PILOEDRE ¿Qué es Piloedre? Los Los PIL PILOEDR OEDRES ES son son elem elemen ento toss pref prefab abri rica cado doss pens pensad ados os para para sust sustititui uirr las las cimentaciones tradicionales, en estructuras ligeras como puedan ser: Construcciones auxiliares, Mobiliario urbano, Pasarelas, Construcciones efmeras, etc!!!! Para Para una perso persona na sin sin prepa preparac raci"n i"n espec especfic fica a son de f#cil f#cil $ r#pid r#pida a instal instalaci aci"n, "n, utili%ando ma&uinaria manual! 'dem#s de implicar un mnimo impacto en el entorno del punto punto de insta instala laci" ci"n, n, se puede pueden n desin desinsta stala lar, r, corrig corrigien iendo do posibl posibles es error errores es de instalaci"n, e incluso reutili%ar en otro empla%amiento! 's mismo son empa&uetables $ transportables con gran facilidad! Los PILOEDRES se componen de una pie%a de (ormig"n mane)able manualmente *peso menor de + -g., atra/esada por barras de acero cla/adas en el terreno mediante un martillo manual el0ctrico! La conexi"n con las estructuras a soportar se resuel/e con una pie%a roscada! Los PILOEDRES, gracias a la "ptima utili%aci"n de materiales $ a la posibilidad de ser desmonta desmontados dos $ reutili% reutili%ados ados,, implican implican un impacto impacto medioamb medioambient iental al mu$ inferior inferior al asociado a las soluciones soluciones tradicionales!
Aspectos novedosos En el caso de estructuras ligeras, las cimentaciones tradicionales se pueden simplificar pero contin1an siendo anacr"nicas con muc(as tipologas de estructuras a cimentar, las cuale cuales, s, cada cada /e% m#s, m#s, tiene tienen n un car#ct car#cter er m#s indus industri triali ali%ad %ado, o, modula modulado do $2o prefabricado! prefabricado! Los PILOEDRES se caracteri%an por: 3 Prefab Prefabric ricaci aci"n "n compl completa eta de los los elemen elementos tos &ue lo forma forman, n, consig consiguie uiend ndo o altos altos est#ndares de calidad! 3 Opti Optimi mi%a %aci ci"n "n de mate materi rial ales es!! Los Los meca mecani nism smos os resi resist sten ente tess impl implic icad ados os en el funcionamiento optimi%an la cantidad de materiales a utili%ar! 3 Dise4o del embala)e de las pie%as &ue forman el PILOEDRE garanti%ando unos costes $ posibilidad posibilidad de transporte competiti/as! 3 5acilidad de instalaci"n con medios accesibles por el p1blico no profesional! 3 Mnimo impacto en el punto de instalaci"n! El PILOEDRE implica una actuaci"n superficial de no m#s de + 6 + cm! 3 Posibilidad de desmonta)e $ reutili%aci"n! reutili%aci"n! 3 'daptabilidad a una di/ersidad de estructuras, el PILOEDRE es capa% de soportar tanto esfuer%os de compresi"n como de tracci"n o momentos!
Los PILOEDRES dotan al mercado de una nue/a (erramienta &ue puede representar una me)ora competiti/a para productos &ue puedan representar
I7S8'L'CI97 Los PILOEDRES pretenden ser una (erramienta &ue simplifi&ue la actual forma de inst instal alac aci" i"n n de las las cime ciment ntac acion iones es,, inte integr gran ando do desd desde e la optim optimi% i%ac aci" i"n n de los los materiales (asta la instalaci"n, pasando por la logstica de llegar all donde sea necesario, todo esto, con criterios de mnimo impacto ambiental! Las fases de instalaci"n son las siguientes:
PASO 1 8e llega el producto $ compruebas todos los componentes de Piloedre!
PASO 2 Reali%ar pe&ue4a exca/aci"n para meter la pie%a de (ormig"n *+ 6 + cm.!
PASO 3 Inicio del cla/ado de los tubos con martillo manual $ ni/elaci"n!
PASO 4 Cla/ado final de los tubos con martillo el0ctrico!
PASO 5 Piloedre instalado correctamente!
INSTALACIÓN FINALIZADA Excelente funcionamiento del PILOEDRE ante esfuer%os de compresi"n, tracci"n, laterales $ momentos! 'daptabilidad a muc(as tipologas estructurales
C9MO SE DESI7S8'L'7; Los PILOEDRES son desmontables $ reutili%ables, esto implica un importante cambio respecto a la actual percepci"n sobre las cimentaciones, pasando de ser 0stas, unos elementos &ue se constru$en para cada elemento estructural a soportar, &uedando despu0s en el terreno con el consiguiente impacto, a ser unos elementos &ue, una /e% no sean necesarios, pueden extraerse $ reutili%ar para soportar otra estructura!
