Las pilas para pilotes de cimentación, características y funciones

Las cimentaciones profundas se realizan cuando el terreno no cuenta con la resistencia suficiente a profundidad, cuando el edificio es masivo y la presión rebasa la capacidad de resistencia del terreno. Las perforaciones profundas suelen ser: pilotes, pilas y cilindros o cajones.

A estas perforaciones in situ se les coloca un armado en su interior que posteriormente se rellena con hormigón. Las pilas se diferencian de los pilotes por sus dimensiones, tienen por lo general una sección transversal circular y llevan armadura transversal y longitudinal. Tienen un diámetro que varía entre 0,8 y 2,2 metros.

Las pilas cuentan con numerosas ventajas, por ejemplo:

Utilizado principalmente para compresión y tracción dependiendo del tipo de hormigón empleado, también es el más utilizado para construcciones sobre el agua, actuando de mejor forma para estas condiciones.

Para colocar este pilote correctamente, si es de tracción, debe alcanzar el lugar señalado según el diseño prestablecido o hasta donde aparezca una reacción de rechazo en la excavación en caso de ser de sistema de punta. Su correcto funcionamiento también depende de los pilotes que han sido anclados en la cercanía, consolidando así el terreno.

Usualmente estos pilotes son la opción más costosa.

1.2 Pilotes con extracción de tierra. Este sistema requiere la extracción de tierras antes del hormigoneado de pilotes, el proceso de excavación dependerá del tipo de terreno y el uso de la maquinaria y distintas herramientas.

Si el terreno tiene poca cohesión será necesario el uso de una camiseta metálica que se clava mientras es llevada a cabo la excavación. Se utilizará la misma opción si el terreno cuenta con secciones resistentes debajo de un manto freático.

Los pilotes deben tener un diámetro de 45 centímetros mínimo y 125 centímetros máximo para poder recuperar la camiseta. Si la intención no es recuperar la camiseta se deberá pintar la superficie externa para evitar la corrosión.

Para su colocación se puede recurrir a la extracción de la tierra con el uso de barrena helicoidal.

1.3 Pilotes de desplazamiento con azuche y tapón. Estos pilotes se pueden construir sin excavar.

1.3.1 Pilotes de desplazamiento con azuche. Este pilote es para los terrenos poco estables pero con una resistencia suficiente, sus dimensiones son pequeñas, mínimo 30 centímetros y máximo de 65 centímetros.

Se clava con martillos buscando encaje en la profundidad que se requiere, a través de una entubación metálica o de concreto, que tiene azuche en la punta ya sea plana o cónica. La extracción de la entubación debe ser con cuidado, buscando que la parte inferior tenga una cantidad de concreto similar al diámetro inferior.

El diámetro exterior suele ser 5 centímetros más grande en comparación al pilote para poder introducir el sistema de entubado.

1.3.2 Pilotes para desplazamiento con grava (tapón). Para clavar y entubar estos pilotes, primero es necesario colocar un tapón de grava o concreto con un espesor de 3 veces más que la dimensión del pilote, esto es lo que lo diferencia de azuche.

Se coloca de forma progresiva y debe ser de forma lateral, mientras que a golpe de maza se realiza la instalación desplazando el tapón alrededor del tubo, esto permite ensanchar las puntas de los pilotes y nos dará el anclaje perfecto.

Finalmente, se procede a quitar la camisa utilizada en la colocación, posteriormente se coloca una armadura de concreto con capas, dando continuidad al cuerpo, y luego se procede a apisonar y extraer el tubo con cuidado para prevenir la filtración de agua.

1.4 Pilotes para vaciado in situ. Hay pilas en forma similar a los pilotes que trabajan por fricción lateral y pueden ser excavadas o perforadas, estas suelen sufrir asentamientos por lo que se consideran 3 métodos de construcción para pilas excavadas in situ: Con camisa, en seco y del lodo natural o bentonítico.

El método «con camisa» se utiliza cuando en las condiciones del suelo existe el peligro de derrumbe en las paredes de la excavación. Cuando la pila va más allá del agua del nivel de agua subterránea se utiliza este método para mantener el hueco en su forma original hasta que es vaciado el concreto en su totalidad.

Del método con camisa, se obtiene el «método Chicago» que es el más económico. Es de madera con anillos de acero y su función es clavar los anillos a medida que desciende, la excavación es a mano por tramos de 60 cm. en arcillas blandas y en arcillas firmes la excavación es de 1,8 metros.

El método «en seco» se realiza cuando no existe el riesgo de derrumbe en el pozo de excavación, se utiliza comúnmente en los suelos arcillosos firmes. La excavación es a mano, con palas, por lo que se utiliza únicamente en excavaciones de poca profundidad.

El método «con lodo natural o bentonítico» es el indicado para suelos blandos donde no es posible mantener estables las paredes del pozo, usualmente es llamada excavación mojada.

Cuando ocurre que los estratos superiores son firmes, se puede iniciar con la excavación «en seco», posteriormente en estratos desmoronables del subsuelo se introduce «la camisa» continuando con la excavación, cuando se alcanza la profundidad necesaria, el tubo es rellenado con lodo y se procede a retirar «la camisa». El lodo es lo que les da estabilidad a las paredes del pozo.

2.2 Pilotes rígidos de segundo orden. Es el más usado en superficies irregulares. Puede ser el tipo de suelo que en principio presenta terreno firme y, conforme avanza la excavación, se encuentra una capa blanda hasta llegar a una base sólida.

2.3 Pilotes flotantes en perforaciones profundas. Este pilote se va anclando sobre terrenos blandos en extremo. Su uso se enfoca en los terrenos más difíciles donde la carga depende del resultado de la longitud del pilote con la cantidad de resistencia máxima que puede soportar.

De igual manera es importante conocer los tipos de suelos para determinar qué tan factible es una construcción, los cuales son:

Los riesgos a los que nos enfrentamos son: Derrumbes, uso de maquinaria que reduce el campo de visibilidad, caídas, atmosferas peligrosas y cargas que caen.

Las 8 medidas de prevención más importantes para las excavaciones y construcciones son:

En resumen, siempre hay que tener en cuenta la seguridad de los trabajadores a la hora de decidir cómo proceder. Ya salvaguardadas las medidas de seguridad, se ha de analizar parejamente el terreno para escoger los materiales adecuados. Así, las pilas para pilotes de cimentación podrán utilizarse siempre que el terreno sea adecuado para ello.