFERENCIALES...98

3.6.1 Representación Espectral de Derivadas. ...98

3.6.2 Relación Espectral...100

3.6.3 Solución espectral de la Ecuación de Onda unidimensional. ...102

3.6.4 Velocidad de fase. ...103

4. IMPLEMENTAC IÓ N DE LA SO LUC IÓ N ANALÍTIC A PARA EL FENÓ MENO DE PRO PAG AC IÓ N UNIDIMENSIO NAL DE O NDAS EN PILO TES...104

4.1 PROPAGACIÓN Y RECONSTRUCCIÓN DE ONDAS ...105

4.1.1 Algoritmo Básico. ...105

4.2 SOLUCIÓN ESPECTRAL BÁSICA PARA ONDAS EN PILOTES ...107

4.2.1 Comportamiento de las propiedades mecánicas...108

4.2.2 Historia de Fuerza aplicada en la cabeza del pilote...108

4.2.3 Solución para una onda viajando a la derecha...111

4.2.4 Condiciones de Frontera. ...112

4.3 SOLUCIÓN DE REFLEXIONES Y TRANSMISIONES DE ONDA EN LAS FRONTERAS MEDIANTE ANÁLISIS ESPECTRAL...114

4.3.1 Reflexión de onda en una punta libre del pilote...114

4.3.2 Reflexión de onda en una punta restringida por una frontera elástica...115

(3)

5. PRO PAG AC IÓ N DE O NDAS Y SIMULAC IÓ N DE LA PRUEBA PIT MEDIANTE EL

PRO G RAMA PITG RAPH PARA MATLAB...119

5.1 DESCRIPCION DE LA INTERFAZ GRÁFICA “PITGRAPH.fig”...119

5.1.1 Datos de entrada para generar el pulso inicial sobre la cabeza del pilote...120

5.1.2 Generación de la gráfica del pulso seleccionado...122

5.1.3 Datos de entrada para realizar el análisis de propagación de onda...125

5.1.4 Generación de la gráfica de la propiedad mecánica seleccionada evaluada en la posición X...127

5.1.5 Datos de entrada y generación de la gráfica de propagación de onda en diferentes posiciones...130

5.1.6 Simulación de la prueba PIT. ...133

5.2 FUNCIÓN “PITGRAPH.m” ...138

5.2.1 Diagramas de Flujo de cada uno de los botones de la interfaz gráfica...139

6. ANÁLISIS DE SIMULAC IO NES Y C O MPARAC IÓ N C O N PRUEBAS PIT O BTENIDAS EN C AMPO ...144

6.1 ANÁLISIS DE LOS DIFERENTES PULSOS INICIALES ...144

6.1.1 Fuerza Instantánea...144

6.1.2 Pulso Triangular...146

6.1.3 Pulso tipo Rectangular. ...148

6.1.4 Pulso tipo Medio Seno. ...150

6.2 ANÁLISIS DE PROPAGACIÓN DEL PULSO A LO LARGO DEL PILOTE ...152

6.2.1 Comportamiento del desplazamiento, velocidad y aceleración...152

6.2.2 Comportamiento de la propagación del esfuerzo, deformación y fuerza de reacción. ...156

6.3 OBTENCIÓN DE LAS RIGIDECES DEL SUELO USANDO EL PROGRAMA DE ELEMENTOS FINITOS PLAXIS ...160

6.4 SIMULACIÓN DE DIFERENTES CASOS DE LA PRUEBA PIT...169

6.4.1 Caso (a). Pilote homogéneo sin fuerzas retardantes y sin resorte de rigidez K en su punta...171

6.4.2 Caso (b). Pilote homogéneo con fuerzas retardantes y sin resorte de rigidez K en su punta...173

6.4.4 Caso (c). Pilote homogéneo sin fuerzas retardantes y con resorte de rigidez K en su punta...174

6.4.4 Caso (d). Pilote homogéneo con fuerzas retardantes y con resorte de rigidez K en su punta. ...175

6.4.5 Caso (e). Pilote con reducción de impedancia sin fuerzas retardantes y sin resorte de rigidez K en su punta...176

6.4.6 Caso (f). Pilote con reducción de impedancia, con fuerzas retardantes y sin resorte de rigidez K en su punta...179

6.4.7 Caso (g). Pilote con reducción de impedancia, sin fuerzas retardantes y con resorte de rigidez K en su punta...180

6.4.8 Caso (h). Pilote con reducción de impedancia, con fuerzas retardantes y con resorte de rigidez K en su punta...181

6.4.9 Caso (i). Pilote con aumento de impedancia, sin fuerzas retardantes y sin resorte de rigidez K en su punta...182

(4)

6.4.11 Caso (k). Pilote con aumento de impedancia, sin fuerzas retardantes y con resorte de rigidez K en su

punta...185

6.4.12 Caso (l). Pilote con aumento de impedancia, con fuerzas retardantes y con resorte de rigidez K en su punta...186

6.4.13 Efectos de Amortiguamiento causados por el material del pilote. ...187

6.5 RESULTADOS DE PRUEBAS DE CAMPO Y COMPARACIÓN CON SIMULACIONES DEL PROGRAMA PITGRAPH ...190

6.5.1 Pilotes defectuosos en la obra Carrefour Suba. ...190

6.5.2 Pilotes homogéneos en la obra Carrefour Suba...198

6.5.3 Pilote defectuoso en Puente Batallón Caldas. Obra Transmilenio NQS Sur Tramo1. ...202

7. C O NC LUSIO NES...207

8. REC O MENDAC IO NES ...212

(5)

INDIC E DE FIG URAS

Figura 1 Pilote defectuoso fundido in-situ ...12

Figura 2 Vista del monitor del PIR-A ...14

Figura 3 Prueba CSL Típica...15

Figura 4 Prueba de Carga Dinámica (PDA)...16

Figura 5 Prueba de Integridad del Pilote (PIT) ...17

Figura 6 Ejemplo esquemático de la señal de respuesta para un pilote. Prueba PIT...17

Figura 7 Herramientas usadas para realizar el ensayo PIT...22

Figura 8 Señales obtenidas en un pilote con martillos diferentes...23

Figura 9 Disposición del ensayo sónico con martillo instrumentado...25

Figura 10 Limpieza de la cabeza del pilote y ubicación del acelerómetro...29

Figura 11 Señal obtenida de la aplicación de la fuerza en el centro del pilote...30

y acelerómetro ubicado en el borde del mismo...30

Figura 12 Señal obtenida de la aplicación de la fuerza en un borde del pilote...31

y acelerómetro ubicado en el borde opuesto ...31

Figura 13 Señal obtenida de la aplicación de la fuerza a ¼ del diámetro del pilote y acelerómetro ubicado a ¾ del mismo diámetro...32

Figura 14 Señales obtenidas de la aplicación de la fuerza en los cuatro ...33

puntos cardinales (N, S, W, E) y acelerómetro ubicado en el centro del pilote ...33

Figura 15 Señal cruda obtenida después de la prueba PIT...34

Figura 16 Señal con amplificación únicamente ...35

Figura 17 Señal con 40 amplificaciones y 25 High Pass Filter...36

Figura 18 Representación del viaje de las ondas sónicas en el pilote ...38

Figura 19 Simulación esquemática del efecto de reducción de impedancia en la señal...39

Figura 20 Simulación esquemática del efecto de aumento de impedancia en la señal...39

Figura 21 Simulación esquemática del efecto de reducción local en el pilote ...40

Figura 22 Simulación esquemática del efecto de ampliación local en el pilote ...40

Figura 23 Perfil de Impedancia obtenido mediante el programa PIT-W para una señal con reducción de impedancia. ...45

Figura 24 Simulación en elementos finitos de propagación de ondas ante un impacto en una placa...49

Figura 25 Frentes de onda de compresión, corte y Rayleigh producidas por un impacto puntual en una superficie...49

Figura 26 Análisis de fuerzas de un elemento pequeño en una barra...52

Figura 27 Tipos de análisis de la ecuación unidimensional de onda para obtener su solución ...55

Figura 28 Condiciones iniciales y de frontera para la solución de la ecuación (2.10) por el método de separación de variables. ...56

Figura 29 Desplazamiento de la punta libre. Sumatoria de series de Fourier. Ecuación (2.29) ...61

Figura 30 Soluciones gráficas por el método de las características ...64

Figura 31 Velocidad en la base del pilote mediante el análisis del método de las características...66

Figura 32 Elemento

n

del pilote cargado axialmente. Solución numérica ...69

Figura 33 Pilote en el suelo con acción de fuerzas de fricción...73

Figura 34 Modelo para la prueba de carga dinámica solucionado por WARRINGTON, 1997[24] ...76

Figura 35 Influencias externas sobre el pilote que redefinen la ecuación de onda...78

(6)

Figura 37 Pilote analizado por Verruijt (2005) para la deducción de los coeficientes de reflexión y transmisión

de ondas. ...81

Figura 38 Reflexión y transmisión de onda normal ante un cambio de impedancia Z...83

Figura 39 Reflexión y transmisión de la velocidad para Z1>Z2...85

Figura 40 Reflexión y transmisión del esfuerzo para Z1>Z2...85

Figura 41 Ondas de compresión y tensión ante un cambio de impedancia ...86

Figura 42 Funciones periódicas en el dominio del tiempo...88

Figura 43 Discretización para una función periódica en el tiempo ...92

Figura 44 Ejemplo de pulso rectangular con valores reales en el dominio del tiempo ...95

Figura 45 Metodología general de análisis espectral para propagación de ondas...106

Figura 46 Pulso de entrada modelado mediante la ecuación (4.7) ...109

Figura 47 Pulso de entrada de la forma de la mitad del ciclo de la función seno...110

Figura 48 Fronteras típicas en pilotes para modelar la prueba PIT ...113

Figura 49 Interfaz gráfica del programa PITGRAPH y valores del pilote predeterminado ...120

