Pilotes: Habituales y experimentales

Ver definición de pilotes

Pilotes de madera:
Conviene aclarar que las cargas probables de diseño, están en función del material con el cual se construya el pilote. No debe usarse pilotes de madera, para cargas mayores de 250 kN por pilote. No se recomienda el empleo de pilotes de madera en suelos que no contengan agua, y siempre se debe de tener precaución de cortar el pilote a 0,30m por debajo del nivel del manto freático.

Pilotes de Hormigón: Para el caso de pilotes de hormigón debe tenerse presente reforzar la longitud de 1 a 2 m del pilote (dependiendo de su longitud total), tanto en la punta como en la cabeza, con un zunchado especial de acero (helicoidal), usándose en la zona de la punta aceros de ¼” como mínimo, con paso 0,05 como máximo. Este refuerzo especial ayudará a resistir los esfuerzos producidos por los impactos durante la hinca de los pilotes.
Cargas admisibles en pilotes de Hormigón.
De 24 a 35 kg por cm2 de área de hormigón, más 420 a 530 kg por cm2 de área de acero de refuerzo longitudinal, por tanto un pilote de hormigón de aproximadamente 0,3 x 03m, con su acero adecuado puede resistir hasta 500 kN

Pilotes Prefabricados:
Armadura Longitudinal: Las armaduras longitudinales de un pilote de sección cuadrada se compone de cuatro barras del mismo diámetro, situadas en los ángulos de la sección, en el caso de pilotes de gran sección, se incrementa con cuatro barras suplementarias, situadas en el centro de las lados. Para pilote octogonal, las armaduras están formadas por ocho barras del mismo diámetro, situadas en los ángulos de la sección.
Para pilotes muy largos, se pueden emplear empalmes sin ganchos con las condiciones siguientes:
- Evitar situar todos los empalmes en la misma sección
- Evitar el empalme a una distancia de la cabeza igual a 10 veces el lado
- Dar a los empalmes una longitud igual a 50 diámetros de la barra.

Las armaduras longitudinales deben calcularse de forma que el pilote pueda además de resistir las fuerzas estáticas propias de la construcción, transportarse y puesta en obra. Para disminuir los esfuerzo producidos en el transporte se aumenta el número de puntos de suspensión.
El porcentaje de las armaduras longitudinales varia del 1 al 3 % (los reglamentos americanos recomiendan un 2% de la media). Para evitar el pandeo los aceros longitudinales, deben acogerse de diámetros grandes (16,20, 25, 32mm). La regla empírica siguiente establece la relación entre la longitud y el diámetro de la barra:
D = 0.0015*L a 0.002*L

Nuevos materiales
Pilotes de fibra de vidrio
Se trata de pilotes tubulares compuestos, fabricados en una coraza cilíndrica de materiales reforzados con fibra de vidrio de alta resistencia. Opcionalmente, la superficie exterior de la coraza puede cubrirse con acrílico vulcanizado, que provee una protección adicional contra la abrasión, rayos ultravioleta y químicos. La superficie interior está texturizada para formar buena adherencia con el material de relleno, generalmente concreto, que se coloca después del hincado. El pilote resultante tiene aproximadamente la misma rigidez que un pilote de madera, pero es 4 veces más resistente y absorbe 15 veces más energía, con la durabilidad del plástico.

Para el hincado, se pueden utilizar equipos estándar, incluyendo martillos diesel, vibrohincadores y martillos de caída libre. El pilote se puede instalar con fondo abierto o con diversas zapatas inferiores. Se producen en diámetros
entre 18 y 72 pulgadas.

Su uso más común es para estructuras marinas que auxilian el atraque de embarcaciones, como diques de alba, aunque también son utilizados en muelles. Además, existe gran variedad de cabezales de fibra de vidrio, que complementan estos pilotes.

Tablestaca SuperLoc
SuperLoc es una tablestaca de polímero reforzado con fibras (FRP, por sus siglas en inglés), fabricado por pultrusión.
El material resiste impactos, deformación a largo plazo (creep), rayos ultravioleta e intemperismo mejor que las tablestacas de PVC. Su instalación es similar a las tablestacas metálicas.

Se presentan diversas aplicaciones, utilizando materiales y procesos –conocidos en otras áreas-, que resultan en innovaciones dentro del ámbito de las cimentaciones profundas.

Pilotes térmicos
En Europa Central la temperatura del suelo a una profundidad entre 10 y 20 m oscila alrededor de 11 a 12 °C. En los estratos de suelo superiores, la temperatura dependerá de las condiciones climáticas. Anualmente, cada metro cuadrado de la superficie del suelo es irradiada por aproximadamente 1100 kW de energía solar. En los estratos inferiores, predomina la influencia geotérmica, causando un incremento de temperatura de la masa del suelo de alrededor de 1 °C
por cada 33 m de profundidad. La idea básica es extraer energía térmica del suelo a través de la cimentación profunda (pilas, o muros milán) y proveer los sistemas apropiados que permitan que sea utilizada en las edificaciones.

De la misma manera, este principio puede ser utilizado para enfriamiento, disipando el exceso de calor dentro del suelo. Partiendo de la base de que las condiciones del suelo lo permitan, esto significaría que se puede almacenar energía para enfriamiento y calefacción de acuerdo a la estación del año.

Económicamente, se hace muy interesante el aprovechamiento de las perforaciones de pilotes de cimentación para realizar este tipo de instalación descrita, dando como resultado cimentaciones profundas que se ha venido a llamar “cimentaciones termoactivas” o “pilotes energéticos”, donde la sonda se introduce junto a la armadura del pilote, con el ahorro importante de no tener que realizar perforaciones específicas para el aprovechamiento geotérmico.

En Alemania se han instalado sistemas de ese tipo desde hace 20 años en pilas y muros milán, desarrollándose la tecnología para implementarlo (DFI, 2004). Las condiciones de diseño involucran las propiedades de conductividad térmica del suelo estratificado, la geometría de la cimentación y la distribución en planta de los elementos.

Pilotes centrifugados
Denominados PHC (abreviatura en inglés de pretensioned spun high strength concrete pile), que son pilotes presforzados y centrifugados. Debido a la alta velocidad angular de la cimbra, el hormigón en el interior está sometido a una fuerza
centrífuga que distribuye uniformemente el hormigón a lo largo de la cara interna del molde.

El proceso de centrifugado ordena los agregados de acuerdo con su densidad; de esta manera, la grava y la arena tienden a colocarse en la parte externa del molde, mientras que los finos y el agua, se ubican en la cara interna del molde. En este proceso se debe controlar el tiempo de rotación, para evitar la segregación del hormigón.

Pilotes Soilex

El pilote soilex utiliza una bolsa expandible, en el fondo del pilote, que funciona como una ampliación de la base. La bolsa se desarrolló en Suecia en los 1980´s y consiste de un paquete de lámina metálica, que puede expandir después de instalar el pilote, inyectando concreto o mortero. De esta manera, se forma un bulbo, 5 a 10 veces más grande que el diámetro original. Dado que es capaz de tomar esfuerzos de compresión y tensión, se puede utilizar como pilote
de punta, o como ancla.
La instalación puede llevarse a cabo con métodos convencionales –perforado, vibrohincado, hincado a golpes o con gatos. Tomando en cuenta que puede instalarse con equipo ligero, constituye una alternativa viable para la recimentación de estructuras.