Para &ue sir/e; En el caso de estructuras ligeras, las cimentaciones tradicionales se pueden simplificar pero contin1an siendo anacr"nicas con muc(as tipologas de estructuras a cimentar, las cuales, cada /e% m#s tienen un car#cter industriali%ado, modulado i2o prefabricado! La capacidad del PILOEDRE, permite &ue sea excelente para soportar esfuer%os de cimentaci"n de gran di/ersidad de estructuras, se destacan: •
Mobiliaria urbano
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Estructuras auxiliares
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Ma&uinaria
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Instalaciones
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Carteles
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Estructuras efmeras
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Pasarelas
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Cimbras
Bungalow
Puente
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Los PILOEDRES dotaran al mercado de una nue/a (erramienta &ue puede representar una me)ora competiti/a para productos &ue impli&uen la necesidad de resol/er una cimentaci"n ligera! El (ec(o de poder solucionar la problem#tica de
cimentaci"n mediante un producto claramente m#s e/olucionado &ue las soluciones tradicionales, puede implicar una importante /enta)a competiti/a, tanto a ni/el nacional como internacional!
El PILOEDRE no implica una tecnologa de 1ltima generaci"n, ni nue/os materiales, ni tan solo procesos especialmente elaborados! 7uestra propuesta pretende resol/er, de forma m#s eficiente $ con menos impacto ambiental, una problem#tica (abitual, cimentar miles o, me)or dic(o, millones de estructuras ligeras &ue, aun&ue no las tenemos presentes, nos rodean i continuamente las utili%amos! Esto pasa en nuestro pueblo, en @arcelona, Espa4a $, &ue nosotros sepamos en Europa $ el Mundo!
CIME78'CI97 El cimiento es a&uella parte de la estructura encargada de transmitir las cargas al terreno! Dado &ue la resistencia $ rigide% del terreno son, sal/o raros casos, mu$ inferiores a las de la estructura, la cimentaci"n posee un #rea en planta mu$ superior a la suma de las #reas de todos los soportes $ muros de carga! Lo anterior conduce a &ue los cimientos son en general pie%as de /olumen considerable, con respecto al /olumen de las pie%as de la estructura! Los cimientos se constru$en casi in/ariablemente en (ormig"n armado $, en general, se emplea en ellos (ormig"n de calidad relati/amente ba)a, $a &ue no resulta econ"micamente interesante el empleo de (ormigones de resistencias ma$ores! Para poder reali%ar una buena cimentaci"n es necesario un conocimiento pre/io del terreno en el &ue se /a a construir la estructura! '&u /amos a reali%ar una pe&ue4a introducci"n sobre el suelo $ la roca!
Los t0rminos roca $ suelo, tal como se usan en la ingeniera ci/il, implican una clara distinci"n entre dos clases de materiales de cimentaci"n! Se dice &ue roca es un agregado natural de granos minerales unidos por grandes $ permanentes fuer%as de co(esi"n! Por otra parte, se considera &ue suelo es un agregado natural de granos minerales, con o sin componentes org#nicos, &ue pueden separarse por medios mec#nicos comunes, tales como la agitaci"n en el agua! El ingeniero para prepara un pro$ecto debe saber cu#les son los materiales &ue est#n presentes $ &ue propiedades poseen, este conocimiento se ad&uiere, parcialmente, consultando libros, pero sobre todo, extra$endo, examinando $ tal /e% probando muestras &ue considere representati/as de los materiales! En la ingeniera de las cimentaciones, la experiencia es un factor inapreciable! La correcta clasificaci"n de los materiales del subsuelo es un paso importante para cual&uier traba)o de cimentaci"n, por&ue proporciona los primeros datos sobre las experiencias &ue puedan anticiparse durante $ despu0s de la construcci"n! El detalle con el &ue se describen, prueban $ /aloran las muestras, depende del tipo de estructura &ue se /a a construir, de consideraciones econ"micas de la naturale%a de los suelos, $ en cierto grado del m0todo con el &ue se (ace el muestreo! Las muestras deben describirse primero sobre la base de una inspecci"n ocular $ de ciertas pruebas sencillas &ue pueden e)ecutarse f#cilmente tanto en el campo como en el laboratorio clasificando el material en uno de los grupos principales! T!"o "#!n$!"ale %e uelo&
Los t0rminos principales &ue usan los ingenieros ci/iles para describir suelos son: gra/a, arena, limo $ arcilla! La ma$or parte de los suelos naturales se componen por la me%cla de dos o mas de estos elementos, $ pueden contener por a4adidura material org#nico parcial o completamente descompuesto! ' las gra/as $ las arenas se les llama uelo %e g#ano g#ueo, $ a los limos $ a las arcillas uelo %e g#ano '!no! La distinci"n radica en &ue puedan diferenciarse las partculas a simple /ista! Las partculas &ue tienen un tama4o ma$or &ue aproximadamente B mm se clasifican como gra/a! Sin embargo, si el di#metro excede de aproximadamente ?mm, se aplica usualmente el nombre de (oleo! Si los granos son /isibles a simple /ista pero menores a Bmm el suelo se describe como arena, esta puede ser gruesa, media $ fina! La resistencia en estado seco proporciona una base para distinguirlos! Se moldea un pe&ue4o prisma de suelo &ue se de)a secar al aire! Luego se rompe $ tomando un fragmento de aproximadamente +mm se aprieta con el pulgar $ el ndice! El esfuer%o necesario para romper el fragmento proporciona una base para describir su resistencia como mu$ ba)a, ba)a, media $ alta o mu$ alta!