Figura 50 Posibles mensajes de error al graficar el pulso. ...123

Figura 51 Pulso predeterminado para Fuerza Instantánea...123

Figura 52 Pulso predeterminado para el tipo Triangular...124

Figura 53 Pulso predeterminado para el tipo Rectangular ...124

Figura 54 Pulso predeterminado para tipo Medio Seno ...125

Figura 55 Mensaje de error al graficar la solución en alguna posición X ...127

Figura 56 Solución de la ecuación de onda para el desplazamiento en X=0. Onda que viaja a la derecha...127

Figura 57 Solución de la ecuación de onda para la velocidad en X=0. Onda que viaja a la derecha...128

Figura 58 Solución de la ecuación de onda para aceleración en X=0. Onda que viaja a la derecha. ...128

Figura 59 Solución de la ecuación de onda para el esfuerzo en X=0. Onda que viaja a la derecha...129

Figura 60 Solución de la ecuación de onda para la deformación en X=0. Onda que viaja a la derecha. ...129

Figura 61 Solución de la ecuación de onda para la fuerza de reacción en X=0. Onda que viaja a la derecha. 130 Figura 62 Solución de la ecuación de onda para todas las propiedades mecánicas en X=0. Onda que viaja a la derecha. ...131

Figura 63 Solución de la ecuación de onda para la velocidad evaluada desde X=0 hasta X=10. Onda que viaja a la derecha. ...132

Figura 64 Recuadro correspondiente a la simulación de la prueba PIT en la interfaz gráfica PITGRAPH.fig133 Figura 65 Posibles mensajes de error al generar la simulación PIT...135

Figura 66 Simulación predeterminada de la prueba PIT para la primera sección. ...136

Figura 67 Simulación predeterminada de la prueba PIT para la segunda sección. ...136

Figura 68 Simulación predeterminada de la prueba PIT para las secciones 1 y 2...137

Figura 69 Simulación predeterminada de la prueba PIT para las secciones 1, 2 y pilote total...137

Figura 70 Simulación predeterminada de la prueba PIT para el pilote total. ...138

Figura 71 Diagrama de Flujo del botón GRAFICAR PULSO...139

Figura 72 Diagrama de Flujo del botón GRAFICAR EN POSICIÓN X (1 Parte) ...140

Figura 73 Diagrama de Flujo del botón GRAFICAR EN POSICIÓN X (2 Parte) ...141

Figura 74 Diagrama de Flujo del botón GRAFICAR PROPAGACIÓN (1 Parte) ...141

Figura 75 Diagrama de Flujo del botón GRAFICAR PROPAGACIÓN (2 Parte) ...142

Figura 76 Diagrama de Flujo del botón SIMULAR (1 Parte)...142

Figura 77 Diagrama de Flujo del botón SIMULAR (2 Parte)...143

Figura 78 Pulso generado por la fuerza instantánea con diferentes divisiones N del período T ...145

Figura 79 Pulso generado por el pulso triangular con diferentes divisiones N del período T...147

Figura 80 Pulso generado por el pulso rectangular con diferentes divisiones N del período T ...149

Figura 81 Pulso generado por el pulso Medio Seno con diferentes divisiones N del período T (1 Parte) ...150

Figura 81 Pulso generado por el pulso Medio Seno con diferentes divisiones N del período T (2 Parte) ...151

(7)

Figura 83 Velocidad para pulso Medio Seno predeterminado en diferentes posiciones X ...154

Figura 84 Aceleración para pulso Medio Seno predeterminado en diferentes posiciones X ...155

Figura 85 Esfuerzo para pulso Medio Seno predeterminado evaluado desde X=0 a X=10 ...157

Figura 86 Esfuerzo para pulso Medio Seno predeterminado evaluado desde X=10 a X=20 ...157

Figura 87 Deformación para pulso Medio Seno predeterminado evaluado desde X=0 a X=10 ...158

Figura 88 Deformación para pulso Medio Seno predeterminado evaluado desde X=10 a X=20 ...158

Figura 89 Fuerza para pulso Medio Seno predeterminado evaluado desde X=0 a X=10 ...159

Figura 90 Fuerza para pulso Medio Seno predeterminado evaluado desde X=10 a X=20 ...159

Figura 91 Tipos de materiales modelados en PLAXIS ...162

Figura 92 Condiciones para los pilotes de L=10.0m y φ de 0.4 y 1.0m para analizar en elementos finitos mediante PLAXIS...163

Figura 93 Malla de elementos finitos para los pilotes de L=10.0m y φ de 0.4 y 1.0m generada mediante PLAXIS ...164

Figura 94 Ejemplo de resultados de deformaciones verticales y esfuerzos totales obtenidos mediante PLAXIS a lo largo del fuste del pilote...165

Figura 95 Ejemplo de resultados de deformaciones verticales y esfuerzos totales obtenidos mediante PLAXIS en la punta del pilote ...166

Figura 96 Rigideces K en el fuste del pilote para diferentes suelos (Pilote de φ =0.4m) ...167

Figura 97 Rigideces K en la punta del pilote para diferentes suelos (Pilote de φ =0.4m) ...167

Figura 98 Rigideces K en el fuste del pilote para diferentes suelos (Pilote de φ =1.0m) ...168

Figura 99 Rigideces K en la punta del pilote para diferentes suelos (Pilote de φ =1.0m) ...168

Figura 100 Casos simulados mediante el programa PITGRAPH (1 Parte)...170

Figura 101 Casos simulados mediante el programa PITGRAPH (2 Parte)...171

Figura 102 Simulación Caso (a). Pilote homogéneo sin fuerzas retardantes y sin resorte K en la punta...172

Figura 103 Simulación Caso (b). Pilote homogéneo con fuerzas retardantes (Ksuelo = 9.44x107N/m) y sin resorte K en la punta. ...173

Figura 104 Simulación Caso (b). Pilote homogéneo con fuerzas retardantes (Ksuelo = 1.0x108N/m) y sin resorte K en la punta. ...174

Figura 105 Simulación Caso (c). Pilote homogéneo sin fuerzas retardantes y con resorte K en la punta (Kpunta=1.0x1011 N/m) ...175

Figura 106 Simulación Caso (d). Pilote homogéneo con fuerzas retardantes (Ksuelo = 1.0x108N/m) y con resorte K en la punta (Kpunta=1.0x1011N/m) ...176

Figura 107 Simulación Caso (e). Pilote con reducción de impedancia, sin fuerzas retardantes y sin resorte K en la punta. Secciones 1 y 2 ...177

Figura 108 Simulación Caso (e). Pilote con reducción de impedancia, sin fuerzas retardantes y sin resorte K en la punta. Pilote Total ...177

Figura 109 Simulación Caso (f). Pilote con reducción de impedancia, con fuerzas retardantes (Ksuelo = 1.0x108N/m) y sin resorte K en la punta. Pilote Total...179

Figura 110 Simulación Caso (g). Pilote con reducción de impedancia, sin fuerzas retardantes y con resorte K en la punta (Kpunta=1.0x1011N/m). Pilote Total ...180

Figura 111 Simulación Caso (h). Pilote con reducción de impedancia, con fuerzas retardantes (Ksuelo = 1.0x108N/m) y con resorte K en la punta (Kpunta=1.0x1011N/m). Pilote Total ...181

Figura 112 Simulación Caso (i). Pilote con aumento de impedancia, sin fuerzas retardantes y sin resorte K en la punta. Secciones 1 y 2...182

Figura 113 Simulación Caso (i). Pilote con aumento de impedancia, sin fuerzas retardantes y sin resorte K en la punta. Pilote Total ...184

(8)

Figura 115 Simulación Caso (k). Pilote con aumento de impedancia, sin fuerzas retardantes y con resorte K en

la punta (Kpunta=1.0x1011N/m). Pilote Total ...186

Figura 116 Simulación Caso (l). Pilote con aumento de impedancia, con fuerzas retardantes (Ksuelo = 1.0x108N/m) y con resorte K en la punta (Kpunta=1.0x1011N/m). Pilote Total ...187

Figura 117 Caso (d) con efectos de amortiguamiento por el material del pilote...188

Figura 118 Caso (h) con efectos de amortiguamiento por el material del pilote...188

Figura 119 Caso (l) con efectos de amortiguamiento por el material del pilote...189

Figura 120 Señal PIT para pilote145. Carrefour Suba ...191

Figura 121 Parámetros de entrada para la simulación de la prueba PIT del pilote 145. Carrefour Suba. ...192

Figura 122 Simulación de la prueba PIT para el pilote 145 mediante el programa PITGRAPH ...193

Figura 123 Señal PIT para pilote108. Carrefour Suba ...194

Figura 124 Parámetros de entrada para la simulación de la prueba PIT del pilote 108. Carrefour Suba. ...196

Figura 125 Simulación de la prueba PIT para el pilote 108 mediante el programa PITGRAPH ...197

Figura 126 Señal PIT para pilote 55. Carrefour Suba ...198

Figura 127 Señal PIT para pilote 63. Carrefour Suba ...199

Figura 128 Parámetros de entrada para la simulación de la prueba PIT del pilote 55. Carrefour Suba. ...200

Figura 129 Simulación de la prueba PIT para el pilote 55 mediante el programa PITGRAPH ...200

Figura 130 Parámetros de entrada para la simulación de la prueba PIT del pilote 63. Carrefour Suba. ...201

Figura 131 Simulación de la prueba PIT para el pilote 63 mediante el programa PITGRAPH ...201

Figura 132 Señal PIT para pilote 3. Puente Batallón Caldas ...203

Figura 133 Parámetros de entrada para la simulación de la prueba PIT del pilote 108. Carrefour Suba. ...204

(9)

INDIC E DE TABLAS

Tabla 1 Ventajas y Desventajas de diferentes métodos que evalúan la calidad de cimentaciones profundas....13

Tabla 2 Estándares y códigos para pruebas de integridad en pilotes en el mundo ...26

Tabla 3 Categorías de clasificación de la señal obtenida con el equipo PIT...43

Tabla 4 Velocidad de propagación de onda en diferentes materiales...51

Tabla 5 Categorías en las que se clasifican las ecuaciones diferenciales parciales lineales de segundo orden con dos variables...54

