Las Cimentaciones Profundas son un tipo de Cimentaciones que solucionan la trasmisión de cargas a los estratos aptos y resistentes del suelo. Entre estas cimentaciones se destacan: Muros Pantalla son muros verticales profundos de hormigón. Pilotes son elementos similares a los pilares, hincados a profundidad en el suelo. Micropilotes.

DEFINICIÓN GENERAL:

¿En qué casos se utilizan las Cimentaciones Profundas? 1.- Se opta por cimentaciones profundas cuando los esfuerzos transmitidos por el edificio no pueden ser distribuidos suficientemente a través de una cimentación superficial, y en la solución probable se sobrepasa la capacidad portante del suelo. 2.- Cuando el terreno tiende a sufrir grandes variaciones estacionales: por hinchamientos y retracciones. 3.- Cuando los estratos próximos al cimiento pueden provocar asientos imprevisibles y a cierta profundidad, caso que ocurre en terrenos de relleno o de baja calidad. 4.- En edificios sobre el agua. 5.- Cuando los cimientos están solicitados a tracción; tal como ocurre en edificios altos sometidos a esfuerzos por vientos, o en estructuras que necesitan elementos sometidos a tracción para lograr estabilidad, como estructuras de cables o cualquier estructura anclada al suelo.

Tipos de Cimentaciones Profundas:

Las cimentaciones profundas son las siguientes: Muros Pantalla

Sustitución

Flotación

Pilotes

MUROS PANTALLA

Los Muros Pantalla constituyen un tipo de Cimentación Profunda muy usada en edificios de altura, que actúa como un muro de contención y brinda muchas ventajas por ahorro de costos y mayor desarrollo en superficies. Es el tipo de Cimentaciones más difundida en áreas urbanas para edificios con sótanos en un predio entre medianeras, en parkings y a modo de barreras de contención de agua subterránea en túneles y carreteras.. El muro pantalla es un muro de contención que se construye antes de efectuar el vaciado de tierras, y transmite los esfuerzos al terreno. Estos elementos estructurales subterráneos se emplean también en forma temporal para la contención y retención de paredes. En las grandes ciudades, para obtener mas espacios de uso en edificios, se proyectan sótanos o subsuelos que muchas veces llegan hasta 20 metros de profundidad. Son éstas las soluciones ante los elevados costos de terrenos y la necesidad de obtener mayor superficie. A estos efectos, se trata de conseguir muros de contención del menor espesor posible conservando una buena calidad y que ofrezcan seguridad y buen diseño.

MUROS PANTALLA

Cimentación por Sustitución

Esta cimentación se realiza mediante la excavación del terreno, donde el peso del material excavado y extraído será igual o proporcional al peso de la construcción a realizar; conociendo cada una de las capas que componen dicho suelo (características del terreno) y según las características de la estructura que sustentará y las cargas que actúen sobre la misma.

Procedimiento

Se realiza la excavación hasta llegar a terreno competente y se sustituye el existente por un terreno mejorado y compactado. Esta constituye una solución válida en casos de espesores y cargas uniformes y pequeñas. Técnicamente, solo se definirán bien las características del material usado en el relleno y terraplenado, la densidad y humedad máximas (Ensayo Proctor) y espesores de material aportado. Debe realizarse un control con medidas de humedad (in situ) y densidad, y los ensayos correspondientes de placa de carga para evaluar posibles asientos y deformaciones.

Cimentaciones por Flotación

Las Cimentaciones por Flotación se basan en el Principio de Arquímedes que postula lo siguiente: Todo cuerpo sumergido en un líquido estático experimenta un empuje vertical ascendente igual al peso del volumen del liquido desalojado. Por ello, deberá preverse en este tipo de construcciones que se ejecuten perfectamente impermeables calculando la reacción al empuje ascendente vertical para evitar el hundimiento o el volteo de la estructura.

Pilotes El Pilote o sistema por pilotaje, es un tipo de cimentación profunda de tipo

puntual, que se hinca en el terreno buscando siempre el estrato resistente capaz de soportar las cargas transmitidas.

