Las pilas para pilotes de cimentación en las obras de construcción

Saul Castillo • 14 de diciembre de 2019

Las pilas para pilotes de cimentación distribuyen las cargas transmitidas por las obras construidas en la superficie brindando estabilidad en lo profundo

Pilas para pilotes de cimentación y su importancia en obras de construcción

El uso de pilas para pilotes de cimentación se ha convertido en la forma más común de cimentar obras debido a la amplia variedad de soluciones constructivas que poseen. Además, resulta ser un proceso rápido, confiable y mecanizado para la realización de cualquier tipo de estructura.

¿Cuándo se utilizan los pilotes de cimentación?

En las cimentaciones, los pilotes son ubicados en niveles resistentes del suelo donde sean capaces de soportar las cargas transmitidas de los edificios. Poseen una forma de columna y son colocados de manera vertical en el terreno.

Los pilotes se utilizan cuando las cargas transmitidas por los edificios no pueden distribuirse de manera correcta con la cimentación superficial. También son necesarios cuando el terreno presenta grandes variaciones de la temperatura y retracciones producidas por la arcilla expansiva.

De igual manera, es necesario utilizar pilotes cuando el edificio está situado sobre agua o la capa se encuentra cerca del suelo. En el proceso de pilotaje, se deben observar ciertos factores de incidencia tales como:

La adherencia y rozamiento entre el suelo y el cuerpo del cimiento.
La resistencia.

Para la colocación del pilote, es necesario ubicar el lugar de apoyo sobre un estrato resistente. Generalmente, se hacen perforaciones profundas para soportar las cargas transmitidas, ya que, con un terreno inestable en superficie y cargas fuertes, el rozamiento puede ser menos importante mientras más capas débiles de tierra sean atravesadas. Por eso, es importante emplear el sistema de pilotaje.

¿Cómo funciona el pilotaje?

Según se trabaje, se clasifica en 3 tipos: cimentación rígida de primer orden, segundo orden y flotante.

Cimentación rígida de primer orden: El pilote se clava en el terreno firme. Con esto hay confianza en el apoyo del estrato, aunque existieran descargas por rozamiento al atravesar niveles menos resistentes. Aquí la punta del pilote es la que actúa como sustentación de las fuerzas, siendo el mejor y más seguro de los apoyos, debido a que el pilote se apoya en un terreno de gran resistencia.
Cimentación rígida de segundo orden: El pilote se encuentra en un nivel resistente pero menos firme y de poco espesor. Siendo así, se debe buscar un estrato más profundo que cuente con mayor espesor. El pilote, en este caso, transmite su carga por punta, pero, si perfora una capa firme del terreno, puede sufrir diferencias en los asientos.
Cimentación flotante: Si el terreno posee un estrato a gran profundidad, los pilotes estarán sumergidos en un nivel blando y no se apoyarán en estratos de terreno firme. Por consiguiente, las cargas que se transmitan en el terreno lo harán por rozamientos del pilote.

Mientras la condición del terreno lo permita, el pilote de punta será la mejor opción para emplearse, ya que es el más seguro, pues, cuando se transmitan las cargas a una mayor profundidad, la edificación no va a experimentar inclinaciones o asentamientos y será de mayor estabilidad.

Uso de los pilotes

Entre los principales usos de los pilotes de cimentación están:

Transmitir la carga de la edificación hasta un estrato más resistente mejor conocido como pilote de punta.
Brindar una estabilidad a determinadas estructuras o para que resistan las fuerzas laterales (en el caso de los puentes).
Aumentar la resistencia de varias estructuras para contrarrestar las fuerzas de deslizamiento (muros de contención o cisternas).
Evadir la erosión que se efectúa en puentes, muelles o atracaderos.
Proteger estructuras que se encuentran en el mar, tales como muelles o plataformas.

Tipos de Pilotes

Pilotes Hormigonados "in situ". En este método constructivo se realiza una perforación directa en el suelo. Al finalizar la acción, es colocado un armado en su interior y se rellena de hormigón. Debido al modo de la ejecución del vaciado, se distinguirán dos tipos: extracción y desplazamiento
Pilotes hincados. Se les conoce de esta manera porque se introducen elementos de hormigón parecidos a los postes de luz en pilotes ubicados en el suelo, todos de manera vertical. Una vez ubicados, son golpeados hasta descender, penetrando posteriormente el terreno hasta lograr una profundidad del estrato deseado.
Pilotes prefabricados. Están construidos con hormigón pretensado. Son ideales cuando deben estar sumergidos bajo el agua.
Muro de pilotes tangentes. Es una técnica usada para crear una “muralla” de pilotes a modo de barrera.

Las pilas

Las pilas en la cimentación son elementos usados en secciones más profundas que las de los pilotes. Tienen como función transmitir al subsuelo cargas que provengan de la estructura y de la propia cimentación con el objetivo de lograr una estabilidad en el conjunto.

Las pilas pueden ser fabricadas de cualquier material, pero las más usadas en obras de construcción son de grava, concreto armado, cal y mortero. Lo que define el material a usar son las condiciones del terreno como los estratos del subsuelo o la cantidad de agua subterránea.

Las pilas son empleadas en la construcción de puentes gracias a la gran estabilidad que brindan en las excavaciones profundas, debido en gran parte a que aguantan un número mayor de cargas y permiten una distancia entre los apoyos del puente.

Las pilas son fabricadas directamente en los subsuelos. Su construcción es similar a la de los pilotes. Consiste en excavar hacia lugares profundos con máquinas perforadoras de gran tamaño y alcance hasta donde lo permita el suelo.

Una vez alcanzada la profundidad deseada o cuando se encuentra un estrato firme, la excavación se detiene y un tubo llamado "camisa" es insertado. Con este tubo se puede seguir excavando sin provocar derrumbes en la excavación. El último paso es introducir el esfuerzo y retirar la camisa.

Ventajas de las pilas para pilotes de cimentación

Las pilas generalmente tienen una altura promedio de 35 m, soportan cargas axiales de 500 a 1000 t. Presentan buena flexibilidad para las cargas horizontales e inclinadas. Su tiempo de uso es ilimitado, no importando la naturaleza agresiva del lugar. Como ejemplo, se pueden tomar las construcciones costeras o las pilas de puentes en ríos.

Lo último es especialmente ventajoso, ya que conduce toda la carga a estratos más profundos, brindándole estabilidad a la edificación y evitando cualquier tipo de peligro como socavación por las corrientes marítimas o mareas.

Por todos estos motivos, sus materiales, las formas de instalarse y la manera en que funcionan, las pilas para pilotes de cimentación y los pilotes son las principal forma de cimentación.

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