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TYPSA Valencia Departamento de Geotecnia Nota Interna 08/06/2014

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Prueba de Carga Esttica de Pilote Referencias a Consultar

Pile Foundation Analysis and Design. Poulos & Davis. 1980. Pile Load Testing Procedures. CIRIA Report PG7. 1980. Pile Foundations in Engineering Practice. Prakash & Sharma. 1990. Static Testing of Deep Foundations. Federal Highway Administration. FHWA-SA-91-

042. 1992. Handbook on Pile Load Testing. Federation of Piling Specialists. 2006. ICE Specification for Piling and Embedded Retaining Wall. 2nd Edition. 2007. Piling Engineering. 9 Pile Testing. Fleming et al. 3rd Edition. 2008. Drilled Shafts Manual. Federal Highway Administration. FHWA-NHI-10-016. 2010. Basics of Foundation Design. Fellenius. 2011.

Otras Tipologas de Pruebas de Carga (no desarrollado aqu) Prueba dinmica; Prueba esttico-dinmica (Statnamic); Prueba bidireccional (clula Osterberg); Prueba de carga lateral.

Tipo y Objeto de Ensayos de Pilotes Ensayo de transmisin de carga sobre pilote preliminar (load transfer test on

preliminary pile): obtener la curva carga-asiento completa y, si es posible, la diferenciacin entre las componentes del fuste y de la base. Este ensayo se realiza anteriormente a la obra y durante el proyecto. Permite optimizar el diseo (reduciendo factores de seguridad) basndose en la respuesta real de un pilote en condiciones idnticas de ejecucin y geolgicas.

Prueba de carga sobre pilotes de servicio (proof test on working pile): se trata de verificar la respuesta (asiento) del pilote frente a una carga definida. Se suele realizar sobre pilotes de la misma estructura proyectada y la carga aplicada depende de la carga de servicio.

Nunca se debe interpretar una carga ltima mayor que la carga mxima alcanzada durante una prueba de carga esttica.

Procedimiento de Ensayo de Pilote Existen varias maneras de aplicar la carga durante una prueba y sta influye el resultado que se obtiene.

Maintained load test - MLT(mtodo preferido por ICE y NF P 94-150-1): una prueba de carga en la que cada incremento de carga se mantiene constante por un perodo de tiempo definido.

Quick test - QT (mtodo preferido por ASTM D 1143): Las escalones de carga se mantienen entre 4 y 15 minutos independientemente de si se estabiliza o no la penetracin.



Constant Rate of Penetration (CRP) test: recomendado cuando efectos de cargas dinmicas son importantes. Se mantiene constante la velocidad de asiento del pilote controlando la carga aplicada.

Las figuras siguientes ilustran lo anteriormente dicho.



Definicin de la Resistencia Total ltima del Suelo (total ultimate soil resistance) Este apartado solo tiene relevancia cuando se realiza la prueba de carga sobre pilotes preliminares a rotura (si llega a ocurrir).

La resistencia total ltima del suelo (o carga de hundimiento) se define como la carga en la que los movimientos del pilote aumentan de manera rpida al mantener dicha carga constante o incrementndola ligeramente.

Esta definicin es, en muchas situaciones, inadecuada porque el hundimiento puede requerir grandes movimientos que pueden exceder los lmites aceptables del sistema suelo-pilote o el sistema de aplicacin de la carga. Por lo tanto, se suele determinar la capacidad del pilote en base a la curva carga-asiento obtenida del ensaya.

Otras definiciones de rotura consideran lmites de asientos arbitrarios como:

El pilote se considera hundido cuando su cabeza se ha movido un 10% del dimetro de su base (daba Terzaghi esta definicin para pilotes de 300 mm de dimetro);

El pilote se considera hundido cuando el asiento bruto (sin considerar el acortamiento elstico) de su cabeza es 38 mm (1,5 pulgadas) y el asiento neto es 19 mm (0.75 pulgadas.) ocurre a dos veces la carga de diseo.

Por ltimo, la resistencia total ltima del suelo se define a veces como la interseccin de dos rectas en la curva carga-asiento, una que corresponde a la aproximacin de la parte pseudo-elstica y la otra a la parte pseudo-plstica. El punto de interseccin depende del juicio del analista y de la escala del grfico (un cambio de escala y la percepcin de la interseccin cambia).

Estimacin de la Carga Mxima a Alcanzar durante la Prueba La aplicacin de la carga se realiza mediante una estructura de reaccin. sta estructura as como los sensores, medidores y aparatos utilizados tienen que estar elegidos en consonancia con las cargas que se desean aplicar. En el caso contrario, se convertirn en limitantes para la prueba de carga.

