Ensayos · Ensayos de pilotes · PDA · ASTM D4945
Prueba de carga dinámica de pilotes (PDA)
Dejamos caer una masa pesada sobre la cabeza del pilote y medimos la onda de tensión que se genera en él. En el ensayo, que realizamos según ASTM D4945, registramos las señales de fuerza y velocidad y, mediante el análisis de ajuste de señal, informamos de la capacidad portante del pilote, de su resistencia por fuste y por punta y de su integridad.
Llame directamente: +90 533 616 18 67
- ASTM D4945
- Análisis de ajuste de señal
- Pilotes perforados e hincados
- Desde 2001 ensayos de pilotes
- Masa de caída
- Almohadilla y placa de acero
- Deformímetro, 2 uds.
- Acelerómetro, 2 uds.
- Unidad de adquisición PDA
- Onda de tensión y reflexión en la punta
Definición
¿Qué es la prueba de carga dinámica de pilotes?
La prueba de carga dinámica de pilotes es un ensayo de alta deformación que determina la capacidad portante del pilote mediante un impacto aplicado en su cabeza. Por el nombre del equipo utilizado también se conoce como ensayo PDA (Pile Driving Analyzer) y se realiza según la norma ASTM D4945.
El impacto genera en el pilote una onda de tensión descendente. Los deformímetros, fijados en dos caras opuestas justo debajo de la cabeza, miden la fuerza, y los acelerómetros, la velocidad. Mientras la onda avanza por el pilote, la resistencia por fuste del terreno y la punta reflejan parte de ella.
Las señales de fuerza y velocidad registradas se analizan con un software específico mediante el método de ajuste de señal. Así se obtienen la capacidad portante total, su reparto entre fuste y punta y una curva carga–asiento similar a la de una prueba de carga estática.
De un vistazo
| Norma | ASTM D4945, ensayo dinámico de alta deformación en cimentaciones profundas. |
|---|---|
| Equipo | Unidad de adquisición de datos, ordenador, 2 deformímetros y 2 acelerómetros. |
| Se mide | Fuerza y velocidad en la cabeza del pilote en el momento del impacto, en función del tiempo. |
| Análisis | Ajuste de señal con software específico. |
| Tipo de pilote | Habitual en pilotes hincados; también se aplica en pilotes perforados. |
| Resultado | Capacidad portante, resistencia por fuste y por punta, curva carga–asiento e integridad del pilote. |
¿Cuándo conviene?
Ventajas y límites del ensayo PDA
Ventajas
- No requiere la carga pesada ni los pilotes de anclaje que exige la prueba de carga estática
- El montaje es rápido; se pueden ensayar varios pilotes en el mismo día
- Da la capacidad portante separada en resistencia por fuste y por punta
- También se evalúan la integridad del pilote y las tensiones de impacto
- En pilotes hincados, controla las tensiones y la energía transmitida durante la hinca
Límites
- El resultado depende de la experiencia del ingeniero que hace el análisis y del modelo
- Para poder medir la capacidad, el impacto debe mover el pilote lo suficiente
- En pilotes perforados se necesita preparar la cabeza y una masa de caída suficientemente pesada
- Si el proyecto lo requiere, se recomienda calibrarlo con una prueba de carga estática
Ejecución en obra
¿Cómo se realiza el ensayo PDA?
- Se prepara la cabeza del piloteEn pilotes perforados se elimina el hormigón débil y la cabeza se regulariza hasta el hormigón sano o se vuelve a hormigonar. La superficie de impacto debe ser plana y perpendicular al eje del pilote.
- Se fijan los sensoresBajo la cabeza del pilote, en dos caras opuestas, se atornillan un deformímetro y un acelerómetro en cada una y se conectan a la unidad de adquisición de datos.
- Se monta el sistema de caídaLa masa de caída se coloca con grúa en el eje del pilote. Sobre la cabeza se colocan una almohadilla y una placa de acero.
- Se aplican los impactosLa masa se deja caer desde la altura fijada. En cada golpe se registran las señales de fuerza y velocidad y se comprueban las tensiones al instante. Si es necesario, la altura de caída se aumenta por escalones.