Tabla 6 Propiedades mecánicas en la propagación de ondas ...108

Tabla 7 Condiciones de frontera típicas para considerar en pilotes ...112

Tabla 8 Rango de parámetros elásticos de varios suelos...161

Tabla 9 Propiedades mecánicas asignadas al pilote para modelar en PLAXIS...162

Tabla 10 Resultado de las rigideces K de los casos simulados mediante PLAXIS...169

Tabla 11 Registro de construcción de los pilotes analizados. Obra Carrefour Suba. ...190

Tabla 12 Parámetros del pilote 145. Carrefour Suba ...191

Tabla 13 Parámetros del pilote 108. Carrefour Suba ...195

Tabla 14 Parámetros del pilote 55. Carrefour Suba ...199

Tabla 15 Parámetros del pilote 63. Carrefour Suba ...199

Tabla 16 Registro de construcción de los pilotes analizados. Puente Batallón Caldas ...203

(10)

ANEXO S

ANEXO 1 - C Ó DIG O FUENTE DE LA FUNC IÓ N PITG RAPH.M ...217

(11)

INTRO DUC C IÓ N

En la p rá c tic a c o mún d e la c o nstruc c ió n d e p ro ye c to s d e infra e struc tura se ha c e ne c e sa rio re a liza r, c o mo e ta p a p re limina r y b á sic a , c ime nta c io ne s d e a c ue rd o a l tip o d e e struc tura y p rinc ip a lme nte a l tip o y c a ra c te rístic a s físic o -me c á nic a s d e l sue lo d e fund a c ió n so b re e l q ue se va re a liza r la o b ra .

Lue g o d e la e je c uc ió n d e un e stud io d e sue lo s, y te nie nd o c o no c imie nto so b re la s c a rg a s q ue se tra smitirá n a l mismo , e l Ing e nie ro G e o te c nista re c o mie nd a e l tip o d e c ime nta c ió n má s a d e c ua d o . De ntro d e la s múltip le s o p c io ne s, la s c ime nta c io ne s p ro fund a s so n c o nsid e ra d a s c o mo una o p c ió n ind isc utib le a l p re se nta rse ma la s c o nd ic io ne s d e c a p a c id a d p o rta nte d e l sue lo .

En e l d ise ño d e c ime nta c io ne s p ro fund a s, e l ing e nie ro g e o te c nista d a p o r he c ho q ue lo s e le me nto s q ue inte ra c tua rá n c o n e l sue lo c ue nta n c o n una g e o me tría ho mo g é ne a e n p ro fund id a d y c o n la s d ime nsio ne s d e se c c ió n tra nsve rsa l y lo ng itud re sulta d o d e un d ise ño p re vio . Dic ho s va lo re s so n e ntre g a d o s a lo s ing e nie ro s c o ntra tista s d e la o b ra q uie ne s c o nstruye n d e la ma ne ra má s p re c isa ta le s e le me nto s.

Dura nte la la b o r d e e je c uc ió n d e c ime nta c io ne s p ro fund a s se p re se nta n d ife re nte s c irc unsta nc ia s q ue p ue d e n lle g a r a a fe c ta r la fo rma d e lo s p ilo te s b a jo e l sue lo , ha c ie nd o q ue no se a lc a nc e la p ro fund id a d , se c c io ne s tra nsve rsa le s y c a lid a d d e l ma te ria l p re visto e n e l d ise ño (Ve r Fig ura No .1)

(12)

Fig ura 1 Pilo te de fe c tuo so fundido in-situ

Fue nte : http ://www.fe rna nde zta de o .c o m/fo to 2.htm

La s inc e rtid umb re s g e ne ra d a s p o r lo s mé to d o s d e c o nstruc c ió n d e c ime nta c io ne s ha c e n d e lo s mé to d o s no d e struc tivo s p a ra e va lua r la c a lid a d d e lo s p ilo te s, he rra mie nta s ind isp e nsa b le s p a ra e va lua r e l e sta d o fina l b a jo la sup e rfic ie d e l sue lo p a ra ta le s e le me nto s.

Se utiliza n p rinc ip a lme nte p a ra e va lua r la inte g rid a d d e c ime nta c io ne s p ro fund a s lo s sig uie nte s mé to d o s:

1. El re g istra d o r PIR (Pile Insta lla tio n Re c o rd e r) p a ra p ilo te s q ue va n a se r fund id o s in-situ (PIR-A)

2. La p rue b a C SL (C ro ss Ho le So nic Lo g g e r)

3. El mé to d o d e a lta d e fo rma c ió n c o n e l Pile Drive r Ana lyze r (PDA)

4. El mé to d o d e b a ja d e fo rma c ió n me d ia nte la p rue b a d e inte g rid a d d e p ilo te s PIT (Pile Inte g rity Te st).

[image:12.612.249.408.132.347.2]
(13)

Tab la 1 Ve nta ja s y De sve nta ja s de dife re nte s mé to do s q ue e va lúa n la c a lida d de

c ime nta c io ne s p ro funda s

MÉTODO VENTAJA

DESVENTAJA

Control automático de ejecución. PIR (Pile Installation

Recorder)

Facilitan datos en tiempo real durante la ejecución del pilote, lo que permite optimizar el empleo de materiales y detectar fallos en edad temprana.

Solo están desarrollados para pilotes hincados y para pilotes

fundidos in-situ

Se emplea en pilotes fundidos "in situ" de cualquier diámetro o longitud.

Requiere que se dejen colocados tubos embebidos en el hormigón. En pilotes prefabricados esto no

suele ser posible. Los defectos se identifican claramente a

cualquier profundidad.

Los tubos a veces se deterioran y quedan inservibles. Ultrasónico CSL (Cross Hole

Sonic Logger)

Se debe esperar a que el hormigón

tenga una cierta resistencia.

Ensayos rápidos de carga. PDA

Permiten una evaluación del pilote no solo estructural sino también geotécnica,

obteniéndose su capacidad de carga.

Requiere una masa importante de impacto (ensayo dinámico) o un

equipo especial (Statnamic).

No se requiere preparación especial del pilote.

Requiere interpretación especializada.

Rapidez, sencillez y economía.

La punta del pilote no se detecta bien cuando la esbeltez es importante o hay varios cambios de

sección. Prueba de Integridad de Baja

Deformación (PIT). Sónico con martillo de mano.

Detecta los fallos importantes en la calidad.

Se debe esperar a que el hormigón tenga una cierta resistencia. Fue nte : Ada p ta do de http ://www.fe rna nde zta de o .c o m/ve n.htm

El re g istra d o r PIR-A a yud a a p re ve nir p ro b le ma s a nte s d e q ue suc e d a n ya q ue va re g istra nd o e l ve rtid o d e le c ha d a d e c e me nto o c o nc re to c o n la p ro fund id a d .

[image:13.612.97.544.149.452.2]
(14)

Fig ura 2 Vista de l mo nito r de l PIR-A

Fue nte : [13] LIKINS. G , 2000

El vo lume n b o mb e a d o d e c o nc re to e s me d id o c o n p re c isió n y g ra fic a d o e n func ió n d e la p ro fund id a d , junto c o n e l vo lume n mínimo re q ue rid o

Si e l vo lume n b o mb e a d o e s me no r q ue e l vo lume n re q ue rid o , una g rá fic a a le rta a l o p e ra d o r p a ra q ue é ste p ue d a ha c e r la s c o rre c c io ne s, a p ro ve c ha nd o q ue la le c ha d a o e l c o nc re to se e nc ue ntra n a ún fluid o s.

(15)

Fig ura 3 Prue b a C SL Típ ic a

Fue nte : [4]C HERNAUSKAS, 1999

La e va lua c ió n d e inte g rid a d d e p ilo te s, a d ic io na lme nte , se p ue d e re a liza r me d ia nte la p rue b a PDA ta mb ié n c o no c id a c o mo p rue b a d e c a rg a d iná mic a . C o n e ste e nsa yo se mid e la fue rza y ve lo c id a d d e l p ilo te d ura nte e l imp a c to d e l ma rtillo d e hinc a r p ilo te s o me d ia nte una c a íd a lib re d e un g ra n p e so (Fig ura No .4).

(16)

Fig ura 4 Prue b a de C a rg a Diná mic a (PDA)

Fue nte : [13] LIKINS G . 2002

Po r su p a rte , e l mé to d o PIT d e b a ja d e fo rma c ió n ha c e uso d e la te o ría d e p ro p a g a c ió n unid ime nsio na l d e una o nd a . Un ma rtillo d e ma no re a liza un g o lp e e n la p a rte sup e rio r d e l p ilo te y un a c e le ró me tro mid e e l mo vimie nto d e la p a rte sup e rio r d e l tro nc o (Fig ura No .5).

Su o b je tivo p rinc ip a l e s d e te rmina r la va ria c ió n c o n la p ro fund id a d d e la s c a ra c te rístic a s d e l c o nc re to e n c ua nto a l á re a d e la se c c ió n y d e nsid a d .

(17)

Fig ura 5 Prue b a de Inte g rida d de l Pilo te (PIT)

Fue nte : [15] LIKINS. G . 2000

El e q uip o ha c e un re g istro d e la e vo luc ió n d e la a c e le ra c ió n c o n e l tie mp o y la c o nvie rte a ve lo c id a d . C o mo la o nd a via ja a una ve lo c id a d fija c o no c id a y e l tie mp o tra nsc urrid o e ntre la a p lic a c ió n d e l g o lp e y la lle g a d a d e la re fle xió n so n c o no c id a s, e s p o sib le d e te rmina r la lo c a liza c ió n e xa c ta d e lo s d e fe c to s, a sí c o mo se mue stra e sq ue má tic a me nte e n la Fig ura No .6

Fig ura 6 Eje mp lo e sq ue má tic o de la se ña l de re sp ue sta p a ra un p ilo te . Prue b a PIT

Este e nsa yo se ha he c ho muy p o p ula r p o r su rá p id a y fá c il e je c uc ió n, p o r su c a p a c id a d d e d e te c ta r d a ño s e n la sup e rfic ie d e l p ilo te , p o r su e q uip o livia no , p o rtá til y so b re to d o p o r su b a jo c o sto d e e je c uc ió n.