Casos en que se usan Pilotes

Cuando las cargas transmitidas por el edificio no se pueden distribuir adecuadamente en una cimentación superficial excediendo la capacidad portante del suelo. Puede darse que los estratos inmediatos a los cimientos produzcan asientos imprevistos y que el suelo resistente esté a cierta profundidad; es el caso de edificios que apoyan en terrenos de baja calidad. Cuando el terreno está sometido a grandes variaciones de temperatura por hinchamientos y retracciones producidos con arcillas expansivas. Cuando la edificación está situada sobre agua o con la capa freática muy cerca del nivel de suelo. Cuando los cimientos están sometidos a esfuerzos de tracción.

a) Las cargas no pueden transmitirse al terreno con una cimentación superficial. b) Asientos imprevisibles pero existiendo terreno profundo resistente. c) Cuando el terreno de cimentación puede sufrir grandes variaciones (retracción...) d) Estructuras sobre agua. e) Cargas inclinadas. f) Recalce de cimentaciones existentes.

Materiales Utilizados Madera

Son el tipo de pilote más antiguo, ya desde la época del Imperio Romano se utilizaban. Proporcionan una cimentación segura y económica con ciertas restricciones, su longitud está limitada por la altura de los árboles disponibles. No pueden resistir esfuerzos debidos a un fuerte hincado ya que pueden romperse fácilmente, sobre todo cuando se penetran estratos muy resistentes. .

Pilotes de concreto: Son de los más usados en la actualidad, los hay de sección circular, cuadrada y octagonal y en tamaños de 8, 10 y 12 metros. Pueden dividirse en dos categorías: colados en el lugar (in situ) y precolados. Los colados en el lugar pueden ser con o sin ademe (forro de metal). Los precolados pueden ser también preesforzados con el fin de reducir las grietas que se forman por el manejo e hincado además de que proporciona resistencia a los esfuerzos de flexión. Todos los pilotes de concreto son reforzados con acero apara evitar que sufran daños durante su transportación y colocación.

CONCRETO

Pilotes de acero: Los tubos de acero se utilizan mucho como pilotes y usualmente se llena de concreto después de hincados, y si el hincado es violento es posible utilizar perfiles I o H de acero. Estos pilotes están sujetos a corrosión, aunque el deterioro no es significativo aunque; si se hincan bajo el mar, la acción de las sales puede ser importante.

ACERO

TIPOS DE PILOTES

Los pilotes fabricados de este material se dividen en: - Pilotes Prefabricados - Pilotes vaceados In Situ

Pueden ser de concreto armado o de concreto pretensado. Los pilotes de concreto armado convencional se utilizan para trabajar a la compresión; los de concreto pretensado trabajan bien a tracción, y sirven para tablestacas y cuando deben quedar sumergidos bajo agua. Estos pilotes se clavan en el terreno por medio de golpes que efectúa un martinete o con una pala metálica equipada para hincada del pilote. Su sección suele ser cuadrada y sus dimensiones normalmente son de 30 cm. x 30 cm. ó 45 cm. x 45 cm. También se construyen con secciones hexagonales en casos especiales. Están compuestos por dos armaduras: una longitudinal con 4 diámetros de 25 mm. y otra transversal compuesta por estribos de varilla de sección 8 mm. como mínimo. La cabeza del pilote se refuerza uniendo los cercos con una separación de 5 cm. en una longitud que oscila en 1 m. La punta va reforzada con una pieza metálica especial para permitir la hinca.

Pilotes Prefabricados

Ventajas y desventajas Algunas de las desventajas que presentan los pilotes son: 1.- La dificultad de aumentar o reducir su longitud en caso de que ésta no sea bien estimada. 2.- Es difícil saber a simple vista cuando un pilote ha fallado, ya que no es necesario que el pilote desaparezca en las profundidades subterráneas ni tampoco que se rompa o doble. 3.- Si un pilote es colocado en un lugar equivocado, ya no es posible su extracción para reutilizarlo. Algunas de las ventajas en el uso de pilotes son: 1.- Resultan convenientes cuando las condiciones del suelo no son favorables para la utilización de otro tipo ce cimentaciones. 2.- Proporcionan buenas soluciones para la distribución de cargas en el subsuelo ya que pueden trabajar individualmente o en grupos de pilotes.