Aplicación de la Prueba de Integridad de Pilotes en puentes de Cayo Cruz, Camagüey (página 3)
Enviado por Luis Orlando Ibanez Mora
En otros casos donde hay terrenos arcillosos, por ejemplo, se debe amplificar la señal, para poder verla con claridad, porque por el rozamiento del pilote con el terreno, se pierde parte de la onda. Figura 1.8 Reflectogramas de la cimentación de una obraen Barcelona
Como resultado no se observa ninguna anomalía, y por tanto se interpreta que los pilotes son continuos y no tienen cambios en su sección transversal. Este resultado es óptimo por la influencia del suelo presente en lazona y la buena ejecución que presentaronlos pilotes.
Ejemplo 2, Corresponde apilotes que presentanproblemas. Corresponde a los pilotes de la cimentación de una obra civil de carretera, en el estribo de un puente en Girona, que tienen una profundidad estimada de proyecto de 15 metros. El terreno es arcilloso según el estudio geotécnico, por lo que ofrece un rozamiento alto con el pilote, además en la cota final de los pilotes existe una capa de gravas. Debido al tipo de terreno, se tiene que amplificar la señal para poder obtener unas gráficas en las que poder obtener una interpretación, y a causa de ello, la señaltiene bastante “ruido”. Figura 1.9 Reflectograma de un puenteen Girona (Pilote # 3)
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Capítulo1. Estado del arte
En este caso el final del pilote se puede interpretar que se encuentra a 15 metros aproximadamente. No obstante, a 11 metros de profundidad, la gráfica tiene una curva hacia abajo, lo que nos indica que podría haber una pequeña disminución desección en este punto. Figura 1.10 Reflectograma de un puente en Girona (Pilote # 7)
Muestra que al final del pilote una curva o pico hacia arriba. Esto normalmente indica que el pilote está empotrado, de suceder esto, se produce un cambiode polaridad de las ondas (inicio con una curva hacia abajo y el final con una curva hacia arriba). Observando el informe geotécnico de la zona, el terreno presenta capas de gravas. Se puede interpretar que, si el hormigón era fluido, puede que en la zona finaldel pilote se haya filtrado a través delas gravas parte de hormigón, y lo que nos indica en este final, es que se produce un ensanchamientode la sección. Figura 1.11 Reflectograma de unpuente en Girona (Pilote # 19)
En este caso no podemos ver el final del pilote, ya que en el final tiene oscilaciones muy abruptas, esto es producto en muchos casos aldescabezado del piloteque seobserva en obra que tiene varias fisuras que producen rebotes en la onda. Como se ha explicado anteriormente las PIT muestran en sus resultados consecuencias que afectan directa o indirectamente el pilote y lo refleja enlos reflectogramas.
Ejemplo 3, Corresponde errores de construcción, que efectaron la integridad de estos pilotes. Se muestran unos reflectogramas en los que no se puede detectar la profundidad de los pilotes, a pesar de que en longitud se indique unciertovalor, éste no tiene validez, yaque es la
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30 Capítulo1. Estado del arte
profundidad que el programa marca, pero si se observan las gráficas, no se puede interpretar quesea la longitud correcta. Figura 1.12 Reflectogramas depilotes que presentaron errores de construcción (Pilote # 19)
En este caso, al no poderse interpretar con claridad los resultados, se indagó sobre la construcción, y se indicó, que estos pilotes se habían construido a nivel de calle, y actualmente se encontraban unos 3 metros por debajo de esta cota. Se preguntó sobre la forma de descabezar estos pilotes, y se habían tirado abajo con una retroexcavadora.Esta forma de tirar los pilotes, provoca que aparezcan fisuras por el resto del fuste del pilote que impiden que la señal de ensayo viaje por el pilote y por eso se observan este tipo de reflectogramas.
1.9 Conclusiones parciales.
Después de analizados los ensayos de carga no destructivo y la problemática presentada en los puentes de Cayo Cruz, Camagüey podemos arribar a las siguientes conclusiones parciales: 1. Las PIT son una importante herramienta para determinar la longitud real de pilotes fundidos in situ. 2. Existen en la literatura internacional múltiples expresiones para el cálculo de la capacidadde carga depilotes en roca. 3. Combinando las PIT con la Modelación Matemática se puede determinar la capacidad de carga delos pilotes en los puentes de Cayo Cruz, Camagüey.