- Se realiza el ajuste de señalLas señales medidas se ajustan con un software específico a un modelo de terreno y pilote. El modelo se mejora hasta que las señales medidas y calculadas coinciden.
- Se informaEl informe recoge la capacidad portante, la resistencia por fuste y por punta, la curva carga–asiento simulada, las tensiones y la integridad del pilote.
Lectura de resultados
¿Cómo se lee el gráfico PDA?
En el registro PDA, la fuerza y la velocidad multiplicada por la impedancia del pilote (Z) se trazan a la misma escala:
- Instante del impacto. Las dos curvas coinciden en el primer pico. Esto indica que la medición es correcta.
- Resistencia por fuste. Tras el impacto, la curva de fuerza queda por encima de la de velocidad. Cuanto mayor es la separación, mayor es la resistencia por fuste.
- Reflexión de punta. En el instante 2L/c se ve el regreso de la onda desde la punta. Una caída de la velocidad indica una punta resistente; un aumento brusco, una punta blanda o una pérdida de sección.
La capacidad portante definitiva se obtiene con el análisis de ajuste de señal de estas señales.
Planificación del ensayo
Calculadora de masa de caída y parámetros del ensayo
Los valores iniciales son de ejemplo. Para planificar el ensayo, la calculadora da estos valores:
- Intervalo de masa recomendado. En pilotes perforados, la práctica habitual es usar una masa de caída de aproximadamente el 1–2 % de la capacidad a comprobar.
- Distancia de los sensores. Los sensores se fijan como mínimo a unos 1,5–2 diámetros por debajo de la cabeza del pilote.
- 2L/c. El instante en que la reflexión de punta aparecerá en el registro.
- Energía de impacto. E = m · g · h. La energía transmitida al pilote es menor por la almohadilla y las pérdidas, y se mide en el ensayo.
La masa y la altura de caída definitivas se fijan antes del ensayo según el pilote, el terreno y el pliego.
Precio
Precio del ensayo PDA
La prueba de carga dinámica se realiza en mucho menos tiempo y de forma más económica que una prueba estática de la misma capacidad. El precio depende sobre todo del número de pilotes, del tipo y diámetro del pilote, de la capacidad a comprobar y de la ubicación de la obra.
- Cuantos más pilotes se ensayan en la misma obra, menor es el precio por pilote
- En pilotes perforados, la preparación de la cabeza y el suministro de la masa de caída influyen en el coste
- Si la obra aporta la grúa y la masa, el coste baja
- El alcance del ajuste de señal para todos los golpes y del informe detallado determina el precio
Rellene los datos de al lado y el mensaje se abrirá listo en WhatsApp. Si tiene el plano de replanteo de pilotes, añádalo en la misma conversación.
Antes del ensayo
¿Qué debe estar listo en obra?
- La cabeza del pilote debe estar descubierta y regularizada hasta el hormigón sano
- En pilotes perforados, el hormigón debe haber alcanzado resistencia suficiente
- En pilotes hincados debe preverse un tiempo de espera tras la hinca para la recuperación del terreno
- La zona donde se fijarán los sensores debe excavarse alrededor para que sea accesible
- Debe haber espacio y acceso suficientes para la grúa y la masa de caída
Al final del ensayo
¿Qué incluye el informe?
- Datos del pilote, del sistema de caída y de los impactos
- Gráficos de fuerza y velocidad de cada golpe
- Tensiones de tracción y compresión en el pilote y energía transmitida
- Capacidad portante total, resistencia por fuste y por punta mediante ajuste de señal
- Curva carga–asiento simulada y evaluación de la integridad del pilote
Comparación
¿PDA o prueba de carga estática?
