¿Qué es el descabezado de pilotes?

¿Qué es el descabezado de pilotes?

El descabezado de pilotes es el procedimiento previo al montado de la armadura de cimentación que se realiza picando el hormigón de baja calidad que queda en la parte superior del pilote, llamado cabeza, por ello, la operación mencionada se denomina descabezado.

El  pilote es un elemento constructivo utilizado para cimentación de obras, que permite trasladar las cargas hasta un estrato resistente del suelo, cuando este se encuentra a una profundidad tal que hace inviable, técnica o económicamente, una cimentación más convencional mediante zapatas o losas.

¿Cuándo es necesario realizar el descabezado de pilotes?

Esta labor de demolición surge cuando se ejecutan en una construcción los pilotes, que pueden ser prefabricados y realizados in situ, de hormigón o metálicos. Una vez ejecutados hay que descabezar la parte sobresaliente del mismo sobre la rasante del forjado o cimentación.

Tradicionalmente el descabezado se ha realizado con martillos hidráulicos montados sobre maquinaria o usados manualmente. No obstante, existen implementos más adecuados hoy en día que transmiten menos vibración al pilote y se realizan con gran seguridad. En AMM Obra Civil contamos con un descabezador de pilotes hidráulico adaptable a diferentes diámetros.

El descabezador de pilotes hidráulico es un implemento que se instala sobre maquinaria pesada o grúa en forma de anillo. Dicho anillo está formado por elementos hidráulicos que actúan sobre el pilote abrazándolo y fragmentándolo, quedando el armado del pilote libre de hormigón.

Este sistema tiene la ventaja de la seguridad y efectividad del método mecánico, dado que no es necesaria la intervención directa de personal y usa fuerza hidráulica, lo que hace la maniobra efectiva y con gran rendimiento de trabajo. Al usar el descabezador como implemento los trabajos son puramente mecánicos, a diferencia de la forma tradicional con martillos neumáticos, evitamos el uso de personal directo, por lo que eliminamos la posibilidad del accidente laboral.

En cuanto al diámetro del pilote, los elementos hidráulicos que forman la corona del implemento pueden desmontarse o incrementarse en número en función de las necesidades del pilote.

 ¿Qué métodos de descabezado existen?

 Métodos mecánicos:

Es el método tradicional para efectuar el descabezado de un pilote consiste en la utilización de martillos rompedores, bien martillos neumáticos de mano o montados sobre brazo de retroexcavadora. Aunque este método utiliza medios económicos y disponibles en cualquier obra, no siempre es adecuado, sobre todo en pilotes de pequeño diámetro, pues puede provocar daños innecesarios si no se realiza con cuidado. Además puede generar riesgos a los trabajadores por proyección de trozos de hormigón a alta velocidad.

El método es aplicable, en principio a todos los tipos de pilote de hormigón, siendo los aspectos  más relevantes de su ejecución los siguientes:

  • El descabezado se deberá realizar al menos 5 días después del hormigonado. En pilotes con hormigones con alto contenido en cemento, este periodo de fraguado debe extenderse.
  • Los martillos hidráulicos no se deben utilizar penetrando verticalmente en el pilote, sino desde el perímetro hacia el centro.
  • No se debe descabezar pilotes de pequeño diámetro, pilotes poco armados o pilotes en suelos muy blandos con martillos de gran capacidad.
  • Esta técnica de descabezado puede provocar fallos en los ensayos de integridad del pilote.

Métodos hidráulicos: Sistema hidráulico de descabezado de pilotes.

Existen distintos aparatos hidráulicos diseñados específicamente para el descabezado de pilotes de hormigón de diferentes secciones y tamaños, tanto prefabricados como hormigonados “in situ”. Estos aparatos pueden ir montados sobre el brazo de una retroexcavadora hidráulica o bien suspendidos de cables.

Nuestros descabezadores de pilotes son cortadores hidráulicos formados por un conjunto de botellas hidráulicas, que, al ejercer una fuerza radial sobre la circunferencia del pilote, gracias a la presión de la bomba de la máquina, consigue romper una sección del pilote, sacando bloque a bloque del mismo hasta llegar a la cota previamente definida, obteniendo al final del descabezado un corte en línea horizontal que evita el daño a las barras de refuerzo y evita grietas por debajo del nivel de corte.

Respecto a otros métodos de descabezado, tiene la ventaja de la rapidez de ejecución, la limpieza final del pilote, no daña la armadura del mismo y es válido para casos en los que el nivel freático afecte al procedimiento de descabezado, no siendo necesario mantener ningún operario en los alrededores del pilote.

En AMM Obra Civil contamos con esta pionera maquinaria de última generación, el descabezador de pilotes hidráulico que puede montarse en diferentes máquinas retroexcavadoras, con diferentes alcances y tamaños por lo que nos podemos adaptar a cualquier circunstancia de la obra, profundidad o longitud de los pilotes. En cuanto al diámetro, el descabezador es adaptable a los diferentes diámetros del objeto.

Se trata del sistema más avanzado y eficiente del mercado para descabezar pilotes, que permite realizar este tipo de trabajos tan específicos, sin ocasionar daños a la armadura del pilote.

Sistemas integrados (pasivos):

Los sistemas integrados de descabezado de tipo pasivo se basan en la instalación dentro del pilote de un dispositivo que elimine la adherencia armaduras-hormigón en la zona superior del mismo. El sistema Coredeck consiste en la colocación de forros de espuma en el extremo superior de las armaduras principales y el algunos casos algún elemento transversal tipo anillo que genere una discontinuidad en el hormigón.