Capítulo 2.
Capítulo 2. Estudio Patológico Puente No 1y No 3. Pedraplén Jigüey – Cayo Romano
Capítulo 2. Estudio Patológico Puente No1 y No 3. Pedraplén Jigüey – Cayo Romano
2.1 Generalidades.
En este epígrafe se presentan los resultados del estudio patológico de la cimentaciónrealizada para el proyecto de reconstrucción del Puente No 1 y No 3, ubicado en el Pedraplén Jigüey- Cayo Romano- Cayo Cruz existente y ubicado en el municipio Esmeralda de la provincia de Camagüey.
2.2 Objetivos.
El Estudio Patológico abarca solamente los elementos de la infraestructura (pilotes) y dada la situación existente se plantearon los siguientes objetivos: • • • Determinar integridad y longitud de los pilotes.
Evaluación del hormigón y armadura de los pilotes Capacidad soportante por métodos analíticos. 2.3 Información Básica
Descripción del área de estudio El acceso se efectúa por la vía de categoría I de carácter nacional que conduce a Cayo Cruz (Pedraplén Jigüey-Cayo Romano-Cayo Cruz). En la actualidad la mayoría de los puentes no están en funcionamiento realizándose la transportación hacia los cayos por los desvíos existentes.A continuación, se muestra la ubicación del puente No 1. Figura 2.1 Pedraplén Jigüey –Cayo Romano.
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30 Capítulo 2. Estudio Patológico Puente No 1y No 3. Pedraplén Jigüey – Cayo Romano
Descripción del proyecto La vía existente (Pedraplén Jigüey-Cayo Romano-Cayo Cruz), está sometida en la actualidad a un proceso de reconstrucción. En esta se contempla la reparación del Puente No 1, ubicado entre las estaciones 295+1.10 y 297+1.10 del trazado. Fue diseñado y construido enla década del 80 con una solución de luces de 1 x 20 m para una longitud total de 20 m. Este puente no seráampliado. Posee además las siguientes características: • • • cimentación indirecta, conpilotes fundidos in situ, sin recuperación de camisa
ø delos pilotes deaproximadamente 0.60 m. pilotes por yugo para un total de 16 pilotes Una foto del puente y un esquema con la distribución de los yugos y pilotes se muestran a continuación: Figura 2.2. Puente No 1del Pedraplén Jigüey –Cayo Romano. Figura 2.3. Esquema de la distribución de los yugos (8) y pilotes (16).
31 Capítulo 2. Estudio Patológico Puente No 1y No 3. Pedraplén Jigüey – Cayo Romano
Aspectos Geotécnicos En la Figura 2.4 se muestra el perfil Ingeniero Geológico obtenido mediante las investigaciones llevadas a cabo para el Puente No 1 cuyos resultados se ofrecieron en el informe "Estudio Ingeniero Geológico. Puentes No 1 y 3. Pedraplén Jigüey-Cayo Romano- Cayo Cruz".
Se puede ver la secuencia estratigráfica que comienza con una capa superior consistente en una mezcla de gravas, guijarros y cantos (dimensión máxima observada de 2.00 m) de roca caliza y arcilla arenosa de color rojo que conforman el pedraplén. Por debajo de esta capa se encuentran las arcillas con contenido variable de gravas e intercalaciones de bloques y lentes de caliza distribuidos aleatoriamente.
Subyaciendo a estas capas y a profundidades de 12.00 m como promedio, se presenta la roca caliza de resistencia baja con oquedades de hasta 10 cm, rellenas de arcilla. Figura 2.4. Puente No 1 Perfil Ingeniero Geológico.