| Ensayo | ¿Qué da? | ¿Cuándo se elige? |
|---|---|---|
| Prueba de carga dinámica de pilotes (PDA) | Capacidad portante, resistencia por fuste y por punta, integridad | Control de capacidad rápido y económico en muchos pilotes, control de la hinca |
| Prueba de carga estática | Curva carga–asiento bajo carga real | Verificación del proyecto, ensayo de referencia exigido por el pliego |
| Arrancamiento estático | Comportamiento del pilote bajo carga de tracción | Pilotes a tracción, anclajes de torres y cimentaciones |
| Integridad de pilotes (PIT) | Integridad del pilote, cambios de sección | Control rápido de integridad en todos los pilotes; no da la capacidad |
| Cross Hole Sonic Logging (CSL) | Calidad del hormigón a lo largo del pilote | Control detallado de integridad en pilotes perforados de gran diámetro y barretas |
Preguntas frecuentes
Lo que suele preguntarse sobre la prueba de carga dinámica
¿Qué es la prueba de carga dinámica de pilotes (PDA)?
Es un ensayo en el que se deja caer una masa pesada sobre la cabeza del pilote y se mide la onda de tensión generada con deformímetros y acelerómetros fijados al pilote. A partir de las señales de fuerza y velocidad registradas se determinan la capacidad portante, la resistencia por fuste y por punta y la integridad del pilote.
¿Según qué norma se realiza el ensayo PDA?
Según ASTM D4945, la norma del ensayo dinámico de alta deformación en cimentaciones profundas.
¿Qué diferencia hay entre el PDA y la prueba de carga estática?
En el ensayo estático el pilote se carga con carga real durante horas, para lo que se necesitan una carga pesada o pilotes de anclaje. En el PDA se dan unos pocos golpes al pilote y la capacidad se obtiene mediante el análisis de las señales. El PDA es mucho más rápido y económico. Si el proyecto lo requiere, los resultados se calibran con un ensayo estático.
¿Se hace el ensayo PDA en pilotes perforados?
Sí. Aunque es más habitual en pilotes hincados, también se aplica en pilotes perforados. En ellos hay que preparar la cabeza hasta el hormigón sano y usar una masa de caída lo bastante pesada para movilizar la capacidad.
¿Cuánto debe pesar la masa de caída?
En pilotes perforados, la práctica habitual es usar una masa de aproximadamente el 1–2 % de la capacidad a comprobar. Por ejemplo, para 400 t de capacidad se necesita una masa de 4–8 t. El valor definitivo se fija según el pilote, el terreno y el pliego.
¿Qué es el análisis de ajuste de señal?
Es el análisis en el que las señales de fuerza y velocidad medidas se comparan con las calculadas con un modelo de terreno y pilote. El modelo se mejora hasta que ambas señales coinciden. Como resultado se obtienen la capacidad portante total, la resistencia por fuste y por punta y una curva carga–asiento simulada.
¿Cuánto dura el ensayo PDA?
Si la cabeza del pilote está preparada y los sensores fijados, los golpes se aplican en poco tiempo. Se pueden ensayar varios pilotes en el mismo día. La duración real la determinan la preparación de las cabezas y el traslado del sistema de caída entre pilotes.
¿El ensayo PDA muestra también la integridad del pilote?
Sí. Las reflexiones del registro indican si hay pérdidas de sección o discontinuidades en el pilote y se hace una evaluación de integridad. Si solo se necesita controlar la continuidad, puede usarse el ensayo de integridad de pilotes (PIT), más sencillo.
¿Cuándo debe ensayarse un pilote hincado?
La medición durante la hinca muestra las tensiones y la energía de hinca. Para conocer la capacidad a largo plazo, se repite el ensayo de impacto tras un tiempo de espera que permita la recuperación del terreno.
¿De qué depende el precio del ensayo PDA?
El precio depende sobre todo del número de pilotes, del tipo y diámetro del pilote, de la capacidad a comprobar y de la ubicación de la obra. También influyen la preparación de las cabezas, quién aporta la grúa y la masa de caída y el alcance del informe.
Conozca la capacidad de su pilote el mismo día
Envíenos el número, tipo, diámetro y longitud de los pilotes, la capacidad a comprobar y la ubicación de la obra. Preparamos el programa de ensayos y le enviamos nuestro presupuesto.
