Análisis comparativo de cimentaciones con pilotes de acero para la optimización de costos en suelos de la selva peruana

Abstract

El presente trabajo consiste en una comparación técnica-económica entre el uso de pilotes de acero huecos versus pilotes con punta incorporada como cimentaciones en suelos de la selva peruana. La problemática radica en la dificultad de cimentar estructuras en suelos de la selva peruana: La necesidad emplear cimentaciones muy profundas a causa de las propiedades no ventajosas de los estratos de suelo, en especial, el potencial de licuación; el elevado costo de la fabricación de pilotes de concreto, debido a que dichas zonas tropicales carecen de canteras destinadas a la extracción de agregado grueso. Por ello, se ha hecho convencional el empleo de pilotes de acero, en especial los pilotes flotantes. Sin embargo, estos últimos trabajan por fuste casi en su totalidad, debido a su área de punta muy reducida. Es así que el presente trabajo de investigación propone demostrar la ventaja de incorporar la punta en los pilotes huecos de acero. Para ello, se diseñó la cimentación de una estructura con pilotes tubulares de acero con punta cónica y con punta plana, y se comparó los resultados con los de una cimentación de pilotes tubulares huecos. Como estructuras se escogió el Centro Comercial de Tarapoto y el Mall Iquitos El primero yace en una zona con suelo predominante arenoso y poco resistente, y el segundo, en suelo cohesivo muy arcilloso con presencia de arenas. Se demostró que sí es sumamente favorable la incorporación de punta en los pilotes tubulares de acero, gracias a la capacidad portante incrementada por la punta, que es mayor en suelos friccionantes (Centro Comercial de Tarapoto) que en suelos cohesivos (Centro comercial Mall Iquitos). Asimismo, se demostró que el hincado de los pilotes con punta puede desarrollarse en su totalidad sin llegar al rechazo.

The present work consists of a technical-economic comparison between the use of hollow steel piles versus piles with an incorporated tip as foundations in soils of the Peruvian jungle. The problem settles in the difficulty of cementing structures in Peruvian jungle soils: The need to use of very deep foundations due to the non-advantageous properties of the soil strata, especially the potential for liquefaction; the high cost of manufacturing concrete piles, due to the fact that these tropical areas lack quarries for the extraction of coarse aggregate. For this reason, the use of steel piles, especially floating piles, has become conventional. However, they work almost entirely on the shaft, due to their very small tip area. Thus, the present research work proposes to demonstrate the advantage of incorporating the tip in hollow steel piles. To do this, the foundation of a structure with tubular steel piles with a conical tip and a flat tip was designed, and the results were compared with those of a hollow tubular pile foundation. As structures, the Tarapoto Shopping Center and Mall Iquitos were chosen. The first lies in an area predominantly sandy and with not very resistant soil, and the second, in very clayey cohesive soil with the presence of sands. It was shown that the incorporation of a point in tubular steel piles is extremely favorable, thanks to the bearing capacity increased by the tip, which is greater in frictional soils (Tarapoto Shopping Center) than in cohesive soils (Mall Iquitos). Likewise, it was demonstrated that the driving of the piles with tip can be fully developed without reaching rejection.