Resumen: A medida que mejoran la tecnología y disponibilidad de las resinas, el campo de aplicación del anclaje post instalado se va extendiendo a situaciones de mayor demanda mecánica. En el caso planteado en este estudio, se analiza la adecuación de anclajes post instalados de gran capacidad en un muro pantalla y una losa de hormigón armado de gran tamaño situados en zona sísmica. El procedimiento de validación más común para estos casos es el recogido en la norma ACI 355.4-11 (Qualification of Post- Installed Adhesive Anchors in Concrete). En esta norma se prescribe un diseño de probeta de la norma dirigido a anclajes de pequeño tamaño que, extrapolado al caso de estudio, haría inviable el ensayo. En este trabajo se propone un nuevo diseño de probeta compatible con los condicionantes mecánicos conceptuales de la ACI 355.4. Sobre el nuevo diseño se aplican procedimientos de ensayo análogos a los marcados por la norma para obtener las características mecánicas de la unión hormigón-resina-barra en caso de sismo: (1) tracción hasta rotura tras cargas cíclicas, con apertura de fisura de forma controlada de 0.5 mm durante todo el ensayo; (2) carga transversal hasta rotura tras cargas cíclicas, con apertura de fisura de forma controlada 0.5 mm durante todo el ensayo. Como resultado de las baterías de ensayos se obtienen los valores garantizados (percentil del 95 %) para hormigones de resistencia reducida (hipótesis conservadora prescrita por la normativa) y se compara su comportamiento con hormigones de resistencia convencional.
Abstract: This research focuses on the development of a characterization system for large (32 mm), resin-bonded post-installed anchors in concrete in case of an earthquake. It is based on the tests required by ACI 355.4- 11 and its conditions, proposing a new test and test design that meets these since the design proposed in the standard makes the test unfeasible.
Fundamentos sobre pilotes y cimentaciones in situ
Los pilotes in situ se utilizan cuando el terreno no es lo suficientemente resistente. Antes de iniciar la construcción de pilotes in situ, es crucial realizar una adecuada preparación del sitio. Una vez realizada la perforación, se procede a colocar el armado en el interior del pilote y verter el hormigón.
Al planificar cimentaciones con pilotes in situ, es crucial considerar diversos aspectos que aseguren la eficacia y seguridad de la estructura a construir. • El espaciado entre pilotes dependerá de la distribución de las cargas y las características del suelo. Es fundamental realizar pruebas para evaluar la capacidad portante de los pilotes una vez instalados. • Los pilotes in situ ofrecen una mayor adaptabilidad a las condiciones del terreno, asegurando una adecuada transmisión de cargas. • Por otro lado, los pilotes prefabricados son más rápidos de instalar y pueden ser utilizados en terrenos con dificultades como presencia de agua subterránea.
La construcción de pilotes in situ presenta diversos factores a considerar para garantizar la estabilidad y eficiencia de la cimentación. La presencia de agua subterránea puede afectar significativamente la construcción de pilotes in situ, requiriendo medidas específicas para garantizar la integridad de la cimentación. La utilización de cimentaciones con pilotes in situ ha sido fundamental en una variedad de proyectos de construcción, donde la estabilidad y resistencia de las estructuras eran aspectos críticos. En diversos proyectos de construcción, la elección de cimentaciones con pilotes in situ ha demostrado ser altamente exitosa.
Tipologías y métodos de ejecución de pilotes in situ
Los pilotes in situ, también conocidos como pilotes de cimentación, son elementos estructurales utilizados en la construcción para transmitir las cargas de una estructura al suelo subyacente. Estos pilotes se construyen directamente en el terreno durante el proceso de cimentación y presentan varias ventajas, entre las que se incluyen: Alta capacidad de carga: Los pilotes in situ tienen una capacidad de carga elevada y pueden soportar cargas verticales y horizontales significativas. Su diseño y construcción se adaptan a las características del suelo y las cargas previstas, lo que les permite ofrecer una resistencia estructural confiable.
Adaptabilidad a diferentes condiciones del suelo: Los pilotes in situ se pueden construir en una amplia variedad de suelos, incluyendo suelos blandos, suelos cohesionados y suelos granulares. Se pueden diseñar y construir pilotes de diferentes tipos, como pilotes de fricción, pilotes de punta, pilotes compuestos y pilotes de gran diámetro, para adaptarse a las condiciones específicas del suelo y garantizar una transferencia eficiente de las cargas al terreno.
Flexibilidad de diseño: Los pilotes in situ se pueden diseñar en función de los requisitos y las características del proyecto. Esto incluye la selección del tipo de pilote, el diámetro, la longitud y la disposición espacial de los pilotes. Esta flexibilidad permite adaptar los pilotes a las condiciones geotécnicas del sitio, las cargas aplicadas y las restricciones de construcción.
