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Ejecución de Pilotes con Entubación Recuperable

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Se describen aquí las operaciones necesarias para la Ejecución de Pilotes de Hormigón Armado con Entubación Recuperable; se incluyen los controles en la ejecución de tareas y de los materiales empleados.

Este procedimiento se realiza perforando el terreno y colocando una camisa recuperable para contener las paredes de la perforación.

Estos trabajos abarcan todas las operaciones a efectuar desde la situación de la máquina en el punto de trabajo para cada pilote hasta la finalización del mismo.

Tareas Previas

a. Obtenido el Estudio Geotécnico, se tomarán los siguientes datos:

  1. Corte estratigráfico y nivel de la capa freática.
  2. Características mecánicas del suelo.
  3. Grado de agresividad del suelo.
  4. Profundidad proyectada para la cimentación.

b. Limpiar y nivelar la superficie de trabajo, dejando una anchura conveniente para el trabajo de la maquinaria a utilizar.

c. Se realizará una inspección de las construcciones aledañas a fin de comprobar que no haya servicios que impidan o afecten los trabajos de construcción de pilotes; si fuese necesario, se sustituirán los mismos.

Replanteo

Los trabajos de replanteo son ejecutados por un topógrafo con ayuda de una estación total a fin de obtener mayor precisión.

Los pilotes se marcan con redondos de acero corrugado con un alambre en la punta ya que estas marcas no se quitan para perforar.

Proceso Constructivo

El proceso constructivo se lleva a cabo del siguiente modo:

Trabajos de Perforación

Después de haber replanteado el pilote, se realiza la perforación del terreno excavando un pozo de igual diámetro al del pilote, en él se coloca la tubería de entubación.

  • Características de la tubería:

La entubación es recta, de acero y va hasta la parte más profunda donde llega el pilote. Este tubo de acero tiene las paredes interiores totalmente lisas.

Dicha entubación es abierta en el fondo para entubaciones recuperables o puede ser cerrada con fondo, en este último caso se trata de una entubación perdida.

Las juntas van roscadas o soldadas y deben ser impermeables para garantizar la estanqueidad del pilote.

La entubación y las juntas deben tener la resistencia adecuada para no deformarse y soportar los esfuerzos producidos por el terreno al clavar el tubo.

  • Introducción de la tubería de entubación:

Se procede situando la máquina sobre el centro del pilote aplomando el eje de la barrena y se introduce la tubería a percusión mediante collares hidráulicos amarrados firmemente a la base de la máquina.

El vaciado se lleva a cabo con cucharas bivalbas o con máquinas rotativas con barra Kelly, provistas de hélices, tríconos o cazos con cuchillas cortantes.

Se introduce la entubación en el terreno al tiempo de la excavación, siempre delante de la misma por lo menos 50 cm.

  • Consistencia del terreno:

Si el terreno donde se trabaja es muy consistente, se utiliza un trépano en el interior de la tubería, luego con la cuchara bivalba o un cazo se procede a extraer los detritus. Si el terreno es muy blando o con posibilidad de sifonamiento, debe mantenerse el nivel del agua dentro de la excavación como mínimo un metro sobre el nivel de la capa freática.

  • Limpieza del fondo:

Al llegar a la profundidad establecida para el fondo del pilote, se limpia el mismo después de decantar los sedimentos que pudieran haber quedado tras la perforación. Cuando la sedimentación del fondo supera los 5 cm. de espesor, se vierte el volumen equivalente a 15 cm. de gravilla libre de arena a fin de que el pilote logre un apoyo firme.

Colocación de las Armaduras

Se elabora la armadura del pilote fuera del sitio a pilotar, luego se empalma con solapes mínimos de 40 cm.

Cuando se utilizan cercos como armadura transversal, se efectúan los cierres mediante solape de 8 cm., como mínimo; luego se atan o sueldan en toda su longitud.

Las armaduras transversales y longitudinales deben atarse firmemente entre sí formando así una jaula con la resistencia suficiente para no deformarse durante su colocación y hormigonado.

Ya ferallada y comprobada la armadura, una grúa la levanta e introduce dentro de la excavación. Se colocan separadores y rigidizadores para asegurar la colocación y el recubrimiento mínimo requerido.

  • Recubrimiento mínimo:

Mayor o igual 60 mm para pilotes con diámetro superior a 0,6 m ó 50 mm. El recubrimiento se incrementa a 75 mm cuando se hormigona sumergido. El recubrimiento puede reducirse a 40 mm cuando se emplea un encamisado o un tubo permanente.

