PAD_Tecnofundaciones

PAD PILOTE DE ALTO DESPLAZAMIENTO

PILOTES DE ALTO DESPLAZAMIENTO La tecnología PAD o también llamada pilote de alto desplazamiento, es la última tecnología en lo que se refiere a fundaciones profundas. Estos aseguran una obra de rápida ejecución, económica, limpia, y con ausencia de vibración. La fuerza de empuje aumenta la capacidad de carga de los pilotes debido a la compactación del suelo en el área circundante. Este método reduce significativamente el consumo excesivo de hormigón y elimina el riesgo de sobre anchos. Tecno Fundaciones cuenta con la capacidad de ejecutar pilotes desde 250mm de diámetro y profundidades hasta 20 m. ANTECEDENTES Durante los últimos años, hubo un gran avance en el desarrollo de procesos para construir cimientos profundos, debido a los requisitos cada vez mayores de productividad y el aumento constante de las cargas que se transferirán al subsuelo. Debido a esto, la ingeniería de fundaciones tuvo que acompañar de cerca este crecimiento, desarrollando nuevas técnicas para construir cimientos profundos utilizando pilotes moldeados in situ. TECNOLOGÍA Con respecto a los pilotes excavados in-situ, siempre se ha tenido que resolver el problema del colapso de las paredes de la perforación. El uso de bentonita y polímeros es la solución clásica. Con el método PAD, en el que la extracción de la herramienta y el hormigonado del suelo se realizan simultáneamente, la perforación permanece siempre llena, ya sea con suelo o con hormigón. Por lo tanto, el problema del colapso de la pared ya no existe. Con la tecnología PAD, en la que la herramienta perfora el suelo y lo desplaza lateralmente hacia las paredes de la perforación, significa que no hay suelo que retirar, lo que representa un lugar de trabajo limpio y seguro. Los costos crecientes para deshacerse del suelo y lodos de perforación hacen que el método de desplazamiento sea una excelente solución.

ETAPAS DE CONSTRUCCIÓN En principio, la ejecución consiste en remover el suelo ubicado dentro del volumen del pilote y desplazarlo a las paredes de la perforación bajo la presión de la herramienta creada por el diseño particular de la misma. La compactación es posible si el suelo es deformable, que supone la presencia, como en la arena, de \"espacios libres\" que serán \"taponados\" por el material perforado que integra el suelo circundante, o la plasticidad del suelo, como en la arcilla, permitiendo que el material desalojado se reparta en las paredes. En el primer caso, la herramienta se enfrenta a un suelo sin cohesión (también llamado suelo de fricción) hecho de granos sólidos, como arena o grava, cuya fuerza depende de la fricción entre las partículas. La herramienta fuerza los nuevos granos desalojados entre los granos originales del suelo, lo que provoca su reorganización. En el segundo caso, la herramienta se enfrenta a un suelo cohesivo, como arcilla o limo arcilloso, cuya fuerza depende de la tensión superficial del agua capilar entre las partículas del suelo. En este tipo de suelo, la herramienta \"desplaza\" el suelo circundante contra la pared del pilote. En la práctica, la aplicabilidad de las técnicas de desplazamiento es posible en: • Suelos sin cohesión (en su mayoría suelos arenosos sueltos) hasta una densidad relativa máxima del 65%. Por encima de ese límite, la compactación de suelos sueltos se vuelve difícil. • Suelos cohesivos (suelos rígidos) que presentan una cohesión sin drenar que no exceda los 120 kPa. Por encima de este límite, los suelos cohesivos son difíciles de compactar.

