Micropilotes, un tipo de cimentación profunda

Se refiere a la cimentación profunda compuesta de una perforación cuyos diámetros están comprendidos entre 90 y 300 mm. Los micropilotes consisten en perforaciones ejecutadas en el terreno y armadas en su interior esencialmente por tubos o barras de acero e inyectados con lechada o mortero de cemento.

La elección entre lechada o mortero de cemento en general suele ser por cuestiones económicas, siendo menos costoso la aplicación de mortero de cemento si se prevean grandes volúmenes a inyectar.

La presión de inyección depende del objetivo a conseguir, simplemente rellenar por gravedad el espacio creado con la perforación o inyecciones de fracturación que rompen el terreno, produciendo la densificación y rigidización del terreno, creando una red estructuradora del terreno

La capacidad portante de los micropilotes depende mucho del sistema constructivo, del tipo de armadura, de la longitud e inclinación de los mismos, del terreno donde se apoya, etc. En principio no existe riesgo de pandeo, salvo en terrenos muy blandos, aunque al formarse grupos de micropilotes se mejora mucho la resistencia frente a los micropilotes aislados.

El cálculo de los micropilotes trata de calcular su longitud, la capacidad estructural, la sección, el armado y también la unión entre el micropilote y la estructura existente. La transmisión de la carga del micropilote al suelo se hace fundamentalmente por rozamiento lateral. Normalmente a causa del pequeño diámetro del pilote la transmisión en punta no se considera.

Los micropilotes tienen un amplio campo de aplicación, ya sea como cimentación de nuevas estructuras, así como en la resolución de los problemas que se plantean en edificios y estructuras como consecuencia de asientos del terreno o fallos imprevisibles de las cimentaciones. También en el caso de que las cargas de una estructura existente aumenten, o se produzcan asientos inadmisibles, es necesario recalzar las cimentaciones.

Los micropilotes son los elementos especialmente indicados para el recalce de las estructuras para transmitir fuerzas compresión o tracción al suelo.

La descripción de recalces profundos es la siguiente: recalces por transmisión de cargas a estratos más profundos, basados esencialmente en pilotajes.

Uno de los aspectos más críticos del recalce de cimentaciones con micropilotes es la necesidad de garantizar una adecuada transmisión de esfuerzos entre los micropilotes y las estructuras a recalzar. Lo anterior suele obligar a la realización de elementos estructurales que recojan los micropilotes y que se conectan con las estructuras a recalzar. La construcción de estos elementos estructurales puede llegar a ser especialmente compleja, más teniendo en cuenta que puede ser necesario realizarlos en interiores de difícil acceso.

En la fase de diseño hace falta realizar un conjunto de comprobaciones:

– Transmisión de la carga a través del micropilote al terreno, principalmente por fricción (por fuste), ya que debido al reducido tamaño de la superficie de la punta esta parte no se suele tener en cuenta.

– Capacidad portante del propio micropilote, formado por el conjunto de la sección de cemento y armadura.

– Resistencia estructural a flexión y cortante.

– Posibilidad de transmitir las cargas de la estructura al micropilote. En el caso de perforar una cimentación existente hay una interacción entre la estructura y el cemento del micropilote, básicamente por rozamiento (la tensión rasante de agotamiento). En el caso de utilizar tubos metálicos, se debería comprobar la capacidad de transmisión de cargas entre el hormigón de la estructura existente y el acero liso del tubo.

– Resistencia de la estructura existente en un nuevo contexto de puntos de apoyo.

– Comprobación de posibles asientos.

Para trabajos complicados, con incognitos sobre las características del terreno, una de las técnicas más recomendables para recalces es el sistema TITAN de la empresa Ischebeck. La figura a continuación muestra el funcionamiento de este sistema. Un sistema 3 en 1, perforar, colocar la armadura e inyectar, todo a la vez. La autoperforación con inyección simultánea de cemento sirve a la vez como fluido de lavado – barrido y, como estabilizante de la perforación del mismo modo que lo hacen los lodos tixotrópicos empleados en la perforación de pilotes o de pantallas. Bajo una presión de inyección de 5 a 10 kg/cm² la lechada de cemento se difunde y penetra entre las partículas y huecos del terreno formando una pátina o “cake”: con ayuda de la rotopercusión, la mejora del terreno circundante es considerable.

Históricamente los micropilotes se han asociado a los recalces de obras existentes, no obstante actualmente su uso es cada vez más extendido en cimentaciones de nueva construcción, en especial cuando se precise realizar una cimentación profunda que deba atravesar materiales de diversa naturaleza, y con limitaciones de espacio impuestas.

Autor: Leendert de Haan, profesor del Máster en Diseño, Construcción y Mantenimiento de Carreteras