&ue las propiedades del terreno en con)unto tienen una ma$or influencia en el comportamiento desde el punto de /ista t0cnico del suelo! El ingeniero especialista en cimentaciones tambi0n debe conocerlas propiedades (idr#ulicas de los suelos! Si, por e)emplo, en la construcci"n de una cimentaci"n se re&uiere abatir el ni/el de agua fre#tica, el ingeniero deber# estar informado con respecto a las propiedades (idr#ulicas $ las caractersticas de drena)e de los materiales del subsuelo! Se dice &ue un material es permeable, cuando contiene (uecos o intersticios continuos! 8odos los suelos $ todas las rocas satisfacen esta condici"n (abiendo grandes diferencias en el grado de permeabilidad de los diferentes materiales t0rreos! En general el coeficiente de permeabilidad se incrementa al aumentar el tama4o de los intersticios, &ue a su /e% crece al aumentar el tama4o de los granos! El ni/el &ue toma el agua en los po%os de obser/aci"n (ec(os en los dep"sitos de suelos se conoce con el nombre de ni/el del agua subterr#nea, superficie libre del agua, o bien ni/el fre#tico! Las caractersticas de esfuer%odeformaci"n de un suelo o de una roca, determinan el asiento &ue una estructura dada puede experimentar! los asentamientos de las estructuras construidas sobre mantos de arcilla blanda, &ue algunas /eces est#n enterrados profundamente, deba)o de materiales mas resistentes $ menos compresibles, pueden producirse lentamente $ alcan%ar grandes magnitudes! La relaci"n entre la presi"n /ertical, el asentamiento $ el tiempo, se in/estigan en el laboratorio por medio de una prueba de compresi"n confinada! T)$n!$a "a#a la !n*et!ga$!+n en el u(uelo&
Para &ue el ingeniero pueda pro$ectar una cimentaci"n inteligente, debe tener un conocimiento ra%onable de las propiedades fsicas $ disposici"n de los materiales del subsuelo! ' las operaciones de campo $ de laboratorio necesarias para obtener esta informaci"n esencial se les llama exploraci"n del suelo o programa de exploraci"n! El m0todo &ue mas se adapta a una /ariedad de condiciones consiste en (acer sondeos en el terreno $ extraer muestras para su identificaci"n $, en algunos casos, para (acerles pruebas! Despu0s de &ue se (an conocido mediante sondeos preliminares las caractersticas generales de los materiales del subsuelo, puede ser adecuado un programa mas extenso de sondeo $ muestreo! O puede resultar mas efecti/o in/estigar la consistencia o la compacidad relati/a de las partes mas d0biles del deposito, por medio de pruebas de penetraci"n u otros m0todos directos &ue no re&uieren muestreo! Tipo de cimentaciones y modo de construcción
Las cimentaciones de la ma$or parte de las estructuras se desplantan deba)o de la superficie del terreno! Por lo tanto, no pueden construirse asta &ue se (a exca/ado el suelo o roca &ue esta arriba del ni/el de las cimentaciones!
Ordinariamente el ingeniero especialista en cimentaciones no se encarga de elegir el e&uipo de exca/aci"n en un lugar dado, ni de dise4ar el apuntalamiento, si se necesita! Sin embargo, generalmente es su obligaci"n del ingeniero aprobar o recusar el procedimiento de construcci"n propuesto por el constructor $ re/isar el pro$ecto del apuntalamiento! En los suelos permeables para (acer exca/aciones aba)o del agua fre#tica, usualmente se re&uiere desaguar el lugar antes o durante la construcci"n Za"ata
Cuando el suelo situado al ni/el en &ue se desplantara normalmente una %apata o una losa de cimentaci"n, es demasiado d0bil o compresible para proporcionar un soporte adecuado, las cargas se transmiten a material mas adecuado a ma$or profundidad por medio de "!lote& Los pilotes son miembros estructurales con un #rea de secci"n trans/ersal pe&ue4a, comparada con su longitud, $ usualmente se instalan usando una piloteadora &ue tiene un martinete o un /ibrador! ' menudo se (incan en grupos o en filas, conteniendo cada uno suficientes pilotes para soportar la carga de una sola columna o muro! Las columnas con poca carga, pueden en algunos casos, necesitar un solo pilote! Sin embargo, $a &ue en las condiciones del traba)o de campo, la posici"n real de un pilote puede &uedar a /arios centmetros de la posici"n pro$ectada, difcilmente pueden e/itarse las cargas exc0ntricas! En consecuencia las cabe%as de los pilotes aislados usualmente se arriostran en dos direcciones por medio de contratrabes! Si solo se necesitan dos pilotes
las cabe%as se unen con un cabe%al de (ormig"n, siendo arriostradas solamente en una direcci"n, perpendicular a la lnea &ue une los dos pilotes! Los grupos &ue contienen tres o mas pilotes est#n pro/istos de cabe%ales de (ormig"n refor%ado $ se consideran estables sin apo$arlos con contratrabes! 8ambi0n pueden usarse pilotes /erticales para resistir cargas laterales por e)emplo, deba)o de una alta c(imenea su)eta al /iento! Comparada con la capacidad axial, la capacidad lateral es usualmente pe&ue4a! Cuando es necesario soportar grandes cargas laterales, pueden usarse pilotes inclinados! Las inclinaciones de F (ori%ontal por + /ertical representan aproximadamente la ma$or inclinaci"n &ue puede obtenerse con el e&uipo ordinario para el (incado! La economa fa/orece usualmente las menores inclinaciones, aun&ue tenga &ue usarse un ma$or numero de pilotes! 4ipos de pilotes3
Cla!'!$a$!+n& Los pilotes se constru$en en una gran /ariedad de tama4os, formas, $ materiales para adaptarse a muc(os re&uisitos especiales, inclu$endo la competencia econ"mica! P!lote %e ,a%e#a& Probablemente los pilotes de madera son los mas utili%ados en todo el mundo! @a)o muc(as circunstancias proporcionan cimentaciones seguras $ econ"micas! Los pilotes de madera no pueden soportar los esfuer%os debidos a un fuerte (incado, en ocasiones necesario para penetrar mantos mu$ resistentes! Pueden reducirse los da4os a las puntas usando regatones de acero, pero, para un tipo dado de martinete, el peligro de romper los pilotes puede reducirse muc(o 1nicamente limitando el esfuer%o inducido en la cabe%a del pilote $ el numero de golpes del martillo!
