IntroducciónEs evidente que para que una estructura ofrezca una seguridad y comportamiento razonable ha de contar con una cimentación adecuada. Aunque la cimentación es algo que no llama la atención y para inadvertida por los usuarios de la estructura, la organización de sus elementos básicos y el estudio de cada una de sus partes suele a veces exigir del ingeniero o proyectista la mayor destreza y el mejor criterio del que normalmente necesita para redactar el proyecto. La construcción de una cimentación es, a veces, el trabajo más difícil de todos los que se presentan al realizar una obra. La responsabilidad del buen funcionamiento de una cimentación recae sobre el que la estudia y proyecta. El constructor podrá tener problemas para realizar lo que figura en los planos y especificaciones pero no es responsable del mal criterio que se haya seguido para concebir y diseñar el proyecto. También los que proyectan la estructura y deben tomar las decisiones vitales han de enfrentase a problemas complejos. La naturaleza ha dispuesto los materiales en el sitio en que se encuentran en una forma caprichosa, y es difícil averiguar cuál será el comportamiento de estos materiales cuando sean sometidos a la acción de las cargas; las aguas pueden arrastrar el terreno o inundar la estructura, las masas se hielo o los vendavales pueden ejercer presiones de magnitud desconocida; las heladas pueden dar origen a levantamientos y hundimientos. Igualmente la intervención de la mano del hombre puede agravar las dificultades y así es posible topar con una barcaza hundida o con un montón de escombros enterrados bajo el fango o la arena, con una vieja alcantarilla que atraviesa el lugar de ubicación bajo la superficie del terreno, o bien encontrarse con que una parte del terreno está formado por materiales de relleno dudoso, tales como antiguos lechos de ramajes o de materiales flexibles. También puede añadirse que a menudo parece como si los que van a ser propietarios estuvieran resueltos a construir estructuras demás importancia en los sitios más inoportunos y además con una sume de dinero excesivamente escasa. PILAS DE CIMENTACION Las pilas son elementos de cimentación profunda con secciones mayores que la del los pilotes, las cuales también transmites al subsuelo las cargas provenientes de una estructura y de la misma cimentación con el propósito de lograr la estabilidad del conjunto. Las pilas se fabrican directamente en el subsuelo por los que se les conoce como elementos fabricados in situ- cuando los esfuerzos que se transmitirán al subsuelo son exclusivamente de compresión, las pilas pueden fabricarse prácticamente de cualquier material que tenga la resistencia requerida los cuales deben de ser estables durante la vida útil de la estructura que soportarán, siendo los mas utilizados la grava, la cal, el mortero, y el concreto premezclado. Las características de los estratos del subsuelo, así como las condiciones del agua subterránea, definirán el material que deberá emplearse para la fabricación de las pilas. Cuando los esfuerzos que se transmitirán al subsuelo son de compresión y de tensión, las pilas por lo general se fabrican utilizando concreto premezclado reforzado con varilla de acero corrugadas, tubo metálico o perfiles estructurales, siendo el perfil “H”, es la común. El acero de refuerzo puede ser especificado también como una combinación de los mencionados anteriormente , y no necesariamente debe ser de la longitud de la pila cuando el acero exclusivamente absorberá los esfuerzos de tensión; en las condiciones anteriores, el anclaje del acero de refuerzo en el concreto se especifica generalmente en el tercio superior de la longitud total de la pila, ya que no se lograra mayor capacidad de tensión al rebasar la longitud de adherencia del acero con el concreto. PILAS: Las pilas son elementos de cimentación profunda con secciones mayores que la dellos pilotes, las cuales también transmites al subsuelo las cargas provenientes de unaestructura y de la misma cimentación con el propósito de lograr la estabilidad delconjunto CARCTERISTICAS: Las pilas se fabrican directamente en el subsuelo por los que se les conocecomo elementos fabricados in situ •Las pilas pueden fabricarse prácticamente de cualquier material, siendo losmás utilizados la grava, la cal, el mortero, y el concreto armado. Siendo lascaracterísticas de los estratos del subsuelo, así como las condiciones delagua subterránea, definirán el material que deberá emplearse para lafabricación de las pilas. •La sección utilizada con mayor frecuencia es la circular, cuyo diámetro nodebe de ser menor a 60cm pudiendo llegarse a especificar un diámetrohasta de 300cm •Existen pilas que se diseñan con secciones rectangulares, “T” y “H Ademadas con: lodos bentoníticos Polímeros Ademe metálico USOS Y APLICACION: •Construcción de muros pantalla. •La estabilidad del puente,excavados a profundidades considerables quepuedan aguantar mayor número de cargas y nos permitan distanciar losapoyos del puente •La maquinaria para su construcción ha de ser de mayor volumen paraconseguirlos rendimientos adecuado VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL USO DE PILOTES Y PILAS: Las ventajas y desventajas más importantes que se tienen al resolver una cimentaciónprofunda a base de pilas, con respecto a una solución a base de pilotes son lassiguientes: Ventajas: •considerando que las pilas