Pilotes - Cimentaciones.

Los pilotes de cimentación pueden ser de madera adecuada (eucaliptus, mangle, etc), hormigón reforzado o metálicos.  En los pilotes de madera debe inmunizarse la zona que esté por fuera del nivel freático con algún funguicida.  En Colombia hay experiencia de fundaciones en pilotes de madera hasta de ochenta años con buenos resultados a la fecha.  Sin embargo, con la progresiva tala de bosques y las regulaciones ecológicas, el uso de este tipo de pilotes tiende a reducirse.

Aunque son más costosos, los pilotes de hormigón dan mayor capacidad por su mayor diámetro y su durabilidad.  Los pilotes prefabricados en hormigón armado o pretensionado, son de excelente calidad.  Para cargas muy altas en subsuelo rocoso se utilizan pilotes de perfiles metálicos con revestimientos anticorrosivos,
incluso en hormigón.

La capacidad de los pilotes, sin embargo, está vinculada a la capacidad del subsuelo.  Un pilote puede trabajar de punta cuando atraviesa estratos muy blandos y se apoya en un estrato de poca compresibilidad y gran firmeza; trabaja por fricción mediante el rozamiento de la superficie del pilote y estratos cohesivos
o que ofrezcan resistencia apreciable al corte; pueden finalmente trabajar por fricción y punta, combinando las situaciones anteriores.

En la Figura 35 se indica el trabajo de un pilote apoyado en estratos de diferente calidad.  La Figura 35(a) representa el caso en el cual el pilote trabaja primordialmente de punta, tal y como se ilustra en la correspondiente gráfica de resistencia Q versus deformación d.  En la Figura 35(b) se ilustra el caso en el cual
predomina el trabajo por fricción.

FIGURA 35.  Trabajo de los pilotes apoyados en estratos de diferente calidad

El aporte de resistencias por punta o por fricción se pueden sumar siempre y cuando ambas estén referidas al mismo material, es decir, evaluadas en el mismo estrato, situación que se ilustra en la Figura 36.

FIGURA 36.  Aporte de resistencia por punta y por fricción en los pilotes

En una zona sísmica nunca se deben poner pilotes de fricción a trabajar aisladamente.  Conviene en esta caso que trabajen mancomunadamente anclados a una losa de cimentación, según se ilustra en la Figura 37.  En este evento, con el propósito de que la losa siempre esté en contacto con el suelo, los pilotes se deben diseñar a la falla y colocar menos pilotes de los que se requieren para cargar toda la estructura con un factor de seguridad de 1.  Debe procurarse que los pilotes se repartan uniformemente.

FIGURA 37.  Pilotes por fricción construidos monolíticamente con una losa de cimentación

Los pilotes hincados a percusión utilizan sistemas especiales de hinca, mediante energía dinámica suministrada por un martinete.  De acuerdo con los parámetros de hinca, se puede determinar la capacidad del pilote, mediante la aplicación de ecuaciones bien conocidas.  En arenas se puede presentar resistencia aparente a la penetración, por reacomodamiento de los granos en dirección de las líneas de compresión.  En zonas urbanas muy pobladas, el ruido de hinca limita su uso.  La longitud predeterminada de pilotes mediante el estudio de suelos pocas veces es exacta en la realidad y se hace necesario la “descabezada” de la longitud sobrante o el recalzado en hormigón fundido, con lo cual se elevan los costos.  De otro lado, una limitación importante en el diseño mismo del pilote en su longitud y peso lo que obliga a pilotes esbeltos que tienen capacidad individual limitada por lo que casi siempre se utilizan en grupo con la consecuente pérdida de capacidad de conjunto, debido a la interferencia de bulbos individuales, disminuyendo la eficiencia.

El desarrollo de equipos de construcción presenta los pilotes preexcavados mecánicamente, de muchas ventajas con relación a los hincados :  No hay ruido de hinca, la longitud es exacta y no hay desperdicio, virtualmente no hay limitación en la longitud y el diámetro, no presenta resistencia aparente en arenas.  Con todo, presentan inconvenientes en suelos arenosos saturados en los cuales se utilizan lodos bentoníticos y tubos tremmi qu aumentan los costos, son ineficientes los equipos en zonas con algún tipo de cantos rocosos y no se les mide uno a uno su capacidad por hinca.