En otro tiempo se usaron perforaciones excavadas a mano con ademe de madera y todavía pueden usarse con ventaja, especialmente en las cimentaciones. El método mejor conocido se originó en Chicago en 1892 (General Wm. SooySmith, Stock Exchange). Es particularmente adecuado para arcillas sin inclusiones de agua. En el método de Chicago, se hace una perforación circular de cuando menos 1 m de diámetro, a mano, con una profundidad que varía de 0.5 a 2 m, lo que depende de la consistencia de la arcilla. Se ademán luego las paredes del agujero con tablas verticales, conocidas como forro. El forro se mantiene en su sitio por medio de dos anillos circulares de acero (fig. 13.1). Luego se continúa la excavación, hasta que se instalan otras tablas de forro y amilos. Cuando el agujero llega al estrato en el que se van a apoyar las cimentaciones, puede ampliarse el fondo o acampanarse para aumentar el área de apoyo. Los anillos y las tablas del forro se dejan en su lugar cuando el agujero se llena de concreto.
Figura 13.1. Método Chicago para hacer excavaciones para pilas.
En Kansas City desde 1890, se construyeron pilas de cimentación con profundidades mayores de 15 m y de 1.40 de diámetro que atravesaron material de relleno y arcilla hasta una caliza; se construyeron en perforaciones hechas con herramientas mecánicas y ademadas (L. Curtis, City Hall). En el siguiente medio siglo, se hicieron intentos semejantes, pero en la actualidad, la mayor parte de las pilas que pasan a través o penetran en suelos cohesivos, se excavan por medio de máquinas montadas en camiones o en orugas (fig. 13.2), equipadas con barrenas rotatorias o cangilones provistos de cuchillas. Por medio de este procedimiento se han hecho agujeros de 0.30 a 3.50 m, a profundidades que sobrepasan los 30 m. Existen varios aditamentos para ampliar los fondos de las excavaciones en suelos duros, o para perforar en la roca. Cuando las perforaciones se llenan directamente de concreto, se llaman pilas coladas en el lugar sin moldes.
Figura 13.2. Perforadoras montadas en orugas sacudiendo el suelo de la barrena después de haber excavado un agujero de 1 .2 m de diámetro.
Si las condiciones del subsuelo son tan desfavorables que no permitan la instalación de cimientos por cualquiera de los métodos descritos en los párrafos anteriores, pueden instalarse tubos de acero de gran diámetro por un procedimiento en que se combinen los métodos de hincado de pilotes y los de excavación abierta. Los tubos se hincan con los extremos abiertos, unos cuantos metros cada vez y se limpian por medio de chorros de aire, de agua, o herramientas de cable semejantes a las que se usan en la perforación por percusión. Estas perforaciones casi siempre se llevan hasta la roca.
Comúnmente se continúan algo en ella por percusión o por rotación, antes de limpiar finalmente el agujero y de llenarlo con concreto. Las pilas formadas por este método son caras, pero usualmente pueden soportar cargas muy elevadas y ser instaladas en casi todas las condiciones del subsuelo. El desarrollo de las pilas de tubo de gran diámetro, ha reducido mucho los casos en que podrian haberse empleado los métodos con aire comprimido.
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