EQUIPOS DE PILOTAJES.

Alumnos : Lozano, Fernando.

Vergara, Nathalie.

Profesores : Espinoza, Mario. Ayudantes : Ziller, Liselott.

1 de Junio, 2015

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATLICA VALPARASO

FACULTAD DE INGENIERA

INGENIERA EN CONSTRUCCIN

EQUIPOS DE PILOTAJE.

EQUIPOS DE PILOTAJE.

Alumnos : Lozano, Fernando.

Vergara, Nathalie.

Profesores : Espinoza, Mario. Ayudantes : Ziller, Liselott.

JUNIO DE 2015

NDICE

INTRODUCCIN

1. DEFINICIN. 1

1.1. PILOTES DE MADERA. 1

1.2. PILOTES DE METAL. 2

1.3 PILOTES DE HORMIGN PREFABRICADO. 2

1.4. PILOTES DE HORMIGN ARMADO. 3

2. EQUIPOS. 4

2.1. EQUIPOS DE PILOTAJE DEL TIPO HINCADO. 4,5,6

2.1.1. MARTINETE DIESEL 6

2.1.2. MARTINETE HIDRAULICO. 6,7,8

2.2. EQUIPOS DE PILOTAJE DEL TIPO IN-SITU. 8

2.2.1. TALADRO ROTATORIO. 8,9,10,11,12,13

2.2.2. PALA BIVALVA. 13,12,15

2.3 USO. 15

CONCLUSIN.

1

INTRODUCCIN.

I

INTRODUCCIN.

Como se sabe a travs de la historia el hombre desde tiempos inmemorables ha buscado e

inventado innumerables soluciones para la realizacin y agilizacin de variados trabajos, ya

sean estos de transporte, carga, agrcolas, etc.

Es por esto que las personas de este mundo se las ha ingeniado para poder inventar

maquinarias con grandes y complejos mecanismos pasando por la simple invencin de la rueda

hasta los grandes motores, ruedas y sistemas de transmisin de hoy en da.

Como Ingenieros en construccin sabemos lo importante que es para nosotros el optimizar los

tiempos y poder realizar las obras que se nos pide viendo adems la posibilidad de reducir los

gastos lo ms posible. Debido a esto es que se imparte la asignatura de mquinas de

construccin, la cual est enfocada a ensear todos los tipos de maquinarias para que al

momento de desempear nuestro trabajo en alguna obra se pueda seleccionar de manera

adecuada la maquinaria a utilizar para as poder optimizar el mtodo constructivo de la faena.

Ya teniendo claro esto, en este informe veremos y nos centraremos en una de las tantas

maquinarias existentes de hoy en da, cuyo uso se centra en las fundaciones y sostenimientos

de suelos y excavaciones, hablamos de los equipos de pilotaje.

Con el objetivo de aprender su funcionamiento, las partes que conforman a esta. El

mantenimiento mnimo que se debe tener para estos equipos y adems de saber para que

funcionan y/o en que caso se pueden utilizar estos equipos de pilotaje.

1. DEFINICIN.

1 Escuela de Ingeniera en Construccin Equipos de pilotaje.

1. DEFINICIN.

Los equipos de pilotajes son maquinas encargadas de introducir los pilotes en el terreno.

Estos pilotes son elementos constructivos cilndricos en la mayora de los casos, cuyo fin es

transmitir cargas desde la superficie en donde se encontrara nuestra construccin hasta un

suelo ms resistente. Es por esto que se necesitan los equipos de pilotaje para poder

introducirlos en el suelo y as su base llegue a un buen suelo en donde no se pueda hundir.

Estos pilotes pueden ser de madera, metal y hormign armado ya sea este prefabricado o

fabricado in-situ.

1.1. Pilotes de madera

Los pilotes de madera se ocupan normalmente cuando se requiere aminorar costos porque son

fciles de adquirir y manipular aunque no siempre se pueden ocupar, ya que estos no funcionan

en suelos granulares como la grava y arena.