Sarıgöl Mah. Mezarlık Sk. C1 No: 108 İç Kapı No: 63
Gaziosmanpaşa, Estambul, Turquía
Móvil / WhatsApp: +90 533 616 18 67
Teléfono: +90 212 369 00 16
info@zeminarastirma.com
Lun–vie 08:00–19:00 · sáb–dom 08:00–14:00 (GMT+3)
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Prueba de carga dinámica de pilotes (PDA)
Dejamos caer una masa pesada sobre la cabeza del pilote y medimos la onda de tensión que se genera en él. En el ensayo, que realizamos según ASTM D4945, registramos las señales de fuerza y velocidad y, mediante el análisis de ajuste de señal, informamos de la capacidad portante del pilote, de su resistencia por fuste y por punta y de su integridad.
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- ASTM D4945
- Análisis de ajuste de señal
- Pilotes perforados e hincados
- Desde 2001 ensayos de pilotes
- Masa de caída
- Almohadilla y placa de acero
- Deformímetro, 2 uds.
- Acelerómetro, 2 uds.
- Unidad de adquisición PDA
- Onda de tensión y reflexión en la punta
Definición
¿Qué es la prueba de carga dinámica de pilotes?
La prueba de carga dinámica de pilotes es un ensayo de alta deformación que determina la capacidad portante del pilote mediante un impacto aplicado en su cabeza. Por el nombre del equipo utilizado también se conoce como ensayo PDA (Pile Driving Analyzer) y se realiza según la norma ASTM D4945.
El impacto genera en el pilote una onda de tensión descendente. Los deformímetros, fijados en dos caras opuestas justo debajo de la cabeza, miden la fuerza, y los acelerómetros, la velocidad. Mientras la onda avanza por el pilote, la resistencia por fuste del terreno y la punta reflejan parte de ella.
Las señales de fuerza y velocidad registradas se analizan con un software específico mediante el método de ajuste de señal. Así se obtienen la capacidad portante total, su reparto entre fuste y punta y una curva carga–asiento similar a la de una prueba de carga estática.
De un vistazo
| Norma | ASTM D4945, ensayo dinámico de alta deformación en cimentaciones profundas. |
|---|---|
| Equipo | Unidad de adquisición de datos, ordenador, 2 deformímetros y 2 acelerómetros. |
| Se mide | Fuerza y velocidad en la cabeza del pilote en el momento del impacto, en función del tiempo. |
| Análisis | Ajuste de señal con software específico. |
| Tipo de pilote | Habitual en pilotes hincados; también se aplica en pilotes perforados. |
| Resultado | Capacidad portante, resistencia por fuste y por punta, curva carga–asiento e integridad del pilote. |
¿Cuándo conviene?
Ventajas y límites del ensayo PDA
Ventajas
- No requiere la carga pesada ni los pilotes de anclaje que exige la prueba de carga estática
- El montaje es rápido; se pueden ensayar varios pilotes en el mismo día
- Da la capacidad portante separada en resistencia por fuste y por punta
- También se evalúan la integridad del pilote y las tensiones de impacto
- En pilotes hincados, controla las tensiones y la energía transmitida durante la hinca
Límites
- El resultado depende de la experiencia del ingeniero que hace el análisis y del modelo
- Para poder medir la capacidad, el impacto debe mover el pilote lo suficiente
- En pilotes perforados se necesita preparar la cabeza y una masa de caída suficientemente pesada
- Si el proyecto lo requiere, se recomienda calibrarlo con una prueba de carga estática
Ejecución en obra
¿Cómo se realiza el ensayo PDA?
- Se prepara la cabeza del piloteEn pilotes perforados se elimina el hormigón débil y la cabeza se regulariza hasta el hormigón sano o se vuelve a hormigonar. La superficie de impacto debe ser plana y perpendicular al eje del pilote.
- Se fijan los sensoresBajo la cabeza del pilote, en dos caras opuestas, se atornillan un deformímetro y un acelerómetro en cada una y se conectan a la unidad de adquisición de datos.
- Se monta el sistema de caídaLa masa de caída se coloca con grúa en el eje del pilote. Sobre la cabeza se colocan una almohadilla y una placa de acero.
