El pilote es un cilindro muy largo que está hecho de un material muy fuerte como por ejemplo el concreto. Estos elementos de la construcción se entierran en el terreno con el uso de distintos métodos con el fin de soportar diferentes tipos de estructuras que se construyen encima de ellos.

¿Para qué se utiliza la cimentación con pilotes?

En el momento que se realiza una excavación para ejecutar una obra, se pueden encontrar diversas dificultades en el terreno antes de encontrar el estrato firme o resistente en donde se va a ubicar la cimentación con pilotes que posteriormente va a sostener la estructura. La cimentación con pilotes se utiliza para apoyar una carga que se encuentra aislada sobre un terreno que cuenta con condiciones bajas de firmeza, o que presenta dificultades de acceso.

¿Qué solución brindan los pilotajes en las construcciones?

Con el animo de solucionar las dificultades que se presentan a la hora de cimentar se utilizan los pilotes. Estos son elementos de la construcción que se encuentran ubicados en la categoría de las cimentaciones profundas y semiprofundas, se encargan de facilitar la transmisión de la carga de una infraestructura o superestructura a través de los estratos que cuentan con características inconsistentes o flojas, hasta que llegan a los estratos que se ubican a una profundidad mayor, pero que cuentan con una gran capacidad portante. Gracias a los pilotes las estructuras encuentran estratos más firmes que les ayuda a soportan las cargas y les brindan más seguridad.

Tipos de pilotes

Existen diferentes tipos de pilotes para diferentes tipos de construcciones entre los más utilizados se encuentran los pilotes prefabricados, los pilotes de concreto, los pilotes hincados y los pilotes in situ. a continuación los describiremos con más detalle.

Pilotes prefabricados

Este tipo de pilote está categorizado en las cimentaciones profundas, también son conocidos con el nombre de pilotes premoldeados; su construcción se realiza en muchas ocasiones utilizando el hormigón armado ordinario o con hormigón pretensado, en otras ocasiones los pilotes prefabricados pueden estar hechos de madera, acero y concreto.

Características de los pilotes prefabricados

Por lo general estos pilotes tienen una sección cuadrada y cuenta dimensiones que en la mayoría de los casos son de 30 cm. X 30 cm. ó 45 cm. x 45 cm. existen situaciones especiales en donde las construcciones requieren de pilotes hexagonales.

Pilotes de concreto

Los pilotes de concreto prefabricado o pretensados se caracterizan por ser uno de los pilotes que más se utilizan en las construcciones. Esto se debe a que este tipo de pilote tiene un costo considerable, cuenta con longitudes que se pueden personalizar para tus proyectos y están disponibles en poco tiempo.

El precio de los pilotes prefabricados de concreto puede tener variaciones dependiendo de las dimensiones, las cargas de diseño y la longitud con que se deba realizar; este pilote con seguridad va a soportar las cargas necesarias sin desperdiciar materiales y tiempo que son tan costosos en nuestro trabajo.

Pilotes hincados

Los pilotes hincados son utilizados para apoyar puntualmente cimentaciones ya sea de edificios o edificaciones que se encuentran sobre terrenos que carecen de capacidad portante. Los pilotes son hincados en el terreno, utilizando máquinas especiales para este trabajo, hasta que alcanzan un estrato lo suficientemente fuerte o con gran capacidad portante.

Características de los pilotes hincados

El proceso constructivo de los pilotes hincados se caracteriza por realizarlos con una armadura en su interior y exterior con forma de espiral con el fin de que soporte las tracciones transversales que se generan al momento de hincarlo; este tipo de pilote también se construye con concreto pretensado. Por lo general la cabeza de este pilote es plana para soportar los golpes de la máquina y el pie tiene forma de punta para que pueda perforar el terreno con más facilidad.

Pilotes in situ

Los pilotes in situ tienen un método constructivo que se realiza con una excavación previa del terreno donde se va a instalar el pilote, aunque existen otros métodos como el desplazamiento del terreno o con la técnica mixta, es decir, desplazamiento parcial del terreno y excavación. Según la forma como se ejecuta el vaciado se puede distinguir el uno del otro.