(18)

d e á re a y va ria c ió n d e d e nsid a d d e l ma te ria l, y tie ne d ific ulta d d e d e te c c ió n d e un d a ño muy c e rc a no a la p unta d e l p ilo te .

Aún a sí, la p rue b a PIT e s una he rra mie nta muy útil. Muc ha s ve c e s d e te c ta fa lla s d e g ra ve rie sg o p a ra la e sta b ilid a d d e la c o nstruc c ió n q ue d e o tra ma ne ra p a sa ría n d e sa p e rc ib id a s, p e ro no p ue d e se r vista c o mo una he rra mie nta q ue b rind e la ve rd a d a b so luta .

De b id o a q ue una d e la s limita c io ne s d e la p rue b a se d e b e a la d ific ulta d e n la inte rp re ta c ió n d e lo s re sulta d o s y e nte nd ie nd o q ue la te o ría q ue e nma rc a e l fe nó me no q ue o c urre a l inte rio r d e l p ilo te e s la te o ría d e p ro p a g a c ió n unid ime nsio na l d e o nd a s e n b a rra s, e n e l p re se nte tra b a jo d e g ra d o se ha re visa d o la te o ría físic o -ma te má tic a re sp e c tiva p a ra utiliza r una so luc ió n a na lític a d e l p ro b le ma y lo g ra r la simula c ió n d e la p rue b a PIT me d ia nte un p ro g ra ma a p lic a tivo .

Pa ra e l p re se nte tra b a jo se tra za ro n lo s sig uie nte s o b je tivo s g e ne ra le s y e sp e c ífic o s.

O BJETIVO G ENERAL

De sa rro lla r una a p lic a c ió n c o mp uta c io na l a p a rtir d e una so luc ió n a na lític a p a ra e l p ro b le ma d e p ro p a g a c ió n unid ime nsio na l d e o nd a s e n p ilo te s c o n se c c ió n va ria b le te nie nd o e n c ue nta e l e fe c to d e la s fue rza s d e fric c ió n. La a p lic a c ió n d e b e re p re se nta r g rá fic a me nte la p ro p a g a c ió n d e o nd a s e n e l p ilo te y se rvir c o mo he rra mie nta d e inte rp re ta c ió n d e re sulta d o s p a ra la p rue b a d e inte g rid a d d e p ilo te s (PIT).

O BJETIVO S ESPEC ÍFIC O S

1. Ente nd e r e l func io na mie nto g e ne ra l d e la p rue b a d e inte g rid a d d e p ilo te s y la info rma c ió n q ue suministra .

(19)

3. Id e ntific a r e inc o rp o ra r la s va ria b le s ne c e sa ria s q ue re q uie re la so luc ió n a na lític a p a ra la a d a p ta c ió n a d e c ua d a d e l fe nó me no e n p ilo te s.

4. Re a liza r un a lg o ritmo c o mp uta c io na l q ue imp le me nte la so luc ió n a na lític a p a ra ha c e r la re p re se nta c ió n g rá fic a d e la p ro p a g a c ió n unid ime nsio na l d e o nd a s e n p ilo te s.

5. Ela b o ra r un so ftwa re c o n un d ise ño se nc illo y p rá c tic o , me d ia nte e l c ua l se p ue d a n intro d uc ir d ife re nte s va lo re s a la s va ria b le s d e l p ro b le ma y c o n e llo a na liza r lo s re sulta d o s d e l p ro g ra ma d e ma ne ra g rá fic a .

6. C o mp a ra r lo s re sulta d o s o b te nid o s e n c a mp o c o n la re p re se nta c ió n a lc a nza d a p o r e l p ro g ra ma d e sa rro lla d o .

METO DO LO G ÍA

Pa ra la e la b o ra c ió n d e l p re se nte tra b a jo se sig uió la sig uie nte me to d o lo g ía :

1. Re visió n d e la b ib lio g ra fía e xiste nte so b re la s g e ne ra lid a d e s y te o ría d e la p rue b a d e inte g rid a d d e p ilo te s (PIT).

2. Re visió n d e la fo rmula c ió n ma te má tic a a na lític a e xiste nte so b re e l fe nó me no d e p ro p a g a c ió n unid ime nsio na l d e o nd a s.

3. De sa rro llo d e la imp le me nta c ió n a na lític a q ue tuvie ra e n c ue nta la s va ria b le s ne c e sa ria s p a ra su a d a p ta c ió n a lo s p ilo te s.

4. Utiliza c ió n d e l p ro g ra ma MATLAB p a ra e la b o ra r e l c ó d ig o fue nte d e la a p lic a c ió n PITG RAPH.

5. C o nse c uc ió n d e re sulta d o s d e p rue b a s he c ha s e n c a mp o p a ra d ife re nte s tip o s d e p ilo te s y c o mp a ra c ió n c o n la s simula c io ne s o b te nid a s p o r me d io d e l p ro g ra ma PITG RAPH.

6. Pla nte a mie nto d e la s c o nc lusio ne s y re c o me nd a c io ne s fina le s.

(20)

1.

LA PRUEBA DE INTEG RIDAD DE PILO TES (PIT)

1.1 HISTO RIA

El d e sa rro llo d e la p rue b a d iná mic a d e b a ja d e fo rma c ió n p a ra la d e te rmina c ió n d e la s c o nd ic io ne s d e inte g rid a d d e p ilo te s, e s e l re sulta d o d e to d o un p ro c e so histó ric o inic ia d o d e sd e e l c o mie nzo mismo e n q ue fue ro n utiliza d o s e sto s e le me nto s.

Lo s p ilo te s ha n sid o utiliza d o s ha sta e l d ía d e ho y c o mo e le me nto s d e la s c ime nta c io ne s p ro fund a s c uya func ió n e s so p o rta r d ife re nte s tip o s d e e struc tura s e n c o nd ic io ne s g e o té c nic a s muy d ive rsa s ta nto e n tie rra c o mo e n a g ua .

De b id o a su imp o rta nte ro l c o mo e struc tura s d e so p o rte , su p ro c e so c o nstruc tivo o d e insta la c ió n, sus c o sto s y la s p o sib le s c o nse c ue nc ia s d e sa stro sa s a nte su p o sib le fa lla , ha surg id o la ne c e sid a d d e ha c e r una e va lua c ió n d e lo s mismo s d e a c ue rd o a l e sta d o d e l a rte y c o no c imie nto q ue se te ng a e n e l mo me nto .

Inic ia lme nte se utilizó p a ra e l a ná lisis d iná mic o la a d a p ta c ió n d e la te o ría Ne wto nia na d e imp a c to e n c ue rp o s ríg id o s (Husse in, 2004 [11]) y a c tua lme nte , d e b id o a la p é rd id a d e fue rza d e d ic ha te o ría , se ha d e te rmina d o q ue e l hinc a d o d e p ilo te s, a l ig ua l q ue la p rue b a só nic a d e b a ja d e fo rma c ió n, e stá n me jo r re p re se nta d o s p o r la te o ría d e p ro p a g a c ió n unid ime nsio na l d e o nd a s b a jo lo s p rinc ip io s d e o nd a s me c á nic a s e n b a rra s e lá stic a s.

(21)

La p rue b a d e inte g rid a d d e b a ja d e fo rma c ió n tuvo e l inic io d e su d e sa rro llo e inve stig a c ió n a p a rtir d e l a ño d e 1929 c o n e l ruso So lo ko v. So lo ko v sug irió e l uso c ua ntita tivo d e la s o nd a s ultra só nic a s p a ra d e te rmina r la ub ic a c ió n d e e le me nto s me tá lic o s. Po ste rio rme nte , d e sp ué s d e la Se g und a G ue rra Mund ia l, Fire sto ne d e la Unive rsid a d d e Mic hig a n e n Esta d o s Unid o s e ind e p e nd ie nte me nte Sp ro ule e n Ing la te rra , sug irie ro n e l uso d e d e te c to re s d e e c o s p o r p ulso s ultra só nic o s d e b a ja d e fo rma c ió n p a ra d e te c ta r fa lla s e n ma te ria le s ho mo g é ne o s.

El d e sa rro llo d e mé to d o s p a ra p ro b a r c o nc re to , tuvo una imp o rta nte p ub lic a c ió n e n la re vista d e l Instituto Ame ric a no d e l C o nc re to e n 1949 c o n e l a rtíc ulo : “ Ultra so nic Me tho d o f Stud ying De te rio ra tio n a nd C ra c king in C o nc re te Struc ture s” .

Ya p a ra la é p o c a d e 1960, e l Fra nc é s Je a n Pa q ue t re a lizó lo s p rime ro s tra b a jo s p rá c tic o s e n e l C e ntro C EBTP (C e ntre Exp e rio me nta l d e Re c he rc he e t d ´Etud e s d u Ba time nt e t d e s Tra va ux Pub lic s) so b re la a p lic a c ió n d e la p rue b a d e inte g rid a d no d e struc tiva d e c ime nta c io ne s usa nd o un vib ra d o r ma sivo p e g a d o a la p unta d e l p ilo te d e ntro d e un ra ng o d e fre c ue nc ia s. Pa ra e l a ño d e 1974 Pa q ue t a p lic ó p a ra la p a te nte d e l mé to d o b a sa d o e n e l a ná lisis d e o nd a d e e sfue rzo s e n e l d o minio d e la fre c ue nc ia . Pa q ue t p o ste rio rme nte a p lic ó e l mismo mé to d o p a ra re a liza r me d ic io ne s d e l imp ulso ind uc id o p o r e l ma rtillo .