'un&ue los pilotes de madera pueden durar indefinidamente cuando est#n rodeados permanentemente por un suelo saturado, est#n su)etos a pudrirse por encima de la %ona de saturaci"n! En algunas localidades pueden destruirse por insectos como las termitas! La /ida de los pilotes de madera, arriba del ni/el del agua puede aumentarse muc(o trat#ndolos a presi"n con creosota! La duraci"n efecti/a con este tratamiento toda/a no se (a determinado bien, pero se sabe &ue excede a los a4os! Los pilotes de madera en aguas estancadas o saladas tambi0n est#n su)etos al ata&ue por /arios organismos marinos como el te#e%o - la l!,no#!a& El deterioro puede ser completo en unos cuantos a4os o, en condiciones extremadamente desfa/orables en unos cuantos meses! P!lote %e .o#,!g+n& Poco despu0s de FJ se idearon /arios tipos de pilotes de (ormig"n, desde entonces (an aparecido numerosas /ariantes, $ en la actualidad se dispone de una gran de pilotes entre los cuales, el ingeniero puede elegir el &ue me)or se adapte a una obra determinada! Los pilotes de (ormig"n pueden di/idirse en dos categoras principales, $ola%o en el luga# - "#e$ola%o& Los colados en el lugar pueden subdi/idirse en pilotes con $ sin a%e,e&
El (ormig"n de un pilote con ademe se cuela dentro de un molde, &ue usualmente consiste en un forro de metal o tubo delgado &ue se de)a en el terreno! El forro puede ser tan delgado &ue su resistencia se desprecia al /aluar la capacidad estructural del pilote, pero, sin embargo, debe tener la resistencia suficiente para &ue no sufra colapso ba)o la presi"n del terreno &ue lo rodea antes de &ue se llene con (ormig"n! Los forros mu$
delgados $ los tubos no pueden (incarse sin estar soportados en el interior por un mandril, &ue en si es una fuente de gastos $, cuando menos a /eces ocasiona dificultades de construcci"n! La supresi"n del ademe o forro reduce el costo de los materiales &ue se utili%an en el pilote por lo tanto (a$ incenti/os econ"micos en el desarrollo de pilotes sin ademe! Karios de los primeros tipos se formaron (incando un tubo abierto en el terreno, limpi#ndolo, $ llenando la perforaci"n de (ormig"n al ir sacando el tubo! Por e)emplo, al formar el pilote sin ademe tipo 5ran-i, se de)a caer directamente un martinete de gra/edad en una masa de concreto en la parte inferior del tubo de (incado el ro%amiento entre el (ormig"n $ el tubo, (inca el tubo en el terreno! Cuando se (a alcan%ado la profundidad necesaria, se le/anta ligeramente el tubo de (incado $ se sostiene para &ue no penetre mas al seguir ec(ando (ormig"n, en tanto &ue el martillo sigue golpeando para &ue el (ormig"n penetre en el suelo $ forme un pedestal! Luego se retira el tubo progresi/amente mientras se in$ectan cantidades adicionales de (ormig"n, compact#ndolo para ir formando el fuste del pilote, &ue presenta una superficie exterior #spera donde &ueda en contacto con el suelo! La /ariante con ademe se forma de la misma manera (asta &ue se crea el pedestal, luego, se inserta un forro de acero corrugado en el tubo para (incar, se coloca un tap"n de (ormig"n en el fondo del forro, sobre el pedestal, $ se (inca para &ue arrastre al forro dentro de la parte superior del pedestal aun sin fraguar! Se saca el tubo para (incar $ el resto se llena de (ormig"n! Los pilotes precolados de (ormig"n se fabrican de muc(as formas!