Estos se introducen mediante equipos de pilotaje del tipo hincados, puede ser tanto con

martinete disel como hidrulico pero se prefiere ocupar el disel para suelos lodosos o

pantanosos.

Figura 1.1.1 Pilotes de madera.

Fuente: www.skyscrapercity.com

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1.2 Pilotes de metal.

Son pilotes de estructuras de acero en perfil H. Los pilotes de perfil H se ocupan para hincar en

roca o en suelos duros. En algunos casos se deben recubrir estos perfiles con mortero para

evitar el deterioro rpido de la estructura. Sus ventajas se reducen en que no generan vibracin

y son muy resistentes al impacto

Figura 1.2.1 Pilote de metal, perfil H.

Fuente: www.archiexpo.es

1.3 Pilotes de hormign prefabricado.

Son pilotes de hormign hechos previamente y ya secos listos para hincar. Estos se ocupan

normalmente para puentes y construcciones marinas. Los pilotes de hormign prefabricado se

introducen mediante equipos de pilotaje del tipo hincados.

Figura 1.3.1 Pilotes de hormign prefabricado.

Fuente: www.archiexpo.es

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1.4 Pilotes de hormign armado.

Estos pilotes son fabricados in situ (se fabrican en el mismo instante de cimentacin de la obra

cuando se requieran) despus de haber realizado la excavacin en la cual ser colocado el

pilote.

Estos se dividen en encamisados y en contacto directo con el suelo. Entre los encamisados se

tienen el pilote raymon, que es uno de los primeros de este tipo, donde su pared de metal es

delgada y se ocupa hasta 12 metros para cargas de 30 a 40 toneladas. El otro tipo de pilote

encamisado es el pilote cobi y el pilote hrcules, en el que se ocupa un tubo corrugado con

longitudes hasta 30 metros. Y el ltimo de los encamisados es el pilote unin monotube, el cual

se ocupa para trabajos pequeos con una pared rugosa. Cabe mencionar que el pilote que se

encuentra en contacto directo con el suelo se fabrican con un pilote temporal y son para ridos

sueltos y arcillas firmes.

Figura 1.4.1 Pilote de hormign armado in-situ.

Fuente: www.youtube.com

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2. EQUIPOS.

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2. EQUIPOS

2.1 Equipos de pilotaje del tipo hincados.

Estos son maquinarias que se utilizan con pilotes listos, es decir, solo se instalan o introducen y

se dividen en dos tipos segn el tipo de martinete.

2.1.1 Martinete disel.

- Partes principales. Entre sus partes principales encontramos: el ngulo para tubos de gua,

que son piezas metlicas que sirven de gua para el tubo que contendr dentro el pistn de

impacto. Un dispositivo disparador el cual es el encargado de levantar inicialmente el pistn,

un listn de gua para dispositivo disparador que sirve de soporte para el dispositivo

disparador, una maza de golpeo o pistn que es un cilindro macizo que es el que dar el

golpeteo para hincar el pilote, un listn de gua para martinete disel que es un tubo que

sirve de gua para mantener en posicin correcta el martinete, el orificio dentro del listn de

gua para martinete disel, una mordaza de gua para martinete disel que es una pieza que

mediante presin evita el movimiento de la gua, un bloque de impacto que es una pieza de

metal que se encuentra en la parte inferior de la gua el cual transmitir el impacto o golpe a

la placa de golpe, una placa de golpe que transmite el golpe al cabezal del pilote, el cabezal

del pilote que es la pieza que recibe el impacto directo y va por encima del pilote, la gua

para cabezal del pilote que es una pieza hueca en donde va el cabezal del pilote y hace que

este y el pilote por consecuencia no se salgan de lugar y por ultimo una extensin en la parte

superior del cilindro lleno de aire que evita que el pistn se golpee con la pared directamente.

Adems tenemos unas placas de suspensin las cuales estn soportando todo el tubo donde

trabaja el martinete, un tanque de combustible con lubricacin y tanque de ter el cual

contiene el combustible para la reaccin que permite realizar el pilotaje, una bomba de

lubricacin la cual es de engranajes que distribuye aceite para lubricar el pistn y as evitar

roces y desgaste excesivo y un dispositivo de inyeccin de combustible que es un dispositivo

el cual tiene la funcin de inyectar el combustible dentro del tubo donde va el pistn.

