Pilote (cimentación)
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Se denomina pilote a un elemento constructivo utilizado para cimentación de obras, que permite trasladar las cargas hasta un estrato resistente del suelo, cuando este se encuentra a una profundidad que dificulta o encarece una cimentación directa.
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[editar] Tipos de pilotes
[editar] Pilotes hincados
Es el tipo de pilote más antiguo, normalmente de madera, y se inventó para hacer cimentaciones en zonas con suelo húmedo, con el nivel freático alto o inundadas. Eran de madera, troncos sencillamente descortezados y su capacidad portante se basaba, bien llegando a un capa del terreno suficientemente resistente, bien por rozamiento del pilote con el terreno.
Se construyen con elementos prefabricados, generalmente de acero, que se hincan en el terreno mediante una máquina llamada pilotera. Esta tiene un martinete que los golpea hasta que se llega a la profundidad especificada en el proyecto. Eventualmente, la hinca se realiza mediante un dispositivo vibratorio, como es el caso de la imagen adjunta.
[editar] Pilas coladas in situ
Se construyen en el lugar como el nombre lo indica por medio de perforadoras hidráulicas que ejercen una fuerza adicional al peso mismo del mástil sobre el terreno. Normalmente utilizan herramientas (brocas, botes, etc.) con puntas de tungsteno para la perforación aunque también existen aquellos con puntas de diamante. La denominación se aplica cuando el método constructivo consiste en realizar la perforación que ocupará el pilote, la cual se mantiene rellena con una mezcla de agua y bentonita cuando existe nivel freático como forma de evitar el desmoronamiento de las paredes o también se puede recurrir al empleo de camisas (ademes) de acero recuperables o perdidas dependiendo de las características del terreno a perforar.
Una vez teniendo lista la perforación hecha al terreno, se hace el colocado del acero de refuerzo previamente armado. Para finalizar se procede al colado de concreto por lo regular con una resistencia de f'c=250kg/cm2. El sistema más frecuente es el tremie que consiste en colar poco a poco el concreto en la perforación por medio de un tipo trompa de elefante y logrando que el mismo peso específico del concreto evacue las impurezas propias del fondo de la perforación realizada. Este procedimiento debe ser continuo con el fin de evitar que el concreto fragüe y por ende se generen fracturas o juntas frías que reducirían la capacidad de carga de la pila.
[editar] Pilotes hincados in situ
Se realizan mediante una pilotera que sostiene un caño de acero, en cuyo interior se dispone la armadura, que inicialmente se apoya en la superficie del terreno y que se va hincando mediante golpes de martinete aplicados a una mezcla de hormigón seco que se va vertiendo en el interior. Esto hace que el conjunto descienda, penetrando el terreno, tarea que se prolonga hasta que se produce lo que se denomina rechazo. En este punto, la pilotera saca el tubo metálico tirando de él, a la vez que aplica golpes a la mezcla para que el pilote recién construido se mantenga en el lugar.
El rechazo indica que se ha llegado a un estrato con capacidad de soporte adecuado. Lo mismo es aplicable para los pilotes hincados dado que, de seguir golpeándolos, se romperían.
[editar] Principio de funcionamiento
Los pilotes trasmiten al terreno las cargas que reciben de la estructura mediante una combinación de rozamiento lateral o resistencia por fuste y resistencia a la penetración o resistencia por punta. Ambas dependen de las características del pilote y del terreno, y la combinación idónea es el objeto del proyecto.
Cabe señalar que, como en todo trabajo relacionado con la ingeniería geotécnica, existe cierto grado de incertidumbre en la capacidad final de un pilote. Es por esto que buena parte de la investigación que se viene desarrollando en este campo tiene que ver con métodos que permitan hacer un control de calidad a bajo costo del pilotaje antes de aplicar las cargas. El método más obvio aunque el más costoso es hacer una prueba de carga. Como métodos alternativos podemos mencionar: pruebas de resonancia, prensa hidráulica de Osterberg, pruebas de análisis de ondas, pruebas sísmicas.
En muchos casos las teorías que permiten estimar la resistencia de fuste y la resistencia de punta son de tipo empírico. Es decir, son el resultado de un análisis estadístico del comportamiento de ciertos pilotes en determinadas condiciones de terreno. Por lo tanto, es sumamente importante conocer el origen y las condiciones bajo las cuales determinadas fórmulas de cálculo son válidas.
[editar] Precauciones constructivas
[editar] Colocación de hormigón in situ
Una distancia mínima entre la piloteadora y la colocación del hormigón debe ser especificada. Se han realizado pruebas que muestran que las vibraciones provenientes de la piloteadora no tienen efectos contrarios sobre el hormigón fresco, y un criterio de un pilote abierto entre las operaciones de perforación y las de vaciado es considerado como satisfactorio.
El cascarón, tubo o tubería debe ser inspeccionado justo antes a rellenarlo con hormigón y debe estar libre de material extraño y no contener más de cerca de 4 pulgadas de agua a menos que se utilice tremie para la colocación del hormigón. El hormigón debe ser colocado en cada agujero o camisa sin interrupción. Si es necesario interrumpir el proceso de vaciado de hormigón por un intervalo de tiempo lo suficientemente largo como para que se dé un endurecimiento inicial del hormigón, se deben colocar dovelas de acero en la parte superior del hormigón del pilote. Cuando el vaciado es suspendido, toda la rebaba debe ser removida y la superficie del hormigón debe ser lavada con una lechada fluida.
[editar] Vaciado con Tremie
El método Tremie debe ser usado para vaciar hormigón a través de agua. El hormigón puede ser vaciado en el tubo tremie o bombeado a través de una tubería tremie. El fondo del tremie debe ser cerrado con una válvula para prevenir que el hormigón entre en contacto con el agua en el tremie. El tremie debe descansar en el fondo de la camisa antes de que inicie el vaciado del hormigón. Cuando inicie debe ser elevado a una pocas pulgadas para iniciar el flujo del hormigón y para asegurar un buen contacto entre en hormigón y el fondo de la camisa o agujero.
Como el tremie es elevado durante el vaciado, se debe mantener por debajo de la superficie del hormigón en el pilote. Antes de retirar el tremie completamente, se debe vaciar suficiente hormigón para desplazar toda el agua libre y el hormigón diluido