- Se aplican los impactosLa masa se deja caer desde la altura fijada. En cada golpe se registran las señales de fuerza y velocidad y se comprueban las tensiones al instante. Si es necesario, la altura de caída se aumenta por escalones.
- Se realiza el ajuste de señalLas señales medidas se ajustan con un software específico a un modelo de terreno y pilote. El modelo se mejora hasta que las señales medidas y calculadas coinciden.
- Se informaEl informe recoge la capacidad portante, la resistencia por fuste y por punta, la curva carga–asiento simulada, las tensiones y la integridad del pilote.
Lectura de resultados
¿Cómo se lee el gráfico PDA?
En el registro PDA, la fuerza y la velocidad multiplicada por la impedancia del pilote (Z) se trazan a la misma escala:
- Instante del impacto. Las dos curvas coinciden en el primer pico. Esto indica que la medición es correcta.
- Resistencia por fuste. Tras el impacto, la curva de fuerza queda por encima de la de velocidad. Cuanto mayor es la separación, mayor es la resistencia por fuste.
- Reflexión de punta. En el instante 2L/c se ve el regreso de la onda desde la punta. Una caída de la velocidad indica una punta resistente; un aumento brusco, una punta blanda o una pérdida de sección.
La capacidad portante definitiva se obtiene con el análisis de ajuste de señal de estas señales.
Planificación del ensayo
Calculadora de masa de caída y parámetros del ensayo
Los valores iniciales son de ejemplo. Para planificar el ensayo, la calculadora da estos valores:
- Intervalo de masa recomendado. En pilotes perforados, la práctica habitual es usar una masa de caída de aproximadamente el 1–2 % de la capacidad a comprobar.
- Distancia de los sensores. Los sensores se fijan como mínimo a unos 1,5–2 diámetros por debajo de la cabeza del pilote.
- 2L/c. El instante en que la reflexión de punta aparecerá en el registro.
- Energía de impacto. E = m · g · h. La energía transmitida al pilote es menor por la almohadilla y las pérdidas, y se mide en el ensayo.
La masa y la altura de caída definitivas se fijan antes del ensayo según el pilote, el terreno y el pliego.
Precio
Precio del ensayo PDA
La prueba de carga dinámica se realiza en mucho menos tiempo y de forma más económica que una prueba estática de la misma capacidad. El precio depende sobre todo del número de pilotes, del tipo y diámetro del pilote, de la capacidad a comprobar y de la ubicación de la obra.
- Cuantos más pilotes se ensayan en la misma obra, menor es el precio por pilote
- En pilotes perforados, la preparación de la cabeza y el suministro de la masa de caída influyen en el coste
- Si la obra aporta la grúa y la masa, el coste baja
- El alcance del ajuste de señal para todos los golpes y del informe detallado determina el precio
Rellene los datos de al lado y el mensaje se abrirá listo en WhatsApp. Si tiene el plano de replanteo de pilotes, añádalo en la misma conversación.
Antes del ensayo
¿Qué debe estar listo en obra?
- La cabeza del pilote debe estar descubierta y regularizada hasta el hormigón sano
- En pilotes perforados, el hormigón debe haber alcanzado resistencia suficiente
- En pilotes hincados debe preverse un tiempo de espera tras la hinca para la recuperación del terreno
- La zona donde se fijarán los sensores debe excavarse alrededor para que sea accesible
- Debe haber espacio y acceso suficientes para la grúa y la masa de caída
Al final del ensayo
¿Qué incluye el informe?
- Datos del pilote, del sistema de caída y de los impactos
- Gráficos de fuerza y velocidad de cada golpe
- Tensiones de tracción y compresión en el pilote y energía transmitida
- Capacidad portante total, resistencia por fuste y por punta mediante ajuste de señal
- Curva carga–asiento simulada y evaluación de la integridad del pilote
Comparación
¿PDA o prueba de carga estática?
