Cimentaciones Especiales: Tipos, Procesos y Técnicas Constructivas

Cimentaciones Especiales: Tipos, Procesos y Técnicas

1. Clasificación de los Pilotes

Los pilotes se pueden clasificar según su método de construcción:

Pilotes de Extracción

• Rotación en seco: El terreno se excava mediante un útil helicoidal que se introduce por rotación. La hélice carga el terreno, extrayéndolo y descargándolo. Se introduce la armadura y se procede al hormigonado.
• Rotación con lodos bentoníticos: Se utiliza cuando el terreno se desprende. Los lodos bentoníticos mantienen las paredes de la excavación y se filtran creando una costra llamada "cake", que es impermeable y evita la pérdida de lodo. La excavación se hace mediante un cazo con compuerta.
• Rotación con base ensanchada (Zapilotes): Se utiliza un útil acoplado al extremo del Kelly, que puede aumentar la base hasta dos veces su diámetro original.
• Con entibación recuperable: Se emplea cuando el terreno se desprende, incluso después de usar lodos bentoníticos. Se revisten los pilotes con tubería, que se recupera una vez hormigonado.
• Con camisa perdida: La camisa actúa como protección del pilote (total o parcial) como un encofrado y lo aísla para protegerlo de la agresividad del terreno. Puede ser de chapa o material plástico.
• Elementos de pantalla: Permiten alcanzar grandes longitudes y se utilizan para resistir grandes esfuerzos.
• Barrena continua: Se introduce en el terreno una hélice de longitud mayor o igual que el pilote, con su eje hueco.

Pilotes de Desplazamiento

• Hormigonados in-situ
• Pilotes prefabricados

2. Diferencias entre Rotación en Seco y Rotación con Lodos en Pilotes de Extracción

• Rotación en seco: Se utiliza una hélice para excavar y extraer el terreno. El diámetro mínimo es de 300 mm.
• Rotación con lodos: Se emplea en terrenos que se desprenden (medio húmedo). Se utilizan lodos bentoníticos para estabilizar las paredes. La excavación se realiza con un equipo de rotación y un cazo o cuchara circular.

3. Sistema de Hormigonado en Pilotes de Extracción

Después de limpiar el fondo de la excavación y colocar la armadura con separadores, se procede al hormigonado. Se introduce un tubo llamado tremie, de diámetro interior mínimo de 180 mm, formado por tramos roscados. En la parte superior se coloca una tolva. El hormigón desciende por el tubo hasta el fondo, progresando desde abajo hacia arriba. Si hay agua o bentonita, se recupera con una bomba. El hormigón debe ser fluido, con tamaño máximo de 20 mm, dosificación mínima de 350 kg/cm³ y asiento en el cono de Abrams entre 15-18 cm. El tubo tremie puede funcionar como vibrador.

4. Tubo Tremie y Trépano

• Tubo Tremie: Tubo de 180 mm de diámetro interior mínimo, formado por tramos roscados, con una tolva en la parte superior. Se utiliza para hormigonar de abajo hacia arriba en cimentaciones profundas.
• Trépano: Elemento de percusión de gran peso que se deja caer por gravedad para fracturar el material duro en cimentaciones profundas.

5. El Kelly

En la perforación para pilotes, el Kelly es la barra a la cual se acoplan las barrenas u otros elementos de perforación. El Kelly proporciona rigidez y verticalidad a la perforación.

6. Tipos de Anclajes

• Según la forma de entrar en carga.
• En función de su vida útil.
• Según el elemento traccionado.

7. Partes de un Anclaje

• Zona de anclaje o bulbo: Parte solidaria al terreno que transmite las tracciones por fuste.
• Zona libre de alargamiento o elongación: Zona de deformación, independiente del terreno, rodeada de PVC y lechada de cemento para evitar corrosiones. Su longitud no es menor a 6 metros.

8. Recalces: Tipos

Los recalces son reparaciones en los cimientos de una construcción. Pueden ser causados por defectos del proyecto, ejecución, variación del entorno, cambio de hipótesis del proyecto o nuevo uso de la construcción.

Tipos de Recalces

• Micropilotes: Pilotes inyectados con diámetros entre 75-300 mm, que transmiten las cargas a través del fuste por rozamiento. Se realiza una perforación, se introduce la armadura (que puede ser tubular) y se inyecta lechada de cemento o mortero. El sistema Tubfix permite la ejecución de un bulbo.
• Inyecciones: Inyecciones de lechadas o mezclas de cemento con aditivos o productos químicos.
• Vibroflotación: Densificación del terreno mediante vibración y saturación, aumentando la capacidad de carga de los estratos débiles.

9. Proceso de Ejecución de un Anclaje

• Perforación: Se lleva a cabo con una perforadora sobre orugas, que avanza según el terreno a percusión o rotación.
• Inyección: Inyección con lechada de cemento de alta dosificación.

10. Sistema Jet-Grouting

Técnica de mejora del terreno y realización de cimentaciones profundas, consistente en la inyección de lechada de cemento a alta presión, creando columnas de suelo-cemento. Se utiliza un equipo de perforación de pequeño diámetro, un sistema de varillaje, toberas de inyección y una planta de preparación de mezcla de cemento y sistema de impulsión de alta presión.

Fases:

1. Perforación.
2. Inyección ascendente de lechada de cemento.

Tipos de Jet-Grouting

• Tipo I (Jet-Grouting simple): Una sola boquilla. Mejora de hasta 80 cm.
• Tipo II: Dos boquillas contrapuestas. La primera limpia y la segunda inyecta. Mejora de hasta 2 metros de diámetro.
• Tipo III (Jet-Grouting triple - "Kajima"): Dos boquillas, la primera de agua, aire y lechada, y la segunda de lechada. Mejora de hasta 3 metros.

11. Tensado de Cables en un Anclaje

Los cables se pueden tensar de tres formas:

• Gato hidráulico unifilar: Cable a cable, usado en anclajes provisionales.
• Gato hidráulico multifilar: Tira de todos los cables a la vez.