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La prueba de integridad de pilotes de baja deformación es un procedimiento de
prueba no destructiva (NDT) común para el control de calidad y garantía de calidad (
QC / QA ) en la construcción de cimientos profundos. La prueba se puede utilizar para identificar defectos físicos (vacíos o discontinuidad, lo que se conoce como integridad del pilote) en los pilotes, o determinar la longitud desconocida de los cimientos profundos existentes.
La prueba de integridad de pilotes de baja deformación pertenece a la familia de pruebas de impacto de la cabeza del eje, donde la respuesta de un impacto realizado en la cabeza de la cabeza del pilote se registra mediante un transductor de movimiento (es decir, acelerómetro) y se utiliza para el análisis. Alternativamente, los ingenieros pueden utilizar otras pruebas, como pruebas de pozo cruzado o de fondo de pozo, con el fin de realizar pruebas de integridad.
Principio de prueba de integridad de la pila
El principio general detrás de la prueba de integridad del pilote es relativamente simple. Suponiendo que la onda de tensión viaja a la velocidad de
C dentro del eje del pilote, la profundidad del pilote se puede determinar midiendo el lapso de tiempo,
T , entre el golpe de la cabeza del pilote y la recepción de reflejos en la cabeza del pilote.
¿Cómo realizar la prueba de integridad de pila de baja deformación?
La prueba de integridad del pilote (PIT) se realiza normalmente golpeando el cabezal del pilote con un martillo de mano ligero y registrando la respuesta del pilote usando un transductor de movimiento (es decir, acelerómetro) acoplado al cabezal del pilote. El golpe de martillo (golpes) genera una onda de tensión compresiva que viajará a través del pilote. Esta onda se refleja parcialmente en la punta del pilote u otras anomalías dentro del pilote en su camino de regreso a la cabeza del pilote. Cualquier cambio en la impedancia (debido a un cambio en la sección transversal del pilote, la densidad del hormigón o las propiedades del suelo y el eje) dentro del pilote puede afectar la señal reflectante.
1- ¿Cuándo realizar la prueba de integridad de la pila?
La prueba de integridad debe realizarse no antes de
7 días después de la fundición o después de que la resistencia del concreto alcance al menos 3/4 de su resistencia de diseño, lo que ocurra antes.
2- ¿Cómo preparar la superficie?
La superficie de la cabeza del pilote debe prepararse antes de la prueba. La superficie del pilote debe ser accesible y por encima del agua. Todo el hormigón, suelo u otros materiales extraños sueltos que resulten de la construcción deben retirarse de la superficie del pilote. Si hay algún tipo de contaminación en la superficie, se debe eliminar (con una amoladora) para llegar a la superficie de concreto sólida y sana.
3- ¿Cómo acoplar el transductor y el cabezal de pilote?
Se necesita una conexión firme entre la punta del sensor y la superficie de concreto (punta de la pila) para una aplicación exitosa del método de prueba. Normalmente se utiliza una fina capa de vaselina o masilla para hacer una conexión firme entre el sensor y la cabeza del pilote.
4- ¿Qué tipo de martillo debería utilizar?
La prueba de integridad de impacto de baja deformación se realiza utilizando un martillo de mano. El martillo puede ser tan liviano como un par de cientos de gramos, hasta opciones relativamente más pesadas. Los impactos inducidos por un martillo más pequeño tienen un contenido de frecuencia más alto y un tiempo de subida más corto. Los martillos más grandes, por otro lado, inducen una mayor energía. Se informa que los pulsos de entrada agudos y estrechos son mejores que los más anchos. Sin embargo, cuando se reduce el tamaño, aumentan las frecuencias contenidas en el impacto; estas ondas se atenúan más rápido y tienden a disminuir la capacidad de investigar pilas más largas. Los martillos de menos de 1 kg con punta de impacto de plástico son ideales para la mayoría de los casos. Cuando el diámetro del pilote es superior a 1 m (1000 mm), los martillos más pesados serán más adecuados. La punta del martillo debe estar hecha de material que no dañe el hormigón durante el impacto, ya que esto afectará los resultados de la prueba.