  • Situación de la armadura:

La armadura se suspende dentro de la entubación al comienzo del hormigonado, ya que no apoya sobre el fondo sino que queda embebida dentro del hormigón; se la deja a 20 cm del fondo de la perforación (distancia máxima) bien centrada y fijada.

Dicha armadura es soportada por camillas auxiliares de madera, quedando fuera de la excavación la longitud necesaria.

La longitud debe permitir que después del descabezado sobresalga la longitud de anclaje indicada en los planos; como mínimo debe ser de un diámetro de dicho pilote.

Hormigonado

Por lo general el hormigonado se realiza con tubería metálica uniendo sus elementos mediante rosca.

La tubería se introduce en el interior de la armadura hasta el fondo de la excavación.

El hormigonado debe realizarse de forma continua hasta superar la base de la entubación con una altura del espesor del hormigón de dos diámetros.

A medida que sube el nivel del hormigón dentro, se van retirando hacia arriba los tramos del tubo de entubación, y se continúa hasta llegar a la superficie del terreno con el hormigón, quitando así completamente la entubación.

Este procedimiento se realiza sin interrupción de manera que entre dos masas sucesivas no debe pasar tanto tiempo como para que empiece el fraguado de la primera.

El hormigón debe estar inmerso en 3 m. de hormigón fresco, como mínimo. Si se conociera exactamente el nivel de hormigón, la profundidad mínima puede ser de 2 m.

Descabezado

Terminado el pilote, debe quedar hormigonado hasta una altura superior a la final; el exceso se demuele después de haber endurecido, este trabajo se denomina descabezado del pilote.

Ese exceso de hormigón a sanear se calcula como mínimo a la mitad del diámetro (1/2 D) si la cabeza queda por encima del nivel freático, ó si fuese el caso contrario, de 1,5 del diámetro del pilote.

Si después de demolido se observa que el descabezado no ha eliminado todo el hormigón de mala calidad, se continúa demoliendo y luego se reemplaza el hormigón demolido por hormigón nuevo cuidando que logre una buena adherencia con el otro.

Luego los pilotes sobresaldrán del terreno en una longitud tal para permitir un empotramiento de 5 cm., como mínimo, en el encepado. Las armaduras tendrán esperas de longitud mínima igual al diámetro del pilote.

Pruebas de Carga

Se eligen pilotes de prueba sobre los que se realizan tests de carga y ensayos sónicos, u otras pruebas para comprobar su resistencia.

Aspectos a Tener en Cuenta

  • Es conveniente llevar un parte de obra efectuando el control de trabajos de cada pilote. En el mismo debe constar la fecha de ejecución, la longitud del pilote, el volumen del hormigón, el tipo de armadura empleada, cualquier dato relativo a la excavación y referente al terreno.
  • No se aceptarán los pilotes que, durante el hormigonado sufran movimientos y desplazamientos de sus armaduras, tanto en el caso de que asciendan o que queden sumergidas dentro del hormigón.
  • No se aceptarán los pilotes que presenten diferencias apreciables, en más o en menos, entre el volumen teórico de hormigón y el realmente empleado.

Criterios de Medición

Se mide por ml de pilote realmente ejecutado.

Control de Calidad

Los controles durante el proceso de construcción de un pilote con entubación recuperable son los siguientes:

  • Control de los Trabajos.
  • Control de los Materiales.

Veamos a continuación el Control de los Trabajos:

Replanteo

Deben comprobarse las coordenadas del eje de cada pilote, teniendo como tolerancia por desviación en planta:

  • ±150 mm control reducido
  • ±100 mm control normal
  • ±50 mm control intenso

Perforación

Durante la perforación del terreno, debe comprobarse el aplomado y situación de la barrena; controlar a la longitud y diámetro del pilote.

Tolerancias admitidas:

Aplomado de la Barrena
± 4 % L
Nivel Cabeza Pilotes
±10 mm.
Profundidad de la Perforación
+ 1 % L
Diámetro de la Perforación
+ 0,1Ø<100 mm/- 20 mm

Comprobación de Armaduras

  • Debe comprobarse el diámetro, cantidad de barras, disposición y espaciamiento entre las barras que integran la armadura a hormigonar, verificando que correspondan con lo indicado en los planos de Proyecto y planillas de despiece.
  • Comprobar si los separadores colocados son los suficientes para garantizar los recubrimientos mínimos establecidos.
  • Comprobar que las barras estén limpias, exentas de pintura, aceite, grasa, barro, desencofrante, etc., y que no presenten signos de fuerte oxidación.
  • Comprobar que las barras se encuentren convenientemente sujetas para no sufrir movimientos o desplazamientos durante el hormigonado.
  • Comprobar longitud de anclaje y solape conforme art. 66 de la EHE.