2.4 Volúmenes de los trabajos y metodología empleada.
En la realización de este estudio participaron diferentes entidades de la Empresa Nacional de Investigaciones Aplicadas. Los trabajos realizados comprendieron fundamentalmente las siguientes actividades: • Topografía
• • • Capítulo 2. Estudio Patológico Puente No 1y No 3. Pedraplén Jigüey – Cayo Romano
Realización deensayos in situ para evaluar los materiales Realización deensayos de integridad de los pilotes (PIT) Realización deensayos de laboratorio Trabajos Topográficos. Fueron realizados por el Equipo de Topografía de la UIC Camagüey. La base plano-altimétrica fue creada en forma de poligonometría, proyectándose una poligonal,dejandoen su recorrido 4 vértices. Todos los trabajos se realizaron con la Estación Total Leica TCR 805. Las coordenadas y cotas de los pilotes se muestran en la tabla siguiente:
Realización de ensayos in situ para evaluar los materiales. Estos exámenes se realizaron a los materiales constituyentes de los pilotes e incluyeron: Localización de armadura y distribución del acero de refuerzo, medición de la pérdida de sección del refuerzo, medición de potenciales de corrosión, determinación dela profundidadde carbonatación y PH, todos ejecutados por el Equipo de Investigaciones de Ciego de Ávila. Ultrasonido, realizado por el Equipo de Patología de la UIC Habana.
A excepción del ultrasonido efectuado sobre la cabeza de los pilotes, el resto de los ensayos fueron realizados sobre la parte superior del pilote empotrada en los yugos, como se muestra en la foto siguiente. Figura 2.5. Yugo3, pilotes 5 y 6 La distribución de acero, recubrimiento y pérdida del diámetro del refuerzo, fueron evaluadas por medición directa. Para la realización del ensayo de Potencial de Corrosión, se utilizó el equipo COR MAP II de la firma James Instruments. Con el objetivo de determinar la
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Capítulo 2. Estudio Patológico Puente No 1y No 3. Pedraplén Jigüey – Cayo Romano 33 profundidad de carbonatación en el concreto se requirió de una solución indicadora acido- basede Fenolftaleína al 1%. Para la medición del PH seempleó el equipo PH Kit Concrete.
Los volúmenes detrabajo se muestran acontinuación: Tabla 2.1. Volúmenes de ensayos insitu a los materiales constituyentes de los pilotes Realización de ensayos de integridad de los pilotes (PIT) El PIT (Pile Integrity Tester) es un ensayo que busca principalmente determinar la variación alo largo de la profundidad de las características del hormigón de pilotes de fundación (ASTM D5882). El método de bajo impacto o PIT, requiere de un impacto ligero, como el de un martillo de mano en el cabezal del pilote. Este impacto genera una onda que es detectada en el cabezal mediante un acelerómetro. Posteriormente esta onda viaja por todo lo largo y ancho del pilote y al llegar a sus fronteras (paredes y punta) se provocan reflexiones que regresan la energía hacia el cabezal, donde nuevamente son detectadas por el acelerómetro. Serealizaron ensayos enlos 16pilotes del Puente No 1. Figura 2.6 Equipo de Pile Integrity Tester de la Pile Dynamics Inc. Figura 2.7 Cajón para la realización de los trabajos parael ensayo PIT.
Capítulo 2. Estudio Patológico Puente No 1y No 3. Pedraplén Jigüey – Cayo Romano
Realización de ensayos de laboratorio. Estos ensayos permitieron evaluar el hormigón e incluyeron: •
• • Ensayo de ultrasonido y resistencia a compresión sobre probetas de hormigón endurecido ejecutados por el Laboratorio de Materiales de la UIC VillaClara.
Ensayo de Porosidad realizados por el Laboratorio de Materiales de la UIC Camagüey Concentración de cloruros efectuados por el Laboratorio deMateriales dela UIC Habana. Figura 2.8 Equipo de Ultrasonido Figura 2.9 Ensayo de compresión axial Los volúmenes detrabajo se muestran acontinuación: Tabla 2.2. Volúmenes de ensayos insitu a los materiales constituyentes de los pilotes 2.5 Resultados de la evaluación del hormigón de los pilotes.