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Figura 2.1.1.1 Martinete disel con indicacin de sus partes.

Fuente: www.agora.ucv.cl

- Funcionamiento. Existen dos tipos de martinete disel, este puede ser de extremo abierto o

extremo cerrado, ambos en el extremo en la parte del bloque tienen una cmara en la que se

produce la combustin del disel, siendo los gases de la combustin las que elevan el

martillo.

En el de extremo abierto el martinete cae por accin de la gravedad, golpeando el bloque

mediante impacto directo, al momento en el que este va bajando se inyecta combustible para

que por efectos de presin se produzca la combustin y esta lo eleve nuevamente, en

cambio los de extremo cerrado la cubierta se extiende sobre el cilindro para formar una

cmara de rebote, en esta se comprime el aire cuando sube el martinete, siendo este aire

comprimido un colchn que impide que el martinete suba ms, haciendo que este mismo con

la energa absorbida devuelva el pistn.

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En general el funcionamiento es el siguiente, primero se eleva el pistn, para luego pasar al

proceso de inyeccin de combustible y compresin en el momento que va bajando el pistn

para luego que por medio de presin se produzca la combustin y as el martinete suba e

impacte el pilote para que a medida que baje el pistn haga un barrido y limpieza.

Figura 2.1.1.2 Martinete disel de extremo abierto (b) y extremo cerrado (c).

Fuente: www.ingenierocivilinfo.com

- Mantencin bsica. Se debe inspeccionar el estado del aceite lubricante, la tensin de los

cables, el estado de las cadenas su desgaste y si es mucho este desgaste deben ser

reemplazadas y por ltimo se debe observar si la mordaza est correctamente fijada.

2.1.2 Martinete hidrulico.

- Partes principales. Entre sus partes principales tenemos la vlvula P y R que son vlvulas

que permite el ingreso de vapor y que expulsa el vapor respectivamente, el pistn que es

una maza cilndrica que transmite el impacto al pilote y hace que este se entierre, anillos

guas lubricantes que lubrican el pistn para evitar un desgaste excesivo, bloque o cabezal

que es una pieza que va por encima del pilote y es la que recibe el impacto directo, una

camisa estabilizante que sirve de gua para hincar el pilote, una sufrideras que es una pieza

de metal con un agujero que se ubican en la parte superior e inferior del pilote para evitar

que este sufra un impacto destructivo, adems tenemos soportes los cuales son dos,

superiores e inferiores por donde es guiado y lubricado con aceite el pistn y por ltimo la

camisa, un tubo de metal para el pilote con el objetivo de dar estabilidad durante el golpeteo.

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Figura 2.1.2.1 Martinete hidrulico

Fuente: www.directindustry.es

- Funcionamiento. Primero se eleva la maza de golpeo, punto de martinete y barra pistn, esto

se logra con la vlvula P, la lnea de presin, que se abre dejando entrar vapor a presin y

por consecuencia la vlvula R, la lnea de retorno, se cierra cuando la maza alcanza el golpe

de retorno de parada automtica, es decir, alcanza el tope de arriba. Luego la vlvula P se

cierra y la vlvula R se abre, dejando salir el vapor dentro y el pistn comienza el golpe hacia

abajo.

El pistn puede ser acelerado por vapor que presiona el pistn principal de arriba dando al

pistn un aceleramiento de hasta dos veces la aceleracin de gravedad. Esto reduce el

golpe actual y aumenta el nmero de golpes de los martinetes.

Este martinete puede operar en todas las inclinaciones al igual que horizontalmente y se

puede operar mediante la gua de una resbaladera o de manera colgante con la ayuda de

una gra auto montable.

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Figura 2.1.2.2 Martinete hidrulico.

