Soluciones en Cimentaciones Profundas
Después de efectuado el estudio geotécnico y cuando se requiere profundizar para encontrar los sustratos aptos, nos encontramos con las soluciones para cimentaciones profundas donde destacamos:
- Elementos de Pantalla Aislados.
- Pilotes y
- Micropilotes.
Aspecto Técnico
Desde un abordaje técnico, debemos definir cuántas unidades habrá por pilar en función de la carga máxima y de las características propias de la cimentación; a qué profundidad de establece la cimentación considerando las características del subsuelo; la ubicación en planta de los elementos ya que en ciertas oportunidades no se pueden colocar de forma que absorban todos los esfuerzos de compresión debiendo recurrir a vigas riostras ó vigas de gran canto. Y definir los encepados entre los elementos de cimentación.
En el estudio de las cimentaciones es preciso considerar todas las cargas que recibe, a saber: el máximo axil, los esfuerzos horizontales y momentos trasmitidos por la estructura y todos aquellos fenómenos del subsuelo en los tramos superiores, como el rozamiento negativo.
Para evitar inconvenientes estructurales posteriores , debe prestarse especial atención en considerar las cargas trasmitidas por el propio terreno en su asentamiento o movimiento lateral.
El elemento de cimentación trasmite al terreno su carga máxima definida por la carga de la base obtenida del producto de la resistencia por punta del terreno por el área de la base y la carga lateral, la suma de la resistencia por fuste en cada estrato por el área lateral correspondiente teniendo en cuenta sus respectivos coeficientes de seguridad.
En los micropilotes, que poseen poco área lateral y de base, el hormigonado se reemplaza por inyecciones con lechada de cemento ó mortero para mejorar los diámetros de cálculo y los parámetros del terreno.
Existen distintas formas de ejecutar estos cimientos, aquí enunciamos distintas tipologías:
Pilotes Hincados
Estos pilotes de alta resistencia son prefabricados y se introducen en el terreno por medio del hincado hasta que alcanza el rechazo, es decir, una cierta cantidad de golpes para un asiento determinado, ésto se realiza por medio de la caída de una maza desde una altura prefijada, golpeando sobre la cabeza del pilote en forma repetitiva.
El inconveniente que aparece es que pueden aparecer falsos rechazos, ó la presencia de capas duras de poco espesor o bolos sobre zonas blandas, de manera que la estructura queda en una situación inestable.
Resulta de utilidad para atravesar terrenos blandos y llegara empotrarse en terrenos competentes pues la propia hinca genera una mejora adicional a las características propias del terreno.
Cimentación en Seco
Para pilotes y elementos portantes. Suele emplearse cuando las características del terreno posibilitan el mantenimiento de las paredes; se excava en forma discontinua con hélice o cuchara.
No se utilizan tanto en las cimentaciones profundas cuando existe un terreno superior no apto, como en el caso de rellenos o fangos, siendo por lo general de diámetros y profundidades pequeños donde es más usado.
Hélice Contínua
Se emplea solo en pilotes mediante el uso de una hélice continua con un tubo central por donde se introduce el hormigón ya habiendo logrado la máxima excavación; las paredes se mantienen por el propio sistema.
El problema que presenta es que debe introducirse el armado después del hormigonado, por eso las profundidades hasta donde se puede armar no son siempre suficientes.
En cimentaciones que trabajan a compresión simple no es obligatorio armar el pilote, aunque es necesario como elemento de contención lateral, pantalla para excavación, es en estos casos donde debe realizarse en toda su longitud una buena armadura.
Lodos
Se emplean lodos tixotrópicos que van filtrándose en el terreno formando una película cake.
Estos lodos ejercen presiones hidrostáticas que ayudan al sostenimiento de las paredes. Siempre deben controlarse las propiedades de los lodos por su viscosidad, densidad, PH, contenido de áridos.
Para que funcionen adecuadamente, es necesario poseer una determinada carga hidráulica de lodos, ya que cuando nos encontramos con un nivel freático, debe ubicarse la plataforma de trabajo desde donde se aplican los lodos, a una distancia de 1,50 a 2,00 metros sobre el nivel de carga.
Entubados
Los entubados se utilizan para pilotes y micropilotes, cuando se requiere contener las paredes de excavación y no se pueden utilizar lodos por motivos de medioambiente o por tener suelos granulares gruesos con agua fluyendo donde no puede haber un sostenimiento efectivo.
Existen dos sistemas de entubación:
Sistema 1
Se introduce la camisa hasta la profundidad necesaria por medio de vibración y empuje del tubo; y luego se extrae el material generalmente por el método de rotación que es el de mayor rendimiento. Ya vaciado se le introduce la armadura y se hormigona. Posteriormente se retira la camisa por vibración.
Es un sistema rápido pero sólo es aplicable en terrenos donde pueda introducirse camisa por vibración. Por ello no puede usarse en terrenos de elevada resistencia o con bolos y grava.
Sistema 2
La camisa se introduce aprovechando la perforadora y avanza por delante de ésta.
Cuando alcanza la cota necesaria, se introduce la armadura y luego se hormigona.
Para retirar la armadura se utilizan collares hidráulicos llamados morsas. Éste es un sistema más lento que el anterior pero más operativo y de gran versatilidad.
Pilotes Flotantes
Esta es una solución donde se utilizan elementos para cimentaciones profundas aunque no se empotran en el sustrato competente.
Este sistema consiste en realizar una serie de pilotes o módulos de pantalla con una longitud determinada que soportan una losa de cimentación. El comportamiento de esta estructura se asemeja a la de una losa de gran canto, reduciendo los asientos en la estructura.