Micropilotes (I) Tipos

Cuando hacemos referencia a los micropilotes estamos abarcando un grupo de soluciones de cimentación y recalce consistente en sistemas de apoyo constituidos por perforaciones o hincas de bajo diámetro en las que se coloca una armadura y se procede a la inyección o vertido por gravedad de lechada, mortero u hormigón.

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Este sistema tiene la ventaja de la miniaturización del sistema de pilotes, de modo que contamos con una maquinaría de menor tamaño que puede acceder a algunos sitios donde nos sería imposible acercarnos con una perforadora de pilotes, como en el caso de recalce de cimentaciones existentes.

Las diferencias entre uno y otro tipo vienen determinadas por el sistema de perforación, la armadura y por el tipo de inyección o vertido. En la práctica, el método más extendido corresponde a una armadura tubular de acero colocada en una perforación en la que se inyecta lechada de cemento aditivada.

Si atendemos al método de perforación diferenciamos entre:

Barrena helicoidal: Similar a la de perforación de pilotes. La barrena extrae el terreno al mismo tiempo que lo perfora. Si bien, la ejecución de pilotes permite utilizar esta técnica en terrenos más duros, la maquinaría de ejecución de micropilotes, en función de su tamaño y prestaciones, puede limitar su uso a determinados tipos de terreno y profundidades.

Rotación: Una máquina provista de un cabezal de perforación con una corona en punta, penetra en el terreno por medio del empuje y la rotación. La técnica requiere del aporte de agua para la refrigeración del sistema de perforación. Se utiliza en terrenos con mayor cohesión.

Rotopercusión: Similar al anterior, al sistema de rotación lo acompaña la percusión del cabezal (similar al que tienen las taladradoras caseras) El cabezal suele ser una corona reforzada que se refrigera mediante agua. Se utiliza para perforar terrenos rocosos y el hormigón de una cimentación existente. Tendremos que tener en cuenta las vibraciones que se puedan transmitir al edificio o al terreno a través de la cimentación.

cabezal a rotopercusión perforación de micropilote

Cabezal de perforación a rotopercusión

En todos los casos hay que proceder a la limpieza de la perforación previamente a la introducción de la armadura. Dependiendo de las características del terreno, podemos lavar con agua, aire o una suspensión de bentonita que se introduce por el interior del tubo perforador y se expulsa al exterior circulando entre la pared del terreno y el exterior del tubo. Es mejor no acercarse a curiosear cuando se ejecuta la limpieza pues el agua-barro sale con bastante presión. En el caso de paredes inestables se hace necesario mantener la bentonita hasta la inyección. La lechada impulsará hacia el exterior a la bentonita debido a la baja densidad de esta última.

Clasificación por armado

Como hemos señalado la utilización de barras (o jaulas similares a las empleadas en los pilotes) para el armado de micropilotes es menos habitual. La armadura se ejecuta regularmente mediante un tubo de acero hueco montado mediante tramos roscados o soldados, siendo este último de mayor resistencia a flexión. Si se procede al vertido por gravedad o sistema de inyección única (IGU) se trata de un tubo sin orificios de inyección en el que podremos introducir algunas barras de refuerzo previamente al vertido.

Si el sistema de inyección es tipo IRS (o IR con válvulas), la tubería contará con perforaciones a determinada distancia (puntos de inyección)

Colocación de armadura tubular de micropilote

Colocación de armadura tubular

Clasificación por sistema de inyección

Antes debemos entender cómo funciona un cabezal de inyección. Empezando desde el otro extremo del proceso, tenemos la lechada de inyección preparada en la mezcladora. Esta se conecta a la máquina de inyección que suministra la presión al mismo tiempo que la regula y controla el caudal. Mediante una tubería flexible la lechada pasa al cabezal, que cuenta en sus extremos con unos obturadores hinchables. Si introducimos el cabezal en una tubería he hinchamos ambos extremos, la lechada saldrá por la zona intermedia del cabezal de modo que no tendría posibilidad de salir por los extremos de la tubería, y sí lo hará por las perforaciones de inyección. Si inyectamos un tubo sin perforaciones solo tendríamos que obturar la parte superior.

inyección IRS en micropilote

Inyección tipo IRS en micropilote

Dependiendo del sistema de inyección empleado los micropilotes se dividen en:

Sistema de inyección continua IU o IGU: Sin manguitos de inyección. El cabezal de inyección o vertido se sitúa en el la boca de la armadura del micropilote, o bien, ayudados por una tubería auxiliar, en el fondo de la armadura. La inyección discurre a través del tubo y sube por las paredes de la perforación hasta completar el micropilote. Sistema utilizado en rocas sanas, suelos muy cohesivos y en terreno granular. Si se produce pérdida significativa de lechada es necesario reinyectar antes de que se alcance el fraguado de la lechada.

Sistema de inyección repetitiva IR: La inyección ser realiza en dos fases. La primera llenado el interior de la armadura. La segunda fase puede ejecutarse desde el interior de la armadura por los manguitos de inyección, que deben contar con válvulas anti-retorno. O bien inyectando entre la armadura y el hueco de perforación. Uso en rocas fisuradas, suelos granulares de granulometría gruesa y terreno con cohesividad media.

Sistema de inyección repetitiva-selectiva IRS: La inyección se ejecuta por los manguitos desde el interior de la armadura mediante pasadas de inyección, que pueden contar con distintas presiones y caudales, en función de la cantidad de lechada admitida. Previamente hay que rellenar el hueco entre la armadura y la perforación, lo que se conoce como inyección de sellado. Esto evita que la posterior inyección por los manguitos escape a la superficie por dicho hueco. Entre un pasada y la siguiente, la lechada va endureciendo por lo que hay que llegar a la hidrofracturación para conseguir inyectar. Suelos de consistencia baja y granulares.

tipos de inyección en micropilotes IU IR IRS

Tipos de inyección en micropilotes

Normativa de referencia

UNE-EN-14199:2006. Ejecución de trabajos geotécnicos especiales. Micropilotes.

Guía para el proyecto la ejecución de micropilotes en obras de carretera. 2005. Dirección General de Carreteras. Ministerio de Fomento. 

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