Si la superficie del terreno queda arriba del agua, la construcción de un cajón puede empezarse directamente arriba del área donde va a quedar situada su base. Si el nivel del terreno queda debajo del agua, la parte inferior del cajón puede construirse en cualquier otra parte, llevarse flotando a su lugar, y hundirse (fig. 13.7a). Como alternativa, puede hincarse un anillo de tablestacas para formar un recinto en el que se construye una isla de arena. El cajón se comienza a hincar en la arena, como si la superficie del terreno estuviera arriba del nivel del agua freática (fig. 13.7b).
Los cajones abiertos, usualmente se hincan por dragado. Por lo tanto, deben estar provistos de varios pozos que se prolonguen de extremo a extremo, por los cuales pueda hacerse el dragado. Los pozos deben ser lo suficientemente grandes como para permitir el fácil paso de los cucharones para excavar, pero al mismo tiempo, lo suficientemente chicos para que sus paredes tengan el peso necesario para hundirlos. En los cajones pequeños se deja un único pozo central. En los cajones grandes se usan varios. Una de las pilas para el puente sobre el Río Tajo, en Portugal, alcanza la profundidad récord de 80 m abajo del nivel del agua. Se construyó por medio de un cajón abierto para dragado que contenía 28 pozos. El peso de los cajones debe ser siempre suficiente para contrarrestar la fricción lateral contra la estructura. En algunos casos, deben añadirse cargas y usarse chiflones para obligar a bajar el cajón. Cuando éste ha llegado a su posición final, se sella el extremo inferior con concreto colado bajo el agua, con el procedimiento de trompa de elefante.
Los cajones neumáticos (fig. 13.8) se usan para profundidades entre 12 y 34 m.
El aire comprimido impide que entren en la cámara de trabajo el lodo y el agua. La camara de trabajo tiene usualmente una altura de 2 m, y en el techo aberturas para el paso de hombres y materiales. Las aberturas están protegidas por esclusas de aire. El uso de cajones neumáticos permite quitar los troncos enterrados, boleo grande, etc., que pueda encontrar la cuchilla. El desplante de la cimentación puede prepararse cuidadosamente y el concreto puede colarse en seco. Por otra parte, el costo de construcción es relativamente grande, en comparación con el dragado. Además, la profundidad está limitada por la presión del aire con la que los obreros puedan trabajar. Al aumentar la presión del aire, el tiempo de la jornada de trabajo debe reducirse. Se experimentan pocas molestias fisiológicas a presiones superiores a la atmosférica hasta de 2 kg/cm2 y a esa presión pueden sostenerse las jornadas normales, A presiones tan altas como 3 kg/cm2, la duración de las jornadas de trabajo tiene que reducirse a 1 ó 2 horas y se necesitan periodos largos para decompresión
La fig. 13.9 muestra una pila típica para un puente de ferrocarril. La cimentación es un cajón de 29 m de altura. El cajón se hincó por dragado al aire libre hasta la elevación de la lutita laminar dura, donde se convirtió al tipo neumático. Se hincó en la lutita para obtener un buen asiento en el fondo. Este procedimiento combinó la economía del dragado a cielo abierto con la seguridad y exactitud del proceso neumático.
Figura 13.7 Sección transversal de cajones abiertos típicos a) Del tipo flotante b) constricción en islas de arena.
Figura 13.8 Sección de un cajón neumático típico.
Figura 13.9 Pila para puente de ferrocarril entre Milwaukee y Rock Island en la ciudad de Kansas
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