PILOTES TIPO KELLY: Cómo se hacen y qué son.

En el mundo de la construcción moderna, las cimentaciones profundas son elementos cruciales para garantizar la estabilidad y seguridad de grandes estructuras como edificios de gran altura, puentes, torres de transmisión eléctrica y muelles. Entre las diversas técnicas de cimentación profunda, los pilotes tipo Kelly se han convertido en una opción popular debido a su alta capacidad de carga, adaptabilidad a diferentes tipos de suelo y versatilidad en cuanto a la profundidad alcanzada.

¿Qué son los pilotes tipo Kelly?

Los pilotes tipo Kelly, también conocidos como pilotes preexcavados, son un tipo de cimentación profunda que se caracteriza por su instalación mediante un método de excavación y entubación simultánea. Este proceso se lleva a cabo utilizando una barra Kelly, un componente clave del equipo de perforación, que permite excavar el terreno y colocar el pilote en el mismo pozo excavado.

Equipo para realizar los pilotes tipo Kelly

Pilotes preexcavados tipo kelly

Las barras Kelly son el equipo con el que se realizan los pilotes tipo Kelly, estas son un componente clave para la realización de excavaciones con equipos de perforación hidráulicos rotativos.

Componentes de la barra Kelly

La barra Kelly se compone de 2 a 5 secciones tubulares telescópicas y cuentan con un sistema de llaves de unidad y ranuras de bloqueo que se encuentran soldadas en sus superficies exteriores. Las barras Kelly comunes son ensambladas de fabrica con un total de 6 llaves de unidad en cada sección. Las secciones tubulares de Kelly se fabrican con acero de gran resistencia con el fin de garantizar un peso mínimo pero una resistencia adecuada.

Métodos para realizar los pilotes tipo Kelly

En el sistema de pilotes preexcavados tipo kelly, la carcasa excava gracias a un cabezal giratorio a través de las a abrazaderas de la carcasa y al mismo tiempo se conecta. La composición de la carcasa cuenta con una serie de secciones que están rígidamente conectadas. Mientras la carcasa avanza en la perforación, la tierra se retira de su interior se retira con una barrena  y luego se le incorpora una nueva sección. La barrena se encuentra fija al final de la barra Kelly y esta se expande mientras se profundiza el pozo.

Inicio del proceso de excavación tipo Kelly

El proceso de excavación tipo Kelly inicia con el avance de la perforación del pozo mediante una cubierta que cuenta con una punta reforzada (broca de núcleo). Esta punta reforzada es la encargada de taladrar el suelo para le realización de pilotes perforados secantes. La carcasa se introduce en el suelo con una cabeza giratoria o el oscilador de la carcasa hasta la profundidad de 1,5 a 2,0 m. a esto se suma que con el uso de la barra Kelly telescópica con un sinfín corto, la carcasa se encarga de retirar o limpiarse la tierra.

La operación de la perforación del pozo y la extracción del suelo se realiza cuando se avanza de 1,5 a 2,0 m de penetración de la carcasa. En el momento de retirar la herramienta de perforación, se retiran los recortes de perforación del orificio, se instala y se añade la jaula de refuerzo y el pozo se llena utilizando el método tremie.

Secuencia de la construcción de los pilotes tipo Kelly

La secuencia de la construcción de los pilotes tipo Kelly consta de 5 pasos que te los contaremos a continuación.

• La tubería avanza a través del cabezal giratorio y por el oscilador de la carcasa. Este procedimiento forma el pozo mediante la perforación avanzada;
• luego se realiza la inserción de la jaula de refuerzo;
• se instala la tubería de tremic y se rellena el pozo con hormigón;
• la carcasa se extrae y
• se completa la pila aburrida para después formar la tapa de la pila.

Eficiencia en el uso de la barra Kelly

A pesar de que esta técnica presenta una baja productividad en las construcciones, se utiliza gracias a las siguientes consideraciones.

• Posibilita la construcción de los pilotes en diferentes tipos de suelos
• No genera impactos dinámicos y vibratorios
• Cuenta con un sistema moderno en la plataforma de perforación, esto permite controlar el proceso de perforación y de extracción de roca
• Durante la perforación se controla de forma directa el cumplimiento de las características del un suelo puesto en el proyecto
• Protege de forma confiable las paredes del pozo contra los colapsos
• Los pozos se llenan por medio de una tubería trémica, esto hace que se excluyan las formaciones de pasadores y defectos en los ejes de los pilotes
• Se garantiza una alta calidad de llenado del pozo con concreto
• Brinda la posibilidad de formar bases de pilotes que permiten utilizar la capacidad de apoyo con la que cuenta un pilote.

Ventajas de los pilotes tipo Kelly

Los pilotes tipo Kelly ofrecen una serie de ventajas que los convierten en una opción atractiva para diversos proyectos de construcción:

• Alta capacidad de carga: Soportan grandes cargas, lo que los hace ideales para estructuras pesadas como edificios de gran altura, puentes y torres de transmisión eléctrica.
• Adaptabilidad a diferentes suelos: Se pueden utilizar en una amplia variedad de terrenos, incluyendo suelos blandos, cohesivos, arenosos y con presencia de rocas.
• Reducción del ruido y las vibraciones: El proceso de instalación genera menor ruido y vibraciones en comparación con otros métodos de cimentación profunda, como los pilotes hincados.
• Versatilidad en la profundidad: Permiten alcanzar grandes profundidades, adecuadas para proyectos que requieren cimentaciones profundas.
• Posibilidad de inspección: El pozo excavado permite inspeccionar las condiciones del terreno y verificar la presencia de obstáculos antes de la instalación del pilote.