El ensayo de ultrasonido permite verificar la uniformidad y calidad relativa del hormigón, así como detectar fallas internas introducidas durante la ejecución. La resistencia a compresión permite establecer una evaluación general de la estructura, desde el punto de vista de vulnerabilidad y dela capacidad resistente. Los resultados que se muestran a continuación fueron ejecutados enlas probetas dehormigón endurecidoextraídas de las cabezas de los pilotes empotradas en los yugos.
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Capítulo 2. Estudio Patológico Puente No 1y No 3. Pedraplén Jigüey – Cayo Romano
Tabla 2.3. Resultados deensayoa compresión y ultrasonido sobre las probetas. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Según se observa en la muestraestadística, el 100 % de los valores presentauna resistencia a la compresión superior a 35 MPa, obteniéndose un valor promedio de 47.5 MPa (Resistencia estimada acompresión de52.8 MPa) quese corresponde conhormigones durables. (DURAR)
Resistencia a Compresión (Mpa) 60.0
50.0
40.0
30.0
20.0
10.0
0.0 Figura 2.10. Resistencia aCompresión del Hormigón
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Capítulo 2. Estudio Patológico Puente No 1y No 3. Pedraplén Jigüey – Cayo Romano
Así mismo los resultados del ensayo de ultrasonido realizado sobre las probetas de hormigón endurecido muestra que toda la muestra estadística (18 datos) presenta valores por encimade 3500 m/s. (RC 9002, DURAR)
Ultrasonido (m/s) 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Figura 2.11. Resultados del ensayo de ultrasonido
Profundidad de Carbonatación y PH La carbonatación es la reducción de la alcalinidad normal del hormigón por el efecto del CO2. El objetivo que se persigue con estos ensayos es determinar el avance de lacarbonataciónen el hormigón por el método de vía húmeda con solución de indicador acido-base de Fenolftaleína, que permite determinar pH entre 8.2 y 9.8. Como se observa en la foto, el indicador de fenolftaleína presenta coloración roja púrpura, lo que indica valores de pH = 9.8, por lo que concluye que no existe carbonatación del hormigón. Esto fue comprobado en los resultados obtenidos con el medidor de pH (pH Kit Concrete). En la foto se observa el estado de conservación de la armadura, la cual no presentasignos de corrosión, apesar de encontrarseen la zona deoscilación de la marea. Figura 2.12. Obsérvese color rojo púrpuradel ensayo de fenolftaleína.
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Capítulo 2. Estudio Patológico Puente No 1y No 3. Pedraplén Jigüey – Cayo Romano Figura 2.13. Obsérvese elestadode conservación de laarmadura.
En la tabla siguiente se muestran los resultados de pH. Como se puede apreciar el 100 % dela muestra estadística presenta valores por encima de 8, valor mínimo para que exista corrosión del acero. (DURAR) Tabla 2.4. Resultados de ensayo depH. Nota: El primer número es el yugo, el segundo el número del pilote según esquema de la Figura 2.3, así3-6indica yugo 3,pilote 6.
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38 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Capítulo 2. Estudio Patológico Puente No 1y No 3. Pedraplén Jigüey – Cayo Romano
pH
12
10
8
6
4
2
0 Figura 2.14. Resultados de pH Porosidad La porosidad es una medida de la compacidad del hormigón. En la tabla siguiente sepresentan los resultados de este ensayo de laboratorio. Como se expone, el total de la muestra estadística contiene valores por debajo del 10 %, lo que indica un hormigón de buena calidad y compacidad. (DURAR) Tabla 2.5.Resultados del ensayo de Porosidad.
39 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Capítulo 2. Estudio Patológico Puente No 1y No 3. Pedraplén Jigüey – Cayo Romano
Porosidad (%) 12
10
8
6
4
2
0 Figura 2.15. Comportamiento de la porosidaden el hormigón
Concentración de cloruros El objetivo de este ensayo es la determinación de la concentración decloruros, presentes enla masa de hormigón a diferentes niveles de profundidad, resultados que permiten el cálculo del coeficiente de difusión del cloruro hacia el interior y con ello la velocidad de penetración del mismo en el tiempo. Los resultados de laboratorio se exponen a continuación:
Tabla 2.6. Resultados del ensayo cloruros.
