GOST 5686-2012 Suelos. Métodos de pruebas de campo con pilotes

Conocer el suelo subyacente es esencial para construir estructuras resistentes y fiables. Aquí es donde GOST 5686-2012 es útil. Esta norma ofrece instrucciones sobre cómo utilizar los pilotes para realizar ensayos de campo, una técnica crucial para determinar las propiedades del suelo antes de iniciar la construcción.

Un componente integral de las investigaciones geotécnicas son las pruebas de campo con pilotes. Ayudan a los ingenieros a determinar el comportamiento del suelo bajo carga, lo que resulta esencial para garantizar la estabilidad de los cimientos. Los procedimientos para realizar estas pruebas, que garantizan resultados precisos y fiables, se describen en GOST 5686-2012.

Además de proporcionar detalles sobre el procedimiento, esta norma garantiza la uniformidad entre los distintos escenarios de ensayo. Los ingenieros pueden evaluar con confianza las condiciones del suelo y tomar decisiones bien fundadas en relación con el diseño y la construcción de cimentaciones siguiendo la norma GOST 5686-2012. Conocer esta norma puede ayudarle en todos los sentidos, tanto si trabaja en un gran desarrollo comercial como en un pequeño proyecto residencial.

Sección	Descripción
Introducción	Resumen de los métodos de ensayo de campo para suelos mediante pilotes según GOST 5686-2012.
Ámbito de aplicación	Detalla las normas y condiciones en las que deben realizarse los ensayos de suelos con pilotes.
Equipo	Enumera las herramientas y dispositivos necesarios para realizar los ensayos con pilotes.
Procedimiento	Guía paso a paso para la realización de ensayos de suelos mediante pilotes.
Registro de datos	Instrucciones sobre cómo documentar con precisión los resultados de las pruebas.
Medidas de seguridad	Precauciones y protocolos de seguridad a seguir durante las pruebas.

Terminología

Se permite utilizar tres categorías de elementos portantes para los ensayos conforme a la norma:

• Una muestra a escala real, que es un producto real utilizado en la construcción convencional. Las dimensiones geométricas, el material con el que está fabricado, así como el método de instalación corresponden plenamente a las condiciones reales de la obra. En particular, si se prevé realizar una muestra a escala real para ensayar una cimentación con pilotes perforados, su instalación deberá llevarse a cabo teniendo en cuenta las normas y la tecnología de instalación de elementos similares. En este caso, debe realizarse la perforación del pozo, la instalación del encofrado, el refuerzo y el vertido del hormigón.
• Un pilote de referencia fabricado con una varilla metálica compuesta que imita un producto estándar de tipo hincado y tiene un diámetro de 114 mm. Una norma ensamblada a partir de segmentos individuales tiene una longitud de 12 metros.
• Pilote de sondeo hecho de elementos metálicos compuestos con un diámetro de 127 milímetros. Dispone de una punta de pértiga y está equipado con un embrague de fricción. La sonda montada tiene 16 metros de longitud.

Figuras A.1 y A.2 visualización de los diagramas de diseño del pilote de referencia y del pilote sonda.

Figura A.1: Esquema de diseño del pilote de la sonda

Los diagramas de diseño del pilote de referencia se muestran en la figura A.2.

Etapas de trabajo

En las etapas siguientes, GOST controla tanto las pruebas estáticas requeridas como las pruebas dinámicas de los pilotes:

• en la fase de reconocimiento y ejecución de las actividades de diseño para determinar la sección transversal, las dimensiones y también para evaluar la capacidad portante prevista en el proyecto. Basándose en los resultados de las mediciones realizadas, los especialistas llegan a una conclusión sobre el cálculo correcto de los parámetros y, en caso de discrepancia, realizan un nuevo cálculo;
• durante la inmersión y extracción de los pilotes, lo que permite comparar la capacidad real de absorción de fuerzas con los datos de diseño.

Tipos de estructuras de pilotes enumeradas en una tabla

La precisión de las mediciones que se obtienen como resultado del control estático es mayor. En comparación con los datos adquiridos mediante el método dinámico, son más fiables.

