María: No señor, es mi primer proyecto con estas características.
José: "El éxito de esta torre no se decide en el piso 16, sino 50 metros bajo tierra. Nuestra cimentación es profunda, y
realizar su correcta ejecución será tu principal responsabilidad".
Para María, que nunca había construido un pilote, esas palabras marcaron el inicio de un verdadero reto profesional.
¿Qué es un pilote preexcavado in situ?
Para que María comprendiera la magnitud del desafío, Jose dedicó una sesión para explicarle a que se iba a enfrentar y
cómo funciona el sistema de pilotes preexcavados.
José explica: “Un pilote preexcavado fundido in situ es un elemento de cimentación profunda construido mediante la
perforación previa del terreno y posterior vaciado de concreto dentro de la excavación, con armadura de acero
incorporada. Son habituales en edificios de mediana a gran altura construidos en suelos de bajas características
geomecánicas como: arcillas blandas o rellenos.”
Propósito del pilote: transferencia de cargas
Su propósito fundamental es la transferencia de cargas. Sirven para enviar el peso de una edificación hacia estratos de
suelo resistentes y profundos.
Los pilotes cumplen esta misión a través de dos mecanismos principales:
● Resistencia por punta: El pilote se apoya directamente sobre un estrato firme (como roca o grava densa), funcionando
como un puntal que sostiene el peso.
● Resistencia por fricción (fuste): El pilote aprovecha el rozamiento que se genera entre su superficie rugosa de
concreto y el suelo que lo rodea a lo largo de toda su longitud.
La decisión de trabajar por fuste, punta o combinado viene de la recomendación del geotecnista, quien especifica su
funcionamiento, rango de profundidad y diámetro.
El estudio geotécnico
A continuación, te explico de forma sencilla los trabajos fundamentales para iniciar con una cimentación de pilotes
preexcavados.
El Estudio Geotécnico:
Antes de mover un gramo de tierra, es obligatorio verificar el Estudio de Suelos. Como lo debes saber el estudio permite
determinar la estratigrafía, el nivel freático, las características geomecánicas; y te da las recomendaciones para el
diseño, el sistema constructivo y la protección de edificaciones de predios vecinos. Sin esta información, existe un
riesgo elevado de asentamientos que pueden causar grietas severas o el colapso de la estructura.
Precisión topográfica y trazado
2. Para garantizar la precisión del proyecto, debes solicitar al arquitecto el cuadro de coordenadas de los pilotes
anexo a los planos; estos deben estar coordinados con los planos estructurales cumpliendo los requerimientos definidos
en el estudio de suelos, en donde se establece diámetro, profundidad, separación, tipo de refuerzo y resistencia del
concreto. Esto elimina errores de interpretación durante la lectura manual. Antes de iniciar la localización en campo,
realiza una verificación matemática de las distancias entre dichas coordenadas y compáralas con el plano de
georreferenciación para detectar posibles equivocaciones en el diseño original.
3. En un gráfico se establece la cota de excavación, la cota del concreto y la cota de la parrilla de acuerdo con el
estudio de suelos, los planos arquitectónicos y los planos estructurales.
Preparación del sitio y recursos
4. Coloca unas guías en el terreno o puentes donde estén referenciados los ejes del edificio así podrá tener fácilmente
como ubicar y verificar la localización del pilote.
5. Identifica el centro de cada pilote con una varilla señalizada con una cinta para demarcar el pilote para facilitar
su identificación después de iniciar la excavación del pilote.
6. Realiza El Pre-hueco: excavando un pequeño agujero guía de 0.20 m de profundidad con el diámetro del pilote y se
llena de arena. Esto sirve para que el operador de la máquina localice el centro exacto fácilmente y la broca no "baile"
al iniciar.
Preparación operativa antes de la perforación
7. Coordina con el contratista el proceso constructivo y haz una
programación para establecer la cantidad de pilotes mínimos que deben ejecutar para cumplir con los tiempos.
8. Cerciórate de la llegada de la máquina a la obra (esta debe venir con los certificados de mantenimiento).
9. Verifica que los elementos necesarios para hacer el pilotaje estén listos y sean los adecuados: Brocas, baldes y trepano para realizar la excavación, estos deben ser del diámetro requerido en la obra.