Lo s e q uip o s d e p ulso só nic o e mp e za ro n a se r d o ta d o s d e g e ó fo no s y o sc ilo sc o p io s e n e l d o minio d e l tie mp o . De b id o a la s me jo re s c a ra c te rístic a s d e re sp ue sta , la ma yo ría d e la s p rue b a s d e inte g rid a d d e b a ja d e fo rma c ió n e mp e za ro n a usa r a c e le ró me tro s c o mo d isp o sitivo s q ue d e te c ta b a n e l mo vimie nto e n la p unta d e l p ilo te y la ma yo ría d e lo s re g istro s o b te nid o s e mp e za ro n a se r a na liza d o s e n e l d o minio d e l tie mp o . De ig ua l ma ne ra e l ma rtillo d e ma no se e mp e zó a instrume nta r p a ra lo s c a so s q ue se d e se a b a re a liza r e l a ná lisis e n e l d o minio d e la fre c ue nc ia .

C o n e l p o ste rio r d e sa rro llo d e l re g istro d ig ita l y p ro c e sa mie nto d e lo s re sulta d o s, ha sta e l d ía d e ho y, e l a ná lisis d e info rma c ió n e s p o sib le y sus múltip le s a p lic a c io ne s ha n e mp e za d o a e xte nd e rse .

(22)

1.2 EQ UIPO

El e q uip o e stá c o mp ue sto p o r tre s he rra mie nta s q ue so n ne c e sa ria s p a ra lle va r a c a b o la p rue b a d e inte g rid a d d e b a ja d e fo rma c ió n: un ma rtillo (c o n o sin se nso r d e fue rza ), un se nso r (a c e le ró me tro o g e ó fo no ) y un p ro c e sa d o r (Ve r Fig ura No .7).

Fig ura 7 He rra mie nta s usa da s p a ra re a liza r e l e nsa yo PIT

Fue nte : http ://we b .p ile .c o m/p di/p ro duc ts/PIT/de fa ult.a sp

1.2.1 El m artillo . De p e nd ie nd o d e l ta ma ño d e l p ilo te a se r p ro b a d o , la ma sa d e l ma rtillo d e b e e sta r e ntre 0.5 y 5kg . Lo s ma rtillo s má s p e q ue ño s b rind a n un me no r p ulso y un ma yo r c o nte nid o fre c ue nc ia l, mie ntra s q ue lo s ma rtillo s má s g ra nd e s a p lic a n ma yo re s e ne rg ía s a la c a b e za d e l p ilo te (Ra usc he . 1992 [23])

Lo s p ulso s d e e ntra d a g e ne ra d o s p o r un ma rtillo p e q ue ño , si so n c la ro s y a ng o sto s, so n a p ro p ia d o s p a ra inve stig a r d e fic ie nc ia s d e p ilo te s e n d ista nc ia s c o rta s a lo la rg o d e l fuste e n c o ntra ste c o n lo s p ulso s má s a mp lio s. Po r ta nto , lo s ma rtillo s má s p e q ue ño s so n re c o me nd a d o s p a ra ta l fin. Pa ra la e va lua c ió n d e un p ilo te la rg o , c o mo má s e ne rg ía se p ie rd e e n la p ro p a g a c ió n d e la o nd a , se re c o mie nd a utiliza r ma rtillo s má s g ra nd e s.

(23)

El p e q ue ño tie nd e a re ve la r má s d e ta lle so b re lo s c a mb io s d e se c c ió n d e l p ilo te , mie ntra s e l ma rtillo má s g ra nd e e s c a p a z d e g e ne ra r una re fle xió n d e o nd a má s c la ra e n la p unta d e l mismo .

En la fig ura No .8 se mue stra n a lg uno s re sulta d o s d e p rue b a s re a liza d a s c o n e l e q uip o PIT e n d o nd e se ve n la s g rá fic a s d e la ve lo c id a d vs.tie mp o o b te nid a s c o n tre s ta ma ño s d e ma rtillo s e n un p ilo te d e 50c m d e d iá me tro , 6.1m d e lo ng itud y un d e fe c to a 4m d e p ro fund id a d .

Fig ura 8 Se ña le s o b te nida s e n un p ilo te c o n ma rtillo s dife re nte s

Fue nte : Ada p ta do de [23] Ra usc he . 1992

(24)

c a lid a d d e la se ña l e n la p a ta d e l p ilo te , c o mp a ra d o c o n la o b te nid a c o n e l ma rtillo me d ia no q ue se ría e n é ste c a so la me jo r se le c c ió n p a ra p ro b a r d ic ho p ilo te .

Dura nte e l e nsa yo , se d e b e instrume nta r e l p unto d e l e nsa yo p a ra me d ir la fue rza a p lic a d a . Pa ra lo g ra r ta l fin se e mp le a n d o s siste ma s p rinc ip a lme nte : El se nso r d e p re sió n y e l a c e le ró me tro . El se nso r d e p re sió n e stá lo c a liza d o e ntre la ma sa d e l ma rtillo y la sup e rfic ie d e imp a c to , mie ntra s q ue e l a c e le ró me tro e stá p e g a d o ríg id a me nte a la c a b e za d e l p ilo te c o mo se p ue d e o b se rva r e n la fig ura No .5.

Típ ic a me nte , la fue rza me d id a e s mil ve c e s ma yo r q ue e l p e so d e l ma rtillo , p o r ta nto lo s ma rtillo s má s g ra nd e s a lc a nza n un va lo r p ic o mo me ntá ne o d e ha sta 50kN (Ra usc he . 1992 [23])

1.2.2 El se nso r de l Mo vim ie nto . Lo s se nso re s d e mo vimie nto so n a c e le ró me tro s o g e ó fo no s. La info rma c ió n d e a c e le ra c ió n o b te nid a c o n e l a c e le ró me tro c o ntie ne imp líc ita me nte info rma c ió n d e la ve lo c id a d a l se r inte g ra d a p o ste rio rme nte . Po r su p a rte , lo s g e ó fo no s p ro d uc e n d e ma ne ra d ire c ta una se ña l d e ve lo c id a d .

Ta nto lo s a c e le ró me tro s c o mo lo s g e ó fo no s tie ne n d ife re nte s p ro p ie d a d e s e n d ife re nte s ra ng o s d e fre c ue nc ia s. Lo s a c e le ró me tro s, p o r e je mp lo , b rind a n re sulta d o s má s c o nfia b le s e n fre c ue nc ia s a lta s. Lo s g e ó fo no s tie ne n un ra ng o d e fre c ue nc ia má s b a jo p e ro no re q uie re n lo s c á lc ulo s d e una c o nsta nte d e inte g ra c ió n (Ra usc he . 1992 [23]).

Lo s g e ó fo no s so n g e ne ra lme nte má s p e sa d o s q ue lo s a c e le ró me tro s y p o r ta nto p re se nta n ma yo r d ific ulta d e n e l mo me nto d e re a liza r la p rue b a .

(25)

o b te nid o s usa nd o c o mp uta d o re s p e rso na le s, y ho y e n d ía to d a la c o le c c ió n d e d a to s usa una unid a d e sp e c ia liza d a (Ra usc he . 1992 [23])

La p a nta lla d e la unid a d e sp e c ia liza d a mue stra me nús intuitivo s p a ra g uia r a l usua rio y mue stra la s se ña le s g rá fic a s p a ra inte rp re ta c ió n e n c a mp o .

La Fig ura No .9 mue stra e l “ C o le c to r PIT” e n la c ua l la s c o nd ic io ne s d e se ña l d e l ma rtillo y lo s se nso re s d e mo vimie nto , g ua rd a n la info rma c ió n p a ra una p o ste rio r tra nsfe re nc ia a l c o mp uta d o r q ue lue g o e je c uta lo s c á lc ulo s p a ra su inte rp re ta c ió n y e la b o ra c ió n d e g ra fic a s d e lo s d a to s p ro c e sa d o s.

Fig ura 9 Disp o sic ió n de l e nsa yo só nic o c o n ma rtillo instrume nta do

Fue nte : [9] FERNÁNDEZ. 2000

Lo s mo d e rno s c o mp uta d o re s e je c uta n e l a ná lisis d e la tra nsfo rma d a rá p id a d e Fo urie r (FFT) y so n p o r ta nto a p ro p ia d o s p a ra c á lc ulo s e n e l d o minio d e la fre c ue nc ia y tie mp o .

1.3 NO RMATIVIDAD DEL ENSAYO

(26)

d e l ing e nie ro c o ntra tista inte re sa d o e n la e je c uc ió n d e l e nsa yo y d e l ing e nie ro g e o te c nista q ue lo a se so re p a ra ta l fin.

Aunq ue e n C o lo mb ia no e xiste una no rma té c nic a q ue e sta nd a ric e la p rue b a y q ue e xija uno s re q uisito s mínimo s e n su e je c uc ió n y a ná lisis, e n o tra s p a rte s d e l mund o ya e xiste n d ife re nte s e stá nd a re s y c ó d ig o s q ue p ue d e n se r to ma d o s c o mo re fe re nc ia p a ra lle va r a c a b o la p rue b a d e una ma ne ra inte g ra l.

En la re fe re nc ia [1] se ha c e una c o mp le ta inve stig a c ió n so b re lo s d ife re nte s c ó d ig o s y e stá nd a re s q ue so b re la s p rue b a s d iná mic a s d e p ilo te s e xiste n e n e l mund o . El sig uie nte c ua d ro re a liza una c o mp ila c ió n so b re lo s e stá nd a re s y c ó d ig o s má s imp o rta nte s q ue e xiste n p a ra la s d ife re nte s p rue b a s d e inte g rid a d .

