Ensayos de integridad de terreno y cimientos

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Método para el estudio de cimentación y de condiciones del terreno, como el módulo de Young, de distintos emplazamientos y de la deformabilidad de terraplenes o taludes, así como los posibles asientos que tendrá el terreno (generalmente en terrenos granulares, por lo tanto con poco asiento, no vale la pena usarlo). Dadas estas condiciones también se utiliza en los ensayos de integridad estructural de cimentaciones profundas.

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Podemos distinguir realmente tres formas de estudio del terreno según estos métodos.

El método sónico mediante martillo de mano que genera una onda sónica que baja por el fuste del pilote, rebota en la punta y es captada por un acelerómetro. También se le conoce como “ensayo de impedancia mecánica” o “sonic echo” (en inglés).
El método de cross-hole o down-hole, ultrasónico, que consiste en hacer descender un emisor y un receptor de ultrasonidos por dos conductos huecos paralelos en el interior del fuste del pilote, registrándose el tiempo que tarda la onda en recorrer la distancia entre ambos. También se le conoce como “sondeo sónico” o “ensayo por transparencia sónica”.
El tercer método es el ensayo dinámico mediante un impacto importante sobre la cabeza del pilote. Generalmente se realiza en pilotes prefabricados utilizando el mismo martillo de hinca, siendo al mismo tiempo un ensayo de integridad estructural del pilote y un ensayo rápido de carga. En todo el mundo se está ya utilizando también sobre pilotes hormigonados “in situ”.

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El down-hole consiste en introducir un sensor en un sondeo y enviar una señal desde la superficie, para medir el tiempo que tarda esa señal en hacer el trayecto. La señal puede generarse mediante un estacazo, una detonación, la caida de una masa …. pero lo importante es que el sensor se va desplazando en profundidad, con lo que obtenemos un registro de los tiempos de llegada de la señal, a partir de los cuales, podemos determinar la velocidad de la onda elástica que se propaga verticalmente hacia abajo, y analizando sus variaciones, calcular la velocidad específica de cada capa de terreno afectado. Una variante moderna, de la que no mucha gente dispone, consiste en que lo que se baja por el pozo es el generador de señal, dejando el receptor en superficie.

El ensayo “down-hole” está enfocado fundamentalmente a detectar la velocidad de propagación de las ondas tangenciales SH (vibración de las partículas en la dirección horizontal) en su trayectoria vertical a través de una masa de suelo. El ensayo consiste en generar ondas tangenciales mediante una fuente de energía reversible que produzca un efecto de cizalla horizontal en la superficie del terreno, y en registrar la llegada del impacto a lo largo de un sondeo situado a una distancia comprendida entre 2 y 5 m del foco emisor. Al estar la fuente de energía cerca del sondeo receptor, las ondas que interesa detectar se propagarán en una dirección muy próxima a la vertical por lo que es lícito suponer una trayectoria directa desde el foco emisor a los receptores para calcular la velocidad de propagación de las ondas. Frente al ensayo cross-hole presenta la ventaja de que tan sólo exige la perforación de un sondeo para llevar a cabo los ensayos, y el inconveniente de que la energía sísmica que se puede generar mediante el golpe de una maza o martillo se amortigua rápidamente en el terreno alcanzando una profundidad máxima de 15 a 20 m.

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