Los pilotes son elementos constructivos de tipo puntual usados para cimentación profunda en obras de construcción, los cuales permiten transmitir las cargas de la estructura hasta capas de suelo más profundas que tengan la capacidad de carga suficiente para soportarlas.
Los pilotes trasmiten al terreno las cargas que reciben de la estructura por medio de una combinación de rozamiento lateral o resistencia por fuste y resistencia a la penetración o resistencia por punta.
Pueden estar construidos con concreto armado ordinario, con concreto pretensados similares a postes de luz, con secciones metálicas o con madera.
Los pilotes se hincan verticalmente sobre la superficie del terreno por medio de golpes, utilizándose para eso un martinete, o una pala metálica equipada, maquinas a golpe de masas o con un martillo neumático. Esto permite que el pilote descienda, penetrando el terreno, hasta que se alcanza la profundidad de capas de suelos resistentes y se produzca el "rechazo" del suelo en caso de ser un pilote que trabaje por "punta", o de llegar a la profundidad de diseño, en caso de ser un pilote que trabaje por "fricción".
Una vez hincado en el terreno, este ejerce sobre el pilote y en toda su superficie lateral, una fuerza de adherencia que aumenta al continuar clavando mas pilotes en las proximidades, pudiendo conseguir mediante este procedimiento, una consolidación del terreno.
Tipos de Pilotes de Cimentación
Pilotes de desplazamiento:
En este sistema de pilotaje, el suelo es desplazado del espacio que va a ocupar el pilote al compactar el mismo, debido a la acción de los esfuerzos de penetración. Pueden generarse una densificación, posiblemente benéfica, en los suelos granulares sueltos.
En algunas ocasiones el hincado de estos pilotes pueden provocar levantamientos del terreno, empujes sobre elementos vecinos y otras acciones casi siempre nocivas en las estructuras y servicios cercanos al sitio de instalación. Dentro de este tipos de pilotes los más importante son:
– Pilotes prefabricados, hincados por el impacto de martillos
– Pilotes hincados por impacto y fundidos en el sitio
– Pilotes atornillados
– Pilotes penetrados mediante presión continua, como la producida por gatos.
Pilotes Perforados o In Situ:
En este sistema se remueve el suelo del espacio que va ocupar el pilote, mediante técnicas de excavación o perforación, formando así una cavidad en cuyo interior se colocará una armadura de acero y posteriormente se rellenará con hormigón.
Los pilotes perforados resultan más favorables en suelos que poseen cohesión suficiente para permanecer abierto durante la perforación, inspección y el colado del concreto. Con este método se evitan inconvenientes como el ruido y las vibraciones que generan los equipos utilizados en los pilotes de despalzamiento.
Usos de los Pilotes en Cimentación
Los pilotes se usan de muchas maneras. El uso de los mismos es a menudo necesario para garantizar la seguridad estructural de una edificación u obra de ingeniería.
– Cuando las cargas transmitidas por la edificación no se pueden distribuir de manera adecuada en una cimentación superficial excediendo la capacidad portante del suelo.
– Cuando el suelo inmediato a los cimientos produzcan asientos imprevistos y que el estrato resistente esté a cierta profundidad; es el caso de edificios que apoyan en terrenos de baja calidad.
– En casos de que el terreno este sometido a considerables variaciones de temperatura por hinchamientos y retracciones producidos con arcillas expansivas.
– Si la edificación a construir estará situada sobre agua o con la capa freática muy cerca del nivel de suelo.
– En edificios de altura expuestos a fuertes vientos.
– En construcciones que requieren de elementos que trabajen a la tracción, como estructuras de cables, o cualquier estructura anclada en el suelo.
– Cuando se necesita resistir cargas inclinadas; como en los muros de contención de los muelles.
– Cuando se deben recalzar cimientos existentes.
– Los estribos y pilas de puentes son usualmente construidos sobre cimentaciones de pilotes para evitar la posible pérdida de capacidad de carga que una cimentación superficial sufrirá por erosión del suelo en la superficie del terreno.
– Las cimentaciones de algunas estructuras, como torres de transmisión y losas de sótanos debajo del nivel freático, están sometidas a fuerzas de levantamiento. Algunas veces se usan pilotes para esas cimentaciones y así resistir la fuerza de levantamiento.
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