Criterios para el Empotramiento de Pilote en Roca, basados en el Control de Ejecución
La longitud de empotramiento en roca de pilotes in situ es un factor clave en el diseño y la ejecución de cimentaciones profundas. El proyecto de cimentación debe definir para cada tipología de roca, qué profundidad de empotramiento garantiza el coeficiente de seguridad necesario. Debido a que la información geotécnica existente es casi siempre limitada, resulta muy complicado conocer a priori las características del sustrato en las diferentes posiciones de los pilotes que forman la cimentación, lo que a menudo conlleva un diseño excesivamente conservador con longitudes elevadas de penetración en el macizo, mayores tiempos de perforación y un aumento considerable del coste de ejecución de la cimentación.
El presente documento propone un procedimiento de trabajo que permite la optimización de las longitudes de empotramiento en base al análisis de los datos de perforación de los pilotes. Cada perforación es un ensayo geotécnico a escala real, por lo que el registro de los parámetros de excavación complementa la información geotécnica disponible y constituye una herramienta fundamental para realizar una asignación de empotramientos más precisa.
Numerosos estudios de investigación coinciden en que el avance de la perforación en un sustrato rocoso es proporcional al par de rotación aplicado e inversamente proporcional al cuadrado del diámetro del pilote. El coeficiente de proporcionalidad K es función de varios parámetros, siendo el más importante de ellos la resistencia del macizo rocoso. Por lo tanto, para un equipo de perforación concreto definido por su par de rotación nominal, la medición de la velocidad de perforación de un pilote de un diámetro determinado nos permitirá calcular el parámetro K para cada tipología de roca.
El proceso de optimización que se plantea consiste, en primer lugar, en obtener los coeficientes K de las tipologías de roca consideradas en proyecto, siguiendo el procedimiento indicado en el párrafo anterior, y para ello se propone llevar a cabo el registro detallado de la perforación de los primeros pilotes de la obra (ubicados preferentemente en las zonas con una información geotécnica más detallada).
En segundo lugar, y una vez definidos los valores de K para cada tipología de roca, la medición en cada pilote de la velocidad de perforación en el empotramiento, determinará la variedad de roca existente en dicha localización y permitirá la aplicación de la longitud óptima de empotramiento.
En resumen, el objetivo del procedimiento es complementar y correlacionar la información geotécnica existente con los datos de perforación de los pilotes, para conseguir así una asignación de longitudes de empotramiento más racional y vinculada al terreno realmente existente en cada posición de pilote.
En el documento adjunto se desarrolla el procedimiento descrito y se incluye un ejemplo práctico de aplicación. El documento contiene también dos anejos: el primero, con los métodos de cálculo de pilotes en roca recogidos en la normativa nacional, y el segundo, con los sistemas de toma de datos de perforación en obra, tanto manuales como automáticos.