Micropilotes

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Micropilotes - WSDOT
Micropilotes - WSDOT

¿Qué es un micropilote? Los micropilotes empleados en cimentaciones profundas son pilotes de sección circular de pequeño diámetro, entre 80 y 300 mm, perforados “in situ”, dispuestos verticalmente o inclinados y cuyo funcionamiento se basa fundamentalmente en la transmisión de carga al terreno por rozamiento lateral entre el terreno y el mortero del micropilote.

El fundamento de los micropilotes, en gran medida, es su capacidad de sustituir a los pilotes de gran diámetro en aquellos lugares donde no pueden llegar o son antieconómicos, así como en obras de difícil acceso para las máquinas pilotadoras.

Guía para el proyecto y la ejecución de micropilotes en obras de carretera.

  • Centro de Publicaciones del Ministerio de Fomento. D.G. de Carreteras.

Tipos de micropilote

Los micropilotes, empleados en cimentaciones especiales, admiten varias clasificaciones antendiendo a distintos criterios:

Según su forma de trabajo
  • Rígidos de primer orden
  • Flotantes
  • Semi-rigidos
Según su ejecución y sistema constructivo
  • Micropilotes de hinca prefabricados
  • Prefabricados apisonados
  • Excavados o perforados

Pilotes vs. Micropilotes

Con respecto a los pilotes, los micropilotes presentan la ventaja añadida de ejecutarse con maquinaria de reducidas dimensiones que puede acceder a lugares donde las máquinas de pilotaje convencionales no pueden. Por este motivo, el micropilotaje es muy utilizados como sistema de recalce de estructuras.

Con los equipos actuales se puede realizar micropilotajes en cualquier tipo de obra, destacando micropilotes hasta de 300 mm de diámetro. Una vez efectuado el replanteo, se realiza la perforación situando la máquina justo en el centro del micropilote. Se aploma la torre o pluma y se inicia la tarea de taladrar mediante rotación.

Los micropilotes se utilizan en obra nueva cuando las condiciones del solar y del suelo así lo aconsejan. El micropilote por su método de construcción es apto para cualquier terreno independientemente de su dureza. Los equipos de perforación pueden trabajar en solares que por sus reducidas dimensiones no son accesibles a las piloteras.

El diámetro nominal del micropilote es el  que consideraremos en los cálculos, y debe ser menor o igual que el diámetro de perforación (el realmente obtenido por el útil de perforación).

Los métodos de cálculo son, básicamente empíricos.  Cómo únicamente pueden ser contrastados  por medio de pruebas de carga a escala real, las empresas de cimentaciones especiales y su experiencia siempre van un paso por delante del cálculo.

Uso de micropilotes

Dadas las reducidas dimensiones de los equipos de perforación de cimentaciones, el recalce es la solución más específica de este método de trabajo, que nos permite trabajar dentro de edificios, con un gálibo de hasta 2,20m, reparar los defectos de las cimentaciones ya existentes, pudiendo perforar las zapatas y los elementos estructurales antiguos como los muros de carga, y transmitir los esfuerzos de estas estructuras a capas profundas.

El recalce de cimentaciones con micropilotes se aplica en la mayor parte de los problemas o patologías surgidas en edificios y estructuras relacionadas con los cimientos.

Aquí tienes una interesante serie de fotografías de unas obras de rehabilitación de un edificio antiguo de Madrid donde de emplearon micropilotes para construir dos sótanos que no existían, prácticamente dejando el edificio en el aire.

Los micropilotes se clasifican, según su forma de trabajo, en: micropilotes rígidos de primer orden, micropilotes flotantes y micropilotes semi-rigidos.

Según el sistema de inyección de la lechada o mortero de cemento se establece una clasificación de micropilotes según sean inyectados en una o varias fases: IU, IR e IRS.

El terreno después del micropilotaje mejora sus características resistentes debido a la inyección de cemento a alta presión que se realiza en la ejecución de los trabajos, que rellena posibles defectos del suelo.

 

Micropilotes autoperforantes

Los micropilotes autoperforantes (o micropilotes de inyección) permiten realizar la perforación, la inyección y la instalación de la armadura en una sola operación, lo que reduce los plazos de ejecución. Esta solución presenta ventajas en terrenos blandos o disgregados, con poca resistencia a corte, y en rocas alteradas o meteorizadas.

Este tipo de micropilotes consiste en barras de acero huecas, laminadas en frío, con rosca continua exterior a izquierdas, para poder usar los métodos tradicionales de perforación a rotopercusión. Las barras se empalman por medio de manguitos de unión roscados, más resistentes que las barras que unen.