Problemas resueltos mediante comprobación estática

Las operaciones de prueba se realizan sobre el terreno por las siguientes razones:

• Selección del diseño de los productos previstos para la instalación que se está construyendo, determinación de sus parámetros geométricos y de su capacidad para soportar fuerzas.
• Determinación en la práctica de la posibilidad de hincar pilotes hasta la profundidad especificada por el proyecto para un tipo de suelo dado, evaluando su homogeneidad.
• Determinación de la cantidad de movimiento de los pilotes en proporción a las influencias aplicadas durante un tiempo especificado por la norma.

Las pruebas de carga estática se realizan sobre pilotes para verificar que los productos pueden soportar realmente las fuerzas totales especificadas en el diseño del edificio.

GOST 5686-2012 proporciona directrices importantes para evaluar la estabilidad del suelo y la capacidad de carga y describe cómo probar el suelo sobre el terreno utilizando pilotes. Dado que ofrece un método organizado para evaluar las condiciones del suelo en la obra, esta norma es crucial para los ingenieros y otros profesionales de la industria de la construcción. Siguiendo estos procedimientos se puede garantizar la fiabilidad de los diseños de cimentación, así como la durabilidad general y la seguridad de las estructuras.

Métodos de prueba estática

Los ensayos estáticos se realizan aplicando cargas alternas al producto ensayado, en función del método de aplicación de fuerzas elegido. En función de la técnica de carga, se elige el aparato necesario:

• un dispositivo de carga especial, que es un gato hidráulico o una plataforma con una carga, cuyo peso puede ajustarse. Se permite utilizar acoplamientos de tracción especiales, cabrestantes;
• una estructura prefabricada de vigas metálicas y losas de hormigón armado con anclajes, que transmite las fuerzas a la estructura ensayada;
• un dispositivo de medición para controlar la cantidad de inmersión bajo la influencia de la fuerza. El dispositivo consiste en un grupo de dispositivos de medición combinados en un complejo. La precisión de las mediciones debe garantizarse hasta 0.01 mm.

Figuras B.1 y B.2 representan esquemas de instalación para ensayos de suelos bajo cargas estáticas de indentación.

Esquemas de instalaciones para el uso de pilotes en ensayos de suelos, hoja 1 (Figura B.1)

Hoja 2, Figura B.2

Tecnología de las pruebas estáticas

De acuerdo con los requisitos de la norma, la prueba de pilotes se lleva a cabo utilizando el algoritmo siguiente:

• Se elabora un programa y una metodología para la realización del ensayo, que contiene información sobre la fuerza máxima transmitida a la estructura, el escalón de distribución de la carga, que debe ser el 10% de la masa de la carga calibrada.
• La organización de diseño determina el número de productos para el ensayo de suelos con pilotes, los lugares de su hincado.
• En el futuro campo de pilotes, se hinca un grupo de pilotes en las zonas correspondientes a las peores condiciones, las más desfavorables o los lugares donde se produjeron fallos durante la hinca.
• Se instala la estructura de carga, un conjunto de equipos que garanticen la transferencia de fuerzas.

Pruebas estáticas de pilotes

La comprobación de los pilotes con una carga estática consta de tres etapas:

• preparación del soporte a ensayar;
• pruebas;
• tratamiento de la información obtenida.

Según GOST, el proceso de preparación permite un "descanso" y la duración del ensayo:

• 1 día, si la inmersión se realiza en capas densas de arena o macizos de grandes fragmentos.
• 3 días para cimentaciones arenosas.
• 6 días para superficies arcillosas y masas heterogéneas.
• 10 días para superficies saturadas de agua y arenas finas.
• 20 días para las fracciones fluida, plástica y arcilla blanda.