10. Las parrillas de refuerzo deben estar armadas en el sitio antes de iniciar. No se puede terminar un hueco y apenas empezar a amarrar el acero, pues el pozo podría colapsar mientras se espera.
Excavación controlada y verticalidad del pilote
11. Inicia el proceso de excavación, para esto nivela la máquina de tal forma que el Kelly esté a plomo y verifique que
el centro de la broca de excavación esté en el centro del pilote. Es importante tener en cuenta que las máquinas piloteadoras pueden pesar entre 60 y 80 toneladas. Si el terreno es muy blando, la máquina podría hundirse o inclinarse,
lo que resultaría en un pilote torcido. Por lo tanto, cuando se presente esta condición debe construirse una plataforma horizontal y estable. La NSR-10 fija tolerancias de ubicación y verticalidad para pilas/pilotes.
Específicamente, la desviación en planta aceptada es hasta 10% del diámetro del pilote, y la inclinación máxima es 2% de la longitud para pilotes hasta 25 m de profundidad, y 3% si son más profundos.
Estabilización de paredes con polímeros o bentonita
12. Si el suelo es inestable al excavar deberás colocar polímeros o bentonita para qué no exista derrumbes del material
dentro de esta, consulta con el ingeniero de suelos que debes utilizar para garantizar la estabilidad de las paredes de
la excavación y qué características debe tener este material.
Si usas lodo bentonítico para sostener las paredes. Este lodo debe mezclarse y dejarse hidratar al menos 24 horas antes de usarse para que sus propiedades de densidad y
viscosidad las cuales debes chequear sean las correctas.
Verificación de profundidad e instalación de la armadura
13. Cuando esté lista la excavación se debe verificar la longitud del pilote y ajustar el pedido de concreto tremie para
la fundida del pilote.
14. Instala la armadura en el hueco evitando que éste toque el fondo de la excavación. El Título C establece
recubrimientos mínimos; típicamente, para pilotes en contacto con suelo, es 75 mm (7.5 cm). También menciona que deben
tomarse medidas si el suelo es agresivo (sulfatos, aguas ácidas) – esto está en Título A (durabilidad) y Título C (dosificación de concreto adecuada a ambiente).
Por normativa, si se encuentra recubrimiento menor en obra, se tendría
que reparar o justificar, ya que compromete la vida útil.
Verificación de asentamiento y control del vaciado tremie
15. Cuando llegue el concreto se debe verificar el asentamiento para que la tubería no se tape.
16. Verificar la longitud de los tubos e identificar cada uno de ellos, en la cartera topográfica se debe colocar la
longitud de cada uno de los tubos y definir los tubos que va a enlazar de tal forma que la caída del concreto libre no
sea mayor a 0.50 metros para evitar segregación del concreto.
17. Iniciar la fundida, verificar constantemente el primer carro a qué profundidad viene el concreto, con esto se puede
determinar el concreto necesario para el fundido total.
Cierre del vaciado, descabece y control de calidad
18. Termine de fundir el pilote y asegure que el nivel de concreto bueno esté por encima del nivel de la cimentación, la
NSR-10 recomienda colar el pilote con exceso de longitud y luego descabezar para quitar el concreto contaminado. Dejar
una longitud adicional equivalente al 90% del diámetro y posteriormente removerla cuidadosamente.
19. Calcula el porcentaje de expansión, esta nunca puede ser negativa, en caso de ser negativa debe realizar una prueba
de prueba de integridad.
20. Una vez fundidos todos los pilotes se debe realizar la excavación mecánica fundir un concreto de limpieza e iniciar
con el descabece.
21. Al iniciar el descabece se debe verificar la longitud del concreto contaminado, se debe tener especial cuidado con no deteriorar el acero de refuerzo.
Hoja de vida del pilote y trazabilidad de obra
22. Por último debes llevar un registro detallado de cada pilote, incluyendo: su localización en planta, las dimensiones perforadas, fechas de perforación y vaciado, profundidad alcanzada, espesores y tipo de estratos encontrados, y características del estrato de apoyo. Esto implica que en la bitácora diaria deben consignarse los datos de cada excavación y eventuales incidencias. Este registro facilita detectar problemas (ej. un estrato distinto al previsto) y tomar decisiones informadas durante la obra. Esto es conocido como la hoja de vida del pilote.