La inyección se realiza por el interior de la armadura hasta el fondo del taladro a través de una cabeza de barrido. Las cargas de la barra son transmitidas al suelo por rozamiento por medio del cuerpo de cemento perimetral.

Los micropilotes autoperforantes Titan ischebek, patentados en 1984, se instalan en obra siguiendo un mismo sistema estandarizado de perforación, inyección y de armadura sea cual sea el tipo de terreno o construcción.

Los micropilotes inyectados con lechada o mortero de cemento aseguran el contacto y la transmisión de esfuerzos entre la armadura tubular y el terreno. La inyección conforma el fuste y la punta del micropilote y protege la armadura de la corrosión.

Existen dos tipos de sistemas de inyección de micropilotes(Bustamante, 1986), según la clasificación francesa: los que se prestan a la inyección repetitiva o selectiva (IRS) y aquellos para los cuales la inyección se realiza globalmente, y más frecuentemente en una pasada, tipo IGU.

Por regla general, el modo de sellado IRS es el que confiere al anclaje la mejor resistencia y es recomendable en suelos con predominio de finos y de consistencia media-baja.

Micropilotes inyectados en una sola fase

Denominados como micropilotes de inyección única global (IU), estos micropilotes están indicados en rocas más o menos sanas, suelos cohesivos muy duros y suelos granulares.

Inyección global unificada (IGU)

La clasificación francesa incluya la inyección global unificada, que se realiza por circulación inversa. El mortero se bombea por el interior de la armadura hasta el fondo del taladro, y sube por el espacio anular que queda entre la armadura y la perforación, desplazando en su camino los posibles detritus de perforación y el agua que hubiera en el taladro. Se dispone un obturador en la parte superior para controlar que el mortero siga el camino anteriormente descrito.

Micropilotes de inyección repetitiva (IR)

Los micropilotes de inyección repetitiva (IR) son reinyectados hasta dos veces a través de tubos o circuitos con válvulas antirretorno. Se emplean generalmente en rocas blandas y fisuradas y en materiales granulares gruesos y de compacidad media.

Inyección repetitiva y selectiva (IRS)

Pertenecen al tipo IRS todos los micropilotes sellados en el suelo mediante la introducción de un doble obturador en el tubo manguito que permite formar la lechada a nivel del manguito elegido (selectividad) y de repetir la operación, en principio varias veces (repetitividad).

La inyección repetitiva y selectiva (IRS) se efectúa normalmente a través de tubos manguito separados no más de un metro y debe realizarse, generalmente, más de dos veces y en manguitos seleccionados. La inyección IRS mejora la capacidad del bulbo del anclaje al permitir realizar inyecciones de zonas concretas del mismo, controlando la presión y la admisión.

Los micropilotes son reinyectados varias veces a través de tubos-manguito desde el interior de la tubería de armadura, en toda o parte de la longitud del micropilote. Estos micropilotes permiten un mayor control de la inyección. Son indicados en suelos cohesivos (salvo los muy duros), suelos de consistencia baja o media y especialmente en suelos granulares en los que se intenta formar un bulbo.

La eficacia de las reinyecciones, en general, disminuye a medida que el terreno presenta mejores características geotécnicas.

 

Cimentacion de edificios por micropilotes

Los micropilotes son indicados cuando las capas o estratos superficiales de terreno no poseen la capacidad portante suficiente para absorber las cargas trasmitidas por la estructura del edificio.

La capacidad portante del micropilote es inferior a la de los pilotes. Se utilizan en terrenos donde no es posible la ejecución de pilotes convencionales, ya sea por dificultad en los accesos como otras causas que lo impidan.

Los micropilotes pueden ser la solucion en los siguientes casos:

  • Refuerzo de cimentaciones para la ampliación de edificios.
  • Recalce de edificios
  • Cimentaciones profundas en áreas de dimensiones reducidas con difícil acceso.
  • Refuerzo y sostenimiento de cimientos existentes para excavación de sótanos.
  • Cimentaciones profundas en terrenos no aptos para pilotes convencionales.

 

GUIA PARA EL PROYECTO Y LA EJECUCION DE MICROPILOTES EN OBRAS DE CARRETERA: INSTRUCCIONES DE CONSTRUCCION (INCLUYE CD-ROM) 
MINISTERIO DE FOMENTO

La guía para el proyecto y la ejecución de micropilotes en obras de carretera forma parte de una serie de documentos de divulgación tecnológica elaborados por la Dirección Técnica de la Dirección General de Carreteras e incluidos en una línea editorial que pretende el conocimiento y la armonización de conceptos sobre aspectos relevantes relacionados específicamente con el quehacer de los técnicos del centro directivo.

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