Optimización del diseño de pilotes mediante pruebas de carga

El enfoque actual para el diseño de cimentaciones profundas es el de los factores de seguridad parciales que incrementan por un lado las cargas aplicadas y por otro reducen las resistencias del terreno. Esto permite estimar un factor global de seguridad que compara cargas aplicadas con resistencias del terreno, al objeto de reducir la probabilidad de fallo por rotura por debajo de un cierto umbral. Para reducir esa probabilidad, las cimentaciones se suelen sobredimensionar, imponiéndose sobre la variabilidad e incertidumbre tanto el terreno como del proceso de ejecución. Estos factores de seguridad incluyen por tanto la variabilidad en todos los elementos: desde sondeos geotécnicos, determinación de parámetros geotécnicos mediante ensayos en laboratorio, métodos de analíticos de cálculo y diseño, método de instalación del pilote, incidencias en la instalación, materiales de construcción y, por supuesto, cargas aplicadas.

Para optimizar el diseño del pilote y controlar su comportamiento se recomienda realizar pruebas de carga. Al realizar estas pruebas, se comprueba y confirma el comportamiento asumido por los métodos de cálculo normalizados permitiendo calcular la resistencia a hundimiento de un pilote y por lo tanto el factor de seguridad global real de la cimentación. Las distintas normativas establecen factores de seguridad mas optimizados diseñando pilotes mediante pruebas de carga que según otros metodos de diseño, lo que permite construir de manera más eficiente, cumpliendo con los criterios de seguridad normativos.
Para comprobar la capacidad de carga de un pilote, existen las pruebas estáticas, dinámicas y rápidas. Debido a que las estáticas son costosas y poco eficientes, se desarrollaron otros métodos. Todas las pruebas de carga estiman el mismo resultado: el comportamiento estático del pilote. Sin embargo, cuanto más cercana es una prueba a las condiciones de carga estática, menos suposiciones se deben hacer en el análisis de los resultados, lo que nos lleva a una mayor precisión de los resultados y comparaciones menos complejas.

Las pruebas de carga estática son las de referencia. A pesar de ello, estas pueden variar debido a la variabilidad de suelo, la ejecución del pilote, factor de recuperación del terreno y los diferentes criterios de la prueba. Para comprobar que los resultados de las pruebas representan correctamente las condiciones del terreno es necesaria una revisión crítica.

Las pruebas de carga dinámica son un método alternativo, rápido y eficiente. Sin embargo, la fiabilidad del método se ve limitada a causa de las mediciones indirectas que requieren procesamiento y posterior equiparación de señales (‘signal matching’). Estas incertidumbres inherentes a la prueba generan que el operador influya en los resultados de la misma. Además de ello, la resistencia movilizada es generalmente inferior a la resistencia última del pilote. Alcanzar la carga última del pilote mediante pruebas dinámicas no siempre es posible debido a excesivas tensiones en pilotes de hormigón. Como resultado, la correlación entre pruebas estáticas y dinámicas es compleja y hay que asumir que el resultado de la correlación dependerá del operador que las realice.

El StatRapid es una prueba de carga rápida, también llamada cuasi-estática. El método es más cercano al de una prueba estática que al de una dinámica. Debido a que las mediciones son directas y no hay que realizar equiparación de señales, como la normativa indica, los resultados directos del ensayo son independientes del operador y directamente comparables con los de pruebas de carga estática.