El pilotaje se utiliza para asegurar los cimientos de una obra antes de que se construya la infraestructura sobre ella. Es un paso crucial en el proceso de construcción que los contratistas utilizan para mejorar la seguridad y la fiabilidad de una empresa. El pilotaje es una habilidad técnica fundamental que requiere confianza y un espíritu de equipo cooperativo. Si quiere trabajar en la construcción, debe conocer los distintos tipos y procedimientos de pilotaje.
En este artículo, explicamos qué es el pilotaje, describimos cuándo lo utilizan los ingenieros, explicamos cómo funcionan los distintos métodos de pilotaje y enumeramos los tipos más comunes de pilotaje.
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¿Qué es el apilamiento?
Se excava una cimentación a través del suelo para reforzar el suelo débil que hay debajo, creando una cimentación por pilotaje. El pilotaje se utiliza para preparar el terreno para soportar grandes cargas, como una nueva casa, un complejo de oficinas, una carretera u otra infraestructura.
Los pilotes suelen ser postes largos de madera, acero u hormigón. Su forma, circunferencia y peso pueden variar en función de las condiciones del suelo y las exigencias del proyecto. Por ejemplo, es posible que los pilotes tengan que soportar cargas de elevación para sostener estructuras más altas, como los rascacielos. En este caso, los ingenieros deben tener en cuenta las fuerzas de vuelco provocadas por los vientos o las olas. Esencialmente, las cimentaciones sobre pilotes funcionan distribuyendo el peso de la construcción pesada en una superficie más amplia.
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Cuándo utilizar cimientos de pilotes en la construcción
Hay varios factores que hay que tener en cuenta a la hora de utilizar una cimentación de pilotes durante la construcción. Su objetivo principal es garantizar la seguridad y la resistencia del suelo antes de que los trabajadores construyan algo por encima. A continuación se exponen algunas situaciones en las que el uso de un sistema de cimentación por pilotes puede ser esencial:
- Cuando el nivel freático es alto
- Cuando una carga pesada de una superestructura necesita apoyo adicional
- Otros tipos de fundaciones son más costosos o no son factibles
- Cuando el suelo a poca profundidad es compresible
- Cuando existe la posibilidad de socavación, por su ubicación cerca del lecho del río o de la orilla del mar
- Cuando hay un canal o sistemas de drenaje profundos cerca de la estructura
- Cuando no es posible excavar hasta la profundidad deseada debido al mal estado del suelo
- Cuando resulta imposible mantener secas las zanjas de los cimientos mediante el bombeo o cualquier otra medida
¿Cómo se utilizan los tipos de pilotaje en la construcción?
Antes de que los ingenieros de la construcción puedan decidir entre los tipos de pilotes, tienen que evaluar las condiciones de su obra, como el suelo, el clima y otros factores relevantes. También tendrán que consultar con los arquitectos para conocer la escala de su proyecto de infraestructura. Con esta información, pueden prepararse para los retos de la construcción y decidir el tipo de pilotaje más adecuado. En esta fase, su objetivo es utilizar un tipo de pilotaje que potencie la longevidad y la integridad estructural de los cimientos bajo su construcción.
A continuación se describen tres métodos habituales de utilización de tipos de pilotaje en la construcción:
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1. Cimientos de pila impulsados
El hormigón, el acero y la madera son los materiales más utilizados para fabricar pilotes para el método de cimentación por pilotes hincados. Los pilotes de hormigón se prefabrican antes de llegar a la obra. Asimismo, los contratistas piden pilotes de acero y madera prefabricados que pueden perforar directamente en el suelo con un martillo de pilotaje. En los suelos granulares, estos pilotes desplazan un volumen igual de tierra, ayudando a que el suelo se vuelva más sólido. Esta compactación del suelo aumenta su densidad y, por tanto, su capacidad portante.
Sin embargo, este método de construcción no es adecuado para los suelos limosos saturados que tienen una escasa capacidad de drenaje. El estado acuoso impide la compactación del suelo cuando se perforan pilotes hincados en él. De hecho, esto tiene el efecto contrario en el suelo porque disminuye su capacidad para soportar cargas pesadas.