son elementos fabricados in situ, no requieren deárea adicional para una planta de fabricación y para su almacenamiento comoelementos terminados. •Las pilas no están expuestas a sufrir daños estructurales ya que no se requierede que sean maniobradas y golpeadas para su instalación como sucede conlos pilotes. • los decibeles generados durante la instalación de una pila son muy inferiores,a los que se generan al instalar un pilote prefabricado. • la longitud de las pilas puede ser variable dependiendo de la profundidad delos estratos resistentes, pudiendo hacerse los ajustes correspondientesprácticamente en forma inmediata, lo cual no están versátil en el caso de lospilotes ya que estos son prefabricados la fabricación de las pilas siempre es monolítica y no requiere de juntasespeciales, como sucede en algunos pilotes que son instalados en tramos. •las pilas pueden ser instaladas en subsuelos con presencia de gravas yboletos, aplicando el procedimiento adecuado que permita la estabilización dela pared de las perforaciones, lo cual no es posible llevar a cabo paracimentaciones a base de pilotes, ya que el diámetro de las perforaciones esinferior a 1.20m (4ft), dimensión que permite la extracción de los obstáculos. • la capacidad de carga de las pi las es mayor que la de los pilotes, debiéndosesin embargo considerar el efecto de escala Desventajas: •las pilas requieren siempre de perforaciones previas, mientras que los pilotesen ocasiones pueden ser instalados desplazando el subsuelo. • cuando existen estratos de subsuelo sin consistencia, no es posible realizar laconstrucción de pilas con calidad, ya que su sección puede llegar adeformarse, lo cual no sucede con un elemento prefabricado; se puederesolver este problema con tubería metálica perdida, lo cual origina unincremento en el costo. •en la fabricación de pilas es necesario siempre garantizar que en el desplantede las excavaciones no existan material suelto. •Los cambios de presión del agua subterránea pueden cercenar el fuste de laspilas durante su fabricación, cuando se utilizan además metálicos recuperablesy no son retirados adecuadamente. • el procedimiento constructivo de las pilas sobre agua se complica, al tener queevitar el vaivén de la plataforma flotante donde se apoya el equipo deconstrucción, así como tener que aislar el cuerpo de la pila en la zona dondeno existen suelo que lo confine. • el sistema de ademado de las perforaciones requiere mayor control que en elcaso de los pilotes, ya que de este depende en forma importante la calidad delas pilas PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO PARA PILAS DE CIMENTACIÓN 1.- TRAZO.- Se deberán trazar los puntos de perforación de cada pila y 4 referencias separadas 1 m del centro. Es conveniente usar aparatos topográficos tipo estación total. 2.- PERFORACION.- Se procederá a perforar ya localizados los centros de las pilas. Checando el diámetro de la broca y el tipo de pila a construir. Es importante ir revisando el tipo de suelo que se esta perforando y estar seguros de evitar al máximo los caídos o formaciones de oquedades; si se llegaran a presentar, se deberá perforar mas lentamente para evitar caídos; Cuando se lleguen a formar o se vea que esto puede ocurrir, se deberá colocar ademe metálico recuperable, colocándolo solamente en los estratos que presentan este problema. En todo caso es conveniente comparar que representa mayor costo, si el uso de ademe o el volumen de concreto que rellene los huecos presentados. Si aparece agua en las perforaciones, se debe buscar el desalojarla, posiblemente durante la perforación pueda bajar el nivel de la misma, por lo que se deberá colar INMEDIATAMENTE. Si la altura del agua es poca (de 0.50 a 1.00 m) se recomienda colocar un saco de cemento y colar la mas pronto posible. Para niveles mayores de 2.00 m de agua, es conveniente el uso de tubería tipo “Tremie” sellada (o sea la tubería de acero). En caso de que la pila lleve campana, esta se hará al final, es decir cuando se llegue a la profundidad marcada para la pila; se cambia la broca por un bote campanero que es una herramienta que al introducirla en la pila y llegar al fondo se activan unas extensiones laterales que van raspando la pared de la pila hasta abrir la campana al diámetro requerido. 3.- COLOCACIÓN DEL ACERO.- Es importante revisar con cuidado el armado de los castillos que llevaran cada tipo de pila; checando el número de varillas, diámetro de los armados y separación de estribos PROCESO CONSTRUCTIVO: El procedimiento constructivo es similar a los de los pilotes. El último método consiste en excavar las pilas con máquinas perforadoras provistas con barrenos. Estas excavan hasta lugares donde el suelo lo permita sin derrumbarse Cuando se alcanza la profundidad necesaria o se llega a un estrato cohesivo, se detiene la excavación y se inserta un tubo llamado camisa (o ademe). Este tubo permite seguir excavando y evitar que el suelo se derrumbe dentro de la excavación. Se introduce el refuerzo, Por último se funde el concreto recordando retirar la camisa. Colocación del hormigón: vaciado continúo uso de tremie (por agua y altura de caída). -Descabece: La demolición de la parte superior de las pilas y pilotes, para integrarlos –generalmente mediante un cabezal- al resto de la estructura o de la cimentación. Para ello, se ha utilizado comúnmente equipo neumático (pistolas de aire comprimido).