FASES Fase I Usando herramientas de PAD tradicionales, cilíndricas o cónicas, la compactación se realiza empujando la herramienta hacia abajo, mientras se perfora en sentido horario. Como se mencionó anteriormente, la tierra removida se empuja lateralmente contra las paredes del agujero. Durante la fase de penetración del suelo, la boca del orificio y las paredes sobre la herramienta no están completamente consolidadas. Fase II Una vez que se ha alcanzado la profundidad solicitada, el barral de perforación, que sigue girando en el sentido de las agujas del reloj, se levanta mientras el hormigón se bombea a través del barral hueco y éste comienza a salir por la parte inferior de la herramienta. Durante el levantamiento de la herramienta, el estabilizador de la herramienta compacta una vez más las paredes del orificio que empujan los restos eventualmente caídos desde la parte del orificio situada sobre la herramienta contra las paredes. Fase III Instalación de la armadura: si es necesario, el refuerzo se baja finalmente en el hormigón fresco. FASE 1 FASE 2 FASE 3 Perforación y Compactación Extracción de la mecha en simultaneo Colocación de la armadura con el llenado de hormigón

HERRAMIENTAS DE DP La herramienta cilíndrica clásica consta de cuatro secciones: Junta Hélice sentido Recompacta antihorario Estabiliza Area de estabilización Perfora y desplaza Hélice sentido Romper suelo horario Cuchillas o Bits de perforación 1) La punta de perforación para ser equipada con dientes adaptados a la consistencia del suelo. 2) Una sección de hélice inferior con vuelo a la derecha que eleva el suelo y comienza la compactación. 3) Un estabilizador cilíndrico central, que estabiliza el suelo lateralmente produciendo el diámetro de compactación real. 4) Una sección de hélice superior con vuelo a la izquierda que desplaza los suelos que caen y la empuja contra la pared y hacia la parte de estabilización de la herramienta. Las herramientas de desplazamiento están provistas de un paso hueco y una compuerta giratoria para el colado de hormigón. También existe la posibilidad de contar con una punta de sacrificio, lo que permite colar hormigón por gravedad (sin necesidad de bomba de hormigón) y además poder colocar primero la armadura por el interior del barral, previo al llenado con hormigón.

EQUIPOS PARA LA EJECUCIÓN DE PAD Para llevar a cabo la PAD, la herramienta debe empujarse fuertemente hacia abajo para forzar el suelo contra las paredes de la perforación. El reordenamiento de la estructura del suelo durante la compactación requiere cantidades importantes de energía que aparecen bajo la resistencia a la fricción desarrollada por el material. Por lo tanto, los equipos deben ser capaces de satisfacer dichos requisitos de energía en forma de par y fuerza de empuje. ANALISIS COMPARATIVO ENTRE PILOTES CON SISTEMA PAD, CFA Y EXCAVADO TRADICIONAL A partir de un estudio en campo realizado sobre un total de 9 pilotes para verificar in-situ las capacidades últimas en 3 sistemas diferentes de pilotes: 1) Pilote perforado (400mm diámetro y 12m de profundidad). BORED PILE 2) Pilote mediante sistema CFA (400mm diámetro y 12m de profundidad). FLIGHT AUGER PILE 3) Pilote mediante sistema PAD (360mm diámetro y 12m de profundidad). OMEGA PILE Todos fueron ejecutados con el mismo equipo de perforación, y los refuerzos de acero estuvieron conformados por 4 barras longitudinales de diámetro 16mm. Estribos diámetro 8mm cada 20cm. Tabla 1: Estudio de suelo Figura 2: Distribución de los pilotes experimentales Se realizaron pruebas de carga de mantenimiento lento (SML) para cada tipo de pilote, de acuerdo con las instrucciones establecidas por los estándares brasileños (NBR12131 / 91). Las cargas se aplicaron en pasos de 120 kN, hasta la carga en la que los desplazamientos indicaron ruptura de la pilote. La descarga se realizó en cuatro etapas. Para realizar la prueba de carga, se usó una celda de carga de 2000 kN de capacidad, instalada entre el haz de reacción y el bloque de cabeza de pilote.

