Pilotes y tipos de pilotes
Los pilotes son miembros relativamente largos y delgados que se clavan en el suelo o se lanzan in situ.
Los pilotes, se construyen mediante excavación y se hunden a la profundidad requerida; suelen permitir el examen visual del suelo o la roca sobre la que se apoyan.
Normalmente se utilizan para transportar cargas muy pesadas, como las de los pilares de los puentes o de los edificios de varios pisos.
Es imposible hacer una distinción clara entre pilotes y pilares porque algunos cimientos combinan características de ambos.
Los pilotes se han utilizado desde tiempos prehistóricos, por ejemplo, los habitantes neolíticos de Suiza, hace 12.000 años, clavaban postes de madera en los fondos blandos de los lagos poco profundos y sobre ellos erigían sus casas, muy por encima de los animales merodeadores.
Los romanos utilizaban cimentaciones por pilotes; Vitruvio (59 d.C.) registra el uso de tales cimientos.
Hoy en día, la cimentación por pilotes es mucho más comunes que cualquier otro tipo de cimentaciones profundas, en los que las condiciones del suelo son desfavorables.
Puedes aprender sobre las cimentaciones profundas dando clic aquí
Además, tenemos un artículo interesante sobre las cimentaciones superficiales, puedes ir dando clic aquí
Clasificación y tipos de pilotes
Los pilotes pueden clasificarse de varias maneras según diferentes criterios:
- En base a su función y acción
- En base a su composición y material
- En base al tipo de instalación
Pilotes basados en su función o en su acción
Se pueden clasificar de la siguiente manera:
Pilotes de soporte final
Se utiliza para transferir la carga a través de la punta del pilote a un estrato de soporte adecuado, pasando por tierra blanda o agua.
Pilotes de fricción
Se utiliza para transferir cargas a una profundidad en un material de fricción mediante la fricción de la piel a lo largo de la superficie del pilote.
Tensión o levantamiento de pilotes
Se utiliza para anclar estructuras sometidas a levantamiento por presión hidrostática o a momento de vuelco por fuerzas horizontales.
Pilotes de compactación
Se utiliza para compactar suelos granulares sueltos con el fin de aumentar la capacidad de carga. Como no se requiere que lleven ninguna carga, puede que no se exija que el material sea resistente; de hecho, se puede utilizar arena para formar la pilote. El tubo del pilote, impulsado para compactar el suelo, se retira gradualmente y la arena se rellena en su lugar formando así un «montón de arena».
Pilotes de anclaje
Se utiliza para proporcionar un anclaje contra el tirón horizontal de las láminas o el agua.
Pilotes de defensa
Se utiliza para proteger las estructuras de los muelles contra los impactos de los barcos u otros objetos flotantes.
Pilotes de pared
Comúnmente se utilizan como mamparos o cortes para reducir la filtración y levantar estructuras hidráulicas.
Pilotes de masa
Se utiliza para resistir las fuerzas horizontales e inclinadas, especialmente en las estructuras de frente de agua.
Pilotes cargados lateralmente
Se utiliza para sostener muros de contención, puentes, presas y muelles y como defensas para la construcción de puertos.
Pilotes basados en el material y la composición
Pilotes de madera
Estos están hechos de madera de calidad de sonido. La longitud puede ser de hasta unos 8 m; se adopta el empalme para longitudes mayores. El diámetro puede ser de 30 a 40 cm. Los pilotes de madera funcionan bien tanto en condiciones totalmente secas como sumergidas. La alternancia de condiciones húmedas y secas reduce la vida de un pilote de madera; para superar esto, se adopta el creosoting. La carga máxima de diseño es de unos 250 kN.
Pilotes de acero
Normalmente son pilotes en forma de H (laminadas en forma de H), pilotes de tubos o pilotes de láminas (secciones laminadas de formas regulares). Pueden llevar cargas de hasta 1000 kN o más.
Pilotes de hormigón
Estos pueden ser «prefabricados» o «moldeados in situ». Los pilotes prefabricados están reforzados para soportar las tensiones de manipulación. Requieren espacio para el moldeado y el almacenamiento, más tiempo para el curado y equipo pesado para la manipulación y la conducción.
Los pilotes fundidos in situ se instalan mediante una preexcavación, eliminando así la vibración debida a la conducción y la manipulación. Los tipos comunes son el pilote Raymond, la pilote Mac Arthur y la pilote Franki.
Pilotes compuestos
Pueden ser de hormigón y madera o de hormigón y acero. Estos se consideran adecuado cuando la parte superior del pilote debe proyectarse por encima del nivel freático. La parte inferior puede ser de madera no tratada y la parte superior de hormigón. De lo contrario, la parte inferior puede ser de acero y la superior de hormigón.
Pilotes basados en el método de instalación
Pilotes manejables
Los pilotes de madera, acero o hormigón prefabricado pueden colocarse en posición vertical o inclinada. Si están inclinados se denominan pilotes de «bateo» o de «rastrillo». Los martillos de pilotes y el equipo de hincado de pilotes se utilizan para hincar pilotes.
Pilotes fundidos in situ
Sólo los pilotes de hormigón pueden ser colados in situ. Los agujeros se perforan y se rellenan con hormigón. Estos pueden ser pilotes con orificios rectos o pueden ser «under-reamed» con uno o más bulbos a intervalos. Se pueden utilizar refuerzos según las necesidades.
Pilotes hincados y colados in situ
Esta es una combinación de ambos tipos. Se puede utilizar la carcasa o el proyectil. El pilote de Franki cae en esta categoría.
Usos
Las formas importantes en que se utilizan los pilotes son:
- Para transportar cargas compresivas verticales,
- Para resistir el levantamiento o las fuerzas de tracción
- Para resistir cargas horizontales o inclinadas.
Los pilotes de apoyo se utilizan para soportar cargas verticales desde los cimientos de edificios y puentes. La carga se transporta transfiriéndola al suelo o roca incompresible a través de estratos blandos, o extendiendo la carga a través de estratos blandos que son incapaces de soportar cargas concentradas de pies superficiales.
El primer tipo se llama pilotes con punta, mientras que el segundo se conoce como pilotes de fricción.
Las pilas de tensión se usan para resistir las fuerzas ascendentes en estructuras sujetas a levantamiento, como edificios con sótanos por debajo del nivel del agua subterránea, delantales de presas o tanques enterrados.
También se utilizan para resistir el vuelco de muros y presas y para el anclaje de torres, alambres y mamparos.
Los pilotes cargados lateralmente soportan fuerzas horizontales o inclinadas como los cimientos de muros de contención, puentes, presas y muelles y como defensas en la construcción de puertos.
En caso de que las cargas laterales sean de gran magnitud, pueden ser resistidas de manera más efectiva por pilotes de masa, impulsadas en una inclinación.
Se utilizan pilotes muy separados o pilotes de láminas delgadas como ataúdes, cortes de filtración y muros de contención.
Los pilotes se pueden usar para compactar suelos granulares sueltos y también para proteger los cimientos contra la erosión.
Soy ingeniero geólogo con experiencia y conocimiento en el área de exploración minera, hidrocarburos, evaluación de depósitos minerales metálicos y no metálicos, exploración de piedras preciosas y de metales preciosos, procesamiento de datos geológicos en software especializado y métodos de explotación de recursos naturales.
Además, tengo conocimiento en geología aplicada a la ingeniería geológica, donde se incluye el estudio de suelos, rocas y agua para la construcción de obras de ingeniería civil.