| Ensayo | ¿Qué da? | ¿Cuándo se elige? |
|---|---|---|
| Prueba de carga dinámica de pilotes (PDA) | Capacidad portante, resistencia por fuste y por punta, integridad | Control de capacidad rápido y económico en muchos pilotes, control de la hinca |
| Prueba de carga estática | Curva carga–asiento bajo carga real | Verificación del proyecto, ensayo de referencia exigido por el pliego |
| Arrancamiento estático | Comportamiento del pilote bajo carga de tracción | Pilotes a tracción, anclajes de torres y cimentaciones |
| Integridad de pilotes (PIT) | Integridad del pilote, cambios de sección | Control rápido de integridad en todos los pilotes; no da la capacidad |
| Cross Hole Sonic Logging (CSL) | Calidad del hormigón a lo largo del pilote | Control detallado de integridad en pilotes perforados de gran diámetro y barretas |
Preguntas frecuentes
Lo que suele preguntarse sobre la prueba de carga dinámica
¿Qué es la prueba de carga dinámica de pilotes (PDA)?
Es un ensayo en el que se deja caer una masa pesada sobre la cabeza del pilote y se mide la onda de tensión generada con deformímetros y acelerómetros fijados al pilote. A partir de las señales de fuerza y velocidad registradas se determinan la capacidad portante, la resistencia por fuste y por punta y la integridad del pilote.
¿Según qué norma se realiza el ensayo PDA?
Según ASTM D4945, la norma del ensayo dinámico de alta deformación en cimentaciones profundas.
¿Qué diferencia hay entre el PDA y la prueba de carga estática?
En el ensayo estático el pilote se carga con carga real durante horas, para lo que se necesitan una carga pesada o pilotes de anclaje. En el PDA se dan unos pocos golpes al pilote y la capacidad se obtiene mediante el análisis de las señales. El PDA es mucho más rápido y económico. Si el proyecto lo requiere, los resultados se calibran con un ensayo estático.
¿Se hace el ensayo PDA en pilotes perforados?
Sí. Aunque es más habitual en pilotes hincados, también se aplica en pilotes perforados. En ellos hay que preparar la cabeza hasta el hormigón sano y usar una masa de caída lo bastante pesada para movilizar la capacidad.
¿Cuánto debe pesar la masa de caída?
En pilotes perforados, la práctica habitual es usar una masa de aproximadamente el 1–2 % de la capacidad a comprobar. Por ejemplo, para 400 t de capacidad se necesita una masa de 4–8 t. El valor definitivo se fija según el pilote, el terreno y el pliego.
¿Qué es el análisis de ajuste de señal?
Es el análisis en el que las señales de fuerza y velocidad medidas se comparan con las calculadas con un modelo de terreno y pilote. El modelo se mejora hasta que ambas señales coinciden. Como resultado se obtienen la capacidad portante total, la resistencia por fuste y por punta y una curva carga–asiento simulada.
¿Cuánto dura el ensayo PDA?
Si la cabeza del pilote está preparada y los sensores fijados, los golpes se aplican en poco tiempo. Se pueden ensayar varios pilotes en el mismo día. La duración real la determinan la preparación de las cabezas y el traslado del sistema de caída entre pilotes.
¿El ensayo PDA muestra también la integridad del pilote?
Sí. Las reflexiones del registro indican si hay pérdidas de sección o discontinuidades en el pilote y se hace una evaluación de integridad. Si solo se necesita controlar la continuidad, puede usarse el ensayo de integridad de pilotes (PIT), más sencillo.
¿Cuándo debe ensayarse un pilote hincado?
La medición durante la hinca muestra las tensiones y la energía de hinca. Para conocer la capacidad a largo plazo, se repite el ensayo de impacto tras un tiempo de espera que permita la recuperación del terreno.
¿De qué depende el precio del ensayo PDA?
El precio depende sobre todo del número de pilotes, del tipo y diámetro del pilote, de la capacidad a comprobar y de la ubicación de la obra. También influyen la preparación de las cabezas, quién aporta la grúa y la masa de caída y el alcance del informe.
Conozca la capacidad de su pilote el mismo día
Envíenos el número, tipo, diámetro y longitud de los pilotes, la capacidad a comprobar y la ubicación de la obra. Preparamos el programa de ensayos y le enviamos nuestro presupuesto.
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