40 Capítulo 2. Estudio Patológico Puente No 1y No 3. Pedraplén Jigüey – Cayo Romano
Como se puede apreciar los resultados de CL- oscilan entre 0.0566 y 0.0651 %, valores menores al 0.1% (en peso de hormigón) valor límite permisible para estructuras de hormigón armado. (CONVECTECT. GEOCISA.)
2.6 Resultados de la evaluación de la armadura de los pilotes.
El objetivo de este ensayo es medir el potencial de la armadura del hormigón mediante el uso de electrodos de referencia. Los resultados de este ensayo informan sobre la posibilidad de corrosión dela armadura de una estructura de hormigón. Foto 2.16. Medición del potencial en uno de los pilotes
Tabla 2.7. Potenciales decorrosión.
Capítulo 2. Estudio Patológico Puente No 1y No 3. Pedraplén Jigüey – Cayo Romano 41 Nota: El primer número es el yugo, el segundo el número del pilote según esquema de la Figura # 1, así3-6indica yugo 3,pilote 6.
Como se observa en la tabla anterior el 79 % dela muestra estadísticapresenta valores entre – 200 y -350 mV, situación incierta, (ASTM C 876-91). Hay que señalar que estos elementos estuvieron expuestos al aerosol marino por varios días, lo que pudiera haber afectado los resultados. Figura 2.17. Potencial de Corrosión.
Distribución de laarmadura yrecubrimientos. En las mediciones realizadas en todas las cabezas de los pilotes se obtuvieron los siguientes resultados: • • •
• Barras de refuerzoprincipal: 10 barras deø = 25 mm @ entre 10.0 y 19.0 cm Cercos: ø =10 mm
Recubrimiento: Mínimo: 20 mm, Máximo: 130 mm. El 88% de los pilotes tienen recubrimiento mínimo entre 25 y 35 mm y máximo entre55 y 90mm.
Ø pilote: entre 59.0 y 68.0cm.
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2.7 Resultados del Ensayo de Prueba de Integridad PIT en los pilotes de cimentación. Puente 1
Se ejecutaron pruebas en los 16 pilotes de cimentación del puente en cuestión (Puente No 1). A los mismos se les realizó la prueba PIT cumpliendo los requerimientos de la norma ASTMD 5882 tomando en 4puntos diferentes y un total de 320 registros por elemento.
Los ensayos se realizaron colocando un acelerómetro de sensibilidad uniaxial paralelo al eje del pilote de hormigón (una vez la superficie estaba limpia y seca) y se generó la onda impactando de manera perpendicular a la superficie. En la secuencia de imágenes siguientese observa el procedimiento de la prueba. Figura 2.18. Superficiedel pilote preparada para la prueba Figura 2.19. Colocación del acelerómetro Figura 2.20. Martillo empleado Figura 2.21. Equipo PIT empleado
Capítulo 2. Estudio Patológico Puente No 1y No 3. Pedraplén Jigüey – Cayo Romano
Los resultados obtenidos de la prueba PIT en cada pilote se muestran en la tabla siguiente: Tabla 2.8.Resumen de los resultados.Puente 1 2.8 Resultados del Ensayo de Prueba de Integridad PIT en los pilotes de cimentación. Puente 3
Se ejecutaron cierta cantidad de registros en varios puntos de la superficie de la cabeza de cada uno de los 24 pilotes de cimentación del Puente No 3. El procedimiento de ensayo se ejecutó según la norma ASTM D 5882 como promedio se ensayaron 4 puntos por pilote intercambiado la ubicación del acelerómetro y del punto donde se aplicaba el golpe. En total se obtuvieron 479 Registros. Los ensayos se realizaron colocando un acelerómetro de sensibilidad uniaxial paralelo al eje del pilote de hormigón (una vez la superficie estaba limpia y seca) y se generó la onda impactando de manera perpendicular a la superficie. En la secuencia de imágenes siguientese observa el procedimiento de la prueba.