Se utili%an muc(o como pilotes los tubos de acero, &ue usualmente se llenan de (ormig"n despu0s de (incados, $ los perfiles de acero en cuando las condiciones re&uieren un (incado /iolento, longitudes desusadamente grandes o ele/adas cargas de traba)o por pilote!
Los pilotes de perfiles de acero en penetran en el terreno mas f#cilmente &ue otros tipos, en parte por&ue desalo)an relati/amente poco material! En consecuencia se usan frecuentemente para alcan%ar un estrato de gran capacidad de carga a gran profundidad! Si el (incado es difcil $ especialmente si el material superior obstrucciones o gra/as gruesas, es posible &ue los patines se da4en $ los pilotes se tuer%an o se doblen! Pueden producirse pocos defectos serios $ pueden notarse los sntomas durante el (incado! Cuando las condiciones sugieran la posibilidad de estos da4os, las puntas de los pilotes deben refor%arse! Los pilotes de acero est#n su)etos a la corrosi"n! El deterioro es usualmente insignificante, si todo el pilote esta enterrado en una formaci"n natural, pero puede ser intenso en algunos rellenos debido al oxigeno atrapado! Si los pilotes se prolongan (asta el ni/el del terreno, o mas arriba del mismo, las %onas inmediatas arriba $ aba)o del ni/el del suelo, son especialmente /ulnerables!
/0u!"o "a#a el .!n$a%o %e "!lote& Los pilotes se (incan com1nmente por medio de un martinete, ocasionalmente, mediante un generador de fuer%as /ibratorias! El martinete funciona en medio de un par de guas paralelas o correderas suspendidas de una gr1a ele/adora est#ndar! En la parte inferior las guas se conectan a la gr1a por medio de un miembro (ori%ontal, conocido como marcador! El marcador puede alargarse o acortarse para permitir el (incado de pilotes inclinados $ tambi0n para poner a plomo las guas en el sitio de un pilote /ertical! 'l martinete lo guan axialmente rieles incorporados en las guas! Ma#t!llo %e !,"a$to& Originalmente las piloteadoras estaban e&uipadas con martillos &ue caan desde el extremo superior de las guas a la cabe%a del pilote! Ocasionalmente se usan toda/a aparatos de este tipo, martillos de gra/edad o de cada libre, pero la ma$or parte de los martillos de impacto son del tipo de /apor o diesel! Los martinetes de /apor tienen un martillo &ue es le/antado por la presi"n de 0ste $ se de)a caer por gra/edad, con o sin la a$uda de la presi"n del /apor! Si la cada se debe solo a la acci"n de la gra/edad, el martinete se llama de acci"n sencilla! Si la presi"n del /apor se suma a la energa (acia aba)o, el martinete se llama de doble acci"n o diferencial! El martillo de los martinetes suelen tener un amortiguador reduciendo los esfuer%os de impacto! La clasificaci"n de los martinetes se basa en la energa total del golpe!
Los martinetes diesel disponen de una c#mara entre el extremo inferior del martillo $ el blo&ue del $un&ue donde se produce una explosi"n de combustible (aciendo la compresi"n de los gases &ue se le/ante el martillo! El martillo cae por gra/edad! P!lotea%o#a *!(#ato#!a& Los pilotes tambi0n se (incan /ali0ndose de generadores de fuer%a &ue consisten en un peso est#tico $ un par de pesos exc0ntricos &ue giran en sentido contrario, dispuestos de manera &ue las componentes (ori%ontales de la fuer%a centrfuga se anulen entre si, mientras &ue las componentes /erticales son aditi/as! La parte /ibratoria de la ma&uina se une positi/amente a la cabe%a del pilote &ue se /a a (incar, pero el resto de la m#&uina se asla del /ibrador por medio de muelles, de manera &ue no participe en los mo/imientos /ibratorios! La fuer%a pulsante facilita la penetraci"n del pilote ba)o la influencia del peso &ue act1a constantemente (acia aba)o,
e!ten$!a al .!n$a%o& Los pilotes &ue se (incan por medio de martinetes de impacto, ordinariamente se cla/an (asta obtener una resistencia &ue se mide por el numero de golpes necesarios para la penetraci"n en los 1ltimos dos o tres centmetros! C.!'lone (a##ena - "uleta& Si los pilotes deben atra/esar estratos compactos de aren o gra/a, con ob)eto de pasar a dep"sitos inferiores sua/es, puede aflo)arse la arena o la gra/a por medio de c(iflones! En este procedimiento se descarga un c(orro de agua cerca de la punta &ue aflo)a la aren $ la (ace mo/edi%a de manera &ue el pilote puede f#cilmente atra/esarla!
