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Un pilote de perforación rotativa es un tipo de pilote que se construye utilizando el método de perforación rotativa. Existen muchos tipos de pilotes rotativos porque diferentes tipos de suelo necesitan diferentes tipos de pilotes. A continuación se enumeran algunos pilotes de uso común.
Pilotes entubados
Los pilotes entubados implican perforar en el suelo mientras se inserta simultáneamente una tubería de acero en el agujero perforado. La tubería de acero proporciona un soporte temporal al agujero perforado mientras se crea la fundación o el pilote deseado. La tubería se deja entonces en su lugar para actuar como refuerzo del pilote. Los pilotes entubados son particularmente útiles en condiciones de suelo inestable o donde se requiere un relleno para evitar el colapso del agujero durante la perforación y la colocación del hormigón.
Pilotes de desplazamiento
Los pilotes de desplazamiento se forman desplazando el suelo circundante a medida que se crea un agujero perforado. El hormigón se coloca entonces en el suelo desplazado. Este método mejora la densidad del suelo alrededor del pilote, proporcionando una excelente capacidad de carga. Los pilotes de desplazamiento son adecuados para suelos cohesivos donde el desplazamiento del suelo puede ocurrir sin un movimiento lateral excesivo.
Pilotes de barrena continua
Los pilotes de barrena utilizan una barrena helicoidal en forma de tornillo para perforar en el suelo mientras extraen simultáneamente el suelo perforado. El proceso permite la colocación inmediata del hormigón a medida que se extrae el suelo, creando un agujero estable. Los pilotes de barrena son adecuados para diversas condiciones de suelo, incluyendo suelos cohesivos, granulares y mixtos, y son particularmente eficaces en zonas urbanas donde el control de vibraciones y ruido es una consideración importante.
Pilotes mezclados con suelo
Los pilotes mezclados con suelo se crean añadiendo cemento o un agente aglutinante mientras se mezcla mecánicamente el suelo excavado, lo que da como resultado columnas o pilotes de suelo-cemento estabilizados. Los pilotes mezclados con suelo proporcionan una buena capacidad de carga y resistencia a las cargas laterales, lo que los hace adecuados para diversas aplicaciones, incluyendo muros de contención, apuntalamiento de excavaciones y control de aguas subterráneas.
Pilotes secantes
Los pilotes secantes implican la perforación de pilotes de hormigón armado superpuestos para formar un muro continuo. Los pilotes de hormigón armado que se cruzan proporcionan soporte estructural y contención. Los pilotes secantes se utilizan a menudo en proyectos de excavación profunda donde se requiere un apuntalamiento temporal o permanente para retener el suelo circundante y evitar el movimiento del suelo.
La construcción eficaz de pilotes de cimentación depende de los parámetros y los componentes cruciales del equipo de perforación rotativa. Estos deben estar en buen estado para lograr los objetivos clave de garantizar la seguridad, soportar cargas pesadas y permitir un uso a largo plazo.
Los pilotes de cimentación realizados por el equipo de perforación rotativa utilizan a menudo rieles de guía que se colocan en ángulo, así como una jaula de acero de refuerzo. El tamaño del marco de guía está determinado por la máquina de perforación y ayuda a posicionarla, con su soporte derivado de bloques de hormigón que se colocan en una zanja. La jaula consta de barras verticales y horizontales que trabajan juntas para formar una red robusta, manteniendo el hormigón fresco en la forma que debe tener cuando se añaden las barras posteriormente. Estas dimensiones y espaciamientos de las barras se basan en los estándares de ingeniería, a menos que se especifique lo contrario para ciertos proyectos. Una grúa ayuda a mover el pilote cuidadosamente en posición vertical en el agujero que se ha perforado con la ayuda de una tubería temporal.
El diseño de la cabeza de perforación afecta tanto al tipo de suelo o roca que puede conquistar como a la forma del pilote que producirá. Diferentes suelos requieren diferentes tipos de cabezas de perforación. Por ejemplo, la arena suelta necesita una cabeza de perforación lisa, pero la roca dura requiere una con dientes para morder el material. Las formas de las cabezas de perforación varían para coincidir con las formas de los pilotes, como las barrenas de cuchara para los pilotes en forma de campana y las barrenas estándar para los pilotes cilíndricos.
El mantenimiento es muy importante tanto para la seguridad como para el buen funcionamiento de los pilotes de cimentación. Es fundamental comprobar periódicamente las máquinas de pilotes, especialmente las barrenas, las cabezas de perforación y la tubería. Almacenadas correctamente y transportadas con cuidado, las secciones de la tubería evitan que la suciedad y los residuos dañen el sistema hidráulico y el engranaje de la barrena en el interior. Mantener limpio el aceite hidráulico y los lubricantes es esencial, junto con asegurarse de que los filtros de aceite se cambian según lo previsto en los registros de uso.
Los trabajos de ingeniería de cimentación suelen requerir la perforación de pilotes rotativos. Al menos, esto es cierto para proyectos que implican cimentaciones sobre pilotes y suelos estables y profundos. A continuación se presentan algunos escenarios típicos en los que una perforación resultará útil.