Tab la 2 Está nda re s y c ó dig o s p a ra p rue b a s de inte g rida d e n p ilo te s e n e l mundo MÉTODO PAÍS REFERENCIA TÍTULO

LST (PIT),

CSL Australia

Australian Standard AS

2159-1995 Pile-Design and Installation

LST (PIT),

CSL China JGJ 94-94

Technical Building Pile Foundation Chapter 9: Inspection and Acceptance of

Pile Foundation Engineering 9.1: Quality Inspection of Pile

Insatallation LST (PIT),

CSL China JGJ/T 93-95

Specification for Low Strain Dynamic Testing of Piles

LST (PIT) Francia

Norme Francaise NFP 160-2 NFP

94-160-4

Soil: investigation and testing Auscultation of buried work

Method by reflection/impedance

CSL Francia Norme Francaise NFP 94-160-1

Soil:..(Lo mismo de arriba) Sonic Core Test LST (PIT),

CSL Alemania DGGT

Empfehlung Integritätsprüfungen LST (PIT),

CSL Inglaterra

Institution of Civil

Engineers (ICE) Specification of Piling LST (PIT) Estados

Unidos ASTM D 5882

Standard test method for low strain integrity testing of piles. LST=Lo w Stra in Dyna mic Pile Inte g rity Te sting

C SL= C ro ss Ho le So nic Lo g g ing

(27)

De ma ne ra p a rtic ula r, la no rma tivid a d C hina me nc io na a lg uno s a sp e c to s imp o rta nte s q ue o tra s no rma s no c o nsid e ra n. Po r e je mp lo , e n la no rma JG J 94-94 q ue ha c e re fe re nc ia a l e nsa yo d e inte g rid a d se a firma q ue :

“ El a se g ura mie nto de la c a lida d e n la insta la c ió n de p ilo te s de b e lle va rse a c a b o p a ra la ing e nie ría de funda c io ne s de e dific a c io ne s de p rime r g ra do , c o ndic io ne s de sue lo c o mp le ja s

o dudo sa c a lida d e n la insta la c ió n de p ilo te s. La insp e c c ió n de la c a lida d de b e se r e je c uta da p o r me dio de mé to do s diná mic o s c o nfia b le s. El e nsa yo C ro ss Ho le so nic Lo g g ing de b e se r usa do p a ra p ilo te s de diá me tro a nc ho . El núme ro de p ilo te s a se r p ro b a do s e s una

de c isió n to ma da p o r e l dise ña do r si la situa c ió n lo a me rita .” BEIM. Et a l.1998 [1].

Ad ic io na lme nte , d ic ha no rma me nc io na q ue e l núme ro d e p ilo te s q ue d e b e n se r p ro b a d o s d e b e n se r p o r lo me no s e l 20% d e l to ta l d e lo s p ilo te s e xiste nte s y no me no r a 10 p ilo te s. Si má s d e l 30% d e lo s p ilo te s p ro b a d o s tie ne n fa lla s, se d e b e n p ro b a r e l d o b le d e lo s p ilo te s p ro b a d o s ha sta e l mo me nto . Po r último si a ún má s d e l 30% d e lo s p ilo te s p re se nte n fa lla s, to d o s lo s p ilo te s insta la d o s d e b e n se r p ro b a d o s.

La s a nte rio re s c o nsid e ra c io ne s p a ra la re a liza c ió n d e la p rue b a so n d e d ifíc il p rá c tic a e n e l me d io C o lo mb ia no e n d o nd e se re a liza n a lg uno s e nsa yo s so b re lo s p ilo te s c o nsid e ra d o s c o mo re p re se nta tivo s. Aunq ue e l va lo r unita rio d e e je c uc ió n d e la p rue b a no e s muy a lto , la mue stra e sta d ístic a re a liza d a no a lc a nza la s e xig e nc ia s mínima s d e la no rma tivid a d C hina y má s b ie n se sig ue n la s re c o me nd a c io ne s d a d a s p o r LIKINS, 2000 [14], q uie n d e sc rib e q ue :

“ Fre c ue nte me nte se re a liza un mue stre o e sta dístic o y si no se e nc ue ntra a lg una no ve da d se te rmina la insp e c c ió n. En e l mo me nto e n q ue se e nc ue ntra n p ilo te s de fe c tuo so s se justific a la re a liza c ió n de p rue b a s a dic io na le s e n p ilo te s ve c ino s. La se le c c ió n de lo s p ilo te s a e nsa ya r

(28)

Es imp o rta nte re sa lta r q ue e n C hina , a l ig ua l q ue e n o tro s p a íse s, p a ra e je c uta r e nsa yo s d iná mic o s e n p ilo te s se d e b e e sta r c e rtific a d o p o r me d io d e p rue b a s té c nic a s y te ó ric a s o rg a niza d a s p o r la s a uto rid a d e s c o mp e te nte s.

Po r su p a rte , la no rma tivid a d Ing le sa ha c e la a d ve rte nc ia so b re la ne c e sid a d d e q ue lo s re sulta d o s d e la p rue b a d e inte g rid a d se a n inte rp re ta d o s p o r ing e nie ro s e sp e c ia lista s c o n e xp e rie nc ia ya q ue e l mé to d o tie ne sus limita c io ne s, c o mo ya se ha me nc io na d o .

Ta l ve z lo q ue má s c a ra c te riza la no rma tivid a d ing le sa e s q ue se ña la re sp o nsa b ilid a d e s a l ind ic a r q uié n d e b e p a g a r p o r la s p rue b a s e n c a so d e q ue lo s d e fe c to s se a n e nc o ntra d o s. En e ste ó rd e n d e id e a s se me nc io na q ue :

“ En e l e ve nto q ue la s p rue b a s de inte g rida d indiq ue n de fe c to s p o te nc ia le s e n un p ilo te y la s p rue b a s sub se c ue nte s p rue b e n q ue lo s p ilo te s tie ne n fa lla s, e nto nc e s lo s c o sto s p a ra

p o ste rio re s p rue b a s de inve stig a c ió n, tra b a jo s de me jo ra y/o re e mp la zo de l p ilo te de fe c tuo so de b e n se r a sumido s p o r e l c o ntra tista . Si de sp ué s de re a liza r la inve stig a c ió n, la s

p rue b a s p o ste rio re s no re ve la n de fe c to s sig nific a nte s, lo s c o sto s de dic ha s p rue b a s a dic io na le s de b e n se r a sumido s p o r e l c o ntra ta nte ” BEIM. Et a l.1998 [1].

1.4 EJEC UC IÓ N

Lo s p ilo te s d e b e n e sta r d e sc a b e za d o s o a c c e sib le s e n e l mo me nto d e l e nsa yo y sin suc ie d a d u o tro s re sid uo s. El c o nc re to no te nd rá , e n g e ne ra l, me no s d e una se ma na e n e l mo me nto d e l e nsa yo .

(29)

p re p a ra d a c o n una p e q ue ña p e líc ula d e p a sta sua ve c o mo va se lina , p la stilina , c e ra , u o tro ma te ria l simila r. Dic ho tra ta mie nto p re limina r se p ue d e o b se rva r e n la fo to d e la fig ura No .10

Fig ura 10 Limp ie za de la c a b e za de l p ilo te y ub ic a c ió n de l a c e le ró me tro

Fue nte : Prue b a de c a mp o

Ante s d e re a liza r lo s g o lp e s c o n e l ma rtillo se le c c io na d o , se d e b e c o nfig ura r e l p ro c e sa d o r c o n info rma c ió n d e l p ilo te a e nsa ya r. La info rma c ió n p re limina r p a ra a lime nta r e l p ro c e sa d o r c o rre sp o nd e a p ro p ie d a d e s ta le s c o mo , id e ntific a c ió n d e l p ilo te , lo ng itud , d iá me tro d e d ise ño y ve lo c id a d d e p ro p a g a c ió n d e la o nd a .

Lue g o d e ha b e r re a liza d o lo s p a so s a nte rio re s se re a liza n d ife re nte s g o lp e s c o n e l ma rtillo d e ma no d e sd e una misma a ltura p ro c ura nd o q ue se a n re a liza d o s c o n la misma e ne rg ía d e imp a c to .

La s a c e le ra c io ne s d e va rio s g o lp e s d e l ma rtillo se no rma liza n, inte g ra n, p ro me d ia n y se mue stra n c o mo ve lo c id a d e s e n e l mo nito r d e l p ro c e sa d o r d e la p rue b a . Esto s so n a lma c e na d o s p a ra su p o ste rio r a ná lisis.

(30)

Dura nte e l e nsa yo , se d e b e te ne r e n c ue nta a lg una s c o nsid e ra c io ne s e sp e c ia le s d e ub ic a c ió n d e l g o lp e d e l ma rtillo y lo c a liza c ió n d e l a c e le ró me tro q ue p ue d e n a fe c ta r la s se ña le s o b te nid a s. LIKINS e n la re fe re nc ia [14], ha c e un a ná lisis c o mp le to d e la imp o rta nc ia d e ub ic a r d e ma ne ra a d e c ua d a lo s instrume nto s p a ra la o b te nc ió n d e info rma c ió n re p re se nta tiva d e l p ilo te p o r me d io d e d ife re nte s p rue b a s.

En lo s sig uie nte s tre s re g istro s q ue Likins o b tuvo , se a na liza ro n a lg una s va ria c io ne s q ue p re se ntó la se ña l d e re sp ue sta e n la c a b e za a nte d ife re nte s p unto s d e a p lic a c ió n d e la fue rza y ub ic a c ió n d e l a c e le ró me tro .

Fig ura 11 Se ña l o b te nida de la a p lic a c ió n de la fue rza e n e l c e ntro de l p ilo te

y a c e le ró me tro ub ic a do e n e l b o rde de l mismo

Fue nte : Ada p ta do de [14] LIKINS, 2000.

De la a nte rio r fig ura , la g rá fic a e s e l re sulta d o d e un g o lp e d e ma rtillo a p lic a d o e n e l c e ntro d e l p ilo te , mie ntra s q ue e l a c e le ró me tro e stuvo ub ic a d o e n e l b o rd e d e l p ilo te .

(31)

Fig ura 12 Se ña l o b te nida de la a p lic a c ió n de la fue rza e n un b o rde de l p ilo te

y a c e le ró me tro ub ic a do e n e l b o rde o p ue sto

Fue nte : Ada p ta do de [14] LIKINS, 2000.