El ensayo de pilotes, según las disposiciones del documento, consiste en un aumento secuencial de la carga. La cantidad de inmersión en una masa de suelo denso durante el primer ciclo de carga puede ser una quinta parte de la masa total de la carga calibrada. La fuerza se aplica al estabilizar la posición tras el ciclo anterior de aplicación de la carga. El control del valor de asentamiento se comprueba con medidores de deflexión tipo reloj y dispositivos electrónicos, cuyo valor de división es 0.1 milímetro. Antes de aplicar la fuerza, los datos de todos los dispositivos se ponen a cero y después de cada ciclo de exposición a la carga, se controlan las lecturas de todos los dispositivos. El criterio para estabilizar la posición es un movimiento no superior a 0.1 milímetro en los últimos 60-120 minutos de observación.

La muestra a escala real se hunde más de 40 milímetros durante la prueba cuando se aplican valores máximos de fuerza, y los productos de referencia se hunden al menos 20 milímetros en el suelo. La resistencia última específica es igual a la fuerza a la que se detiene la carga.

Los resultados de las mediciones se anotan en el registro de observaciones. Una vez finalizadas las pruebas, se crean gráficos que permiten inferir el número necesario de soportes, su geometría y la profundidad de empotramiento. La cimentación del futuro edificio se diseña tomando como base los datos de la medición.

Prueba dinámica

Se realiza con equipos de inmersión especializados. El nivel de inmersión del suelo se rastrea durante la prueba para cada ciclo de impacto del martillo. A medida que se hunde lentamente en el suelo, el soporte empieza a sentir la resistencia. Se demuestra con la idea de que el fallo gana menos importancia a medida que se profundiza. El fundamento de esta prueba es la relación entre la capacidad portante de la estructura y el impulso del componente operativo del equipo.

En el transcurso de las pruebas, se realiza una conducción experimental. Basándose en los resultados, se establece la longitud ideal para los apoyos y se evalúa la conformidad de los valores teóricos y reales de fallo. Gracias a estas mediciones, se pueden identificar las capas portantes del suelo, identificar las zonas débiles del campo de pilotes y calcular las fuerzas que probablemente experimentarán los apoyos hincados. Al finalizar el control dinámico, los resultados se muestran gráficamente y describen las coordenadas de la posición con respecto a las fuerzas aplicadas.

Pruebas dinámicas de pilotes con peso adicional instalado sobre ellos

Este enfoque presenta varias ventajas con respecto al método de ensayo estático, entre ellas:

• costes menores asociados al uso de equipos disponibles en la obra;
• rapidez del trabajo, que puede completarse en una jornada laboral;
• la posibilidad de utilizar cualquier tipo de producto para las pruebas, independientemente de su capacidad para soportar las fuerzas aplicadas.

El inconveniente del método de pruebas dinámicas es la posibilidad de sobrestimar la resistencia a las cargas cuando la punta, que penetra en suelos pesados, penetra en una capa de suelo fácilmente comprimible y deformable.

La norma recomienda comparar los indicadores de las pruebas estáticas con los datos de las mediciones dinámicas. En suelos arenosos ligeros, la construcción de cimentaciones sobre pilotes no emplea esta técnica de ensayo.

Es esencial que cualquier persona que trabaje en la construcción o en ensayos de suelos comprenda la norma GOST 5686-2012. En esta norma se describen los métodos para llevar a cabo las pruebas de campo de los pilotes, que son cruciales para averiguar cómo funcionará un pilote en diferentes condiciones del suelo. Es importante asegurarse de que los pilares sobre los que se asientan nuestras estructuras son sólidos y fiables, no sólo cumplir una serie de normas.

Los ingenieros y expertos en construcción pueden evaluar con precisión el comportamiento de los pilotes y las propiedades del suelo siguiendo la norma GOST 5686-2012. De este modo, se garantiza que los pilotes utilizados en la construcción podrán soportar las cargas y las condiciones meteorológicas previstas. La norma proporciona un enfoque metódico de las pruebas, lo que ayuda a evitar problemas futuros.

Al final, seguir estas normas contribuye a preservar la durabilidad y la estabilidad de las infraestructuras y los edificios. Es un paso en la dirección de proyectos de construcción con mayor calidad y seguridad. Los profesionales que siguen las directrices de GOST 5686-2012 mejoran la fiabilidad general y el éxito de sus proyectos.

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