Pilotes de gran diámetro para puentes en Chile

Pilotes de gran diámetro para fundación de puentes en Chile

3 Experiencias en Chile: A mediados de la década de los 80: cajones neumáticos - Desventaja: rendimientos, difíciles condiciones de trabajo y altos riesgos de accidentes (sobre todo en el caso de los cajones neumáticos). Además, generalmente, los cajones se bajaban mediante “air lift” (“mamut” en la jerga nacional), lo cuál soltaba el terreno inmediatamente bajo la fundación del cajón.

Fines de los 80 y los 90: fueron aumentados, diámetros y profundidades

Evolución de la metodología de ejecución de pilotes en Chile:

Los primeros son equipos de Benoto, una máquina hidráulica, propulsada con motor diésel, sobre patines (no orugas) móviles mediante cilindros hidráulicos, para poder desplazarse en plataformas de mala calidad. El equipo poseía una morsa osciladora hidráulica, que permitía introducir una camisa metálica aplicando torque y empuje, mientras se excavaba el suelo en el interior mediante una cuchara bivalva, accionada por cabrestantes (“winches”) montados en la base de la máquina. La máquina poseía una torre sobre la cuál se montaban las poleas y una guía para la camisa. Este tipo de equipo era lento, pero eficaz. Era posible utilizar trépano (cincel) accionado por el cabrestante de caída libre, para demoler clastos, bolones o roca.

Segunda generación: consistían en morsas osciladoras montadas en grúas sobre orugas con cabrestantes de caída libre, consistía en la utilización de grúas como máquinas base, que posibilitaban una mayor movilidad y versatilidad en la obra

96: pilotes de 1,5 en autopista Talca-Chillán, Pilote-Pilote al utilizar pilotes de diámetros mayores, es posible continuarlos hasta la viga cabezal transversal de apoyo de las vigas longitudinales del puente

-Perforación rotativa para pilotes: se clasifican por tamaño, torques de 140 kNm a 390 kNm - una máquina base con motor diésel, sobre orugas, que es prácticamente una máquina de base de grúa o excavadora, § un mástil, § una barra telescópica “Kelly”, § un cabezal de rotación hidráulico, § cabrestantes o “winches” hidráulicos: uno principal y uno auxiliar, § morsa osciladora (opcional), § herramientas de perforación rotativas de distinto tipo (baldes, hélices, “core barrel”, hélices progresivas, etc)/ Diversas metodologías: - perforación rotativa con camisas recuperables, § perforación rotativa bajo fluidos estabilizantes (lodos bentoníticos o polímeros), § hélice continua (CFA)/ Primeros puentes: Llacolén en Concepción 89 y 99 1,5 diámetros de cepas / Actualidad: 1,5 m de diámetro

Diametro max en pilotes con camisa recuperable: 2,00 mm / diámetro de pilotes ejecutados bajo lodos de polímeros de 2,50 mm

Viaducto Las Chilcas: Primeros de 2,00 m de diámetro primero 2013 y 2014, con rocas longitudinales hasta 8 metros.

Los equipos de pilotaje: los equipos de pilotaje integrados por grúa, morsa osciladora, cuchara y trépano, son los preferidos cuando se trata de fundar en los suelos más difíciles, con clastos, grandes bolones o empotramientos en roca, cuando la resistencia a compresión de la roca supera los 50 MPa.

Pilotes de CFA: Pilotes de Hélice Continua (CFA = Continuous Flight Auger): consisten en pilotes ejecutados mediante perforación “en una pasada” con una hélice de gran longitud (de hasta aprox. 19 m), hormigonando mediante bomba durante la extracción de la hélice e instalando la armadura de inmediato en el hormigón fresco con la ayuda eventual de un vibrador. Esta tecnología tiene alta eficiencia y bajo costo, pero en Chile no ha sido aplicada en pilotes para puentes hasta ahora debido a que los diámetros disponibles son menores a los usuales (60 y 90 cm), está limitada a ciertas condiciones geotécnicas (suelos finos o mixtos sin grandes bolones o clastos) y tiene una limitación de profundidad.

Gran ventaja en rendimientos que supone el sistema, tiende a perderse en el caso de los pilotes de puentes, debido la cantidad y distribución de los mismos en la estructura. Sin embargo, es una metodología que podría ser ventajosa en casos especiales.

5 Algunos casos especiales:

Pilotes con empotramiento en roca: a) Trepano y cuchara: en rocas con resistencia a compresión hasta 150 MPa b) Herramientas de la rotación para roca (hélice progresiva y core barrel): rocas blandas y media hasta resistencia compresión hasta 100 MPa, no es recomendable utilizar herramientas de rotación de roca para casos en resistencia aprox 50 MPa.

- Sobre 150 MPa o cuando requieren rendimientos de perforación: a) Roller bit core barrel: se corta un espacio anular en roca de mayor tamaño y luego se puede usar trepano para romper el testigo interior b) Perforación de peño diámetro para combinarlo con el uso de trepano: diámetro de 150 mm

Pilotes en terrenos con napa artesiana: con una sobrepresión hidráulica positiva en el interior de la perforación. : a) Elevar la cota de la plataforma de trabajo, para que al presión de agua se un altura de 1 m de agua b) Usar extensión de la camisa metálica para que se pueda elevar el nivel del fluido del agua c) Reducir la presión artesiana mediante pozos de alivio..