La a nte rio r c o nfig ura c ió n p a ra re a liza r e l e nsa yo e s la me no s d e se a b le p o r su a lta va ria b ilid a d e n la se ña l c o mo se mue stra .

Po r último , e n la g rá fic a p re se nta d a e n la fig ura 13 la c o nfig ura c ió n d e l p unto d e a p lic a c ió n d e la fue rza y ub ic a c ió n d e l a c e le ró me tro e s a ¼ y ¾ d e l d iá me tro c o mo se ind ic a e sq ue má tic a me nte a su d e re c ha .

(32)

Fig ura 13 Se ña l o b te nida de la a p lic a c ió n de la fue rza a ¼ de l diá me tro de l p ilo te y

a c e le ró me tro ub ic a do a ¾ de l mismo diá me tro

Fue nte : Ada p ta do de [14] LIKINS, 2000.

La c a lid a d d e la info rma c ió n no e s la únic a c o nsid e ra c ió n a te ne r e n c ue nta p a ra la ub ic a c ió n d e l a c e le ró me tro y e l p unto d e a p lic a c ió n d e la fue rza c o n e l ma rtillo .

La fig ura 14 mue stra c ua tro re g istro s p a ra un p ilo te d e 80c m d e d iá me tro e n lo s c ua le s e l a c e le ró me tro se ub ic ó e n e l c e ntro d e l p ilo te y e l imp a c to d e l ma rtillo se lle vó a c a b o a lre d e d o r d e l p ilo te e n lo s c ua tro p unto s c a rd ina le s: No rte (N), Sur (S), O rie nte (E) y O c c id e nte (W).

(33)

Fig ura 14 Se ña le s o b te nida s de la a p lic a c ió n de la fue rza e n lo s c ua tro

p unto s c a rdina le s (N, S, W, E) y a c e le ró me tro ub ic a do e n e l c e ntro de l p ilo te

Fue nte : Ada p ta do de [14] LIKINS, 2000.

1.5 ARREG LO DE INFO RMAC IÓ N

Lue g o d e re a liza r la p rue b a y ha b e r g ua rd a d o la info rma c ió n d e la s se ña le s d e re sp ue sta p a ra c a d a p ilo te , se lle va a c a b o un a rre g lo d e la info rma c ió n p a ra su me jo r inte rp re ta c ió n sin lle g a r a a lte ra r la info rma c ió n o rig ina l y re le va nte d e l p ilo te .

Pa ra lo g ra r la inte rp re ta c ió n d e la ve lo c id a d e n la c a b e za d e l p ilo te , é sta se me jo ra c o n una s p o c a s tra nsfo rma c io ne s q ue se d e sc rib irá n a c o ntinua c ió n.

(34)

la s re fle xio ne s q ue so n d isminuid a s p o r la re siste nc ia d e l sue lo , a mo rtig ua mie nto p ro p io d e l ma te ria l d e l p ilo te y c a mb io s d e imp e d a nc ia .

En g e ne ra l, la s re fle xio ne s re la tiva me nte c la ra s so n a trib uid a s a c a mb io s d e imp e d a nc ia , mie ntra s q ue c a mb io s d e re fle xio ne s p e q ue ño s so n usua lme nte c a usa d o s p o r la re siste nc ia d e l sue lo . Si lo s e fe c to s d e la re siste nc ia d e l sue lo so n c o no c id o s d e o tra s p rue b a s e n p ilo te s d e re fe re nc ia , se p ue d e n id e ntific a r p ilo te s inusua le s. Este mé to d o p ue d e se r a p lic a d o a c a si c ua lq uie r p ilo te . LIKINS (2000 [14])

Una “ se ña l c rud a ” d e un p ilo te d e fe c tuo so se mue stra e n la fig ura 15 e n d o nd e la inte rp re ta c ió n se ha c e d ifíc il d e b id o a q ue la re siste nc ia d e l sue lo y p ilo te ha n a mo rtig ua d o e no rme me nte la s se ña le s d e re fle xió n.

La inte rp re ta c ió n se ha c e d ifíc il d e b id o a q ue la re siste nc ia d e l sue lo ha d isip a d o e no rme me nte la s se ña le s d e re fle xió n.

Fig ura 15 Se ña l c ruda o b te nida de sp ué s de la p rue b a PIT

Fue nte : [14] LIKINS, 2000.

(35)

p ilo te . Po r me d io d e la a p lic a c ió n d e e sto s inc re me nto s d e a mp lific a c ió n, se ña le s e xtre ma d a me nte d é b ile s a a lta s p ro fund id a d e s so n má s fá c ilme nte d e te c ta d a s.

La func ió n d e a mp lific a c ió n d e b e se r ind ic a d a g rá fic a me nte c o mo se mue stra e n la fig ura 16.

Fig ura 16 Se ña l c o n a mp lific a c ió n únic a me nte

Fue nte : [14] LIKINS, 2000.

Lo s p e q ue ño s c a mb io s e n la se ña l o b te nid a so n d ifíc ile s d e inte rp re ta r. G e ne ra lme nte so n e l re sulta d o d e lo s e fe c to s d e la re siste nc ia d e l sue lo . Sin e mb a rg o , e l ve rd a d e ro fin d e la p rue b a d e inte g rid a d e s e va lua r la inte g rid a d e struc tura l d e lo s p ilo te s, lue g o lo s e fe c to s p ro d uc id o s p o r la re siste nc ia d e l sue lo no so n ta n imp o rta nte s.

Lo s e fe c to s d e l sue lo se p ue d e n re mo ve r p o r me d io d e un p ro c e so d e filtra d o , ya q ue so n e ve nto s d e b a ja fre c ue nc ia . Po r ta l mo tivo , un filtro d e no mina d o Hig h Pa ss Filte r (HPF) e s a p lic a d o p a ra re mo ve rlo s se g ún me nc io na Likins e n la re fe re nc ia [14].

(36)

En g e ne ra l, se d e b e te ne r c uid a d o p a ra no a p lic a r HPF c o n una fre c ue nc ia d e filtra d o muy g ra nd e q ue p ue d a e limina r la s fre c ue nc ia s d e inte ré s ya q ue lo s c o mp o ne nte s d e fre c ue nc ia má s imp o rta nte s so n a q ue llo s q ue mue stra n e l p ulso d e e ntra d a y lo s c a mb io s d e re fle xio ne s d e b id o s a c a mb io s e n la s p ro p ie d a d e s d e lo s p ilo te s.

En la sig uie nte fig ura se p ue d e a p re c ia r una se ña l c o n su c o rre sp o nd ie nte a mp lific a c ió n y filtra d o HPF. C o n d ic ho s a rre g lo s, c o ntinua r c o n e l a ná lisis e s má s se nc illo a l p o d e r e vid e nc ia r lo s d e fe c to s d e imp o rta nc ia e n e l p ilo te .

Fig ura 17 Se ña l c o n 40 a mp lific a c io ne s y 25 Hig h Pa ss Filte r

Fue nte : [12] LIKINS, 2000.

1.6 ANÁLISIS DE LA INFO RMAC IÓ N

(37)

Existe n a lg uno s line a mie nto s g e ne ra le s, muy p re c iso s y p untua le s d a d o s e n la re fe re nc ia [18] p ub lic a d o s p o r la e mp re sa Pile Dyna mic s, Inc e n su p á g ina we b d e lo s c ua le s se ha c e una d e sc rip c ió n p o r su imp o rta nc ia e n e l a ná lisis d e re sulta d o s d e la p rue b a PIT.

El d o c ume nto me nc io na q ue inic ia lme nte p a ra id e ntific a r la lo c a liza c ió n d e un c a mb io d e se c c ió n tra nsve rsa l o re fle xió n d e la p unta , la ve lo c id a d d e la o nd a e n e l c o nc re to se d e b e a sumir. Likins e n la re fe re nc ia [14] a firma q ue usua lme nte se to ma un va lo r d e ve lo c id a d d e o nd a e n e l c o nc re to d e 3.960 m/ s (13.000 ft/ s) p e ro q ue e xiste inc e rtid umb re d e a lre d e d o r d e un 10% p a ra un mismo p ro ve e d o r d e c o nc re to . Sin e mb ra g o p a ra lo g ra r un me jo r a ná lisis c o mp a ra tivo se to ma un mismo va lo r p a ra lo s d ife re nte s p ilo te s e va lua d o s e n un sitio .

El d o c ume nto d e Pile Dyna mic s, Inc re c o mie nd a re a liza r e l a juste d e l va lo r d e la ve lo c id a d d e o nd a d e l c o nc re to e n e l mo me nto q ue se id e ntifiq ue la re fle xió n e n la p unta .

Al e ntra r e n ma te ria d e l a ná lisis d e la se ña l d e re sp ue sta re g istra d a p o r e l e q uip o , se p ue d e n id e ntific a r un p ic o p o sitivo inic ia l c o rre sp o nd ie nte a l p ulso d e e ntra d a d e b id o a l imp a c to d e l ma rtillo . Al c a b o d e un tie mp o la ve lo c id a d re g re sa a to ma r un va lo r d e c e ro . En e l c a so d e un p ilo te p e rfe c to se te nd ría e l p ulso inic ia l p o sitivo se g uid o d e un la p so d e tie mp o c o n ve lo c id a d ig ua l a c e ro ha sta a lc a nza r la re fle xió n e n la p unta d o nd e se re g istra ría un p ulso simila r a l d e e ntra d a q ue p ue d e se r p o sitivo o ne g a tivo e n a lg uno s c a so s. Po sitivo c ua nd o e l p ilo te se e nc ue ntra e n un sue lo re la tiva me nte b la nd o y ne g a tivo c ua nd o la p unta d e l p ilo te se e nc ue ntre a p o ya d a p o r una ro c a o e stra to d e a lta rig id e z.