Las barrenas permiten penetrar en suelos o duros co(esi/os a profundidad considerable! Los estratos relati/amente delgados de arcillas firmes o de roca blanda a poca profundidad, pueden atra/esarse algunas /eces con pulsetas, es decir, puntas duras de metal &ue se cla/an en el terreno $ se sacan antes de producir los pilotes! Co,port",iento de los pilotes con c"r("s vertic"les3
P!lote !n%!*!%uale& Los pilotes se clasifican com1nmente en pilotes de punta o de fricci"n! Los pilotes de punta obtienen toda su capacidad de carga de la roca o suelo &ue esta cerca de la punta, $ mu$ poca del suelo &ue rodea su fuste! Por otra parte, un pilote de fricci"n ad&uiere su capacidad de carga principalmente del suelo &ue lo rodea, por la resistencia al corte &ue se desarrolla entre el suelo $ el pilote! El suelo &ue esta cerca del extremo inferior del pilote soporta un porcenta)e mu$ pe&ue4o de carga!
puede aumentarse por ning1n efecto de cu4a, por&ue la penetraci"n del pilote en el estrato resistente, est# gobernada enteramente por la capacidad $ compresibilidad del suelo sobre el cual se apo$a el propio pilote! El t0rmino de pilote de fricci"n es algo incorrecto, $a &ue implica &ue las fuer%as de corte entre el pilote $ el suelo, pro/ienen necesariamente del ro%amiento pueden pro/enir tambi0n de la ad(erencia! En cual&uier caso la capacidad de los pilotes de fricci"n depende de las caractersticas del material &ue rodea al pilote! P#ue(a %e $a#ga en lo "!lote& Las di/ersas /ariables &ue influ$en en el comportamiento de un pilote ba)o carga $ la naturale%a comple)a de los fen"menos en/ueltos, (an lle/ado a la t0cnica a efectuar pruebas de carga en uno o mas pilotes en el lugar de las obras importantes!
La carga se aplica usualmente por incrementos por medio de un gato (idr#ulico apo$ado contra un peso muerto o contra un $ugo su)etado contra un par de pilotes de ancla)e! ' cada incremento se obser/a el (undimiento de la cabe%a del pilote en funci"n del tiempo, (asta &ue la rapide% del (undimiento sea mu$ pe&ue4a! Se aplica luego otro incremento! 'l aproximarse a la capacidad de carga, el tama4o de los incrementos se disminu$e, con ob)eto de poder apreciar mas precisamente cuando se llega a la capacidad de carga del pilote! Se mide la altura de la cabe%a del pilote cuando se &uita la carga!
El comportamiento de un grupo de pilotes puede no estar relacionado directamente al de los pilotes aislados, su)etos a la misma carga por pilote en el mismo deposito! Cuando se carga un s"lo pilote, como en una prueba de carga, una gran parte de su apo$o puede deberlo al suelo &ue est# a lo largo de su fuste, por fricci"n lateral, aun&ue el suelo sea relati/amente d0bil $ compresible! Si el mismo pilote tiene muc(os /ecinos, a los &ue el suelo &ue lo rodea proporciona apo$o, el esfuer%o acumulado en todo el blo&ue de suelo en &ue est# enca)ado el grupo puede tender gradualmente a comprimir el terreno $, por tanto, permitir &ue los pilotes se (undan, cuando menos ligeramente, con lo &ue una porci"n ma$or de la carga se transmite directamente de los pilotes al estrato firme! En los grupos grandes, la ma$or parte de la carga puede, tarde o temprano, &uedar apo$ada en la punta, cual&uiera &ue sea la magnitud de la fricci"n lateral, &ue (a$a podido desarrollarse a ele/aciones ma$ores alrededor de un solo pilote en una prueba de carga! Elecci&n del tipo de pilote3
La elecci"n final del tipo de pilote para un obra la dictan las condiciones del subsuelo, las caractersticas de (incado de los pilotes, $ el probable comportamiento de la cimentaci"n, $ la economa! Las comparaciones econ"micas deben basarse en el costo de toda la cimentaci"n $ no 1nicamente en el costo de los pilotes! Por e)emplo, el costo de doce pilotes de madera con FG toneladas de capacidad cada uno, puede ser menor &ue el de cuatro pilotes de (ormig"n de B toneladas, pero el ma$or tama4o del cabe%al necesario
para transmitir la carga de la columna a los pilotes de madera, puede aumentar el costo de la cimentaci"n con 0stos, (asta ser ma$or &ue el de la cimentaci"n con pilotes de (ormig"n! D"tos técnicos o%recidos por e,pres"s dedic"d"s " l" ci,ent"ci&n3 2"'ric"ci&n3
El procedimiento t0cnico de fabricaci"n, permite garanti%ar el suministro de pilotes de mu$ alta tecnologa *(ormig"n de B -p2cm?., gran capacidad de resistencia frente a los agentes &umicos, tanto sulfatos como agua marina * al fabricarse con cemento SR2MR., $ gran compacidad *por los automatismos de puesta en molde $ /ibrado del (ormig"n.! 5inc"3
La (inca de los pilotes se (acen con los modernos e&uipos de cada libre, donde una ma%a de peso /ariable entre $ N toneladas es ele/ada por un sistema simple de cable, o bien mediante los mas a/an%ados m0todos de accionamiento (idr#ulico, de ele/ado rendimiento $ control! Estos e&uipos son totalmente aut"nomos, por lo &ue no necesitan prestaciones auxiliares, $ de f#cil mo/imiento al ir montados sobre gr1as de oruga! Pre/iamente se efect1a la planificaci"n de la obra, en donde se anali%a la secuencia de (inca de los pilotes de prueba, las %onas de apilado, etc! Los pilotes de prueba *pilotes penetr"metros. ser/ir#n de referencia para definir las profundidades "ptimas de los pilotes, como confirmaci"n de lo pre/isto en el estudio geol"gico del terreno reali%ado con anterioridad a la (ora de la redacci"n del pro$ecto! Este estudio como se explic" con anterioridad lo lle/aran a cabo expertos &ue nos mandaran un informe detallado del terreno existente en la %ona de cimentaci"n!*Explanada de Espa4a, 'licante.! 6unt"s3
