Estudio de campo a escala real sobre el efecto de los métodos de inyección en la resistencia a la adherencia de los micropilotes de barra hueca

Plantilla del Estado del Arte

Author (s): Bayesteh, Hamed., Sabermahani, Mohsen.

Title of paper: Full-Scale Field Study on Effect of Grouting Methods on Bond Strength of Hollow-Bar Micropiles (Estudio de campo a escala real sobre el efecto de los métodos de inyección en la resistencia a la adherencia de los micropilotes de barra hueca)

Journal: Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering

Volume (issue): N° 144(12)

pag – pag (year): 1-9 (2018)

Problema que el autor desea resolver                                                                          

Un micropilote tiene un diámetro pequeño, normalmente inferior a 300 mm, y se instala mediante la perforación de un pozo, la colocación de la armadura y la inyección de lechada en el orificio. El procedimiento de inyección utilizado tiene un efecto directo en la capacidad del micropilote y es la base fundamental para la clasificación de los micropilotes. Los micropilotes se clasifican en cuatro tipos (del A al D) basados principalmente en el método de colocación de la lechada y la presión durante la construcción. Las dificultades observadas para la instalación de micropilotes tradicionales en en suelos sueltos o colapsados han llevado al desarrollo de micropilotes de barra hueca autoperforantes, que ofrecen ventajas significativas sobre el uso de los sistemas tradicionales de barras sólidas. Una barra hueca es un sistema de micropilotes autoperforados totalmente roscados y rellenados simultáneamente en suelos sueltos y rocas frágiles. Sin necesidad de revestimientos temporales para sostener la perforación, puede instalarse en espacios confinados, como en sótanos y casas.

Importancia del problema      

Una de las principales ventajas de los micropilotes de barra hueca es que es relativamente alta en comparación con los micropilotes tradicionales (Abd Elaziz y El Naggar). Durante la colocación de los micropilotes de barra hueca, la lechada se inyecta en todos los puntos de la perforación y se impregna en los estratos locales para mejorar la adherencia y producir un abultamiento entre los estratos y la barra hueca en las secciones más blandas del suelo. Esto aumenta la capacidad de los micropilotes a medida que la lechada permea el suelo adyacente y aumenta el diámetro de adherencia. La socavación causada por la lechada continua crea un cuerpo muy áspero, de forma irregular con una conexión mecánica mucho mayor con el suelo, proporcionando una mayor resistencia a la extracción y una disminución de los asentamientos. Así, el principal factor que afecta al comportamiento carga-deformación de los micropilotes de barra hueca es la resistencia de la unión entre el sistema suelo que depende directamente del método de inyección y del diámetro de la unión inducida.

Estado del arte que hace el autor          

Los micropilotes de barra hueca autoperforada son más populares para los proyectos de mejora del suelo que el uso del sistema tradicional de barra maciza porque reducen los costos y el tiempo de construcción. Se han publicado pocas investigaciones sobre el comportamiento de carga-deformación de los micropilotes de barra hueca Por lo tanto, el efecto de las técnicas de instalación y la naturaleza del suelo circundante sobre su resistencia a la adherencia sigue sin verificarse. El presente estudio propone tres métodos de inyección para comprobar el comportamiento carga desplazamiento de los micropilotes de barra hueca tanto en arcilla como en grava. Se realizó un estudio de campo instalando 21 pruebas a escala real en micropilotes de barra hueca en dos emplazamientos. Se utilizaron métodos de inyección dependientes del tiempo para evaluar la resistencia de la unión entre la lechada y el suelo. El comportamiento carga-desplazamiento observado indicó que el diámetro de adherencia inducido de los micropilotes de barra hueca de los micropilotes de barra hueca era mayor que los resultados de los cálculos teóricos y que su resistencia de adherencia estimada era mayor que los valores recomendados en los códigos existentes. Además, el comportamiento elástico fue mayor en los micropilotes que se inyectaron con duraciones y secuencias de perforación e inyección mayores

y secuencias de inyección más elevadas.

Motivación del autor

A pesar de la creciente popularidad de los micropilotes de barra hueca, se han realizado pocas

investigación para evaluar su rendimiento. Bruce y Gurpersaud (2009) instalaron 357 micropilotes de barra hueca en Toronto y descubrieron que soportaban el 200% de la carga de diseño a compresión y su rendimiento era bueno, tanto en términos de rigidez como de capacidad. Bennett y Hothem (2010) analizaron una serie de cargas pruebas de carga en micropilotes de barra hueca construidos en suelos blandos de llanura costera y concluyeron que sus propiedades de rigidez axial podían proporcionar una reducción sustancial de los asentamientos superficiales, incluso en suelos muy blandos. Lindsay (2015) instaló aproximadamente 1.500 clavos autoperforantes a profundidades de entre 7 y 24 m para estabilizar un talud costero de 40 m de altura con un historial de inestabilidad y 56 clavos de prueba de sacrificio para validar las longitudes de los clavos de suelo diseñados. Los resultados indicaron que hasta que se desarrolle un método ampliamente aceptado para ensayar barras huecas, los resultados de las pruebas con barras huecas deben verificarse y complementarse con los ensayos in situ utilizando barras sólidas de la manera tradicional. Elaziz y El Naggar (2012, 2015) realizaron un estudio de campo y simulaciones numéricas para investigar el comportamiento axial y lateral de los micropilotes de barra hueca bajo carga cíclica y monótona. Demostraron que, durante la carga lateral, las bisagras plásticas pueden desarrollarse a una profundidad igual a 7-10 veces el diámetro del micropilote.

Descripción del aporte del autor         

Aporte 1: En este estudio se presentan nuevos métodos de inyección para comprobar el comportamiento carga-desplazamiento y la capacidad axial de los micropilotes de barras huecas bajo cargas de tracción y compresión mediante la instalación de 21 micropilotes a escala real.

Aporte 2: El diámetro de adherencia inducido de los micropilotes de barra hueca fue mayor que los cálculos teóricos (basados en el diámetro de la broca).

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