El sistema Elliot utiliza cuñas que, introducidas en un agujero en la cabeza del pilote a la altura del descabezado, actúan de forma opuesta rajándolo lateralmente. El agujero puede ser perforado mecánicamente o preparado utilizando un inserto de en cuyo extremo inferior hay colocado un tubo que es introducido en el hormigón fresco. El sistema se completa incorporando en las armaduras principales unos casquillos de poliestireno que eliminan la adherencia.

Estos sistemas se suelen utilizar en pilotes de gran diámetro hormigonados in situ y en pantallas de pilotes secantes o tangentes y muros pantalla.

Sistemas integrados (activos):

Las técnicas de descabezado más sofisticadas son los sistemas integrados activos. Consisten básicamente en la incorporación en el interior del pilote de un dispositivo de rotura del mismo a la altura deseada que una vez endurecido el hormigón se activa de forma remota. El sistema recepieux se basa en la inducción de la rotura horizontal introduciendo productos químicos expansivos en el interior del pilote a través de conductos y cámaras de expansión debidamente posicionadas a la altura deseada.

El sistema FAST utiliza agua a presión para producir la rotura del pilote a través de un sistema de tuberías cuidadosamente diseñadas e integradas en la armadura.

Estos sistemas se suelen utilizar en pilotes de gran diámetro hormigonados in situ y en pantallas de pilotes tangentes. No son de aplicación en el descabezado de pantallas de pilotes secantes de gran diámetro y muros pantalla.

Hidrodemolición:

El uso de las técnicas de hidrodemolición en pilotes es poco frecuente. Consiste en la aplicación, mediante inyectores, de agua a muy alta presión, capaz de eliminar el hormigón dejando las armaduras intactas.

Se pueden utilizar lanzas de agua manuales o equipos específicos consistentes en unidades manejadas por control remoto que poseen un anillo de inyectores de agua que se colocan en el perímetro del pilote.

Este método puede ser aplicado en teoría en cualquier tipo de pilote, pantalla continua o pantalla de pilotes.

Procedimiento de descabezado de pilotes

En obras de cimentación, una vez finalizada la ejecución de los pilotes de hormigón, se debe proceder a la eliminación del tramo superior de hormigón del pilote sin causar daños a la armadura en una operación denominada descabezado, para montar posteriormente la armadura del encepado. Es decir, posterior a la construcción del pilote, se procede al descabezado, lo que permite dejar al descubierto las armaduras del pilote preparadas para enlazarse al encepado, que se realiza para conseguir la unión solidaria entre pilote y cimiento. 

Ello puede motivarse por alguna de las siguientes causas:

  • En pilotes prefabricados, la cabeza del pilote puede estar dañada debido al proceso de hinca, o bien la hinca ha finalizado con el pilote a una cota superior a la deseada.
  • En pilotes ejecutados “in situ”, debido a la técnica de hormigonado utilizada, el hormigón del tramo superior, el primero en introducirse en la perforación, suele estar contaminado debido a la mezcla del mismo con suelo desprendido de la excavación, fluidos estabilizadores o agua.

En el caso de pilotes metálicos, la operación del descabezado se realiza con mayor facilidad, realizando el corte de la sección con soplete u oxicorte.

El descabezado de los pilotes de hormigón se ha realizado tradicionalmente mediante picado con martillo neumático de mano o montado en el brazo de retroexcavadora. La elección del método de descabezado más apropiado no suele especificarse en la fase de proyecto del pilotaje. La decisión suele dejarse en manos del contratista especializado en función de las características de los pilotes, las técnicas utilizadas habitualmente en la zona, los riesgos laborales e incluso los efectos ambientales que produzca en el entorno.

El descabezado de pilotes es una operación esencial en la ejecución del pilote, a la que no se presta en algunas ocasiones la debida importancia y puede generar afecciones económicas, de plazo y de riesgo laboral muy significativas en la obra.

Consideraciones a tener en cuenta

Los pilotes prefabricados se descabezan en una longitud de 1 m aproximadamente, dejando unos 50 cm de armaduras y asegurando una entrega mínima en el encepado de 5 cm. La norma NTE-CPI Cimentaciones. Pilotes in situ, indica que el pilote, una vez terminado, deberá quedar hormigonado a una altura superior a la definitiva, exceso que será demolido una vez endurecido el hormigón. La altura de este exceso a sanear será como mínimo la mitad del diámetro cuando la cabeza quede por encima del diámetro cuando la cabeza quede por encima del nivel freático, o de vez y media el diámetro cuando la cabeza quede debajo del nivel freático. De todos modos, la recomendación es que la Dirección Facultativa indique la profundidad a descabezar teniendo en cuenta estos factores y el grado de contaminación del hormigón de la parte superior del pilote.

Se aconseja que se enfunden las armaduras de espera de los mismos con espuma de poliuretano, además de intentar que al hormigonar el pilote in situ la armadura helicoidal del mismo quede por debajo de la cota de descabezado, para una mayor facilidad de ejecución y una mejor terminación del pilote ejecutado.

Ventajas del descabezado de pilotes hidráulico

  • Disminución de los riesgos laborales inherentes a este tipo de trabajos y, por tanto, la siniestralidad. No es necesario mantener a ningún operario en los alrededores del pilote.
  • Limpieza final del pilote, no daña la armadura del mismo.
  • Evita el daño a las barras de refuerzo y evita grietas por debajo del nivel de corte.
  • Es válido para casos en los que el nivel freático afecte al procedimiento de descabezado.
  • Rapidez de ejecución.