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1. Ingeniero Geotecnista-EstructuralIngeniero Civil

Master of EngineeringDocente Escuela Militar de Ingeniería - Cochabamba

alvarezltda@gmail.com

2 Ingeniero Geotecnista-Estructural Ingeniero Civil

cbcamachop@gmail.com

Artículo Científico

IMPLEMENTACIÓN DE LA PRUEBA DEINTEGRIDAD DE PILOTES EN BOLIVIA

IMPLEMENTATION OF INTEGRITY TES-

TING OF PILES AND DRILLED SHAFTS

IN BOLIVIA

Ing. Víctor Hugo Alvarez Iriarte 1Ing. Christian Boris Camacho Peña 2

RESUMENEl incremento de la demanda de uso de pilotes en lasconstrucciones en general, en Bolivia, y la ausencia deuna norma propia que regule su metodología han pro-vocado que se adopten procedimientos internaciona-les, como ser los americanos, para verificar ygarantizar la calidad de construcción de pilotes.

La prueba de integridad de pilotes es un ensayo, entreotros, que forma parte de la verificación de pilotes exi-gido en normas internacionales.

El presente artículo presenta los principios, las carac-terísticas y los resultados obtenidos con el equipo dePrueba de Integridad de Pilotes (PIT) de Pile DynamicsInc. (PDI), perteneciente a Alvarez Ltda., utilizado paraverificar y garantizar pilotes en Bolivia.

Palabras­Clave: Pilotes de hormigón, Construccionesde hormigón, Cimientos, Control de calidad en la cons-trucción.

ABSTRACTThe increase in demand for use of piles in constructionin general, in Bolivia, and the absence of a code go-verning its own methodology have led to the adoptionof international codes, such as Americans, to verify andensure the quality pile construction.

Integrity testing of piles is a test, among others, thatmakes part of the verification of piles and drilled shaftsrequired by international standards.

This article presents the principles, characteristics andobtained results with the Pile Integrity Testing (PIT)equipment from Pile Dynamics Inc. (PDI), belonging toAlvarez Ltda, used to verify and ensure piles and drilledshafts in Bolivia.

Key­Words: Concrete drilled shafts, Concrete cons-truction, Foundations, Quality control of construction

Páginas 51 a 55Fecha de recepción: 28/05/2011Fecha de aprobación: 30/06/2011

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INTRODUCCIÓNEl uso de fundaciones profundas (o pilotes) como unaalternativa efectiva para fundaciones de puentes, edi-ficios altos y otras estructuras, en suelos débiles ocompresibles, se ha incrementado durante la últimadécada en Bolivia, debido a las ventajas técnicas queproporciona este sistema con respecto a las fundacio-nes directas. Sin embargo, este tipo de fundación noestá normado en nuestro medio.

Ante la ausencia de una norma boliviana, los ingenie-ros han adoptado los procedimientos de reglamentosamericanos de construcción de pilotes, tanto para pi-lotes vaciados in-situ como para pilotes hincados.Estos reglamentos son publicados por la Oficina Fe-deral de Administración de Carreteras (FHWA) [1],siendo aplicable:

- Para pilotes vaciados in-situ el reglamento GEC No.10 - Drilled Shafts: Construction Procedures andLRFD Design Methods - FHWA-NHI-10-016

- Para pilotes hincados el reglamento Design andConstruction of Driven Pile Foundations ReferenceManual - FHWA-NHI-05-042 y FHWA-NHI-05-043.

Estos reglamentos especifican ensayos y metodolo-gías para garantizar una fundación profunda. Clasifi-can en Control de Calidad (Construction QualityControl) (QC) y Verificación de Calidad (ConstructionQuality Assurance) (QA):

El Control de Calidad (QC) se refiere al control mínimorequerido, como ser: exploración geotécnica, calidadde materiales, calidad de mano de obra, calidad deequipo utilizado, control de perforación, control de hor-migonado y método de diseño y construcción adecua-dos. En resumen, se trata de verificar que todo elmaterial utilizado para la construcción del pilote sea eladecuado y que el procedimiento de hormigonado seacontrolado [2].