El pilote de extracción se realiza extrayendo el terreno, por otro lado, los pilotes de desplazamiento se realizan compactándolo, aclaramos que en ambos casos se utilizan diferentes técnicas con el fin de mantener estables las paredes de la excavación.

Tipos de pilotes hormigonados in situ

Existen diferentes tipos de pilotes hormigonados in situ entre estos están los pilotes de desplazamiento con azuche, los pilotes de desplazamiento con tapón de gravas, los pilotes de extracción con entubación recuperable, los pilotes de extracción con camisa perdida, los pilotes de extracción sin entubación con lodos tixotrópicos, los pilotes barrenados, y los pilotes barrenados sin entubación.

Pilotes de fricción

El nombre de este pilote se debe a que la mayoría de la resistencia con la que cuenta se debe a la fricción superficial que realiza. A pesar de esto, el termino pilote de fricción no es el más apropiado para este tipo de pilote, aunque este nombre es muy utilizado en las asociaciones técnicas; en los tipos de suelos arcillosos, la resistencia que se le aplica a la carga también se origina gracias a la adhesión. A continuación, explicaremos con más detalle dos tipos de situaciones que se pueden presentar con este pilote estas son los pilotes de fricción flotantes y los pilotes de fricción por compactación.

Pilotes de fricción flotantes

Estos son los encargados de transmitir cargas a suelos que cuentan con espesores relativamente blandos por medio de la fricción que se desarrolla sobre la superficie lateral de los pilotes y también, a lo largo de su longitud. Este pilote se usa en el momento que las profundidades que se pueden alcanzar no cuentan con estratos con una capacidad portante considerable.

Pilote de fricción por compactación

Este pilote se encarga de compactar los tipos de suelos granulares haciendo que su compacidad sea mayor y, gracias a esto, aumente su capacidad de carga por fricción. También pueden soportar cargas significativas por medio de la punta.

Capacidad de un pilote de fricción

La capacidad de este tipo de pilote depende de las características con las que cuente el material que está rodeando al pilote. Por esto, es una regla general, que la resistencia de la estructura del pilote de fricción que se encuentra cargado de forma axial no es el que gobierna un proyecto. Si el pilote de fricción cuanta con lados paralelos, la carga que soporta el pilote se transmitirá hasta el suelo de forma exclusiva por corte.

En el caso de que el pilote cuente con conicidad, una parte de la carga se transmitirá por apoyo directo, pero aun así la mayor parte de la carga se transmite por corte. Si el pilote se hinca en un suelo que cuente con arcilla blanda, la fuerza cortante se originará de forma principal por la adherencia. La diferencia en la capacidad portante que se encuentra entre los pilotes cónicos y los acostados paralelos es relativamente baja. A pesar de esto, en los suelos que se caracterizan por tener una resistencia de fricción considerable, como los limos, las arenas y las arcillas que cuenten con aire, el efecto de cuña que se presenta en un pilote cónico aumenta su resistencia cortante al debido esfuerzo y también, aumenta su presión lateral. En conclusión, el pilote cónico puede brindar varias ventajas cuando se presentan estas circunstancias.  

Longitud que deben tener los pilotes de fricción

La longitud que deben tener estos pilotes dependerá de la resistencia cortante con la que cuente el suelo, la carga que se aplicará y de igual forma el tamaño del pilote. Para identificar la longitud que necesita el pilote, los ingenieros deben conocer muy bien cómo es la interacción del pilote con el suelo, deben contar con muy buen juicio y una gran experiencia en este tipo de trabajos.

¿De qué están hechos los pilotes?

Los pilotes por lo general se realizan o se construyen con acero, concreto, madera y hormigón. A continuación, te explicaremos un poco más cada uno de estos materiales y cómo se utiliza en la realización de los pilotes.

