REPLANTEO DE ZAPATAS.
En este apartado se da cuenta de las cimentaciones de las pilas del puente y de los estribos en caso de ser necesarios, se permite escoger entre diversas tipologías de cimentación y mediante una serie de datos básicos fáciles de estimar o tomar del proyecto constructivo se evalúa la necesidad de medidas de protección colectivas para las cimentaciones a construir.
A continuación se realiza una breve reseña sobre los métodos más habitualmente empleados para la construcción de los cimientos de estructuras.
Zapatas:
Las zapatas son elementos de cimentación que se apoyan directamente sobre el terreno, generalmente a una profundidad reducida y de forma variable pero preferentemente cuadrada, rectangular o circular. En la mayor parte de los casos, por no decir prácticamente en todos, se realizan en hormigón armado.
El proceso constructivo consta de los siguientes pasos:
• Preparación de la plataforma de trabajo donde van los diferentes elementos de la estructura (estribos, pilas, etc). Para ello se ha de replantear la zona de acción para que la dejen en condiciones de trabajo.
• Replanteo de la zapata de los estribos y las zapatas de los pilares para su excavación. Generalmente las zapatas se colocan a poca profundidad pero hay que asegurar en todos los casos la estabilidad de los taludes dejando sitio suficiente para que puedan trabajar los encofradores y ferrallas en condiciones, según el tipo de terreno se excava justo a las dimensiones de la zapata para no encofrar y hormigonar contra el terreno.
• Comprobacion de la excavación y nivelación con estacas para la ejecución de la capa de limpieza. Normalmente se realiza vertiendo directamente un espesor reducido de hormigón de baja calidad.
• Replanteo de los extremos de las zapatas y arranques de muro con anotación en el hormigón de limpieza de las cotas superiores de la zapata, colocación del encofrado. Como he comentado anteriormente si el terreno es suficientemente estable se puede hormigonar contra él, si no se puede colocar encofrados, habitualmente de madera o metálicos.
• Colocación de las armaduras: El acero de las armaduras puede llegar ya montado a la obra o colocarse in situ.
• Hormigonado: Una vez colocado el hierro y los encofrados se hormigona la zapata.
• Desencofrado: Cuando el curado ha finalizado, habitualmente a los tres o cuatro días, se quita el encofrado. Si el terreno es muy agresivo se deberá pintar el hormigón para evitar las agresiones.
• Se continua con el replanteo de las caras de los estribos y de las pilas, seguido de su encofrado y hormigonado.
Pilotes.
Los pilotes, a diferencia de las zapatas, son cimentaciones profundas. Suelen tener forma circular y pueden ser o prefabricados o ejecutados in situ. La incorporación de ellos en zapatas se debe al mal tipo de terreno sobre el que se va a construir la estructura, su función es la de dejar apoyada la estructura sobre un terreno estable.
Existen multitud de tipologías para la ejecución de los pilotes, nombraremos algunas a continuación:
• Pilotes in situ:
- Para su construcción se debe realizar primeramente una perforación y luego hormigonar en ella o bien introducir un prefabricado.
- La perforación se puede realizar mediante la extracción del terreno o bien mediante el desplazamiento del mismo mediante la hinca de una tubería.
- En pilotes de extracción el sostenimiento de la perforación se puede hacer mediante la propia resistencia del terreno, por el empleo de lodos tixotrópicos que forman una película resistente, mediante la colocación de una entubación metálica o por la presencia del propio elemento de perforación como puede ser el caso de los pilotes excavados mediante barrena helicoidal.
- El Hormigonado de los pilotes ha de ser continuo para evitar discontinuidades en el mismo que pudieran afectar a su resistencia. Hay muchos métodos diferentes de hormigonar y colocar las armaduras para la construcción de un pilote in situ.
• Pilotes prefabricados:
- Esta tipología de pilotes son de menor diámetro que los anteriores debido a la dificultad de hincarlos en el terreno.
- La fabricación de los pilotes tiene lugar generalmente en una central de prefabricados.
- El transporte de los mismos se deberá hacer de forma que no resistan cargas indebidas durante el transporte.
- La hinca de los mismos se hace habitualmente por golpeo.
- Una vez finalizado el pilote se ha de proceder al descabezado y la preparación para la situación del encepado. La parte superior se ha de rechazar debido a que ha sufrido los impactos para la realización del hincado.
Cimentaciones en condiciones especiales.
De manera más o menos habitual es común que en el paso de los puentes en ríos o en casos especiales sea necesaria la adopción de medidas especiales para la construcción de las cimentaciones de las pilas de los puentes. A continuación se describirán someramente algunas de las actuaciones que más habitualmente se han de realizar para la construcción de las cimentaciones.
• Recintos estancos.
Su ejecución consiste en aislar del agua una zona determinada donde se va a situar la cimentación de alguna pila, generalmente en el fondo de un río, brazo de mar o lago, etc. Una vez construido un recinto estanco se puede proceder de dos modos, primeramente se puede agotar el agua del interior del recinto y trabajar en seco bajo la cota del agua del río o de la superficie de agua. También se puede optar por rellenar la zona estanca y construir encima la cimentación.
Si el calado es escaso se puede realizar un recinto para la cimentación simplemente rellenando con material de la granulometría adecuada, teniendo en cuenta la protección de los márgenes de la isla creada para evitar su erosión. Si el calado es muy grande generalmente se realiza el recinto mediante el clavado de tablestacas y el posterior agotamiento mediante bombas del agua que queda en el interior.
• Pilotes de gran diámetro.
Debido al aumento de las luces empleadas en la construcción de puentes actualmente a veces es necesaria la realización de pilotes de grandes diámetros excavados a profundidades considerables que puedan aguantar mayor número de cargas y nos permitan distanciar los apoyos del puente.
La construcción de este tipo de pilotes es muy similar a los pilotes realizados in situ. Solamente que la maquinaria para su construcción ha de ser de mayor volumen para conseguir los rendimientos adecuados.
• Elementos portantes.
Son pilotes de grandes dimensiones que se construyen con la técnica para la construcción de muros pantalla. Se ejecutan por bataches realizándose unas guías en la superficie para que la excavación de la cuchara sea recta.
Se pueden realizar muy diversas formas según el terreno lo requiera, así los hay con forma de H, T, L, U, segmentos de círculo, etc.
• Cajones.
Existen diversas tipologías de cimentaciones mediante cajones. Los cajones indios consisten en la hinca de un cajón con su borde inferior biselado o con forma de cuchilla que se va construyendo a medida que progresa la excavación del material que va quedando encerrado en su interior. Este método ha quedado bastante en desuso debido a los pilotes de gran diámetro que son más sencillos de construir. Solamente se puede realizar en terrenos blandos. Los cajones de aire comprimido surgieron al encontrarse con terrenos a excavar muy permeables o flojos debido al posible sifonamiento. Mediante la inyección de aire comprimido se evita el desmoronamiento de las paredes. Mediante este método es posible el acceso directo al fondo para vencer ciertos obstáculos durante el proceso de hinca.
Finalmente existen los cajones cerrados que habitualmente se construyen en seco y se transportan por flotación hasta el lugar de colocación, donde se rellenan y se hunden. El proceso, como se puede apreciar, es exactamente igual al empleado para la construcción de los muelles de los puertos.