Desventajas de los pilotes tipo Kelly

A pesar de sus numerosas ventajas, los pilotes tipo Kelly también presentan algunas desventajas que deben considerarse:

• Mayor tiempo de instalación: El proceso de excavación y colocación del pilote puede ser más lento en comparación con otros métodos.
• Dependencia de equipos especializados: Requiere de maquinaria y equipos específicos para su instalación, lo que puede aumentar el costo del proyecto.
• Generación de residuos: La excavación del terreno produce una cantidad considerable de material excavado que debe ser manejado y dispuesto adecuadamente.
• Limitaciones en terrenos con agua: La presencia de agua en el terreno puede dificultar la excavación y el vaciado del hormigón.

Aplicaciones de los pilotes tipo Kelly

Los pilotes tipo Kelly encuentran una amplia aplicación en diversos proyectos de construcción, incluyendo:

• Edificios de gran altura: Su alta capacidad de carga los convierte en una opción ideal para soportar el peso de edificios de gran altura, especialmente en áreas con suelos blandos o inestables.
• Puentes: En la construcción de puentes, los pilotes tipo Kelly se utilizan para anclar las estructuras a la base del río o arroyo, proporcionando estabilidad y resistencia a las cargas dinámicas del tráfico.
• Torres de transmisión eléctrica: Debido a su altura y peso considerable, las torres de transmisión eléctrica requieren cimentaciones profundas y confiables como los pilotes tipo Kelly para soportar las cargas impuestas por el viento y las líneas eléctricas.

• Muelles y estructuras marítimas: Los pilotes tipo Kelly se utilizan ampliamente en la construcción de muelles, embarcaderos y otras estructuras marítimas, ya que son capaces de soportar las cargas impuestas por las olas, las corrientes y las embarcaciones.
• Fundaciones de turbinas eólicas: En la industria de la energía renovable, los pilotes tipo Kelly son una opción popular para cimentar las turbinas eólicas, debido a su capacidad para resistir las fuertes cargas de viento y las vibraciones generadas por las aspas.

Comparación con otros métodos de cimentación profunda

Los pilotes tipo Kelly no son el único método de cimentación profunda disponible, y la elección de la técnica adecuada depende de las características específicas del proyecto y del terreno. Algunos de los métodos de cimentación profunda más comunes incluyen:

• Pilotes hincados: Estos pilotes se introducen en el suelo mediante un martillo o vibrador, y son una opción económica para suelos blandos o arenosos. Sin embargo, pueden generar ruido y vibraciones considerables, y su capacidad de carga puede ser limitada en suelos cohesivos o con presencia de rocas.
• Cajones prefabricados: Los cajones prefabricados son estructuras de hormigón armado o acero que se colocan en el suelo excavado. Esta técnica es adecuada para proyectos que requieren una gran superficie de apoyo, como edificios de gran altura o puentes. Sin embargo, su instalación puede ser más compleja y costosa que la de los pilotes tipo Kelly.
• Cimentaciones superficiales: Las cimentaciones superficiales, como las zapatas, se utilizan para distribuir las cargas de la estructura sobre el suelo. Esta técnica es adecuada para estructuras livianas y suelos con buena capacidad de carga. Sin embargo, no son adecuadas para estructuras pesadas o terrenos con mala calidad del suelo.

Innovaciones en la tecnología de pilotes tipo Kelly

La tecnología de pilotes tipo Kelly ha experimentado avances significativos en los últimos años, lo que ha mejorado su eficiencia, confiabilidad y aplicabilidad. Algunas de las innovaciones más importantes incluyen:

• Nuevos materiales y diseños de pilotes: Se han desarrollado nuevos materiales como el hormigón de alta resistencia y el acero con mayor resistencia a la corrosión, lo que permite construir pilotes más resistentes y duraderos. Además, se han diseñado nuevos perfiles de pilotes para optimizar su rendimiento en diferentes tipos de suelo.
• Técnicas de instalación más eficientes: Se han desarrollado nuevas técnicas de excavación y entubación que permiten reducir el tiempo de instalación y minimizar el impacto ambiental. Por ejemplo, se utilizan fluidos de perforación especiales para estabilizar el terreno y reducir la generación de residuos.
• Software de análisis y diseño avanzados: Se han desarrollado herramientas de software avanzadas para el análisis y diseño de cimentaciones con pilotes tipo Kelly. Estas herramientas permiten optimizar la longitud, el diámetro y la disposición de los pilotes para garantizar la estabilidad y seguridad de la estructura.

Video sobre el proceso constructivo de los pilotes tipo kelly

En este video se puede observar cómo se lleva a cabo el proceso constructivo de los pilotes tipo Kelly, desde la perforación inicial hasta el retiro de la camisa estabilizadora. Se detallan los pasos de la introducción de la camisa para la estabilización del terreno, la colocación de la estructura de acero o canastilla, y el proceso de fundición del pilote.

Los pilotes tipo Kelly se han convertido en una solución de cimentación profunda confiable y versátil, ampliamente utilizada en diversos proyectos de construcción. Su alta capacidad de carga, adaptabilidad a diferentes suelos y versatilidad en cuanto a la profundidad alcanzada los convierten en una opción atractiva para estructuras pesadas y terrenos desafiantes.

Las continuas innovaciones en la tecnología de pilotes tipo Kelly, como el desarrollo de nuevos materiales, técnicas de instalación más eficientes y software de análisis y diseño avanzados, permiten mejorar aún más su rendimiento, eficiencia y aplicabilidad, asegurando su posición como una solución de cimentación profunda de vanguardia en la industria de la construcción moderna.

Pilotes preexcavados tipo kelly en Bogotá y Colombia

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