Métodos de perforación en ingeniería especializada en cimentación
Cuando se construyen puentes, túneles, rascacielos y otras estructuras que se adentran en el suelo, los métodos de perforación desempeñan un papel importante. Existen múltiples métodos para construir pilotes como elementos de cimentación estables y seguros para una estructura. Los métodos de perforación más comunes incluyen la perforación kelly, la perforación con barrena de vuelo continuo con o sin revestimiento y la perforación de pilotes con desplazamiento completo.
Perforación kelly
La perforación kelly es un sistema clásico de pilotes que también puede utilizarse para construir cimentaciones profundas. El torque y la fuerza de empuje se transfieren a la herramienta mediante una barra telescópica Kelly. Para sostener la pared de la perforación se utiliza una lechada o un revestimiento. Los revestimientos se instalan utilizando el accionamiento giratorio, un convertidor de par (BTM) o un oscilador de entubado acoplado. El método de perforación kelly puede ejecutarse en todo tipo de suelos (incluida la roca). Dependiendo de la composición del subsuelo, se utilizan diferentes herramientas de perforación. Los diámetros para este método varían entre 600 mm y 3.000 mm, siendo la profundidad máxima de perforación de 125 m.
Perforación con barrena de vuelo continuo (CFA)
La perforación con barrena de vuelo continuo es el método de perforación de una sola pasada más común. Puede ejecutarse con perforadoras BG, equipos RTG de hinca de pilotes y grúas sobre orugas MC con los accesorios correspondientes. La pared de la perforación se estabiliza con el suelo que se desprende y se transporta a través de las espirales de la barrena. Una unidad de aglomeración activa hace posible la penetración en estratos de suelo duro y la perforación de rocas de hasta 20 MPa. El trabajo de hormigonado del pilote se realiza con una bomba a través del vástago hueco del sinfín. Los sistemas de asistencia B-Tronic controlan el proceso de extracción y hormigonado. Con el método de perforación con barrena de vuelo continuo son posibles diámetros de 600 mm a 1.200 mm, así como profundidades máximas de perforación de 50 m.
Perforación con barrena de vuelo continuo con revestimiento (CCFA)
La perforación con barrena de vuelo continuo revestida se utiliza principalmente para la construcción de muros de pilotes secantes. En comparación con los sistemas convencionales con pilotes totalmente revestidos que utilizan el método de perforación kelly o la perforación con barrena de vuelo continuo estándar, el sistema CFA revestido ofrece varias ventajas en cuanto a inversión de costes y tiempo:
- Tiempos de instalación más cortos
- Alta precisión vertical
- Protección del pilote contra el impacto del suelo circundante (por ejemplo, por aguas subterráneas)
- Rendimiento uniforme de perforación y hormigonado gracias al uso de sistemas de asistencia
- Limpieza de la obra gracias a la excavación en suelo seco
- Fácil reequipamiento de la perforadora
- Posibilidad de penetración en estratos de suelo duro
- Escasa contaminación acústica en comparación con los pilotes revestidos mediante el método de perforación kelly
Perforación con pilotes de desplazamiento total (FDP)
Los pilotes de desplazamiento son pilotes de hormigón colocados in situ para los que se gira una cabeza de perforación de desplazamiento en el suelo y se presiona con una perforadora. El requisito previo para este método es una perforadora moderna con un elevado torque, una gran fuerza de empuje y fuerza de retracción, así como un mástil de perforación alto y resistente a la torsión. Entre las ventajas de la perforación de pilotes con desplazamiento completo destacan las siguientes
- Minimización del material de excavación
- Proceso de construcción sin vibraciones
- Reducción del consumo de hormigón sobrante
- Elevada capacidad de carga