Tolerancias admitidas:

Longitud de la Armadura Longitudinal: < 90% especificada

Separación entre Cercos: >10% especificada

Longitud de Solape: > 40 cm

Recubrimiento: > 4 cm

Longitud de Anclaje: >90% especificada

Distancia al Fondo de Excavación: < 20 cm

Hormigonado

  • Durante el hormigonado debe comprobarse la altura y cuidar que no entre agua del terreno.
  • Verificar que el hormigonado se realice sin interrupciones; si así fuera, que la interrupción no exceda el tiempo de comienzo del fraguado.
  • Consistencia del hormigón, comprobar para cada pilote.
  • Verificar que los consumos del hormigón sean los calculados en el proyecto.

Longitud y Desviaciones

Deberá realizarse una comprobación geométrica controlando el empotramiento del pilote en el encepado y verificando que no se haya producido una desviación del pilote luego del descabezado del mismo.

Tolerancias admitidas

Longitud de la Armadura Longitudinal: > (1) Ø

Longitud del Pilote en el Encepado: > 5 cm

Desviación de la Cara Superior: - 60mm, + 30 mm

Resistencia del Hormigón

Se verificarán las características del hormigón y su resistencia.

A los 28 días, resistencia mínima a la compresión: N/mm2.

Controles Finales

  • Pruebas de Carga y Sondeos.

Finalizada la construcción del pilote, se controla efectuando pruebas de carga y sondeos.

  • Parte de Obra para Pilotes.

De cada pilote se llevará un control escrito donde figuren los siguientes puntos:

  1. Día y hora del inicio de los trabajos, introducción de la entubación.
  2. Profundidad a que ha llegado el taladro y la entubación.
  3. Longitud de la armadura; profundidad a la que se introduce.
  4. Profundidad del nivel freático antes del hormigonado.
  5. Consignar utilización de trépano, a la profundidad alcanzada, el peso y tiempo de uso.
  6. Consignar relación entre el Volumen del hormigón y Altura alcanzada.
  7. Fechas y horas de comienzo y fin de hormigonado.
  8. Indicar tipos de estratos perforados por el pilote.

Expresamos a continuación el Control de los Materiales:

Materiales

Los controles se realizan sobre:

a. Hormigón

b. Acero Corrugado

a. En la recepción de los materiales para la construcción del hormigón, debe comprobarse que lo solicitado coincida con lo recibido: tipo de hormigón, consistencia, tamaño de los áridos, trabajabilidad y bombeo de hormigón.

Se controlará su resistencia mediante fabricación, curado y rotura de probetas de hormigón.(Series de Probetas).

b. En la recepción del acero, debe comprobarse que lo recibido coincida con lo solicitado: tipo de acero, características generales, aspecto, verificar el lugar de destino para acopio.

Se tomarán muestras del acero corrugado en forma periódica para ensayos de sus características técnicas.(Ver Art. 90 de EHE)

Medios Necesarios

Los medios empleados son:

Materiales

Se exige una resistencia característica mínima a la compresión de 35 N/mm2

Tamaño de árido grueso no mayor a 32 mm, ó a 1/4 de la separación entre redondos longitudinales.

Dosificación del cemento mayor o igual a 350 Kg/m3.

Acero Corrugado para armaduras.

Mano de Obra

1 Maquinista para manejar equipo.

1 Encargado responsable

2 Peones para colocación de entubado y proceso de hormigonado.

2 Ferrallistas.

2 Peones.

Maquinaria

1 Máquina pilotadora completa.

1 Bomba de Hormigón

Otros Medios

1 Grupo Electrógeno

1 Pala Cargadora

1 Camión

1 Cuba de Agua

Hélices

Trépanos

Tuberías de Entubación

Collares Hidráulicos

Vibradores, con cantidad en reserva.

Martillo Picador pequeño.

Normativa y Bibliografía

EHE.- Instrucción de Hormigón Estructural.

C.C.E.- Control de Calidad en la Edificación

NTE-CPI.- Norma Tecnológicas de la Edificación. Pilotes in Situ

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   » Alberto Mengual Muñoz   »  Iñaki M.B.

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