Pilotes de madera

En las construcciones antiguas se utilizaron pilotes de madera con el fin de sostener edificios que se construían en áreas que contaban con suelos débiles. En la actualidad aún son utilizados los pilotes de madera para la construcción de muelles.  Para hacer un pilote de madera es importante conseguir un árbol con un tronco muy recto más o menos con una medida de 20 metros, es importante que tengas en cuenta que los pilotes de madera no se pueden poner uno detrás del otro para conseguir la profundidad necesaria de un proyecto. La ciudad de Venecia en Italia es muy reconocida por estar construida sobre el agua y se encuentra sostenida por pilotes de madera.

Pilotes de concreto

Los pilotes de concreto son fabricados teniendo en cuenta el nivel que tiene el suelo donde se van a hincar, luego de su fabricación se clavan por medio del martilleo, en otras ocasiones también se pueden hincar utilizando máquinas especializadas que utilizan la presión para ejecutar esta tarea .

Pilotes de acero

Este tipo de pilote tiene la característica de soportar cargas muy pesadas, su uso puede ayudar a ahorrar tiempo en la realización de una construcción, esto se debe a que con su uso se omite el proceso de fundición en la obra. Al pilote de acero no se le suministra una capa protectora ya que esta se puede raspar durante el hincado. En las obras que cuentan con tipos de suelos corrosivos se debe utilizar los pilotes de concreto.

¿Cuáles son las partes de un pilote?

Existen diferentes tipos de pilotes como por ejemplo los pilotes prefabricados de concreto, los pilotes prefabricados de hormigón, los pilotes fundidos in situ, los pilotes de madera, etc. Todos estos tipos de pilotes comparten las mismas partes que por lo general son tres que relacionaremos a continuación.

  • Cabeza del pilote, esta parte se caracteriza por recibir los golpes sucesivos del maso en el momento de su hincado;
  • el fuste es el cuerpo del pilote; es la columna estructural que se encuentra fija a la punta y por lo general va empotrado en la cabeza y
  • la Punta que es la parte que da final al contacto permanente con el suelo y es protegida por medio de un casco metálico

Funcionamiento del pilote

Los pilotes son los encargados de transmitir, al terreno donde se encuentra construida una estructura, las cargas a estratos más fuertes que cuentan con una capacidad de carga más grande. Esto lo hacen por medio de la resistencia a la penetración o resistencia por punta o también por medio de la combinación de rozamiento lateral o resistencia por fuste. Estos dos casos dependen de las características con las que cuenta el terreno y el pilote, y la combinación más adecuada es el objeto del proyecto.

Es importante señalar que, en la mayoría de los trabajos que se encuentran relacionados con la ingeniería civil, se presentan ciertos grados de incertidumbre para determinar la capacidad final con la que va a contar un pilote. Por esta razón las investigaciones asociadas a este tema que se han estado realizando se centran en identificar métodos que faciliten controles de calidad en los pilotes a bajo costo antes de asignar las cargas. Actualmente el método que se utiliza para esta función, aunque resulta costoso, es el de practicar una prueba de carga.

Algunos de los métodos alternativos para realizar el control de calidad son el uso de la prensa hidráulica de Osterberg, las pruebas sísmicas, el análisis de ondas y la prueba de resonancia.

A pesar de esto las teorías que estiman la resistencia de punta o de fuste se caracterizan por ser empíricas. Esto quiere decir, que son el resultado de los análisis estadísticos del comportamiento que presentan algunos pilotes en diferentes circunstancias y condiciones del terreno. Por esta razón, es de gran importancia identificar el origen y las condiciones bajo las que se determina que las formulas de cálculo son válidas.

¿En qué situación se utiliza un pilote?

Los pilotes son una gran ayuda a la hora de construir un proyecto con un tamaño considerable su uso es utilizado en diferentes situaciones que te mencionaremos a continuación.

  • En el momento que se va a construir sobre un terreno que tiene una capa débil de tierra en la superficie.
  • El pilote se utiliza en el momento que una estructura tiene una carga concretada muy pesada como por ejemplo estructuras de gran altura, un tanque de agua un puente, etc.

¿Cómo se debe utilizar un pilote?

Las bases de los pilotes deben sostener una gran carga, por esto su diseño se debe realizar con mucho cuidado. El ingeniero es el encargado de estudiar el tipo de suelo donde se va a hincar esto con el ánimo de estar seguro de que el pilote no va a sobrepasar su capacidad de carga.