2. Cimentación de pilotes in situ
Las cimentaciones in situ utilizan pilotes de hormigón. En lugar de llevar pilotes prefabricados a la obra, los trabajadores perforan agujeros en el suelo, colocan refuerzos de acero en su interior y luego rellenan el agujero con hormigón. Esto les permite adaptar la profundidad de la cimentación a las necesidades del proyecto y utilizar pilotes de menor diámetro que los utilizados en las cimentaciones con pilotes hincados.
3. Fundamentos de la pila combinada
La cimentación combinada de pilotes utiliza una mezcla del proceso de cimentación de pilotes hincados y del proceso de cimentación de pilotes in situ. Así, conserva las ventajas de cada método.
En primer lugar, los trabajadores introducen en el suelo una coraza de acero del mismo diámetro que el pilote. A continuación, vierten el hormigón en la cáscara para asegurar los cimientos. Este es un método habitual que utilizan los ingenieros para apilar sobre el agua.
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Tipos de apilamiento
A la hora de determinar el mejor tipo de pilotaje para un proyecto, los ingenieros de edificación examinan una serie de factores, entre ellos
- La profundidad de la excavación
- El ángulo en el que debe instalarse el pilote
- Los problemas medioambientales que afectan a los residentes locales
Estos son los ocho tipos principales de pilotaje que pueden considerar los trabajadores de la construcción:
Pilas de soporte de los extremos
La parte inferior de los pilotes portantes se apoya en una capa de suelo o roca resistente. Los ingenieros diseñan este tipo de pilotes para transferir la carga pesada de un edificio a través del pilote sobre la capa fuerte. Esencialmente, es una columna que atraviesa una capa débil del suelo para que una estructura pueda mantenerse en pie con el apoyo de la capa más fuerte que hay debajo.
Pilas de fricción
Las pilas de fricción son cilíndricas. Utilizan toda su altura para transferir al suelo las fuerzas que genera un edificio. En un pilote de fricción, la cantidad de carga que puede soportar un pilote es directamente proporcional a su longitud. Esto también significa que a mayor profundidad, el pilote puede soportar más peso.
Pilas aburridas
Los pilotes perforados tienen que ser perforados en el suelo para formar un agujero que los trabajadores puedan rellenar posteriormente con hormigón vertido. La ventaja de este tipo de pilotes es que se vierten en su posición, lo que significa que los pilotes perforados son extremadamente seguros. Los proyectos de construcción en las ciudades utilizan pilotes perforados porque el proceso de instalación produce menos vibraciones en comparación con otros métodos.
Pilas hincadas
Los pilotes hincados necesitan mucha fuerza para ser clavados en el suelo. Este tipo de pilotes es habitual en cimentaciones con suelos no cohesivos o que contienen muchos contaminantes.
Pilas atornilladas
Las pilas de tornillos parecen grandes tornillos de acero que deben fijarse en el suelo con un movimiento circular similar al de los tornillos normales para fijarse a otras superficies, como la madera.
Patentes vegetales
Los ingenieros han utilizado pilotes de madera durante miles de años en la construcción. Los pilotes de madera se prefabrican fuera de la obra y se instalan con el método de hincado. Son una solución de cimentación muy económica, segura y eficaz para estructuras temporales y permanentes.
Pilas de acero
Los trabajadores de la construcción instalan pilotes de acero con martillos de impacto o de vibración que pueden penetrar en suelos y rocas resistentes. Dependiendo del apoyo que necesite su proyecto, los pilotes de tubo de acero también vienen en diferentes opciones de tamaño de diámetro.
Pilas de hormigón
Los pilotes de hormigón son habituales en proyectos de construcción en alta mar, como puentes, plataformas petrolíferas y aeropuertos flotantes. Es una herramienta moderna que soporta eficazmente las cargas estructurales verticales y las cargas laterales del oleaje. Suele utilizarse para estabilizar terrenos complejos por la forma en que reacciona el pilote y la manera en que distribuye las cargas a través de él.