Menor tiempo de construcción: La construcción de pilotes in situ es un proceso relativamente rápido en comparación con otras técnicas de cimentación. Una vez que se ha realizado la perforación, los pilotes se construyen mediante la colocación de armaduras y la inyección de hormigón. Esto permite un avance rápido en la construcción de la cimentación y acorta los plazos de ejecución del proyecto.
Control de calidad: Durante la construcción de pilotes in situ, se pueden realizar pruebas y ensayos de control de calidad para verificar la resistencia y la integridad de los pilotes. Estas pruebas pueden incluir pruebas de carga estática, pruebas de integridad mediante métodos no destructivos y pruebas de integridad sísmica. Esto garantiza que los pilotes cumplan con los estándares de calidad y seguridad establecidos.
Menor impacto ambiental: Los pilotes in situ generan menos residuos y perturbación del terreno en comparación con otras técnicas de cimentación, como los pilotes prefabricados. Al construir los pilotes directamente en el terreno, se reduce la necesidad de transporte de materiales y se minimiza la generación de residuos. Además, la perforación y construcción de los pilotes in situ pueden llevarse a cabo con menos ruido y vibraciones, lo que reduce el impacto en el entorno y las estructuras cercanas.
En CimSur, nos enorgullece ofrecer soluciones de Cimentaciones Especiales confiables y de alta calidad utilizando estos dos tipos de pilotes in situ. Los pilotes son elementos de sección circular que transmiten los esfuerzos de las estructuras superiores a capas profundas del terreno dotadas de las características portantes adecuadas. Es una alternativa muy importante, sobre todo económicamente, a muros pantalla, en los terrenos en los que el nivel freático se encuentra por debajo de la cota de excavación.
Los pilotes de extracción, perforados y hormigonados “In situ” se emplean prácticamente en todo tipo de terrenos con los útiles de perforación adecuados. Tipos de Pilotes: CPI-8 Pilotes barrenados. Hormigonado por el tubo central de la barrena. La perforación se realiza mediante la introducción de la barrena helicoidal de la misma longitud que la perforación a realizar. Sustituye con ventaja el sistema de perforación con lodos bentoníticos cuando los diámetros de los pilotes no son superiores a 1000 mm.
Pilotes CPI-7: Pilotes barrenados sin entubación. La perforación se realiza con extracción de tierras sin necesidad de entubar ni de utilizar lodos bentoníticos. Durante la perforación, la extracción de tierras permite reconocer la naturaleza del suelo y contrastar esta información con la suministrada por el estudio geotécnico.
Pilotes CPI-6: Pilotes perforados sin entubación, con lodos bentoníticos o polímeros sintéticos diseñados para este fin. La perforación se realiza al mismo tiempo que se vierten en el pozo lodos de bentonita o polímeros que, gracias a sus propiedades expansivas y tixotrópicas ayudan a la contención de las paredes. El pozo debe quedar lleno de una suspensión homogénea y estable de dichos lodos o polímeros para que pueda haber suficiente presión sobre las paredes y así evitar posibles sifonamientos.
Pilotes CPI-5: Es una variante del CPI-4 en la que se coloca además una camisa perdida formando una parte del pilote. Se utilizan en terrenos en los que haya cavernas o cuando se prevé que pueden existir corrientes de agua o ambiente agresivo, así como para evitar la influencia del rozamiento negativo.
Pilotes CPI-4: Pilotes de extracción con entubación recuperable. La perforación se realiza mediante la introducción de una camisa de acero, al tiempo que se extraen las tierras por su interior. La entubación debe preceder siempre a la excavación.
Pilotes CPI-3: Pilotes de desplazamiento con tapón de gravas. La perforación se realiza por una tubería de acero que tiene una boca inferior cerrada con tapón de grava. La maza golpea por la parte interior de la tubería sobre el tapón de grava, que va arrastrando la tubería hacia el interior del terreno hasta llegar a la capa firme, donde el tapón de grava queda perdido y forma una base ensanchada en la punta del pilote. La capacidad de carga del pilote puede obtenerse mediante las fórmulas de hinca.
Pilotes CPI-2: Pilotes de desplazamiento con azuche metálico. La hinca se consigue mediante el golpeo directo de una maza de acero sobre la cabeza de la tubería. El acondicionamiento de la maza se realiza generalmente por aire.
Por la forma de ejecución de vaciado, se distinguen básicamente dos tipos de pilotes: los de extracción y los de desplazamiento. Un pilote de extracción se realiza extrayendo el terreno, mientras que el de desplazamiento se ejecuta compactándolo. En ambos casos se utilizan diferentes técnicas para mantener la estabilidad de las paredes de la excavación.
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