Para el suelo en estudio, los pilotes PAD revelaron las cargas finales más altas: en promedio 1428kN contra 885kN para los pilotes de CFA y 682kN para los pilotes excavados (ver Tabla 3). Esto significa que las cargas finales de los pilotes PAD fueron, en promedio, 2.1 veces los valores correspondientes de las pilas perforadas y 1.6 veces los de las pilas CFA. Aún debe mencionarse que los pilotes PAD tenían un diámetro más pequeño que los otros dos tipos de pilotes. Los datos proporcionados por la instrumentación confirmaron que todos en todos las pilotes la reacción de la punta (ver Tabla 4) alcanzó el 2% de la carga total aplicada para los pilotes perforados; 7% para los pilotes de CFA y aproximadamente el 14% para las pilotes de PAD. En valores absolutos, la reacción media de la punta de los pilotes PAD fue 19.1 veces los valores correspondientes de los pilotes perforados y 3.4 veces los de los pilotes de CFA. En lo que respecta a la fricción lateral, se puede dibujar la misma tendencia (ver Tabla 4), es decir, los pilotes PAD también presentaron un mejor comportamiento que los otros dos pilotes: su fricción lateral media fue de 2.1 y 1.5 veces más alto que el de los pilotes excavados y de CFA, respectivamente. COMENTARIOS FINALES Los resultados de las pruebas de carga, autorizan a decir que el proceso de construcción de los pilotes PAD altera las condiciones del suelo a lo largo del eje y en la punta. Esto debe estar relacionado con el hecho de que el suelo se desplaza y se compacta durante la ejecución del pilote. REFERENCIAS Albuquerque, P.J.R., Massad, F.; Carvalho, D.; Ferreira, M.A.M. 2001. Compression behavior of bored, continuous flight auger and omega piles in diabasic residual soil of Campinas/SP. Nobre Ed.. 2001. 198p. Carvalho, D., Albuquerque, P.J.R., Giacheti, H.L. 2000. Experimental field for the study of soil mechanics and foundations - Campi- nas/SP. In: SEFE IV, 2000, Sao Paulo. Proceedings... Sao Paulo, A.B.M.S., 2000. v.3, p.90-100. Bottiau, M. 1993. Pile walling with the PCS-method. In: I.G.S.D.F.B.A.P., 2nd, 1993, Ghent-Belgium. Proceedings... Rot- terdam: A. A. Balkema, 1993. p.185-190.

VENTAJAS DE LA TECNOLOGIA PAD • Se obtiene un incremento de la resistencia por fricción y compactación de la punta. • Pilotes más económicos, para la misma capacidad portante se requiere menor diámetro y menor profundidad. • No requiere retiro de suelo del sitio de obra. • No requiere el uso de bentonita o lodos de perforación. • Alta producción diaria (200 metros lineales diarios en turno simple). TECNO FUNDACIONES es una empresa de origen nacional, dedicada a la ejecución de obras de ingeniería geotécnica. Cuenta con solida experiencia y el respaldo de la tecnología más moderna a nivel mundial para brindar soluciones integrales que se adaptan técnica y económicamente a cada proyecto. Nuestra política de inversión permanente en tecnología, equipamiento y recursos humanos de primera línea apuntalo un perfil innovador que nos identifica desde un principio y nos posiciona como referentes del sector. TECNO FUNDACIONES cuenta con equipamiento para la ejecución de PILOTES PAD y otras tecnologías como ser: • Pilotes de gran diámetro hasta • Muro colado con espesores desde 2500mm diámetro y 40m de 300mm y hasta 25m de profundidad profundidad • Pilotes con sistema PMH (pilote • Micropilotes desde 78mm diámetro metálico helicoidal) * única empresa y hasta 25m de profundidad en Argentina • Anclajes horizontales, inclinados y • Pilotes hincados verticales desde 78mm diámetro y hasta 25m de profundidad • Pilotes con camisa metálica • Pilotes con sistema Kelly Bar • Tablestacado metálico • Pilotes con sistema CFA (continuos • Inyecciones a presión fligh auger) Para más información pueden contactarnos a través de: www.tecnofundaciones.com.ar [email protected] +54 351 6430 495 +54 351 5893 359