Se pueden utilizar varios tipos de materiales para las pilas. La magnitud de las cargas aplicadas desde la superestructura, las condiciones del subsuelo y la ubicación del nivel freático son solo algunos de los factores para seleccionar el material correcto para los cimientos de pilotes.
En la actualidad, el acero y el hormigón se utilizan comúnmente para la construcción de cimientos de pilotes. Las pilas de acero generalmente se instalan empujando la pila hacia el suelo mediante un martillo de impacto (instalación dinámica) o presionando la pila de acero en las capas subterráneas hasta que alcanza la profundidad deseada (instalación no dinámica).
Los pilotes de acero a menudo tienen la forma de tuberías, secciones en I, secciones en W y secciones en H. Los ingenieros prefieren las secciones en H en comparación con las secciones en I y en W, ya que las secciones en forma de H tienden a tener el mismo grosor de alma y ala.
Los pilotes de tubos de acero tienen una amplia gama de aplicaciones. Estos se utilizan como cimientos de edificios y pilares / cimientos de puentes. Los pilotes de tuberías también se utilizan para proyectos portuarios como cimientos de muelles y muelles. Los pilotes también pueden enclavarse para formar una pared continua para retener el suelo de la parte trasera, como muros de muelles, ataguías y estructuras de protección de excavación.
Los pilotes de tubería tienen una ventaja sobre los otros materiales y formas de pilotes, y se pueden enumerar de la siguiente manera:
1. Capacidad axial de pilotes altos: los pilotes de tubos suelen tener un diámetro grande. Recuerde que la capacidad axial de un pilote se puede atribuir a su resistencia superficial (o fricción) y su resistencia a los apoyos finales (o punta del pilote). Ambos componentes dependen de la geometría del pilote de tubería, de modo que la resistencia de la piel aumenta con el área de la superficie del pilote, y la resistencia de la punta es una función del área de la sección transversal del pilote.
2. Alta resistencia a la flexión: el acero generalmente tiene un alto límite elástico, y esto se traduce en altas capacidades de momento de flexión que pueden resistir los esfuerzos de flexión debido a las cargas de la superestructura (para estructuras de edificios y puentes), o las presiones laterales del suelo del suelo retenido ( para estructuras de contención de tierra).
3. Las tuberías se pueden utilizar como componentes principales para una pared combinada; para aplicaciones de tablestacas, las pilas de tuberías se pueden usar como el elemento principal de flexión (generalmente denominado King Pile) de la pared continua, en combinación con tablestacas de relleno (generalmente un par de tablestacas U o Z colocadas entre dos tubos). Esta configuración para una pared continua proporciona una mayor capacidad de momento de flexión mientras mantiene un diseño de pared optimizado (es decir, se requiere un tonelaje total de acero más bajo).
4. Los pilotes de tuberías pueden ser parte de un pilote compuesto; en la mayoría de los casos en proyectos de ingeniería, los pilotes de tubos de acero se llenan con hormigón después de que los tubos se han clavado en el suelo, convirtiéndolos en un pilote compuesto. Tener un pilote de tubería relleno de hormigón aumenta la rigidez del elemento del pilote y proporciona un mejor rendimiento para resistir diversas cargas externas, tanto para condiciones estáticas como dinámicas (es decir, cargas sísmicas o cargas de viento).
5. Facilidad de instalación y unión: debido a la geometría de un pilote de tubería, la unión de pilotes mediante soldadura es relativamente más fácil en comparación con otras formas estructurales de acero. Esto, a su vez, proporciona un método de construcción más eficiente y puede reducir potencialmente la duración total de la construcción del proyecto.
Se ha encontrado que el uso de pilotes de tubos de acero como cimientos y / o estructuras de retención de tierra proporciona resistencia contra numerosas combinaciones de fuerzas de gravedad y laterales. En la mayoría de los casos, se ha encontrado como una solución de cimentación más rentable en comparación con los pilotes de hormigón convencionales (con fines de cimentación) y las tablestacas U y Z típicas (para muros de contención).
A través de los esfuerzos combinados de ingenieros de diseño/ consultores de ingeniería y fabricantes/proveedores de pilotes, la ingeniería de valor y el desarrollo sostenible pueden satisfacerse para una amplia gama de proyectos.
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