5- Cabeza de pila llamativa: ¿Dónde, cómo, cuántos?
El impacto de baja deformación debe aplicarse a la cabeza del pilote a una distancia de 300 mm del sensor. También es importante colocar el transductor lejos del borde del pilote para reducir el efecto del borde. Asegúrese de que el impacto se aplique axialmente. Para pilotes inclinados, asegúrese de que el transductor esté colocado perpendicular a la superficie del pilote (paralelo al eje longitudinal del pilote), y que la dirección de golpeo sea paralela a esta dirección.
Para secciones transversales circulares (diámetro inferior a 500 mm) y rectangulares, coloque el sensor cerca del centro del pilote y golpee varias veces alrededor de la cabeza del pilote (es decir, 10 impactos). Aumentar el número de impactos reducirá el efecto del ruido de fondo y ayudará a mejorar las partes repetibles, lo que facilitará la interpretación. Para pilotes de mayor diámetro (es decir, diámetro> 500 mm), se deben considerar ubicaciones adicionales para obtener información útil sobre la integridad del pilote.
Cómo interpretar los resultados de la prueba de integridad de la pila
El transductor de movimiento recoge el reflejo en la cabeza del pilote. Las medidas pueden ser de aceleración (acelerómetro) o de velocidad (geófono). En el siguiente gráfico se muestra un reflejo típico de una pila de sonidos.
Los resultados se pueden mostrar en el dominio del tiempo (donde el eje horizontal muestra el tiempo de llegada de los ecos en la cabeza del pilote). Alternativamente, las marcas de tiempo se pueden convertir a valores de profundidad. Los resultados se pueden presentar en formatos negativos o positivos. El primer pico suele ser de la onda de superficie que activa el transductor de movimiento. En una pila de sonido, el siguiente pico principal suele ser el asociado con la punta de la pila. Una frecuencia de muestreo mínima de 25 kHz y una longitud de matriz de tiempo de 100 ms es generalmente buena para evaluar la mayoría de las pilas. En el caso de utilizar un acelerómetro, la integración de los resultados de la prueba se utiliza para mostrar las medidas en formato de velocidad.
1. Ajuste de velocidad de onda
La velocidad de la onda de tensión se puede ajustar según el tipo y la condición del material de la pila. Varios investigadores e ingenieros han desarrollado tablas de correlación entre la calidad del material y la velocidad de la onda de compresión en el material. Por ejemplo, la velocidad de las olas en el hormigón sólido es de aproximadamente 4.000 m / s (~ 13.000 pies / s).
2. Filtro de paso bajo
El filtro de paso bajo se utiliza para reducir el efecto de las reflexiones de alta frecuencia causadas por la influencia de las ondas de corte en la parte superior del pilote y el refuerzo de acero dentro del pilote.
3. Amplificación
La señal reflectante puede atenuarse por varias razones. La alta impedancia y la longitud de la pila más larga pueden atenuar la señal de retorno, lo que dificulta la identificación de la punta de la pila. En este caso, se utiliza una función de amplificación exponencial a lo largo de la longitud del pilote para amplificar los reflejos de baja energía del pie del pilote y otras anomalías internas. Esta función se aplica si el reflejo de la punta del pilote no es aparente. Esta función aumenta la amplitud de la señal exponencialmente con el tiempo a lo largo de la señal grabada. La aplicación de esta función debe manejarse con cuidado, ya que también amplifica el ruido de fondo.
Estándares de prueba de integridad de pilotes
La prueba ha sido adaptada por muchos estándares y códigos alrededor del mundo. El estándar más comúnmente utilizado para realizar pruebas e informes de integridad de pilotes es la
ASTM D5882-16 , Método de prueba estándar para pruebas de integridad de impacto de baja deformación en cimentaciones profundas, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2016, www.astm.org
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