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Criterio de rechazo durante la hinca de un pilote
En los pilotes de desplazamiento (hincados) es habitual establecer la longitud de los pilotes en función del control de la propia hinca. Existen numerosas expresiones (se dice que más de 400) que relacionan la penetración del pilote al golpearlo (habitualmente se denomina rechazo) con la resistencia del terreno. Aunque la más conocida sea quizás la fórmula holandesa (por su facilidad de uso) yo os recomendaría el empleo de la fórmula de Hiley. En la ROM 0.5-05 se facilitan unos valores típicos de los parámetros.
Aunque teóricamente es un tema sencillo, a menudo en las obras se convierte en un asunto controvertido sobre cómo realizar el control de la hinca.
A continuación os dejo algunas recomendaciones para realizar de manera correcta el control del rechazo durante la hinca de un pilote.
- En la UNE-EN 12699 se indica que la tensión máxima e durante la hinca no debe superar 0,8 veces la resistencia característica del hormigón a compresión. la pregunta es, ¿cómo se obtiene dicha tensión? Teóricamente mediante el análisis de propagación de ondas. Esto no siempre es fácil de cuantificar.
- La altura de caída para comprobar el rechazo debe ser del orden de 1 m (como mínimo 50 cm). En ningún caso se deben adoptar valores tan bajos como 10-20 cm. Si se emplean alturas de caída tan bajas, la energía que aplicamos en el pilote no permite establecer la resistencia última del terreno.
- Se debe medir el número de golpes necesarios por lo menos para profundizar 20 cm el pilote. Es decir, no se debe hacer el control mediante un único golpeo. Es más, es recomendable que el control se realice en varios tramos de manera similar a la realizada en los ensayos de penetración dinámica. Por ejemplo, se propone contar los golpes para 3 tramos de 20 cm (es decir, los golpes necesarios para una penetración de 60 cm). De esta manera se evitará que el pilote quede apoyado en niveles cementados o compactos de reducido espesor.
- Es necesario comprobar que un error en la lectura de la penetración de 5 mm no conlleve una variación de la resistencia superior al 20%. Teniendo en cuenta que en obra es fácil tener un error de la lectura de la penetración de algún milímetro no puede ser que ese error pudiera llevar a una reducción significativa de la resitencia del terreno
Hinca de pilote
Ejecución del hincado de un pilote
A continuación se indica el proceso a seguir para la hinca del pilote.
- Se iza el pilote y se coloca sobre la marca dejada por la plantilla en el suelo.
Se realiza el aplomado a dos caras del pilote mediante un nivel de mano para comprobar que el pilote queda vertical. Si el pilote está inclinado pueden aparecer esfuerzos no deseados en el pilote
Control de la inclinación de un pilote mediante un nivel de mano
- Se inicia la hinca hasta un metro aproximadamente, comprobando la verticalidad y la excentricidad en planta.
- Si el proceso de hinca exige longitudes de pilote superiores a 12 m, se utilizará una junta.
- La hinca podrá ser:
- Con control de golpeo a lo largo de toda la hinca
- Con control de golpeo en el tramo final (aproximadamente cinco metros).
- Con control de rechazo. El control del rechazo se llevará a cabo en el 100% de los pilotes.
- En los pilotes, o en aquellos tramos de ellos en los que se realice control de golpeo, la altura de caída de la maza será constante. Esta altura de caída es función de la sección del pilote hincado según la tabla 1. A continuación se indican las alturas de caída para maza de 9.000 kg, en la ciudad de Madrid:
Tabla 1
Sección (cm) |
Altura de caída (cm) |
| 40 x 40 | 80 |
| 35 x 35 | 60 |
| 30 x 30 | 50 |
| 27 x 27 | 30 |
Control de rechazo al final de la hinca.
- El control del rechazo se realizará después de haber penetrado con más de 40 golpes (y nunca llegando a más de 100) durante tres tramos consecutivos de 20 cm. Esta prescripción deberá comprobarse en todos los pilotes.
- Para medir el rechazo, se realizarán 3 andanadas de 10 golpes cada una con una altura de caída de maza en función de la sección del pilote según la tabla 2 (para maza de 9.000 kg).
Tabla 2
| Sección (cm) | Altura de caída (cm) |
| 40 x 40 | 50 |
| 35 x 35 | 50 |
| 30 x 30 | 30 |
| 27 x 27 | 30 |
Como se puede ver para evitar la rotura del pilote se disminuye la altura de caída de la maza:
Rotura de la punta de un pilote de hormigón armado
- En caso de variar las condiciones de peso de la maza, se determinará la altura de caída necesaria para transmitir la misma energía.
- Para comprobar los descensos, se dispondrá de un gramil con el cual se rayará el pilote al comienzo de la primera tanda y al final de cada una de las mismas.
Tensión en los pilotes durante su hinca
Hoy hemos visitado con los alumnos de la escuela una factoría de fabricación de pilotes prefabricados de hormigón. Por eso me ha parecido interesante compartir algunas ideas sobre cómo determinar la altura máxima de caída de la maza durante la hinca.
La tensión máxima que se alcanza en el pilote durante la hinca es función de la velocidad de impacto de la maza y no del peso de la maza. Por eso, mazas pequeñas con alturas de caída grande pueden dañar los pilotes.
Como vamos a ver a continuación no se recomienda emplear alturas de caída superiores a 80 cm a 100 cm.
Si la hinca blanda la tensión es proporcional a la altura de caída. Pero si la hinca es dura y se produce un rebote en la punta de la onda de choque, la tensión máxima que se puede generar en el pilote es equivalente a una altura de caída del doble de la adoptada.
Vamos a estudiarlo
– Tensión en el pilote = módulo de deformación x deformación unitaria
– La deformación unitaria en el hormigón se puede estimar mediante el cociente de la velocidad de impacto y la celeridad (velocidad de propagación de las ondas en el hormigón).
Velocidad de impacto V= Raíz cuadrada (2 g H)
Con una altura de caída de 1 m resulta una velocidad del orden de 4 m/s.
Celeridad es ~ 4000 m/s (para hormigones de unos 500 Kp/cm2 de resistencia a compresión simple que son los empleados actualmente para la realización de pilotes de hormigón).
Operando resulta una deformación unitaria de 10 e -3.
Suponiendo un módulo de deformación de 400.000 Kp/cm2 razonable para hormigones de alta resistencia resultaría una tensión de 400 Kp/cm2.
Si la hinca es dura la tensión debido al rebote en punta podría ser mayor. Teóricamente podría duplicarse. Realmente hay que incluir el rendimiento real (del orden del 75%) y otros aspectos, por lo que la tensión que se genera es algo menor que la indicada.
En todo caso, como referencia, no conviene adoptar alturas de caída superiores a 1 m ya que durante la hinca no conviene generar tensiones superiores al 80% de la resistencia a compresión simple (unos 400 Kp/cm2).