Construcción de edificios sobre suelos débiles
Siempre que el suelo superficial sea débil o compresible, la cimentación sobre pilotes proporciona una base firme. En tales circunstancias, es necesario utilizar una perforación rotativa para crear agujeros profundos que se conecten a capas estables.
Construcción de puentes sobre masas de agua
Para este tipo de construcción, sólo los cajones anclados en profundidad mediante pilotes proporcionan una base segura. Estos pilotes pueden incluso extenderse hasta el fondo del agua.
Muros de contención en taludes pronunciados
Los pilotes perforados pueden servir como muros de contención en taludes pronunciados. Esto es posible si el suelo es muy inestable o se encuentra sobre material suelto.
Soporte de cargas pesadas y construcción de edificios de gran altura
Los pilotes profundos que proporcionan distribución de carga a través de apuntalamiento lateral o apuntalamiento son esenciales en las cimentaciones sobre pilotes. Soportados por pilotes rotativos, estos pilotes pueden soportar cargas pesadas de construcciones de gran altura.
Instalaciones industriales en plataformas marítimas
Las plataformas marítimas situadas en aguas profundas requieren cargas de soporte fijas. La perforación rotativa proporciona esto creando pilotes de gran diámetro que anclan la plataforma al lecho marino.
Pilotes de anclaje para taludes con riesgo de erosión
Si es probable que se produzca erosión en un talud, los pilotes de anclaje pueden proporcionar estabilidad. Alcanzan la estabilidad al introducirse en el talud utilizando una perforación rotativa.
Pozos de extracción a gran escala
En los pozos de perforación, los pozos de extracción o los sistemas geotérmicos, la perforación rotativa crea múltiples agujeros en una gran área.
Operaciones mineras en minas a cielo abierto
La perforación rotativa es esencial para la creación de agujeros verticales o inclinados en las paredes de las minas de cimentación.
A la hora de seleccionar un pilote adecuado para un proyecto de construcción entre los numerosos tipos de pilotes de perforación rotativa disponibles, hay que tener en cuenta algunos factores. Entre ellos se encuentran la formación del suelo o la roca en el lugar de construcción, la capacidad de carga necesaria para la estructura en cuestión, las dimensiones o el tamaño del pilote que sea compatible con el proyecto de construcción y su cimentación, y, por supuesto, el presupuesto y el calendario del proyecto.
Siempre se recomienda que el comprador consulte a un ingeniero especializado en geotecnia para saber exactamente qué tipo de pilote proporcionaría una base segura y estable para la estructura prevista. En tales casos, un pilote perforado con una jaula de hormigón armado sería el candidato ideal. Una vez más, dependiendo de las composiciones específicas del suelo, algunos pilotes pueden ser más adecuados para su uso en escenarios particulares; por lo tanto, se debe buscar el asesoramiento de un experto para evitar tomar una decisión equivocada.
Considerar el tipo de carga en cuestión, ya sea una carga vertical o una carga lateral, es fundamental a la hora de seleccionar un pilote. Si la carga es lateral, un pilote de fricción sería el más adecuado. Del mismo modo, si se trata de una carga vertical, un pilote recto con capacidad de carga sería suficiente.
Por último, un comprador empresarial también debe considerar el impacto ambiental del pilote en cuestión. ¿Existen métodos para reciclarlo una vez que la estructura haya sido desmantelada? ¿Tendrá algún efecto adverso sobre el medio ambiente de alguna forma? Estas son preguntas que un comprador debe hacerse siempre antes de realizar una compra. En proyectos en zonas con estrictas regulaciones ambientales, deben priorizarse los pilotes sostenibles.
P1. ¿Hay alguna restricción en los diámetros de los pilotes para la perforación rotativa?
A1. Sí, en general hay restricciones en el diámetro de los pilotes que se pueden perforar utilizando la técnica rotativa. La perforación rotativa es más eficiente para crear pilotes muy anchos que otros métodos, pero hay un límite en la anchura que puede tener la cabeza de perforación y en el tamaño del equipo de perforación.
P2. ¿Qué profundidad pueden alcanzar los pilotes que se perforan mediante el método rotativo?
A2. No hay un límite teórico en la profundidad a la que se pueden perforar los pilotes utilizando la perforación rotativa. Sin embargo, la profundidad del pilote puede estar limitada por la capacidad del equipo de perforación, la disponibilidad de fluido de perforación y las condiciones geológicas.
P3. ¿Cuál es la diferencia entre la perforación con barrena continua (CFA) y la perforación rotativa?
A3. El método CFA produce pilotes sin utilizar un soporte de hormigón o lechada. A veces, esto puede ser una ventaja, pero el CFA funciona mejor para pilotes más pequeños. La perforación rotativa utiliza un soporte para estabilizar el agujero mientras se perfora. La perforación rotativa es más adecuada para agujeros de muy gran diámetro.
P4. ¿Cuáles son algunos de los retos asociados a la perforación rotativa?
A4. El reto petrolero es seleccionar la broca de perforación adecuada para el tipo de suelo o roca que se va a penetrar. Otro reto es estabilizar el agujero perforado para que el material no se derrumbe en él antes de que se forme el pilote.