En cualquier caso (pilote preliminar a rotura o pilote de servicio) los datos bsicos para la estimacin de la carga mxima a alcanzar durante la prueba son los siguientes:

Situaciones de diseo y cargas asociadas; Resistencia ltima y de servicio del pilote asociada a la configuracin de diseo (cota

de la cabeza, cota del nivel fretico, consideracin de rozamiento negativo, etc.). sta carga es estimada por el diseador mediante el mtodo de diseo elegido segn las circunstancias y los datos disponibles. Idealmente, se puede estimar una curva carga-asiento.

Segn la ICE, la carga mxima que se tiene que aplicar en una prueba de carga tiene que ser la suma de la Carga de Verificacin del Diseo (Design Verification Laod DVL) ms 50% de la Carga de Trabajo Especificada (Specified Working Load SWL). Estas cargas se definen como sigue:



DVL: Una carga que ser substituida por la Carga de Trabajo Especificada (SWL) para llevar a cabo el ensayo. Esta carga ser particular a cada pilote y deber tener en cuenta la mxima Carga de Trabajo Especificada para un pilote de mismas dimensiones y materiales, adems de las fuerzas inducidas por el suelo como el rozamiento negativo, la distancia entre pilotes, el efecto grupo y cualquier otra condicin particulares al ensayo, como una variacin del nivel de la cabeza del pilote.

SWL: la carga actuante en cabeza de pilote tal como indicado en las especificaciones del proyecto. En trminos tradicionales de estructura es ms bien la carga no factorizada que la carga ltima. Tiene la misma definicin que la carga representativa definida en el Eurocdigo 0 (EN 19990).

Recomendacin en el caso de aerogeneradores.

Para aerogeneradores (y otras estructuras esbeltas dnde predominan acciones dinmicas de viento) se propone la siguiente relacin entre el tipo de ensayo y la situacin de diseo:

Pilote Preliminar Pilote de Servicio

Characteristic Extreme Load for Normal Load Case X

Characteristic Extreme Load for Abnormal Load Case - -

Characteristic Extreme Load during Normal Operation - X

Mtodos de Interpretacin de las Curvas Carga-Asiento Para llegar a un valor representativo de la carga de hundimiento (adems de alcanzar una carga en cabeza suficiente para poder dibujar una curva explotable) es necesario utilizar varios mtodos de interpretacin. Existen muchos mtodos y algunos son especficos del procedimiento de carga empleado (quick test, CRP, etc.).

A continuacin se da una serie de mtodos clsicos para la interpretacin de las curvas carga-asiento. Se aconseja referirse a Prakash (1980) y Fellenius (2011) para el detalle de estos mtodos:

Mtodo de Davisson (1972): recomendada para QT. La recta lmite se puede trazar al principio del ensayo;

Mtodo de Chin (1970, 1971): aplicable a QT y MLT cuando los incrementos de tiempo son constantes entre escalones de carga. La recta se suele obtener para una carga que sobrepasa el valor del lmite de Davisson;

Mtodo de De Beer (1967): vlida para ensayos MLT lentos; Criterio del 90% Brinch Hansen (1963): vlida para ensayos CRP; Criterio del 80% de Brinch Hansen (1963): vlida para ensayos QT y MLT (segn

Prakash) y CRP (segn Fellenius); Mtodo de Fuller and Hoy (1970): vlida para ensayos QT; Mtodo de Butler and Hoy (1977): vlida para ensayos QT; Extrapolacin de Decourt (1999): Similar a Chin. aplicable a QT y MLT cuando los

incrementos de tiempo son constantes entre escalones de carga. Mtodo de fluencia (creep): vlida para ensayos CRP;



Prakash comenta tambin lo siguiente:

For bored and belled concrete piles, the Fuller and Hoy method provided a reasonable estimate for the failure load.

For expanded-base-compacted (Franki) piles, the Davisson, Butler and Hoy; and Fuller and Hoy methods provide reasonable estimates for failure loads.

For driven H piles, Brinch Hansens 90 percent criterion and Fuller and Hoys method predicted the failure load similar to the failure test load.

Fellenius (1980) carried out similar interpretations on a 12411. (305mm) diameter concrete-driven pile that was tested by the CRP method.

Interpretations indicated that Fuller and Hoys, Brinch Hansens 90 percent criterion provided reasonable estimates of failure loads. The foregoing indicated that in all cases, Davissons method predicted conservative values for failure loads, and Chins method invariably yielded failure loads higher than the actual test failure loads. The Fuller and Hoy method appeared to yield failure loads that were reasonable approximations of the actual failure loads.

Referencias a ConsultarOtras Tipologas de Pruebas de Carga (no desarrollado aqu)Tipo y Objeto de Ensayos de PilotesProcedimiento de Ensayo de PiloteDefinicin de la Resistencia Total ltima del Suelo (total ultimate soil resistance)Estimacin de la Carga Mxima a Alcanzar durante la PruebaMtodos de Interpretacin de las Curvas Carga-Asiento

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