Zona de influencia de un pilote

Los pilotes generan una zona de influencia alrededor del suelo donde son hincados. Es importante darles el espacio necesario para que las cargas que soportan sean distribuidas entre los pilotes y el bulbo del suelo de forma uniforme y no que el peso se concentre en unas pocas áreas del terreno.

Por lo general los ingenieros agrupan los pilotes y los cubren con una tapa de pila. La tapa de pila es una capa de concreto muy gruesa, esta capa es extendida sobre un grupo pequeño de pilotes y será la base donde se construirá una columna. La carga que genera esta columna va a ser distribuida de forma uniforme entre los pilotes del grupo.

Proceso constructivo de los pilotes

Existen varios tipos de pilotes entre estos podemos encontrar los pilotes prefabricados de concreto, los pilotes fundidos in situ, los pilotes de madera, los pilotes de acero, los pilotes especiales, etc. A continuación te explicaremos cómo es el proceso constructivo de los pilotes que más se utilizan en diferentes proyectos.

Pilotes fundidos in situ

Este tipo de pilote es realizado siguiendo estos pasos.

  • Se debe martillar el suelo con un tubo de acero que cuente con una pared delgada
  • La tierra que queda dentro del tubo debe ser sacada del área
  • En el hueco que se hizo con el tubo de acero se introduce una jaula de refuerzo
  • Se funde el pilote vertiéndole hormigón fresco.

Pilotes prefabricados

Este tipo de pilote en primera instancia es moldeado al nivel del suelo donde se va a hincar luego se clava utilizando un controlador de pila o martinete. El controlador de pila es una máquina que se encarga de mantener el pilote de forma vertical y luego lo golpea hasta que queda totalmente clavado en el lugar que se necesita. Durante el hincado el pilote es cubierto con una tapa de acero para que por los golpes no se desintegre. Es decir que el controlador de pila cumple dos funciones la primera es ubicar el pilote de forma vertical para en segundo lugar golpearlo hasta que quede hincado.

Los pilotes deben ser clavados en el suelo hasta que se nieguen, esto quiere decir que cuando se niegan no pueden bajar más.

Pilotes especiales

El hincado de un pilote por lo general causa vibraciones masivas a través del suelo y suelen ser muy ruidosas. Gracias a estas características su uso es muy complicado en sectores sensibles. el uso de estos pilotes ruidosos se encuentra restringido en las áreas residenciales de muchos países. Las vibraciones pueden llegar a causar daños en la estructura de los edificios más antiguos que se encuentren cerca del lugar de hincado.

CortEquipos tiene la solución para evitar ruidos y vibraciones gracias a el uso de los micropilotes. contamos con la maquinaria para el recalce de estructuras y cimentaciones de terrenos complicados o espacios reducidos, los micropilotes que realizamos tienen diámetros de 0,10 m hasta 0,40 m y una longitud de hasta 0,60 m lineales.

Instalación del micropilote

La instalación de los micropilotes por lo general cumple cuatro pasos que describiremos a continuación.

  • El suelo se excava con el fin de realizar un agujero, este proceso se realiza con la maquina micropiloteadora que cuente con las medidas necesarias para los pilotes que necesita el proyecto;
  • luego se introduce la canastilla de acero;
  • se vierte el hormigón entre las canastillas y el espacio de tierra y
  • el pilote se cubre con una tapa de pila con el fin de preparar la construcción

Pilotes en Bogotá y Colombia 

Cortequipos es una empresa de pilotaje que opera en la ciudad de Bogotá y todo Colombia, somos especialistas en la realización de micropilotes, para esta función contamos con máquinas micropiloteadoras de pequeño tamaño con las que podemos acceder a los proyectos que no cuentan con gran tamaño. Estas máquinas las hemos diseñado con el fin de agilizar el trabajo de micropilotes que en muchas ocasiones se realizan de forma manual sin incrementar sus precios.  De igual forma también realizamos cualquier tipo de trabajo que tenga que ver con pilotes, refuerzos estructurales, cimentaciones profundas y semiprofundas.