Micropilotes

Un micropilote se puede definir como una perforación cilíndrica de pequeño diámetro (300 mm), que se refuerza mediante la introducción de una armadura metálica formada por barras de acero corrugado o tubería cilíndrica, quedando dicho conjunto solidario al terreno mediante una inyección de una lechada de cemento o mortero. El micropilotaje es una técnica cada vez más extendida y utilizada tanto en edificación como en obra civil.

Clasificación de micropilotes

Por la forma de transmitir los esfuerzos
- Como elemento puntual.
- En conjunto como mejora del terreno.
Por el tipo de solicitación dominante
- Esfuerzos axiales: compresión o tracción.
- Flexión.
Por el sistema de inyección
- Tipo 1: Inyección Única Global (IU): una sola fase a baja presión.
- Tipo 2: Inyección Única Repetitiva (IR): en una o dos fases mediante latiguillos y presiones medidas, no superiores a la mitad de la presión límite del terreno.
- Tipo 3: inyección Repetitiva y selectiva (IRS): a través de tubos manguito, con reinyecciónes superiores a dos y con altas presiones de hasta la presión límite del terreno.

¿Cuándo se recomienda utilizar micropilotes?

Su campo de utilización es muy variado siendo idóneos en zonas de acceso muy reducido, zonas de bajo gálibo, y en general en zonas donde no se puede utilizar una máquina de pantallas o de pilotes.

Aplicaciones

- Elemento de cimentación, transmitiendo al terreno los esfuerzos generados por la estructura a cimentar (axiles, momentos flectores y cortantes).

- Recalce de cimentaciones existentes, afianzando la cimentación al terreno de manera que se consigue frenar los asientos que esté experimentando..

- Elementos de contención, construyendo pantallas discontinuas de micropilotes para la ejecución de sótanos o estabilización de taludes. En estos casos los micropilotes se hallan sometidos a esfuerzos de flexión fundamentalmente.

- Paraguas de micropilotes para el emboquille de túneles.

Las actividades de Pequeño Diámetro son Cimentaciones Especiales que conjugan las técnicas tradicionales de micropilotes, anclajes e inyecciones con las más modernas tipo Jet Grouting y Súper jet Inyecciones de Compactación, Compensación y Consolidación. En la Mejora de Suelos son las técnicas denominadas “vibro” las más empleadas.

Proceso de ejecución

Independientemente del sistema de perforación empleado todos los micropilotes comparten las mismas fases en el proceso de ejecución:

- Perforación y limpieza.

- Retirada de la tubería de perforación.

- Colocación de la armadura del micropilote (barras corrugadas o tuberías).

- Inyección del micropilote y extracción de tubería de revestimiento (en el caso de que haya sido necesario su empleo).

Sistemas de perforación de micropilotes

Los sistemas más empleados para la perforación de micropilotes son los siguientes:

- Rotación. en el cual es avance de la perforación se produce solamente con el giro del cabezal de corte sobre el terreno.

- Roto-percusión, en este caso además de la rotación existe simultáneamente un golpeo sobre el terreno generado por el martillo de que dispone el equipo de perforación. Con ello se consigue una mayor rapidez en la ejecución del micropilote. El martillo lo podemos encontrar colocado en la cabeza o en el fondo de la sarta de perforación.

Fluidos empleados

En la perforación del micropilote se suele emplear un fluido cuya función es refrigerar la tubería y el útil de perforación (trialeta o corona) además de limpiar la misma extrayendo los detritus generados en el proceso.Generalmente se utilizan dos tipas:

- Agua, siendo necesario el empleo de una bomba para poder extraer el detritus.

- Aire, requiere un compresor de gran potencia que genere una presión suficiente como para sacar al exterior el detritus desde el fondo de la perforación.

Se debe de evaluar convenientemente el tipo de fluido a emplear, en función de las características del terreno, para conseguir un rendimiento óptimo y garantizar una correcta ejecución de la perforación.

Inyección del micropilote

La inyección del micropilote es la fase final de su ejecución y es de suma importancia dado que con ella se garantiza la unión entre el micropilote y el terreno. CIMAN emplea en sus obras diferentes sistemas de inyección, dependiendo de las características de las mismas, siendo los más empleados los siguientes:

- Inyección Global Única (IGU). En este sistema la inyección se realiza en una única fase introduciendo la lechada o mortero por el interior de la armadura tubular. De este modo, a medida que se va colmatando la tubería, el fluido de inyección asciende por el hueco anular desde el fondo de la perforación (circulación inversa), quedando el micropilote perfectamente inyectado al final del proceso. En este tipo de inyección se emplea una presión de un mínimo de 5 Kg/cm2.

- Inyección Repetitiva (IR). A diferencia del caso anterior la inyección IR se efectúa en dos fases. En la primera de ellas se realiza una inyección primaria del micropilote de acuerdo al sistema IGU. Mientras que en la segunda se realiza una reinyección a través de un sistema de válvulas antirretorno que puede estar equipado en la propia tubería de armado del micropilote o bien a través de tubos especiales equipados igualmente con válvulas antirretorno ubicados en el exterior de la misma. En este caso las presiones de inyección siguen el mismo criterio en el caso anterior de manera que en ambas fases se debe alcanzar un mínimo de 5 Kg/cm2.

- Inyección Repetitiva Selectiva (IRS). En este caso la tubería del micropilote está equipada con manguitos, dispuestos cada metro, a través de los cuales se realiza la inyección de la lechada de forma selectiva con la ayuda de un doble obturador. Previamente al proceso de inyección selectiva se realiza una inyección de sellado en el hueco anular entre la tubería y el terreno, que haga de tapón y evite que en la inyección posterior, a mayor presión, la lechada salga al exterior. El proceso de inyección selectiva se lleva a cabo en varias fases (dos o más) espaciadas en el tiempo de manera que con cada inyección se trata de microfracturar la anterior y ampliar el bulbo del micropilote. Para ello se requiere de mayores presiones de inyección, siendo incluso superiores a 10 Kg/cm2.

Los materiales empleados en la construcción del micropilote son la lechada de cemento o mortero y la armadura, compuesta por barras de acero corrugado o una tubería igualmente de acero. CIMAN suele emplear lechadas de cemento o mortero dependiendo de las características de cada obra, mientras que en cuanto a las armaduras utilizamos siempre tuberías de acero de alta límite elástico roscadas machihembradas.

En el caso de emplear lechada de cemento ésta debe cumplir con las siguientes características:

- A los 28 días la resistencia característica de la lechada debe ser superior a 25 MPa.

- A los 7 días la resistencia característica de la lechada debe ser igual o superior al 60% de la resistencia requerida a los 28 días.

- La relación agua/cemento de la lechada debe estar entre 0,4 y 0,55 de manera que suele emplearse 0,5.

Si se opta por el empleo de morteros, éstos deben cumplir las siguientes características:

- A los 28 días la resistencia característica debe ser superior a 25 MPa.

- El contenido mínimo en cemento será de 375 Kg/m3.

- La relación agua/cemento será inferior a 0,6.

- La granulometría del árido cumplirá: D85 < = 4 mm y D100 <= 8 mm

Las tuberías de acero empleadas por CIMAN reúnen las siguientes características:

- Acero tipo N-80 con un límite elástico >= 5620 Kg/cm2 y un límite de rotura >= 6900 Kg/cm2 micropilote.

- Tolerancia del diámetro exterior de + - 1%.

- Tolerancia del espesor de + - 12%.

Los diámetros comerciales más empleados se resumen en la tabla siguiente: