Pilotes de extracción

Los pilotes de extracción, perforados y hormigonados «in situ», constituyen una de las soluciones clásicas de cimen-tación a los problemas planteados bien por baja capacidad portante del terreno o bien por la necesidad de sopor-tar grandes cargas transmitidas por la estructura a cimentar.

El desarrollo constante de nuevos equipos y herramientas hace posible obtener mayores prestaciones (rendimien-tos, profundidades, empotramientos, diámetros, etc.) con menores plazos de ejecución, todo ello acompañado conun aumento simultáneo de calidad y seguridad en los trabajos.

Pilotes de extracción

Cimentación Estadio Olímpico de Rades.Túnez

Cimentación delAuditorio deSanta Cruz deTenerife mediantepilotes �in situ� ø1500 y 1250 mmempotrados enbasalto.

A la izquierda:útil de perforación

Pilotes de extracción

TERRATEST TÉCNICAS ESPECIALES, S.A. mantiene un continuo esfuerzo en la línea I+D (Investigación y Desarrollo)para poder ofrecer los últimos avances en la realización de este tipo de pilotes.

Los pilotes perforados y hormigonados «in situ», normalmente capacitados para absorber combinaciones de esfuer-zos verticales, horizontales y momentos flectores (por ejemplo, en estructuras de puentes), pueden soportar esfuer-zos de flexión, como es el caso de contenciones de tierras mediante pilotes en línea (pantallas de pilotes).

Pueden emplearse prácticamente en todo tipo de terrenos, con los útiles de perforación adecuados.

Se sitúan aislados o en grupos, en diferentes disposiciones.

Sus diámetros oscilan entre 450 y 2.600 mm, dependiendo del tipo de perforación, con profundidades máximas delorden de los 105 m.

Cimentación de la Estación de Kowloon enHong Kong mediante pilotes �in situ� ø entre1200 y 2500 mm y profundidades variablesentre 35 y 106 m.

Cimentación de estructuras mediante pilotes�in situ� ø 800, 1500, 1800 y 2000 mm y pro-fundidades de hasta 36,00 m. en subtramosII, IV, VIII, XIV y XV. Línea de alta velocidad Madrid-Zaragoza-Barcelona-Frontera francesa.

Las fases de ejecución de un pilote perforado y hormigonado «in situ» son básicamente tres:

a) Realización de la perforaciónb) Colocación de la armadura.c) Colocación del hormigón.

Las características del terreno (estratigrafía, nivel freático, etc.) condicionan la tipología y el sistema de perforación:rotación en seco, rotación con lodos, rotación con entubación recuperable, al amparo de lodos tixotrópicos, concuchara bivalva y con trépano.

Aunque normalmente los pilotes son de sección circular, a veces se emplean en la perforación cucharas de panta-lla, generalmente al amparo de lodos tixotrópicos, obteniéndose elementos rectangulares, en T, etc.

La elección del método viene determinado por el terreno, los esfuerzos transmitidos por la estructura y la economíade la obra, así como el entorno de la misma, teniendo desarrollados TERRATEST TÉCNICAS ESPECIALES, S.A., lossistemas de ejecución precisos para minimizar posibles daños tanto en el entorno así como tener el máximo res-peto por el medioambiente.

Sistema de ejecución

Excavación con hélice al amparo de tubería recuperable enla calle María de Molina (Madrid)

Excavación depilotes con

cuchara bivalva

Descripción de los métodosRotación en seco

CaracterísticasPerforación sin vibracionesDiámetros usuales: 450-2600 mm

AplicacionesEn terrenos estables

1.- Perforación con hélice o cazo enorificio estable.

2.- Limpieza del fondo con cazo, siprocede.

3.- Colocación de la armadura.4.- Hormigonado con tubo tremie.5.- Pilote terminado.

Rotación con lodosCaracterísticasPerforación sin vibracionesDiámetros usuales: 650-2600 mm

AplicacionesEn todo tipo de suelos

susceptibles de estabilizarse conlodos bentoniticos

1.- Perforación con hélice o cazoestabilizando la perforación conlodo.

2.- Limpieza del fondo con cazo, oAir lift y cambio de lodo contami-nado si procede.

3.- Colocación de la armadura. 4.- Hormigonado con tubo tremie y

recuperación del lodo. (desarena-do).

5.- Pilote terminado.

CaracterísticasPerforación sin vibraciones.Mínimos consumos de hormigón.Diámetros más usuales: 650-2500 mm

AplicacionesEn todo tipo de suelos(Salvo grandes bolos)

1.- Excavación con cazo o héliceconteniendo las paredes de laperforación mediante tuberíametálica recuperable.

2.- Colocación de la armadura.3.- Hormigonado con tubo tremie.4.- Extracción simultanea de la tube-

ría de revestimiento.5.- Pilote terminado.

Pilotes realizados con cuchara y lodosCaracterísticasPosibilidades de grandes longitudesDiámetros usuales: 850-2600 mm

AplicacionesEn todo tipo de suelos

susceptibles de estabilizarse conlodos bentoniticos

1.- Excavación con cuchara estabili-zando la perforación con lodos.