Fuente: www.ingenierocivilinfo.com

- Mantencin bsica. Se debe revisar que los topes que amortiguan los golpes del martinete

no se han desgastado por calentamiento y si existe se deben reemplazar, se debe revisar el

estado del aceite de lubricacin. Tambin se debe ver y reparar si las cadenas estn en mal

estado o desgastadas y por ltimo se debe comprobar la tensin del cableado de

suspensin.

2.2. Equipos de pilotaje del tipo in-situ.

Son equipos de pilotaje que realizan una excavacin para luego ingresar una armadura y hacer

el pilote con o sin camisa.

2.2.1. Taladro rotatorio.

- Partes principales. Entre sus partes principales tenemos un motor disel 513 con 275 HP, un

sistema de elevacin el cual debe soportar el sistema de rotacin y adems proporciona un

desplazamiento vertical en el procesos de insercin o de desinsercin del tubo o camisa,

este sistema es el llamado KDK que permite el movimiento vertical de la caonera, este

sistema tiene unos topes de goma en la parte superior de la barra Kelly para que no golpee.

La barra Kelly es una barra telescpica que es la que transmite el movimiento al taladro

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rotatorio, esta va conectada a una caonera y esta va conectada a la barrena del taladro y

este en su parte inferior tiene dientes de corte.

Figura 2.2.1.1. Sistema KDK.

Fuente: ww.kellytractor.com

Tambin tenemos un sistema de rotacin el cual depende del tipo de taladro. El cual consiste

en una mesa rotatoria o morsa que es la que se encuentra en la parte inferior del taladro

afirmando la camisa de modo que mediante las botellas la giren y la introduzcan en el suelo.

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Figura 2.2.1.2 Barra Kelly.

Fuente: ww.kellytractor.com

Esta tambin el sistema de circulacin el cual trabaja con lodo qumico o aceite con altas

presiones con el objetivo de lubricar, refrigerar y limpiar los escombros removidos por el

taladro a su paso dentro del terreno. Este sistema permite que el taladro perfore el suelo y

est compuesto por las bombas de lodo, cuyo fin es mover grandes volmenes de lodo y se

dividen en la dplex que son dos cilindros desplazando de ida y vuelta el lodo o aceite y la

bomba triplex que son 3 cilindros desplazando el lodo o aceite en un solo sentido. Tambin

estn las mangueras de inyeccin, que son de goma reforzadas y flexibles, que permiten

bajar y elevar la tubera de perforacin mediante el bombeo del lodo o aceite.

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Figura 2.2.1.3 Mangueras

Fuente: www.agora.ucv.cl

Y tenemos la torre que es el eje principal del sistema de perforacin, botellas las cuales son

8, 4 para mover la torre hidrulicamente , inclinarla o ponerla horizontalmente para as

cambiarla a un modo de transporte y otras 4 para la pieza de soporte para la camisa (Pull

down), winches que es el conjunto de un tambor y cables los cuales son principal y

secundario, el principal es el que recibe todo el potencial de motor disel y el secundario es

el que le da soporte al principal ayudndolo con el movimiento.

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Figura 2.2.1.4 Winches.

Fuente: www.kellytractor.com

- Mantencin bsica. se debe hacer una inspeccin a las cadenas en mal estado o desgastada

para ver si estas se deben reparar adems se debe revisar los dientes del taladro y si existe

deterioro se deben sustituir. Se debe hacer una revisin del sistema elctrico para evitar la

sulfatacin de este, revisar el estado del aceite hidrulico o lodo qumico y adems revisar

las mangueras que van transportando este aceite o lodo.

- Funcionamiento. Equipo de pilotaje que se ocupa en primera instancia, en un suelo no tan

duro y funciona de la siguiente manera, la pieza de soporte o morsa tiene 2 botellas que

aprietan la camisa a perdida la cual servir de gua para el pilote y tiene dos botellas ms

que hacen que esta camisa gire de modo que esta se vaya enterrando en el suelo, para que

luego entre el taladro rotatorio y mediante sus aspas continuas empiece a excavar el suelo y

desplazar al mismo tiempo el suelo excavado, mediante 6 velocidades distintas de 7 a 25

rpm.