La Verificación de Calidad (QA) se refiere a controlesrealizados en pilotes ya construidos para verificar sucalidad y garantizar su buen funcionamiento [2]. Entreestos controles, se tienen los Ensayos Destructivos,como ser pruebas de carga estáticas (Figura 1) y En-sayos No Destructivos, entre los cuales se encuentranlos ensayos de integridad en pilotes (Figura 2).

Figura­1Ensayo­de­prueba­de­carga

Fuente: Elaboración propia, 2010

Figura­2Ensayo­de­prueba­de­integridad

Fuente: Elaboración propia, 2010

Como parte del sistema de QA, Alvarez Ltda ha imple-mentado en Bolivia un equipo para verificar la integri-dad de pilotes (PIT) de Pile Dynamics Inc. (PDI). Esteequipo permite detectar defectos constructivos en pi-lotes.

MATERIALES­Y­MÉTODOS

PRUEBAS­DE­INTEGRIDAD­EN­PILOTESLa Prueba de Integridad en Pilotes (Pile Integrity Tes-ter) (PIT) está regida por la norma ASTM D5882-07“Standard Test Method for Low Strain Impact Integrity

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Testing of Deep Foundations”; ésta tiene como propó-sito determinar la longitud de los pilotes y detectar fa-llas significativas que pudieran presentarse a lo largode toda su longitud [3]. Se aplica generalmente a cual-quier tipo de pilote. Este método se denomina tambiénMétodo Sónico, aunque también puede llamarse Sís-mico, Ensayo de integridad de baja deformación oSonic echo.

Es el método más utilizado internacionalmente y con-siste en golpear la cabeza del pilote con un martillo demano y registrar el movimiento de la cabeza del pilotecomo consecuencia de la onda de esfuerzo generadapor el martillo (Figura 3). Dicho movimiento se obtienemediante registros de un acelerómetro, también ins-talado en la cabeza del pilote. El método se basa enel análisis de transferencia de la onda de esfuerzo ge-nerada por el impacto del martillo, onda que se trans-mite hasta la punta del pilote y, luego, se refleja haciala cabeza del pilote. La onda reflejada permite obtenerinformación de los cambios físicos existentes en el pi-lote. Se trata, por tanto, de realizar un análisis de lasondas reflejadas causadas por cambios significativosen las propiedades del pilote o del terreno en que sesitúa.

En el caso de detectarse anomalías, mediante los en-sayos de integridad, se puede recurrir a otros méto-dos de investigación, causas, naturaleza y extensiónde la anomalía y, también, determinar si el pilote esapto para el uso que se pretende. Los métodos em-pleados tradicionalmente, en estos casos, son: la ex-cavación alrededor del pilote y la realización desondeos con extracción de testigo continúo a lo largofuste del pilote.

Los resultados de los ensayos de integridad necesitanser interpretados por personal experimentado. Las mo-dernas técnicas electrónicas e informáticas permitenun procesamiento y un tratamiento de las señales, quefacilitan la posterior presentación e interpretación delos resultados.

No se puede esperar que los ensayos de integridadidentifiquen todas las imperfecciones existentes en unpilote, pero son una potente herramienta principal-mente como salvaguardia contra defectos importantes.Los ensayos de integridad pueden identificar defectosde menor importancia que no afecten gravemente alpilote, por lo que resulta fundamental la experiencia deltécnico responsable de la interpretación.

Figura­3Principio­físico­prueba­de­integridad­en­pilotes­PIT

Fuente: Elaboración propia, 2010

EQUIPO­PITEl ensayo de integridad en pilotes se realiza utilizandoel equipo PIT de Pile Dynamics Inc. (PDI) y están deacuerdo con la norma ASTM D5882-07 (Figura 4).

Figura­4Equipo­PIT

Fuente: Elaboración propia, 2010

El equipo PIT es un equipo compacto y construido sinpartes movibles, apto para condiciones duras decampo, fácilmente transportable y de fácil ejecuciónpor una persona. Tiene una pantalla táctil (touchscreen) con un menú sencillo, que simplifica la reco-lección de datos y verificación en campo de los resul-tados. Tiene la capacidad de graficarinstantáneamente los ensayos realizados con alta re-solución [4].