(38)

Fig ura 18 Re p re se nta c ió n de l via je de la s o nda s só nic a s e n e l p ilo te

Fue nte : [9] FERNÁNDEZ, 2000

La s o tra s re fle xio ne s o b se rva d a s e n e l re g istro d e ve lo c id a d so n c a usa d a s p o r c a mb io s e n la imp e d a nc ia d e l p ilo te d e finid a c o mo :

E A

Z

c

=

i

(1.1)

Do nd e :

Z= Imp e d a nc ia

E= Mó d ulo d e e la stic id a d d e l c o nc re to A= Se c c ió n tra nsve rsa l d e l p ilo te

c = Ve lo c id a d d e o nd a d e b a ja d e fo rma c ió n e n e l c o nc re to .

La s re fle xio ne s p ue d e n se r c a usa d a s p o r c a mb io s e n la se c c ió n tra nsve rsa l d e l p ilo te o d e nsid a d d e l ma te ria l.

(39)

Lo s a nte rio re s c a so s se p ue d e n d e ta lla r e n la s simula c io ne s re a liza d a s me d ia nte e l p ro g ra ma d id á c tic o Pile Wa ve ve rsió n 3.0 d isp o nib le e n www.p ile te st.c o m e n la s fig ura s 19 y 20 re sp e c tiva me nte

Fig ura 19 Simula c ió n e sq ue má tic a de l e fe c to de re duc c ió n de imp e da nc ia e n la se ña l

Fue nte : Simula c ió n p ro g ra ma Pile Wa ve v.3.0.0

Fig ura 20 Simula c ió n e sq ue má tic a de l e fe c to de a ume nto de imp e da nc ia e n la se ña l

(40)

a ume nto lo c a l se te nd ría una re fle xió n ne g a tiva inic ia lme nte se g uid a d e una re fle xió n p o sitiva . Amb o s c a so s se p ue d e n o b se rva r e n la s fig ura s 21 y 22 re sp e c tiva me nte .

Fig ura 21 Simula c ió n e sq ue má tic a de l e fe c to de re duc c ió n lo c a l e n e l p ilo te

Fue nte : Simula c ió n p ro g ra ma Pile Wa ve v.3.0.0

Fig ura 22 Simula c ió n e sq ue má tic a de l e fe c to de a mp lia c ió n lo c a l e n e l p ilo te

(41)

La s re fle xio ne s d e b e n se r inte rp re ta d a s p a ra d e te rmina r si lo s c a mb io s d e imp e d a nc ia a so c ia d o s a e lla s so n c o nsid e ra d o s d e imp o rta nc ia p a ra la inte g rid a d d e l p ilo te . La ma g nitud d e la re fle xió n se re la c io na d ire c ta me nte c o n e l c a mb io d e imp e d a nc ia .

La ma yo ría d e lo s d e fe c to s má s se rio s se e nc ue ntra n e n la p a rte sup e rio r d e l fuste d e l p ilo te . Lo s d e fe c to s má s p ro fund o s so n juzg a d o s c o n fre c ue nc ia c o mo me no s se rio s p o r la p é rd id a d e e ne rg ía d e la se ña l inic ia l, d e a llí la imp o rta nc ia d e una a d e c ua d a a mp lific a c ió n d e la se ña l p a ra su c o rre c ta inte rp re ta c ió n.

Pa ra e va lua r c o n ma yo r p re c isió n d e fe c to s c e rc a d e la c a b e za d e l p ilo te se re c o mie nd a re a liza r d ife re nte s g o lp e s e n e l d iá me tro d e l mismo , a sí c o mo se e xp lic ó e n e l nume ra l 1.4 so b re e je c uc ió n d e la p rue b a .

En e l mo me nto q ue una re fle xió n se a c la ra me nte id e ntific a d a a nte s d e la lle g a d a d e la re fle xió n d e b id a a la p a ta d e l p ilo te , se d e b e n re sp o nd e r la s sig uie nte s p re g unta s se g ún lo s line a mie nto s d a d o s p o r la e mp re sa Pile Dyna mic s, Inc e n la re fe re nc ia [21]:

a ) Es c la ra la re fle xió n de la punta de l pilo te ? Al re sp o nd e r e sta p re g unta se d e b e te ne r c uid a d o ya q ue la se ña l d e la p unta p ue d e se r re a lme nte una re fle xió n se c und a ria d e un c a mb io d e imp e d a nc ia si é ste c a mb io se e nc ue ntra a la mita d d e l fuste d e l p ilo te . Ig ua lme nte , un d e fe c to p o r e nc ima d e la te rc e ra p a rte d e l e le me nto p ue d e g e ne ra r q ue una se g und a re fle xió n a p a re zc a e n la b a ja te rc e ra p a rte y lue g o e n e l mo me nto e n q ue se e sp e ra a p a re zc a la p unta .

La se ña l d e b e se r e va lua d a e n to d a s e sta s p o sib ilid a d e s ya q ue c ua lq uie r d e fe c to imp o rta nte e s c a usa l d e fa lla e struc tura l d e c ua lq uie r p ilo te b a jo a p lic a c ió n d e c a rg a .

(42)

a nc ho d e d iá me tro ma yo r a l ta ma ño o rig ina l p ue d e a p a re c e r c o mo una re d uc c ió n p e ro no sig nific a p ro b le ma a lg uno p a ra la c a lid a d d e l p ilo te .

c ) Q ué ta n c e rc a de la c a be za de l pilo te e stá n lo s c a m bio s? Si e l c a mb io e stá muy c e rc a d e la c a b e za d e l p ilo te , p ue d e g e ne ra r sup e rp o sic ió n y tra sla p o d e o nd a s p a ra d ic ha zo na . Se re c o mie nd a usa r un ma rtillo má s p e q ue ño p a ra lo g ra r una me jo r d e finic ió n. El me jo r mé to d o p a ra d e te c ta r c a mb io s c e rc a no s a la c a b e za d e l p ilo te e s re a liza r la me d ic ió n a d ic io na l d e la fue rza y c o mp a ra rla c o n la me d ic ió n d e la ve lo c id a d .

d) Lo s re g istro s y o bse rva c io ne s dura nte la pe rfo ra c ió n y e l va c ia do de l c o nc re to indic a n pro ble m a s po te nc ia le s? Dic ho s re p o rte s re ve la n fre c ue nte me nte o b struc c io ne s, re g istro s inusua le s d e va c ia d o d e c o nc re to , junta s fría s y o tro s he c ho s q ue a yud a n a inte rp re ta r la s se ña le s o b te nid a s.

Es imp o rta nte , q ue q uie n re a lic e e l e nsa yo c o no zc a to d a s la s va ria b le s q ue a fe c ta n lo s re sulta d o s y la s c o nse c ue nc ia s d e re a liza c ió n d e la p rue b a p a ra p o d e r d e te rmina r c o n a uto rid a d y c rite rio b a sa d o e n la e xp e rie nc ia , la s a c c io ne s a lle va r a c a b o e n p ilo te s d e fe c tuo so s.

En la sig uie nte ta b la se re sume n la s c a te g o ría s d e c la sific a c ió n d e la info rma c ió n d e ma ne ra c ua lita tiva , c o n sus p o sib le s d ia g nó stic o s y a lg una s o b se rva c io ne s so b re la s se ña le s y c rite rio s d e inte rp re ta c ió n d e la s misma s.

(43)

Tab la 3 C a te g o ría s de c la sific a c ió n de la se ña l o b te nida c o n e l e q uip o PIT

CATEGORÍA SEÑAL OBTENIDA POSIBLES DIAGNOSTICOS OBSERVACIONES

A Reflexión de la punta clara. No existen defectos aparentes

Pilote Bueno

Se asume generalmente que un defecto de menos del 20% de la sección transversal del pilote no es detectado con

certeza (considerado como una fortaleza de la prueba al no cuestionar pequeños

problemas)

B

Indicación clara de defecto importante.

La reflexión de la punta usualmente no

es clara

Pilote defectuoso en algún punto. Debe llevarse a cabo un

plan de contingencia.

El pilote puede ser abandonado y reemplazado. La decisión depende del costo de un pilote nuevo contra el costo de

la reparación

C

Posible pilote defectuoso con aparente reflexión de

la punta

El pilote puede presentar reducción en capacidad de carga. Se debe considerar otras

pruebas en el pilote o excavación si el defecto es poco

profundo

Si el pilote trabaja por fricción y el defecto está muy profundo, la resistencia del suelo

por encima del defecto puede compensar la resistencia del defecto y por tanto en

algunos casos no es tan importante.

D Señal sin claridad de la que no se puede concluir.

Baja calidad del concreto en la punta. Pilote muy largo y/o pilote

muy irregular

Se recomienda realizar la prueba en un punto donde las condiciones de calidad

del concreto sean adecuadas. Estadísticamente es normal encontrar cierto porcentaje de pilotes con señales no concluyentes en donde las condiciones del

suelo y el pilote son complejas. Fue nte : Ada p ta do de [14] LIKINS, 2000.

C o n d ic ho p ro g ra ma se p ue d e n re a liza r c o mp a ra c io ne s c o n o tra s p rue b a s re a liza d a s e n un sitio p a ra id e ntific a r c a ra c te rístic a s d e l fuste d e l p ilo te , sue lo o d e te rmina r la ve lo c id a d d e la o nd a e n e l c o nc re to d e ma ne ra má s p re c isa . Ad ic io na lme nte p e rmite e l a rre g lo d e info rma c ió n me d ia nte e l filtra d o , a mp lific a c ió n c o nsta nte y e xp o ne nc ia l, re p re se nta c ió n g rá fic a d e l p e rfil d e imp e d a nc ia d e l p ilo te , a ná lisis d e fre c ue nc ia s e imp re sió n d e re sulta d o s.

Figure

Figura 1 Pilo te  de fe c tuo so  fundido  in-situ
Tabla 1 Ve ntajas y De sve ntajas de  dife re nte s mé to do s q ue  e valúan la c alidad de
Figura 68 Simulac ió n pre de te rminada de  la prue b a PIT para las se c c io ne s 1 y 2
Figura 70 Simulac ió n pre de te rminada de  la prue b a PIT para e l pilo te  to tal
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Referencias

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