Las )untas es el elemento &ue permite la uni"n de diferentes tramos de pilotes para alcan%ar la profundidad necesaria! Las )untas con materiales de alta calidad! Est#n calculadas para resistir ma$ores esfuer%os incluso &ue la propia secci"n tipo del pilote, como (an demostrado los distintos ensa$os a flexi"n, compresi"n $ tracci"n reali%ados a las mismas! 8odos los elementos &ue la componen &uedan totalmente recubiertos por (ormig"n $ protegidos del genero circundante a excepci"n de la c(apa exterior &ue carece de funci"n estructural una /e% (ormigonado el pilote! 'dem#s todos los elementos de conexi"n se encuentran embebidos en una grasa protectora contra la corrosi"n *certificada por el Instituto de 80cnica 'eroespacial., $ a)ustadas las pie%as &ue la componen, de forma &ue una /e% unidos los diferentes elementos, se genera una pretensi"n &ue asegura una perfecta transmisi"n de esfuer%os! Las cualidades anteriores )unto con su f#cil puesta en obra $ la posibilidad de inspecci"n /isual de la )unta, (acen de este elemento constructi/o un garanta de calidad en
consonancia con la del propio pilote, como demuestra en la practica su uso continuado desde (ace B a4os! 8odas las empresas tienen un ele/ado control de calidad para sus productos pudiendo ofrecer a sus clientes la m#xima garanta de sus productos a la /e% de un precio econ"mico (aciendo &ue la empresa sea competiti/a en el mercado! Control3 Control en %"ctor7"3 Los pilotes pre%"'ric"dos se control"n siste,/tic",ente t"nto dur"nte su %"'ric"ci&n en %"ctor7" co,o dur"nte su inst"l"ci&n en o'r"3
Se efect1an los siguientes controles: •
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De recepción de los materiales: Agua, cemento, áridos, armaduras y aditivos, realizándose los ensayos que prescribe la norma EH-9 ! "nstrucción para el #royecto y la E$ecución de %bras de Hormigón en masa o armado&' De resistencia y geometr(a: De los pilotes, azuc)es, collares y $untas' De *abricación: #reparación de los moldes, adecuada instalación de las armaduras, correcta dosi+cación y colocación del )ormigón, vibrado, mane$o, curado'
De la resistencia $ consistencia del (ormig"n: Los ensa$os se reali%an a las ? (oras, das $ ?G das con resistencias mnimas de FB, +B $ B >g2cm? respecti/amente! Control en o'r"3
Medida de rec(a%o: Sobre todos $ cada uno de los pilotes se mide el rec(a%o, &ue es la penetraci"n del pilote en una serie de F golpes dados con la ma%a del e&uipo de (inca! ' tra/0s de la medida del mismo se controla &ue se (a alcan%ado la capacidad de carga &ue debe soportar el pilote! Pruebas est#ticas de carga: En este tipo de ensa$os $ con la a$uda de otros pilotes o ancla)es como reacci"n, se somete al pilote a cargas superiores a la m#xima de ser/icio, obser/#ndose su comportamiento $ obteni0ndose la cur/a cargaasiento! 'nali%ador (inca de pilotes:
Control de /ibraciones: Cuando el entorno en &ue esta situada la obra lo re&uiera, es posible controlar la transmisi"n de /ibraciones $ onda a0rea &ue pro/oca la instalaci"n de los pilotes! Su cuantificaci"n permite confirmar los criterios de (inca $ adecuarlos al entorno! O'r"s sin(ul"res3
La topologa de los pilotes , el ele/ado rendimiento $ la autonoma de los e&uipos de los e&uipos de (inca, as como el cuidado del medio ambiente del sistema, permiten la reali%aci"n de obras de caractersticas mu$ especiales: •
%bras mar(timas pantanales, muelles, etc'
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Estructuras que requieren pilotes inclinados, como viaductos'
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.randes super+cies depuradoras, centros comerciales, etc'
' continuaci"n ad)untaremos /arias fotocopias $ planos de obras reali%adas por cimentaci"n con micropilotes, reali%adas por empresas importantes, de #mbito tanto nacional como internacional! C"r"cter7stic"s técnic"s3
Los pilotes prefabricados est#n capacitados para absorber esfuer%os /erticales de compresi"n en el entorno de los F?B >p2cm6, al tratarse de pilotes de categora I, prefabricados con todos los controles en instalaciones fi)as seg1n la norma 8ecnol"gica 78ECPP G! Se fabrican en todos los casos con (ormigones de resistencia caracterstica B >p2cm6, * B seg1n norma EEJJ. 's mismo se emplea cemento CEM I ?,BSR *RCJ., &ue (ace &ue los pilotes sean resistentes a los sulfatos $ al agua de mar! Kan armados en toda su longitud, $ en sus es&uinas, con cuatro u oc(o barras de acero corrugado $ calidad mnima 'E * lmite el#stico F >p2cm6.! unc(ados tambi0n a lo largo de toda su longitud mediante una armadura trans/ersal en acero 'E?FBl *lisa, de lmite el#stico ?? >p2cm6., de N mm de di#metro! El paso es de FN cm, reduci0ndose a G cm en los ,Gm pr"ximos a los extremos $ en la %ona de los ganc(os de i%ado! Para concluir, abra &ue comentar, &ue este tipo de cimentaciones se est#n imponiendo en todas las obras de gran en/ergadura, donde el terreno en el &ue se /a a construir no cumple con las caractersticas necesarias de resistencia &ue necesitamos para el aguante de las cargas producidas por la obra! 8opografa $ construcci"n! Cimentaci"n por pilotes!
