Las pruebas de capacidad estáticas o dinámicas nunca deben ser realizadas antes de alcanzar el “set up time” (tiempo de ajuste) del pilote. Este último puede variar entre uno y tres meses, dependiendo del suelo en el perfil geotécnico. El “set up time” considera reacomodo de la estructura del suelo (thicsotropy), disipación de exceso de presiones de poros, restablecimiento de contacto entre suelo y pilote, entre otras. En la Fig. 1 se ve una prueba estática para establecer la capacidad axial de un pilote. En realidad el peso mostrado es el que permite que un gato colocado sobre el pilote reaccione y le transmita carga al pilote, tal como se ilustra en la Fig. 2. En esa misma figura se muestran también las fuerzas desarrolladas en el pilote y explica su cambio a medida que aumenta la carga sobre el mismo.
Fig. 1 Fotografía de una prueba de carga estática sobre un pilote. Nótese la dimensión del peso utilizado para la reacción del gato que transfiere carga al pilote.
Es bueno destacar que esta es una prueba destructiva y debe ser realizada en un pilote externo cercano a la obra. Tal como se destaca en la Fig. 2, la resistencia de fricción aparece muy temprano y se desarrolla completa a medida que el pilote se comienza a asentar. La resistencia de punta aparecer más tarde cuando hay asentamientos excesivos en el pilote.
Fig. 2 Interpretación esquemática de una prueba de carga estática sobre un pilote.
PRUEBAS ESTÁTICAS Y CURVAS DE ASENTAMIENTO
La norma API RP 2 A ha normalizado las curvas de capacidad de asentamiento, las cuales se incluyen en las Fig. 3 y 4 para fuste y punta, respectivamente. Como se observa en la Fig. 3 los asentamientos normalizados requeridos para que el pilote desarrolle toda la resistencia por fricción tanto en arenas, a) como en arcillas b), son menores que 0,4 a 0,5 % del diámetro del pilote. Es decir, para un pilote de un metro de diámetro la resistencia de fricción se desarrolla completa con un asentamiento de aproximadamente 4,5 mm. En contraste, la resistencia de punta para ese mismo asentamiento es solamente de 10 a 15 % para las arenas y de aproximadamente 20% para las arcillas.
Fig. 3 Curvas normalizadas de resistencia lateral con asentamiento para arenas y arcillas, denominadas, t-z.
Fig. 4 Curvas normalizadas de resistencia de punta con asentamiento para arenas y arcillas, denominadas, Q-z.
El 100% de la resistencia de punta se obtiene para el mismo pilote de un metro para asentamientos de 4 cm para la arena y de unos 3 cm para la arcilla. Estos asentamientos están por encima de lo permisible para cualquier estructura los cuales son generalmente limitados por debajo de una pulgada, es decir, 2,5 cm. En consecuencia, cualquiera que sea el tipo de suelo, la resistencia por fricción existe y es la primera en aparecer. Nótese que cuando la resistencia de fricción está completamente desarrollada, la de punta tiene menos del 20%, por eso es conveniente utilizar factores de seguridad distintos para ambas resistencias. Por ejemplo, se puede utilizar 2 para la fricción y cuatro o cinco para la punta de manera que los valores sean compatibles con la realidad de ambas cargas en el pilote.
La norma API RP 2 A recomienda las curvas mostradas en las Fig. 3 y 4. Si utilizamos las recomendaciones de la norma API RP 2 A para un suelo cohesivo y uno no cohesivo y las formulas teóricas incluidas en dicha norma. Es importante destacar la diferencia en el comportamiento de ambos suelos y sin embargo, la capacidad de fricción es mucho mayor para los asentamientos incluidos en las figuras que son típicos para pilotes cargados en condiciones de capacidad admisible.
Cuando existan suelos expansivos en el perfil geotécnico que no puedan ser removidos o saneados y la solución implique pilotes, entonces hay que aislar los pilotes de la fricción lateral y los mismos trabajarán solo por punta. Esto hace necesario que se incremente el número de pilotes para poder tomar las cargas con poco asentamiento. Esta solución se ilustra en la Fig. 5.
Fig. 5 Pilotes aislados de la fricción lateral que trabajarán sólo por punta. Esto hace necesario que se incremente el número de pilotes para poder tomar las cargas con poco asentamiento.
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