La vibrocompactación para la mejora de suelos. Pilotes en suelo compacto
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La vibrocompactación para la mejora de suelos. Pilotes en suelo compacto

375238 • 09/12/2018

La vibro compactación de suelos funciona utilizando un vibrador suspendido para penetrar en la profundidad de diseño y lograr el suelo compacto.

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En este mecanismo para suelo compacto el chorro de agua se utiliza a menudo para ayudar a la penetración, la energía de las vibraciones reduce las fuerzas que actúan entre las partículas de suelos, lo que les permite volverse más densas a nivel de suelo compacto.

Una vez que se ha alcanzado la profundidad, la presión del agua, si se usan chorros, se reduce y la arena se vierte desde el nivel de los suelos alrededor del vibrador, compactándose en la base. A medida que se agrega y agrega  más relleno, el vibrador se retira gradualmente hasta que el relleno se ha construido hasta el nivel de los suelos de la parcela y se alcanza el suelo compacto.

La vibro compactación se puede usar en suelos sueltos de hasta 29 metros de profundidad, y permite construir cimentaciones poco profundas con presiones de rodamiento de hasta 500 kN / m2.

Cimentaciones de pilotes

Las bases a modo de cimentaciones brindan soporte para las estructuras, transfiriendo su carga a capas de suelos o roca, que tienen suficiente capacidad de carga y características de asentamiento adecuadas como las de un suelo compacto. Existe una amplia gama de tipos de cimientos disponibles, adecuados para diferentes aplicaciones, según las consideraciones, tales como:

Carga ejercida sobre los pilotes.

En términos generales, las fundaciones pueden clasificarse como fundaciones poco profundas o fundaciones profundas. Los cimientos poco profundos se utilizan normalmente cuando las cargas impuestas por una estructura son bajas en relación con la capacidad de carga de los suelos superficiales.

Los cimientos profundos son necesarios cuando la capacidad de carga de los suelos superficiales es insuficiente para soportar las cargas impuestas y, por lo tanto, se transfieren a capas más profundas con mayor capacidad de carga .

Los cimientos de pilotes son cimientos en suelos profundos. Están formados por elementos largos y delgados, en forma de columna, típicamente de acero o de hormigón armado , o algunas veces de madera. Una base se describe como apilada cuando su profundidad es más de tres veces su amplitud.

Las bases de los pilotes se utilizan principalmente para transferir las cargas desde superestructuras, a través de estratos compresibles débiles, a suelos o rocas más fuertes. En suelo compacto, menos compresible y más rígido en profundidad, lo que aumenta el tamaño de una base y resiste las cargas horizontales.

Por lo general, se usan para estructuras grandes, y en situaciones donde los suelos no son adecuados para evitar un asentamiento excesivo.

Clasificaciones de los pilotes

Los pilotes pueden clasificarse por su función de diseño básico (de cojinete final, de fricción o una combinación) o por su método de construcción (por desplazamiento o impulsado y por reemplazo o perforado).

Las pilotes de apoyo final desarrollan la mayor parte de su fricción contra los suelos. En la punta del pilote, soportando una capa dura, la pila transmite la carga directamente a los estratos firmes y también recibe restricción lateral del subsuelo y suelo compacto.

Los pilotes de fricción o pilotes flotantes desarrollan la mayor parte de la capacidad de soporte del pilote por los esfuerzos cortantes contra el suelo compacto, a lo largo de los lados del pilote, y son adecuados donde las capas más duras de suelo compacto son demasiado profundas. La pila transmite la carga al suelo circundante por fricción entre la superficie del pilote y los suelos, lo que en efecto, reduce el bulbo de presión.

Pilotes conducidos

Los pilotes conducidos o de desplazamiento se conducen, se levantan, se vibran o se atornillan al suelo, desplazando el material alrededor del eje del pilote hacia afuera y hacia abajo en lugar de retirarlo.

Los pilotes conducidos son útiles en aplicaciones en alta mar, son estables en suelos de compresión suave y pueden densificar suelos sueltos logrado suelo compacto.

Hay dos grupos de pilotes conducidos :

  • Impulsado in situ: con una carcasa de hormigón o acero permanente, o con una carcasa temporal.
  • Preformado: prefabricado fuera de sitio, de madera , concreto o acero .

Pilotes aburridos

Las pilas aburridas (o de reemplazo) eliminan el material para formar un agujero para el pilote que se vierte in situ. Se utilizan principalmente en subsuelos cohesivos para la formación de pilotes de fricción y cuando se forman cimientos de pilotes cerca de edificios existentes.

Los pilotes aburridos son más populares en las zonas urbanas ya que la vibración en los suelos es mínima, se pueden usar donde el espacio para la cabeza es limitado, no existe riesgo de levantamiento y donde puede ser necesario variar su longitud.

Pilotes de tornillo

Los pilotes de tornillos tienen una hélice cerca del pie para que puedan atornillarse en los suelos. El proceso y el concepto es similar a atornillar en madera.

Micropilotes

Los micropilotes se utilizan donde el acceso está restringido, por ejemplo, apuntalando las estructuras afectadas por el asentamiento.

Muros de pilotes

Los muros de pilotes se pueden utilizar para crear muros de retención permanentes o temporales. Se forman colocando pilas directamente adyacentes entre sí. Estas pueden ser paredes de pilotes contiguos muy espaciadas o paredes de pilotes secantes entrelazadas, que, dependiendo de la composición de los pilotes intermedios secundarios, pueden ser paredes secantes duras / blandas, duras / firmes o duras / duras.

Pilotes geotérmicos

Los pilotes geotérmicos combinan los cimientos de pilotes con sistemas de bomba de calor de tierra de circuito cerrado. Proporcionan soporte a una estructura, además de actuar como una fuente de calor y un disipador de calor.

En efecto, la masa térmica del suelo permite al edificio almacenar el calor no deseado de los sistemas de refrigeración y permite que las bombas de calor calienten el edificio en invierno. En general, las bombas de calor de origen terrestre extraen calor del suelo por medio de tuberías subterráneas que se colocan horizontal o verticalmente en los suelos. En las pilas geotérmicas, los bucles de tubería se colocan verticalmente, dentro de los mismos pilotes.

Tapas y vigas de los pilotes

Los pilotes se pueden usar individualmente para soportar cargas o agrupadas y unidas entre sí con una tapa de hormigón armado. Como es muy difícil perforar o mover los pilotes exactamente en posición vertical, la tapa de la pila debe poder acomodar alguna desviación en la posición final de las cabezas de la pila.

La tapa del pilote debe sobresalir de los pilotes exteriores, generalmente a una distancia de 100 a 150 mm en todos los lados, dependiendo del tamaño del pilote.

Las tapas de las pilas también se pueden unir con hormigón armado para crear vigas de taponamiento. Se necesitan al menos tres pilas con tope para garantizar la estabilidad contra las fuerzas laterales (con la excepción de las pilas de cajón).

Las vigas de protección también son adecuadas para distribuir el peso de un muro de carga, o de columnas centradas en una línea de pilotes, los pilotes se pueden escalonar en la viga para permitir cualquier excentricidad que pueda ocurrir en condiciones de carga.

Pruebas de pilotes

Es recomendable probar la carga de al menos un pilote por esquema formando un pilote de prueba que esté cerca pero que no forme parte de los cimientos reales. El pilote debe estar sobrecargado al menos en un 50% de su carga de trabajo y mantenerse durante 24 horas. Esto proporciona una verificación de la capacidad de carga máxima del pilote, así como la mano de obra involucrada en la formación del pilote.

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