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44 Capítulo 2. Estudio Patológico Puente No 1y No 3. Pedraplén Jigüey – Cayo Romano
Los resultados obtenidos de la prueba PIT en cada pilote se muestran en la tabla siguiente:
Tabla 2.9. Resumen de los resultados.
Capítulo 2. Estudio Patológico Puente No 1y No 3. Pedraplén Jigüey – Cayo Romano La evaluación y clasificación de los registros tuvo los siguientes resultados: En todos los pilotes se obtuvieron registros interpretables de buena calidad. En 13 pilotes se obtuvo con claridad la señal de la reflexión procedente de la punta delpilote sin la presenciade alguna reflexión intermedia que indique una disminución de la impedancia que pueda asociarse condefectos que disminuyan la capacidad de carga delpilote (Registro AA).
En otros tres pilotes no se identifica con claridad la señal de lareflexión procedente de la punta del pilote pero no se presentan reflexiones intermedias que indiquen disminución de la impedancia o defectos que disminuyan la capacidad de carga del pilote (Registro AB) sino que se presenta una reflexión intermedia por aumento de la impedancia que el autor la asocia con la interacción suelo pilote donde comienza el empotramiento del mismo en la roca, muy débiles se aprecian reflexiones que pudieran asociarse a la punta del pilote correspondientes a una longitud de17 metros.
En 5 pilotes se aprecian reflexiones intermedias por disminución de la impedancia del pilote (Registros PDFx), no son disminuciones bruscas de la impedancia y el autor las asocia con disminución leve de la sección del pilote o resistencia del hormigón, pero existe continuidad estructural porque se recibe bien la señal de la reflexión procedente de la punta delpilote y se puede determinar con seguridad su longitud.
2.9 Análisis de la capacidad soportante de los pilotes. Puente 1
En este análisis no se incluyen los pilotes evaluados con posibles defectos, ya que en estos la capacidad soporte no depende exclusivamente de la interacción suelo estructura y de las condiciones geológicas del sitio. Estos defectos son exclusivamente problemas de ejecución que afectan la resistencia estructural del elemento. Para estos se recomiendan pruebas adicionales. Por esta razón no se incluyen en los cálculos de capacidad soporte los pilotes 7, 8, 9,14y 15.
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46 Capítulo 2. Estudio Patológico Puente No 1y No 3. Pedraplén Jigüey – Cayo Romano
Para el resto de los pilotes se hace el siguiente análisis de cimentación: Pilotes 1 al 6: Según los resultados del PIT estos pilotes tienen una longitud que oscila entre 5.2 y 5.5 m, con cotas al pie del pilote (punta) entre 5.34 y 5.79. De acuerdo a la cala más cercana a estos (Cala No 1), estos se encuentran empotrados sobreun lentede roca calizade 1.40 m de espesor que apoya sobre un estrato más débil de arcilla muy plástica (Cu=0.1 MPa), congravas según se observa enla columna litológica (Cala No 1) siguiente. Figura 2.22. Estratigrafía de la zona enestudio
En latabla siguiente se resumen las condiciones de apoyo de estos pilotes
47 Capítulo 2. Estudio Patológico Puente No 1y No 3. Pedraplén Jigüey – Cayo Romano
Tabla 2.10. Resumen de las condiciones deapoyode los pilotes del 1 al 6. Puente 1 Como se muestra en la tabla anterior, todos los pilotes cumplen con la longitud de empotramiento mínima (1 diámetro), oscilando entre 1.48 diámetro (1.4 D) y 2.23 diámetro (2.23 D). No, así como el espesor bajo la punta de 3 diámetros (3 D), oscilando entre 0.28 D y 0.85 D. Por todo lo anterior el cálculo de la capacidad soportante de estos pilotes se realiza considerando solamente al aporte de la fricción del empotramiento en la roca teniendo en cuenta la existencia de una capa de arcilla por debajo de la roca. No se considera resistencia en fuste debido a que la camisa no es recuperada. Teniendo en cuenta esto se obtienen los siguientes resultados:
Torne (1977)
Con a = 0.05
Hooley y Lefroy (1993)
Con a = 0.3
Capítulo 2. Estudio Patológico Puente No 1y No 3. Pedraplén Jigüey – Cayo Romano
Tabla 2.11. Carga admisible considerando resistencia en fuste de la roca. s roca= 18 MPa, Ksp= 0.10. Puente 1 Los resultados obtenidos evidencian una gran diferencia entre los mismos. Enel caso de Torne (1977) se sobrestima la capacidad de carga del pilote. Sin embargo, considerando un factor de seguridad FS = 3 se acerca a los obtenidos por Hooley y Lefroy (1993).
