Cimentaciones Especiales

 

 

¿Qué son las cimentaciones especiales?

Las cimentaciones especiales son una parte fundamental dentro del ámbito de la construcción. Su principal función es la de dar solución a los problemas de carácter geológico y geotécnico que impone el terreno. Son necesarias cuando el terreno soporte de una estructura no reúne las características mecánicas necesarias y suficientes para soportar una cimentación superficial.

Se recurre entonces a tres soluciones: sustitución del terreno por otro previamente seleccionado, compactándolo hasta que alcance las características requeridas; cimentación profunda, trasladando las cargas a horizontes profundos competentes atravesando las capas de resistencia insuficiente; y realizar tratamientos del terreno para mejorar sus características mecánicas, aumentando su compacidad y reduciendo su índice de huecos siendo necesario el drenaje del terreno como paso previo.

Tipos de Cimentaciones Especiales

Pilotes

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 tal que hace inviable, técnica o económicamente, una cimentación más convencional mediante zapatas o losas.

Tipos de Pilotes

Pilotes Hincados

Este es el proceso más utilizado para la construcción de pilotes, en este se llevan secciones de pilotes prefabricados a la obra y se hincan por medio de grúas piloteadoras que soportan un martillo de funcionamiento similar al de un pistón con combustible diesel. 
El control de la profundidad a la que debe llegar el pilote se hace por medio de criterios de “rechazo” que consiste en medir un numero de golpes dividido entre la longitud penetrada, que dependen del material del pilote, el tipo de suelo en que se está hincando, y en gran medida por la experiencia de los piloteadores. Estos mismos criterios sirven para evitar la demolición de la punta del pilote por sobrehinca.
Los efectos del hincado dependen del tipo de suelo:

• En arcillas saturadas se puede presentar tanto un levantamiento del suelo como de los pilotes vecinos debido al volumen del suelo desplazado, este efecto se puede atenuar utilizando pilotes metálicos o haciendo una perforación previa antes del hincado.
• En arenas sueltas en las que incluso se puede combinar el hincado con la aplicación de vibraciones al pilote, se produce compactación de los mantos de arena que puede afectar construcciones vecinas.
• En arenas compactas, ante la dificultad de atravesar estratos de este material que nos garanticen un apoyo confiable se puede llegar a utilizar pilotes que inyecten agua a presión en la punta para facilitar su penetración o utilizar pilotes metálicos.

No es conveniente utilizar pilotes cuando se sospeche de la presencia de rocas de gran tamaño debido a la posibilidad de que la punta del pilote sea apoyada en un fragmento de roca embebido en una matriz de suelo blando de tal manera que no se pueda garantizar su adecuado desempeño para las solicitaciones consideradas. 

Pilotes en sitio

Pilotaje «in situ». Este sistema se basa esencialmente en la perforación del terreno para la posterior colocación de armadura mas vertido de hormigón. Con esto conseguimos cilindros de hormigón armado que básicamente se pueden emplear en dos campos:

• Como cimentación base de estructuras en suelos poco consistentes o   con esta solución se busca un buen terreno a cierta profundidad que permita el apoyo de los pilotes en los cuales ira apoyada la estructura.

 

• Como pantalla de pilotes trabajando por vuelco, este sistema se está utilizando muchísimo para la construcción de parking dada la falta de aparcamiento en suelo urbano y su gran demanda. Con esta pantalla se pueden hacer diferentes plantas de sótano sirviendo además como cimentaciones para la estructura.

• Como pantalla de pilotes anclada isostáticamente o hiperestáticamente. Este sistema tiene la misma finalidad que el anterior. Su diferencia consiste en una disminución del empotramiento del pilote y el anclado de éstos al terreno por medio de tirantes o micropilotes. El anclado puede ser en varios niveles.

Ventajas de Cimentaciones con Pilotes

a. Fácil manejo con respecto al corte y a la extensión a la longitud deseada.
b. Pueden soportar esfuerzos de hincado altos.
c. Pueden penetrar estratos duros como grava densa y roca suave.
d. Alta capacidad de soporte de carga.

Desventajas de Cimentaciones con Pilotes

a. Relativamente costosos.
b. Alto nivel de ruido durante su hincado.
c. Expuestos a la corrosión.
d. Los pilotes H se pueden dañar o flexionar de la vertical durante su hincado a través de estratos duros o al pasar por obstrucciones mayores.

Muros Pantalla

Las pantallas son generalmente elementos de contención ejecutados previamente a la realización de vaciados que no puedan ser acometidos directamente, debido a la existencia de terrenos poco estables, o a razones de seguridad por cercanías de edificios, carreteras, líneas férreas.

Las pantallas pueden realizarse de forma continua (muros-pantalla), mediante equipos específicos, o bien de forma discontinua (pantalla de pilotes) empleando perforadoras a rotación.

Proceso Constructivo Pantalla

 

 

Micropilotes

Los micropilotes son elementos con una capacidad portante inferior a la de los pilotes, pero que son necesarios en trabajos en los cuales no es factible la ejecución de pilotes convencionales, ya sea debido a la naturaleza de los terrenos a perforar, dificultades de accesos.

Se aplican en recalces, contenciones, consolidaciones de terreno. Con diámetros comprendidos habitualmente entre 100 y 300 mm., inyectando el núcleo interior de la perforación con lechada de cemento o mortero y disponiendo armadura formada por redondos o tubulares de acero. Los micropilotes de diámetros más elevados en algunas ocasiones pueden ser realizados mediante las técnicas de hormigonado de pilotes convencionales.

Los sistemas de perforación son muy variados, en general utilizan un fluido (aire/agua) para evacuar el detritus que se va generando al tiempo que refrigeran las cabezas de corte.

Cuando el terreno es inestable habiendo riesgos de colapso de las paredes de la perforación, se emplean varios sistemas para su contención: lodos bentoníticos, entubaciones recuperables, espumas químicas, otros.

La elección del método de perforación se realiza en función del terreno a atravesar, teniendo en cuenta que debe quedar una perforación limpia para permitir la correcta inyección y posterior adherencia a las paredes de ésta.

El uso de micropilotes se extiende en lugar donde el tamaño de la maquinaria es relevante, es decir, en el que máquinas de pilotes no pueden acceder o para caso de recalces.

Para realizar un micropilote se comienza por ejecutar una perforación por el sistema más idóneo, a continuación, se introduce en la perforación la armadura, que puede ser tubular o puede estar formada por barras longitudinales y cercos. A continuación se procede a inyectar lechada de cemento o mortero a baja presión hasta rellenar la perforación de abajo a arriba. El contacto con el terreno suele quedar rugoso, lo cual aumenta la resistencia por el fuste.

Usos frecuentes de los Muros Pantalla