2.- Cambio de lodo contaminado siprocede y limpieza del fondo delpilote.

3.- Colocación de la armadura. 4.- Hormigonado del pilote mediante

tubo tremie y recuperación dellodo. (desarenado).

5.- Pilote terminado.

Rotación con entubación recuperable

Pilotes realizados con cuchara y entubación recuperable

CaracterísticasDiámetros usuales: 850-2500 mm

AplicacionesEn terrenos difíciles, con presencia de bolos y

capas de roca.Posibilidades de grandes diámetros y longitudes.

1.- Colocación de tubería medianteentubadora.

2.- Excavación simultánea mediantecuchara y trépano.

3.- Colocación de la armadura.4.- Hormigonado y extracción de

tubería.5.- Pilote terminado.

Elementos pantallaCaracterísticasPosibilidad de grandes longitudesFormas diversas: rectangular, H, T, etc.

AplicacionesEn todo tipo de suelos

Para grandes esfuerzos

1.- Excavación con cuchara estabili-zando la perforación con lodos.

2.- Cambio de lodo contaminado siprocede y limpieza del fondo delelemento.

3.- Colocación de la armadura. 4.- Hormigonado del elemento

mediante tubo tremie y recupera-ción del lodo. (desarenado)

5.- Elemento terminado.

En ocasiones el terreno obliga a situar una camisa metálica perdida en el pilote, a veces empleada además comoentubación auxiliar en la perforación, o bien colocada junto con la armadura.

Suele ser necesaria en terrenos muy permeables, con circulación de agua, o muy agresivos para los hormigones, obien en terrenos con cavidades (formaciones kársticas, colectores, etc), y obligadamente se emplean en medio líqui-do (como puertos o pantalanes) como encofrado perdido, bajo el calado.

Pilotes con camisa perdida

Cimentación delpuente internacio-

nal sobre el ríoMiño en Tuy

Pantalla de pilotes

Los pilotes se utilizan también para proteger excavaciones, en el sostenimiento de terrenos.

Se sitúan, en función de las características del terreno a contener, con separaciones entre sus caras, tangentes, eincluso en ocasiones, secantes.

Puede presentar ventajas, en algunos casos, frente a los muros pantalla: ahorro de material, perforación sin empleode lodos, permitir el drenaje no creando el efecto pantalla, mayor facilidad para atravesar los estratos muy duros,ausencia de vibraciones en medianera, etc.

Pantalla de pilotes anclada en la Estación deBellas Artes del Metropolitano de Santiago deChile

Pantalla de pilotes anclada para contenciónde estribo en puerto de la Mora (Granada)mediante pilotes �in situ� ø 1300 mm.

Los materiales constitutivos de los pilotes deberán cumplir las especificaciones dadas en el pliego de PrescripcionesParticulares del Proyecto.

Asimismo serán conformes a las recomendaciones dadas en el Informe Geotécnico, documento necesario paradefinir los parámetros georresistentes del suelo y para la elección del pilote más idóneo.

Se cumplirán las indicaciones dadas en la Norma EHE: Instrucción para el Proyecto y Ejecución de Obras deHormigón estructural; el PG3: Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes, yla CPI 1977: Norma Tecnológica de Pilotes «in situ».

Los pilotes deberán estar armados en toda su longitud, estando calculada la armadura para la envolvente de losesfuerzos a absorber.

Los pilotes se hormigonarán en sentido ascendente mediante tubo tremie. El hormigón tendrá un contenido mínimode 350 kg de cemento por m3, un asiento en el cono de Abrams comprendido entre 16 y 20 cm, y una resistenciacaracterísticas no menor de 175 kg/cm2 (HA-25, según EHE).

Características de los materiales

Hormigonado de pilotes mediante tubo tremie

Solape y coloca-ción de armadura

en pilotes

Control de los parámetros

Ordenador de control de parámetros Registro continuo de parámetros

Durante la perforación de todos los pilotes se lleva un control de todos los parámetros, tanto del terreno como delos materiales constituyentes, que garantiza una correcta ejecución. Además existen equipos de perforación instru-mentados que registran diferentes parámetros de trabajo (velocidad de avance, presión de empuje, par de rotación,velocidad de rotación, etc.). Permiten determinar la variación de la resistencia del terreno a medida que va siendoatravesado, optimizandose la longitud necesaria de pilote o su empotramiento.

Pruebas de carga y de integridad

Prueba de carga de pilote Ensayo dinámico de carga en pilote in-situ

Control de integridad por el método deimpedancia

La capacidad de un pilote puede ser determinada con pruebas estáticas de carga.Estas pruebas, además de costosas, precisan bastante tiempo para su realización.Se realizan asimismo ensayos de integridad de los pilotes.Entre ellos se encuentran los de Impedancia Mecánica (Pile Integrity Test, PIT). Estos ensayos permiten, de formarápida y no destructiva, determinar, entre otras, la posible existencia de discontinuidades a lo largo del pilote (cortesde hormigón, baja calidad del mismo, etc.).

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