2.10 Conclusiones y recomendaciones parciales.
Los resultados del estudio patológico llevan a concluir que los pilotes de cimentaciónpresentan un riesgo de corrosión bajoque está dado por: 1. 2.
3.
4. 5.
6.
7.
8. Resistencia acompresión del hormigón Rc > 25 MPa lo que indicahormigones durables Valores de ultrasonido superiores a 3500 m/s correspondiente a hormigones de calidad Alta. No existencia de carbonatación ni de concentraciones de iones cloruros a nivel de armadura Porosidades menores al 10 %, indicativo dehormigones debuena calidady compacidad Concentración de iones cloruros (CL-) inferior al valor límite permisible para estructuras de hormigón armado. No existencia de pérdida de sección del acero. Potenciales de corrosión con baja probabilidad de corrosión, debido a la no existencia de corrosión por carbonatación, ni iones despasivantes al nivel de armadura. Los resultados del PIT indican la existencia de pilotes conposibles defectos queafectan la resistencia estructural de estos. Los resultados del PIT indican la existencia de problemas en la ejecución de los pilotes, que conjuntamente con la geología del sitio, crean un alto nivel de incertidumbre en los
48
49 9. Capítulo 2. Estudio Patológico Puente No 1y No 3. Pedraplén Jigüey – Cayo Romano
resultados aquí presentados. A esto se le añade la no existencia de documentación con historial de construcción de esta cimentación. Los defectos en los pilotes no son claros, por lo que es necesariollevar acabo pruebas de integridad adicionales o revisiones detalladas de los registros de ensayos PIT. 10. En caso de que los posibles defectos persistan, será necesario llevar a cabo pruebas de carga y sondeos directos sobre los pilotes de extracciónde núcleos para poder descartar dichos pilotes. 11. Debido a la existencia de variaciones significativas en la estratigrafía, por encima de la capa recomendada como competente para empotramiento de los pilotes, se recomienda la realización de calas aledañas a cada batería de pilotes para comprobar los resultados obtenidos conlos ensayos PIT. 12. Las conclusiones y recomendaciones establecidas en el presente informe son sólo aplicables para el sitio y construcción estudiada, de ninguna manera se puede aplicar a otras áreas para otros fines. Puente 1 1. El puente No 1 se asienta sobre una estructura geológica compleja representada por, arcillas muy plásticas con contenido variable de gravas, intercaladas con capas de roca caliza distribuidas al azar con oquedades y resistencia también variable, generalmente baja.
Puente 3 1.
2.
3. Los resultados del PIT indican que en los pilotes 4, 12, 20,21,22,23 y 24 existen defectos por disminución de la impedancia acústica, la cual se asocia a disminución de la sección del pilote o de la resistencia del hormigón. Estos defectos tienen un carácter leve. Los resultados del PIT indican que todos los pilotes están trabajando empotrados en la roca. Los resultados del PIT indican en todos los registros reflexiones de aumento de la impedancia acústica relacionadas con la interacción camisa pilote o pilote-camisa-suelo.
Nota: varias de estas conclusiones se corresponden con los informes emitidos por la ENIA Nacional
50 Capítulo 3.
51 Capítulo 3. Determinación de la capacidadde carga
Capítulo3: Determinación de la Capacidad de Carga.