=u0 es la cimentaci"n
La cimientaci"n, la coloc"ci&n de los ci,ientos de un" construcci&n , es el nombre &ue recibe el con)unto de elementos colocados en el terreno sobre los &ue se asienta la estructura! Su misi"n es la de soportar las cargas $ asegurar &ue la estructura reciba iguales presiones $ fuer%as en todo su despliegue, transmitiendo las cargas $ fuer%as de la tierra para su me)or distribuci"n!
Como bien lo dice la frase, una buenaconstrucci"n depender#, como primera medida, de buenos cimientos! Estos son la base de a construcci"n: una mala o pobre cimientaci"n es un augurio de un futuro poco promisorio para toda la estructura!
Para &u0 sir/e la cimientaci"n
La cimientaci"n debe asegurar una distribuci"n pare)a de las cargas $ fuer%as, $ una base ni/elada a la perfecci"n para &ue la estructurano se /ea, luego, comprometida por pesos mal distribuidos ni exigencias en pilares o en cual&uiera de las partes de la construcci"n!
Para la existencia de una buena cimientaci"n, tambi0n se debe contar con un terreno bien preparado! El terreno *la parcela de tierra sobre la &ue se constru$e. (a de estar tambi0n ni/elado, $ principalmente bien asentado, contando con la composici"n correcta para e/itar &ue los a%otes meteorol"gicos $ las condiciones clim#ticas $ ambientales lo (agan ceder $ perder estabilidad! El suelo puede complementarse con rellenos, $ tambi0n puede pisarseQ, &ue es presionarlo con pesos $ golpeteos para compactar sus contenidos, (aci0ndolo as m#s firme!
Funciones de los cimientos
'dem#s de soportar las cargas $ distribuir las fuer%as de la estructura, los cimientos (an de ser fuertes $ resistentes para no romper por cortante! Esto es el resultado de tensiones mal di/ididas: mo/imientos tel1ricos, sismos u otros similares podran pro/ocar tensiones $ fuer%as &ue amena%an con cortar los cimientos!
Otra de las funciones de los cimientos es la de distribuir las tensiones $ la flexi"n de toda laestructura: el cimiento, aun&ue s"lido, debe mo/erseQ en con)unto con el terreno! 'l acompa4ar al terreno en sus mo/imientos, en lugar de imponerse est#tico, se e/ita las rupturas por cortante $ los &uiebres estructurales! 8ambi0n los cimientos procuran aislar a laconstrucci"n de las caractersticas propias del terreno, como las (umedades, la circulaci"n de aguas subsuperficiales $ dem#s!
8ipos de cimentaciones Cimentación superficial
8ambi0n llamada directaQ, &ue se apo$a sobre la capa de terreno superficial *o apenas por deba)o del ni/el. creando una base plana a partir de la cual se erige la construcci"n! Es la elegida para construcciones r#pidas en terrenos $ climas m#s estables! Se clasifican, asimismo, en ci,ent"ciones cicl&pe"s *para terrenos co(esi/os, formada con (ormig"n fortalecido con piedras., 8"p"t"s *para elementos puntuales, como pilares o muros portantes, en blo&ues independientes con encofrados. $ los"s de ci,ent"ci&n *placas flotantes &ue se apo$an en el terreno.!
Cimentación semi profunda
Son los po%os de cimentaci"nQ, usadas a /eces ba)o agua! Elegidas para muros de contenci"n, arcos, micropilotes $ otras! Se ubican a poca profundidad dentro del terreno!
Cimentación profunda
Es la cimentaci"n m#s resistente $ me)or preparada contra el esfuer%o cortante! Se coloca a gran profundidad, dando m#s firme%a a la estructura! Entre sus m0todos m#s (abituales, est#n los pilotes $ las pantallas!
El ,"teri"l de construcci&n de l" ci,ent"ci&n depender# del tipo elegido, del terreno, $ tambi0n de las necesidades &ue las condiciones de construcci"n indi&uen! El cemento $ el (ormig"n, simple $ armado, son l os amplios fa/oritos, en di/ersas t0cnicas &ue pueden incluir encofrados, mallas met#licas $ otros, de acuerdo a la resistencia necesaria en la %ona deconstrucci"n!