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Figura 2.2.1.5 Taladro rotatorio

Fuente: www.kellytractor.com

2.2.2. Pala bivalva.

Cuchara o almeja accionada por 3 botellas hidrulicas utilizada en terrenos ms duros, o

mediante la tensin y poleas de enrolle o un tambor, cuando se recoge el cable se cierra la

almeja de la pala bivalva y cuando este cable se extiende abre y deja caer el material.

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Figura 2.2.2.1 Pala bivalva.

Fuente: http://procedimientosconstruccion.blogs.upv.es/

- Partes principales. Entre sus partes principales tenemos las valvas que son almejas de la

pala de gran robustez, construidas con chapas electro soldadas en acero, tambin tenemos

la anfibia que es el cuerpo y la estructura de esta pala hecha de acero y soldada

elctricamente, en el interior de esta est un depsito de aceite, el motor elctrico, las

vlvulas y sus componentes. En la parte superior encontramos la junta torica que va cubierto

con una tapa y que es la encargada de la sujecin del cable tambin tenemos la auto

prensora que es el sistema electrohidrulico por medio de cilindros hidrulicos que actan

sobre las valvas abriendo o cerrando las valvas. Como complemento tenemos la morsa la

cual inca y retira las camisas con ayuda de botellas hidrulicas.

Figura 2.2.2.2 Pala bivalva con indicacin de sus partes.

Fuente: propia.

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- Mantencin. se debe inspeccionar y si es necesario reparar las cadenas en mal estado o

desgastadas adems se debe comprobar la tensin del cableado, adems se debe

comprobar el estado del aceite y la condicin de las botellas hidrulicas. Cabe mencionar

que la inclinacin mxima puede ser 45.

2.3 Uso

Estas mquinas tienen diversos usos, es decir, se pueden ocupar para distintos tipos de pilotes y como excepcin la pala bivalva se puede ocupar tambin para hacer pared moldeada y el taladro rotatorio para obtener testigos de suelo. En la figura 2.3.1 se resume estos usos con un esquema y con los tipos de pilote vistos.

Figura 2.3.1 Esquema resumen.

Fuente: propia.

CONCLUSION.

I

CONCLUSION.

Para dar por finalizado el presente informe, se pudo detallar en profundidad los distintos tipos

de maquinaria de pilotajes como los equipos de pilotaje del tipo hincados (Martinete disel,

Martinete hidrulico) y los Equipos de pilotaje del tipo in-situ (Taladro rotatorio, Pala bivalva), y

los mtodos desarrollados para su aplicacin en las faenas de construccin.

Tambin se mencionaron y describieron los diferentes tipos de pilotes (pilotes de madera,

pilotes de metal, pilotes de hormign prefabricado, pilotes de hormign armado) empleados en

la construccin, siendo estos de diferentes tipos de materiales segn se requiera su uso en

especfico.

Como conclusin es importante considerar las especificaciones de diseo que involucran a los

distintos equipos de pilotaje, ya que estas determinan finalmente cual es el equipo que cumple

con todas las necesidades de trabajo para la colocacin de pilotes. Tambin se deben

considerar las condiciones geogrficas y climatolgicas de la obra, en los cuales puede ser

necesaria la utilizacin de otras maquinarias para trabajar complementariamente pudiendo

facilitar el trabajo y reduciendo los tiempos de avance que se programan al iniciar la obra.

Por ltimo y ms importante, se debe considerar desde un principio el tipo de suelo en el que se

desea trabajar los cual pueden ser muy duros, con napas subterrneas, de diferentes

composiciones de tierra ridos y piedras, los cuales dificultan el trabajo del pilotaje que se deba

usar. Esto tambin genera desafos para el ingeniero constructor a cargo en conjunto de los

trabajadores y el operador del pilotaje, debiendo desarrollar mtodos dificultosos para llevar a

cabo la colocacin o fabricacin del pilote en el terreno. Todos estos factores pueden generar

retrasos importantes en el avance de la obra, lo que involucra el aumento de costos para la

constructora.