Pilotes Perforados: Diseño, Ventajas y Aplicaciones en Ingeniería Civil

Ventajas de los Pilotes Perforados

• Ausencia de vibraciones durante el proceso constructivo.
• Posibilidad de alcanzar grandes profundidades.
• Mayor rugosidad en el fuste, lo que mejora la adherencia.
• La longitud y la armadura se fabrican a medida, optimizando materiales al no dimensionarse por manipuleo, hinca o transporte.
• Permiten diámetros mayores en comparación con otros tipos de pilotes.
• Aceptan cargas horizontales importantes sin necesidad de estar inclinados.

Desventajas de los Pilotes Perforados

• Incertidumbre inherente al proceso constructivo.
• Liberación de las tensiones del terreno circundante.
• Potencial ataque por agua o suelos agresivos antes de que el hormigón alcance su resistencia total.

Proceso Constructivo y Consideraciones Técnicas

En la ejecución de pilotes perforados, el espacio a ocupar por el pilote se libera extrayendo el suelo mediante diversas herramientas como cucharas, clapetas, barrenos o arrastre por circulación de agua. Este proceso de extracción de suelo provoca una liberación de las tensiones del terreno. A diferencia de los pilotes hincados, esto resulta en resistencias de fuste y punta generalmente menores. Existen métodos que buscan mitigar esta situación, como la restitución de tensiones al suelo mediante células de precarga.

Una ventaja significativa es la capacidad de atravesar zonas compactas que serían inaccesibles para pilotes hincados. Además, se pueden lograr pilotes de diámetros considerablemente mayores, superando los 2 metros.

Métodos de Estabilización de Paredes

La perforación puede realizarse bajo dos condiciones principales:

• Con entibación (camisa): La perforación se realiza amparada por una camisa, generalmente metálica, con espesores superiores a 3 mm. Estas camisas pueden ser recuperables a medida que avanza el hormigonado del fuste, o pueden quedar perdidas en el terreno. Durante la perforación, la camisa se va clavando de manera que su punta se mantenga siempre por debajo del nivel de excavación.
• Con barros bentoníticos: En ausencia de camisa, se recurre al efecto estabilizador de los barros bentoníticos para mantener las paredes del pozo excavado. Este método es efectivo incluso en arenas sin cohesión y bajo el nivel freático, ya que el lodo asegura la estabilidad de las paredes.

En suelos cohesivos consistentes, en ocasiones es posible realizar la excavación sin medios de contención para las paredes. En estos casos, es crucial actuar con rapidez, hormigonando el pilote inmediatamente después de finalizar la perforación.

Consideraciones Específicas para Camisas y Barros Bentoníticos

Cuando se utilizan camisas metálicas:

• En suelos granulares, por debajo del nivel freático, la punta de la camisa debe quedar al menos 30-40 cm por debajo de la excavación.
• Si los suelos son finos (limos con arenas), se debe añadir agua dentro de la camisa para generar un estado de presiones que equilibre las presiones externas, evitando roturas por sifonamiento. El nivel del agua debe mantenerse aproximadamente 1 metro por encima del nivel freático.

Cuando se utilizan barros bentoníticos:

• El efecto del lodo asegura la estabilidad de las paredes del pozo excavado.
• Los barros son desplazados por el hormigón, que tiene una densidad mayor. Se descartan los últimos centímetros contaminados hasta que el hormigón sale limpio.

Refuerzo y Hormigonado

Estos pilotes incorporan una armadura longitudinal y una helicoidal (como mínimo, hierro de Φ8 con un paso de 20 cm).

Una vez terminada la excavación, se baja la armadura y se procede al hormigonado. El hormigonado se realiza desde abajo hacia arriba a través de una tubería denominada manga. La manga se va levantando a medida que se vierte el hormigón, asegurando que su extremo permanezca siempre unos 60 cm embebido en el hormigón fresco.

Ensanchamiento de Base (Bulbo)

En ciertas condiciones del terreno, es posible realizar un ensanchamiento en la base del pilote, conocido como "bulbo". Esta técnica permite aumentar significativamente las cargas transmitidas por punta.