Conoce las diferencias entre pilas para pilotes de cimentación

Las pilas para pilotes de cimentación son un ejemplo de cómo la ingeniería va de la mano con la optimización de recursos en la industria de la construcción, sobre todo cuando se trata de grandes edificaciones en ciudades de crecimiento exponencial.

Ya sea en centros comerciales, deportivos, departamentos en condominios, hoteles, oficinas, hospitales o centros de negocios, los cimientos son de importancia capital.

En primer lugar, un proyecto de edificación de esta naturaleza obedece a los principios de la Ingeniería geotécnica, una rama de la ingeniería geológica y civil que examina las propiedades tanto mecánicas como hidráulicas de los materiales de un entorno geológico.

En segundo término, existen dos tipos de cimentación: la superficial y la profunda. En la primera clasificación se encuentran las zapatas aisladas y corridas, losas, retículas o placas de cimentación.

Las pilas y los pilotes son aplicados en cimentaciones profundas que transmiten todas las cargas al suelo, los cuales pueden tener diferentes tipos de carga. Ante esto, resulta necesario considerar las condiciones del terreno y las cualidades estáticas y sísmicas.

Para ello se utilizan distintas técnicas de construcción de acuerdo con los requerimientos del suelo que pueden ser cohesivos (es decir, mantenerse firmes luego de un corte en una excavación). También los hay no cohesivos (los que se desplazan, desmoronan o cambian de consistencia bajo diferentes condiciones ambientales).

Dentro de estas técnicas se encuentran las pilas y los pilotes de cimentación que utilizan distintos métodos conforme a las condiciones del terreno y el diseño.

Resisten cargas axiales mayores a 500 toneladas. En algunos casos alcanzan a tolerar hasta mil toneladas de cargas horizontales e inclinadas. Brindan buena resistencia a la flexión. Es posible construirlas con o sin cabezales. El promedio de la altura de una pila es de 35 metros.

Asimismo, hay distintos métodos para construir pilas:

Son capaces de soportar cargas horizontales mayores a 500 toneladas, incluso en niveles freáticos, con buena tolerancia a la flexión, además, su construcción es amigable con su entorno en la medida rm que no produce vibraciones. Las pilas se fabrican de grava, cal, mortero y concreto armado.

A grandes rasgos, hay tres fases de ejecución de una pila:

Un elemento como este tiene la capacidad de trasladar las cargas hasta un estrato resistente del suelo, en la medida que las técnicas de cimentación convencionales resultan improcedentes o inviables tanto desde el punto de vista técnico como económico para tales edificaciones.

Los pilotes se clasifican por la forma en que distribuyen la carga de la superestructura al suelo más resistente:

- Pilotes de fricción, donde la carga se transfiere principalmente por la superficie lateral del pilote. Dicho con otras palabras, por la fricción que sus paredes generan con el suelo o esfuerzos cortantes.

- Los pilotes de punta, donde esta se amplía para transmitir la carga directamente al suelo fijo. A pesar de que a este método también se le llamaría transferencia por fricción, es mucho menor que la que transmite la punta.

Asimismo, es importante mencionar que hay distintos tipos de pilotes:

De igual manera, los pilotes se clasifican según su material de composición:

A propósito de la madera, es un material que desde tiempos remotos se ha utilizado en construcciones. Sin embargo, para las cimentaciones se ha usado con poca frecuencia, sobre todo en Rusia, Estados Unidos y el norte de Europa, donde se prestan las circunstancias de fácil suministro de este insumo para pilotes largos. A pesar de su desuso como material de construcción se sigue usando en cierto tipo de obras.

Por otra parte, hay algunos elementos estructurales llamados caissons, de gran parecido a los pilotes. Son de diámetros superiores (de hasta 80 metros), muy solicitados en edificios habitacionales y en estribos de pasos a desnivel. Los pilotes miden de 25 a 60 centímetros de diámetro. Ambos coinciden en que es posible instalarlos a grandes profundidades.

Para muchos, la utilización de pilotes es la técnica más rápida y mecanizada de cimentación. Estos elementos se usan muy frecuentemente en la construcción de puentes, muelles o marinas. Es por esto que los pilotes pueden ser una alternativa de cimentación en superficies blandas, arenosas o con mucha agua donde no es adecuada la cimentación superficial.

Normalmente los pilotes son cuadrados, aunque también hay circulares y hexagonales. Pueden ser hincados en el subsuelo con martillos de combustión, vibrohincadores o hidráulicos.

Para la construcción de pilas se perfora el subsuelo utilizando un elemento metálico que puede ser recuperable, se instala la canasta de refuerzo, y luego se vacía el hormigón fluido. Para los depósitos de arena y grava son más prácticas las pilas perforadas que hincar un pilote.

Las pilas perforadas pueden suplir o reemplazar varios pilotes porque sus dimensiones son muy grandes. Además, en el hincado de pilotes pueden generar daños a las estructuras vecinas. Las pilas generan menos ruido en las etapas constructivas. Sin embargo, pueden generar daños por la pérdida de terreno, ya que sus excavaciones son más amplias que las de los pilotes.

Las pilas brindan una gran capacidad de carga en las cimentaciones profundas y una de sus características es la sección transversal circular con armadura longitudinal y transversal, con la finalidad de lograr estabilidad del conjunto. En cambio, los pilotes son elementos estructurales con sección transversal menor, comparada con su longitud.

Dentro de sus características, las pilas necesitan siempre perforaciones previas. En contraposición, a los pilotes se les puede instalar desplazando el subsuelo.

Otra de las características de las pilas que las diferencia de manera importante de los pilotes es que no necesitan un área específica para su fabricación ni para su almacenamiento posterior. Esto hace que las pilas no requieran de juntas especiales dadas sus propiedades de resistencia por fabricación, lo que no sucede con los pilotes, que deben ser instalados por tramos.

Estas cualidades de las pilas hacen que su longitud sea variable según la profundidad de los estratos resistentes. Por esta razón los pilotes no son tan versátiles en estos casos.

Por ejemplo, las pilas presentan una longitud que va de 12 a 28 metros, con un diámetro desde 0.8 hasta 1.8 metros. Hay que agregar que el proceso de construcción de las pilas depende también de las condiciones geotécnicas, ya que hay ocasiones en que es necesario construir sobre terrenos muy blandos donde es menester utilizar botes y estabilizar paredes con lodo bentonítico.

Por ejemplo, ambas pueden ser excavadas o perforadas. De igual manera, funcionan por punta o fricción lateral.

Si se trata de una construcción que requiere pilas o pilotes, hay que tener en cuenta todos estos factores para alcanzar el éxito en un proyecto de edificación, toda vez que, independientemente de si se va a utilizar una u otra forma de cimentación, es importante mantener la calidad de los materiales y procesos. Para esto es necesario realizar pruebas con diferentes tipos de carga, ya sea estática o dinámica, para constatar la integridad de la construcción.

Y aunque las pruebas de integridad son un tema aparte, no debería soslayarse que, para una adecuada instalación de pilas para pilotes de cimentación, resulta muy recomendable asesorarse con los expertos y profesionales competentes. Ellos disponen tanto de la maquinaria como de la experiencia para aplicar las técnicas requeridas para calcular los pesos, no solo de carga, sino también de la misma estructura que sostendrán.