3.1 Introducción. La capacidad de una cimentación sobre pilotes para soportar cargas oasentamientos, depende de forma general de la resistencia por el fuste del pilote y de la resistencia por la punta del mismo. Para el caso que se analiza es específico ya que son pilotes fundidos en rocao suelo, y esto lo diferencia de la capacidad de carga de otros tipos de pilotes. Si se requierangarantías excepcionales es recomendable realizar pruebas de carga sobre los pilotes construidos. Los cálculos asociados al estudio de las cimentaciones profundas son poco precisos, y por ello, la realización de pruebas de carga “in situ” resulta especialmente recomendable. Las pruebas de carga deben realizarse sobre pilotes de tamaño semejante (longitud y diámetro) a aquellos en cuyo estudio vayan a aplicarse los resultados; de esa forma no será necesario introducir imprecisiones importantes a la hora de considerar el efecto escala. Las pruebas de carga deben realizarse sobre pilotes construidos en terrenos semejantes (preferiblemente, en la propia obra) al caso en estudio y, sobretodo, deben ser construidos con técnicas análogas.La cimentación sobre pilotes de los puentes de Jigüey, Cayo romano, Cayo Cruz no ha sido sometida a pruebas de carga, solamente se le realizaron pruebas de integridad de pilotes para conocer el estado y longitud de los mismos conel fin decalcular su capacidadde carga y poder comprobar si pueden ser utilizados como cimentación en la reconstrucción deestos puentes.
3.2 Análisis de los informes ingeniero geológicos. Puente 1
Según el análisis de los informes ingeniero geológicos en la zona existen varios suelos y rocas que están en contacto con los pilotes, enuna primera cala se verificala presencia deun relleno de 5.6 metros con arcilla y roca caliza por debajo del mismo. El puente 1 al presentar una sola luz de 20m constade 2 estribos donde el perfil de suelocambia bruscamente(Figura 3.2). Las características del suelo queestá encontacto con los pilotes se pueden describir como una primera capa de arcilla de color amarillo de plasticidad media a alta con un C=100 kPa y una segunda capa de roca caliza que es donde algunos de los pilotes están apoyados con sc=18 MPa.
Capítulo 3. Determinación de la capacidadde carga 52 Figura 3.1. Configuración de un estribo Figura 3.2. Perfil geológico Teniendo en cuenta la complejidad del perfil geológico del lugar a continuación se presentan los perfiles de cadapilote según el Informe Ingeniero geológico. Figura 3.3. Columna estratigráfica Pilote 1. El pilote apoyaen roca (estribo izquierdo)
Capítulo 3. Determinación de la capacidadde carga Figura 3.4. Columna estratigráfica Pilote 10. El pilote apoya en roca (estribo derecho) Figura 3.5. Columna estratigráfica Pilote 12. El pilote apoyaen suelo (estribo derecho)
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Capítulo 3. Determinación de la capacidadde carga Figura 3.6. Estribo izquierdo Figura 3.7. Estribo derecho 3.3 Modelación por métodos numéricos. En este epígrafe se estudia el efecto del espesor de la roca bajo la punta del pilote para el cálculo de la capacidad de carga. De los informes ingeniero geológicos se destaca que varios pilotes atraviesan el estrato de roca, pero no se logra más de 3D por debajo de la punta del pilote, por lo que sedetermina la capacidad de carga como pilotes a fricción. Para la modelación del efecto del espesor de la roca se procede a la utilización del programa PLAXIS (2006), el cual permite modelar pilotes en suelo y a través de algunas simplificaciones modelar la roca como un suelo equivalente. A la hora de enfrentar cualquier problema ingenieril, estas son las formas de resolverlos y en muchos casos el modelo propuesto solo puede ser soluble con la aplicación de potentes programas de computación con base en diferentes Métodos Numéricos. Diferentes autores coinciden que los procedimientos a la hora de resolver un problema (Sowers 1977) deben seguir la siguiente secuencia: 1. Identificar el problema en su totalidad y después simplificarlo, dividiéndolo en partes y fijando factores significativos. 2. Utilizar las teorías apropiadas con las tolerancias permitidas, impuestas por sus limitaciones. 3. Utilizar modelos físicos o matemáticos cuando se compruebe que las teorías son inadecuadas. 4. Los resultados de los estudios teóricos y con medios deben ser interpretadas a la luz de la experiencia. 5. Las lagunas en el conocimiento del problema deben llenarse intuitivamente.
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