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Las opciones del equipo permiten un mejoramiento delos datos, a través filtros y ampliaciones de señal enfunción al tiempo del golpe. Estas funciones están dis-ponibles en campo para mejorar la visualización dedatos durante cada ensayo. Esto es ventajoso, debidoa que se verifica que los datos obtenidos en camposean consistentes, evitando datos corrompidos porprocedimientos mal ejecutados como ser un mal golpe,mal registro, etc. [4].

El equipo PIT tiene la capacidad de almacenaje másde 350 ensayos de pilotes en una memoria incorpo-rada, que permite realizar pruebas durante todo el díasin interrupción. Posteriormente, estos datos puedenser almacenados en una computadora, a través de unainterface serial [4].

El equipo PIT cuenta con dos canales de entrada, loque permite realizar 4 tipos de registro:

1. V. Velocidad: Se mide con un acelerómetro incorpo-rado en la cabeza del pilote (Figura 5).

2. A. Aceleración: Se mide con un acelerómetro incor-porado en la cabeza del pilote (Figura 5).

3. V-V. Velocidad – Velocidad: Se mide con 2 aceleró-metros incorporados, uno en la cabeza y el otro enel fuste del pilote (Figura 6).

4. V-F. Velocidad – Fuerza: Se mide con un aceleró-metro incorporado en la cabeza del pilote y un ace-lerómetro incorporado en el martillo de impacto(Figura 7).

Figura­5­Modo­velocidad­y­aceleración

Fuente: Elaboración propia, 2010

Figura­6­Modo­velocidad­y­aceleración

Fuente: Elaboración propia, 2010

Figura­7­Modo­velocidad­y­fuerza

Fuente: Elaboración propia, 2010

Esta variedad de tipos de registro permite cruzar en-sayos para verificar la consistencia de resultados ob-tenidos [4].

RESULTADOSPara el procesamiento y filtrado de datos en gabinetey presentación de informes, el equipo PIT está acom-pañado de un software original proporcionado por elmismo fabricante del equipo para realizar la interpre-tación de los resultados de campo, llamado PIT/W YPIT/WPP Professional [4].

Estos programas permiten graficar tanto el registro ob-tenido en campo: Onda generada versus profundidad

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(Figura 8) así como la Gráfica del resultado final de lainterpretación (Dimensión del pilote versus la profun-didad) (Figuras 9 y 10) [4].

Figura­8­Onda­generada­versus­profundidad

Fuente: Elaboración propia, 2010

Figura­9­Gráfica­del­resultado­final­de­la­interpretaciónDimensión­del­pilote­versus­la­profundidad

Fuente: Elaboración propia, 2010

Figura­10­Gráfica­del­resultado­final­de­la­interpretaciónDimensión­del­pilote­versus­la­profundidad

Fuente: Elaboración propia, 2010

DISCUSIÓNLos ensayos de integridad de pilotes constituyen unaherramienta de trabajo para poder determinar experi-mentalmente la existencia de defectos en pilotes yaconstruidos, siendo un procedimiento definido por lanorma ASTM, y ha sido implementado en Bolivia.

El equipo PIT implementado por Alvarez Ltda en Boli-via, como parte del sistema de garantía de calidad,está siendo empleado para el control de pilotes, dis-minuyendo así la incertidumbre existente en la cons-trucción de pilotes, sin que sea preciso ningunapreparación especial del pilote ni interferir con la obra,dadas la sencillez y rapidez del ensayo y su economía.

REFERENCIAS­BIBLIOGRÁFICAS

[1] Federal Highway Administration.http://www.fhwa.dot.gov/ (junio 2011)

[2] BROWN, Dan; TURNER, John y CASTELLI, Ray-mond. Federal Highway Administration Publication No.FHWA-NHI-10-016. “Drilled shaft: Construction proce-dures and LRFD design methods”. USA. PB AmericasInc. mayo 2010

[3] American Society for Testing and Materials. AnnualBook of ASTM Standard, vol. 04.09. "Standard TestMethod for Low Integrity Testing of Piles" ASTM D5882-00. USA. ASTM International. 2004

[4] Datasheet Pile Integrity Tester (PIT). Pile DynamicsInc. www.pile.com (junio 2011)