Patologías en las cimentaciones actuales

A través de éste y de los siguientes post, analizaremos importantes patologías observadas en pilotes de gran diámetro, perforados y hormigonados in situ, así como afecciones en pilotes-pantalla, adoptados para incrementar de forma apreciable el momento de inercia del pilotaje en las direcciones de mayor solicitación de flexión.

Descenso y desaparición dentro del hormigón fresco de la jaula de armadura

Ocurrió durante el empleo de pilotes que se empotraban en roca. Hasta llegar al techo del empotramiento previsto se utilizaba una entubación recuperable, que por intervalos requería de la actuación de trépanos para abrir paso a la tubería antes de alcanzar el techo del substrato rocoso, donde el avance del trépano no iba seguido de revestimiento. Esto probablemente fue necesario al encontrar niveles de menor grado de descomposición por encima del techo final de la roca, seguidos de niveles más descompuestos.

Una vez colocada la armadura, la tubería se rellenaba de hormigón y, utilizando un vibrador, ésta se recuperaba. En el proceso de recuperación de la tubería hubo descensos bruscos del hormigón, pero lo más llamativo fue la ‘inmersión’ de la jaula de armadura dentro del hormigón. Esta, en teoría, no podía bajar luego de estar apoyada en la roca.

La interpretación del fenómeno fue que el hormigón, al recuperar de forma relativamente rápida la tubería, podía descender para rellenar bruscamente un hueco existente por detrás del tubo, originado por la actuación del trépano.

Este movimiento brusco de descenso podía estar acompañado de dos tipos de patología:

• Por una parte, el arrastre de cercos de la jaula de armadura. Esto ocasionaría el pandeo de las armaduras longitudinales y su desaparición bajo la superficie de la masa de hormigón.
• Por otra parte, el desalojo del agua y fango que rellenara el hueco detrás de la tubería produciría deslave y contaminación del hormigón fresco.

Respecto al primer fenómeno, se comprobó que desaparecía si los cercos, insuficientemente soldados a las armaduras principales, se sustituían por tramos de encamisado delgado, fijados por cordones de soldadura a las armaduras longitudinales. Estas uniones resistían el rozamiento del hormigón y, al eliminarse el pandeo de las barras de acero, no se producía ningún descenso visible de la jaula de armado.

Por otra parte, la segunda patología fue suficientemente puesta de manifiesto en los sondeos efectuados en varios de los pilotes. En algunos, el hormigón presentaba tales alteraciones que resultaba necesario revestir el sondeo dentro del fuste del pilote.

La manera de remediar el problema fue la adopción de un encamisado perdido hasta el nivel del techo de la roca, fijado a la jaula de armadura, que, al impedir el descenso brusco del hormigón, eliminaba las dos causas de patología.

El primer fenómeno de arrastre de la armadura de cortante del pilote, causado por el hormigón fresco durante el proceso de retirada de la tubería recuperable, ya había sido analizado por Woodward et al. (1972).
La siguiente figura recoge el caso de un pilote con base ensanchada que emplea armadura en hélice como armadura de cortante (en vez de cercos individuales, como es el caso de la obra anteriormente mencionada). Como se ve, al expandir el diámetro de las espiras se produce el acortamiento de la altura de la jaula de armaduras y su desaparición dentro del hormigón fresco.

Con el empleo de un hormigón poco fluido, que se vierte desde boca (como es usual en EEUU), se generan compresiones en las barras longitudinales y tracciones en la espiral de cortante, como indica la figura a). Pero, además, una excesiva rigidez del hormigón puede acarrear un relleno deficiente del acampanamiento de la perforación en el pie del pilote.

Figura: Defectos constructivos en pilotes de base ensanchada con hormigón vertido desde boca (Woodward et al (1972))

Además del empleo de un hormigón poco fluido, un hormigón con áridos de tamaño máximo en una proporción importante, el empleo de separaciones reducidas entre las barras que forman la armadura principal longitudinal, y la deficiente soldadura de la armadura de cortante son factores que incrementan el riesgo de patología del pilote por arrastre de su armadura de cortante y, consecuentemente, de pandeos de la armadura vertical.

Este ha sido el primero de los problemas que pueden producirse durante la ejecución de una cimentación pilotada. En los siguientes post se continuará con unas patologías que no siempre pueden evitarse, y que conviene tener presentes a la hora de elegir el tipo de cimentación de la obra.

Autor: Antonio Santos Escobar, docente del Máster en Geotecnia y Cimentaciones de EADIC.