Cimentación de Puentes

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✖✜ PUNTOS DE VISTA Revista BIT, Septiembre 2001 Entre las obras de ingeniería, los puentes junto con las represas son las obras que transmiten cargas más importantes al terreno. Normalmente las distancias en- tre los apoyos son importantes, el peso de las vigas y elementos de hormigón y acero también, además las cargas que producen el tráfico de camiones, trenes, canales e incluso aviones (existen en España varios puentes mediante los cuales los aviones pasan sobre carreteras en el interior de aeropuertos) son cada vez mayores. Los apoyos y pilares de los puentes, transmiten al terreno cargas que normalmente son de miles o centenares de toneladas. Pero los puentes muchas veces están construidos en puntos complicados - precisamente por eso se construyen allí- con suelos blandos, en la orilla y en el interior de ríos, en el mar, embalses y otros lugares en que no es fácil construir. Es decir, son cimentaciones grandes y pesadas, apoyadas en terrenos difíciles. Estudios de Cimentación Por todo lo anterior, el estudio de su cimentación significa un capítulo funda- mental en la fase de proyecto de estas obras. Constituyen los denominados Estudios Geotécnicos, necesarios en cualquier tipo de construcción, pero imprescindibles en el caso de puentes. Para poder llegar a una solución de cimentación, es necesario en cada caso, un reconocimiento detallado del terreno, que se realiza mediante sondeos y otras técnicas de tipo geofísico. En los sondeos se perfora el terreno, usualmente recuperando un testigo continuo de los suelos o rocas atravesados, lo que nos permite apreciar visualmente sus características y tomar muestras para su ensayo en laboratorio. Los métodos geofísicos utilizan ondas de tipo eléctrico, magnético, sónico o de radar para obtener una estación de algunas propiedades del terreno investigado. Con las muestras obtenidas en los sondeos, se realizan ensayos en laboratorio, de cuyos resultados pueden extraerse los parámetros necesarios para el cálculo de las cimentaciones. Es importante que los estudios geotécnicos, sus reconocimientos de campo y los ensayos de laboratorio sean realizados por técnicos y empresas debidamente preparados y con la experiencia adecuada al caso. Además de las cargas de peso que transmite la estructura, la cimentación debe soportar otros esfuerzos que no son tan sencillos de imaginar a los ojos del lego . En puentes de carretera y sobre todo de ferrocarril, se deben tener en cuenta las fuerzas horizontales producidas por el frenado de los vehículos. También los posibles impactos de vehículos o barcos en accidentes, los esfuerzos producidos por terremotos, los esfuerzos de tipo dinámico que producen algunas cargas de los puentes como el caso de los trenes, y otros similares. Para el estudio de la cimentación de un puente sobre el cauce de un río, es fun- damental tener en cuenta la posible socavación del lecho del cauce cuando se produce un aluvión. De nada sirve construir un puente con una gran cimentación y una estructura muy estudiada, si cuando viene un aluvión se viene abajo al removerse toda la tierra y grava que hay en el lecho, descalzándose la cimentación por debajo. No son raras las socavaciones de 10 m de profundidad, aunque muchas veces no se detectan cuando termina la riada, ya que es nor- mal que los sedimentos se vuelvan a depositar y aparentemente no haya pasado nada. Lo que ocurre es que no son los mismos sedimentos, los que había antes allí han sido arrastrados por el agua kilómetros más abajo. En el proceso se puede haber quedado sin apoyo la cimentación del puente, sin que el observador pueda imaginarse cómo ha sido posible que el puente se derrumbe, si el lecho del río parece estar igual que antes. Existen algunas circunstancias que incrementan el proceso de socavación, por ejemplo, en las curvas de los ríos la socavación es más importante en la zona exterior de la curva. También los pilares intermedios de un puente suponen un obstáculo a la corriente de agua, que gen- era vórtices que incrementan la socavación en dichas zonas. Para contrarrestar dichos efectos se utilizan pilares de forma hidrodinámica, así como protecciones de escollera a los lados y Cimentación de Puentes Extracto Revista Vial, Argentina Para poder llegar a una solución de cimentación, es necesario en cada caso, un reconocimiento detallado del terreno, que se realiza mediante sondeos y otras técnicas de tipo geofísico. Los estudios de cimentación son fundamentales al momento de levantar puentes. Para mayor información marque el 16 en su tarjeta

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Cimentación de puentes de obras de construcción

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PUNTOS DE VISTA

Revista BIT, Septiembre 2001

eEntre las obras de ingeniería, los puentes

junto con las represas son las obras que

transmiten cargas más importantes al

terreno. Normalmente las distancias en-

tre los apoyos son importantes, el peso

de las vigas y elementos de hormigón y

acero también, además las cargas que

producen el tráfico de camiones, trenes,

canales e incluso aviones (existen en

España varios puentes mediante los

cuales los aviones pasan sobre

carreteras en el interior de aeropuertos)

son cada vez mayores. Los apoyos y

pilares de los puentes, transmiten al

terreno cargas que normalmente son de

miles o centenares de toneladas. Pero

los puentes muchas veces están

construidos en puntos complicados -

precisamente por eso se construyen allí-

con suelos blandos, en la orilla y en el

interior de ríos, en el mar, embalses y

otros lugares en que no es fácil construir.

Es decir, son cimentaciones grandes y

pesadas, apoyadas en terrenos difíciles.

Estudios de Cimentación

Por todo lo anterior, el estudio de su

cimentación significa un capítulo funda-

mental en la fase de proyecto de estas

obras. Constituyen los denominados

Estudios Geotécnicos, necesarios en

cualquier tipo de construcción, pero

imprescindibles en el caso de puentes.

Para poder llegar a una solución de

cimentación, es necesario en cada caso,

un reconocimiento detallado del terreno,

que se realiza mediante sondeos y otras

técnicas de tipo geofísico. En los sondeos

se perfora el terreno, usualmente

recuperando un testigo continuo de los

suelos o rocas atravesados, lo que nos

permite apreciar visualmente sus

características y tomar muestras para su

ensayo en laboratorio. Los métodos

geofísicos utilizan ondas de tipo eléctrico,

magnético, sónico o de radar para obtener

una estación de algunas propiedades del

terreno investigado. Con las muestras

obtenidas en los sondeos, se realizan

ensayos en laborator io, de cuyos

resultados pueden extraerse los

parámetros necesarios para el cálculo

de las cimentaciones. Es importante

que los estudios geotécnicos, sus

reconocimientos de campo y los ensayos

de laborator io sean real izados por

técnicos y empresas debidamente

preparados y con la experiencia

adecuada al caso.

Además de las cargas de peso que

transmite la estructura, la cimentación

debe soportar otros esfuerzos que no son

tan sencillos de imaginar a los ojos del

lego . En puentes de carretera y sobre

todo de ferrocarril, se deben tener en

cuenta las fuerzas horizontales

producidas por el f renado de los

vehículos. También los posibles impactos

de vehículos o barcos en accidentes, los

esfuerzos producidos por terremotos, los

esfuerzos de tipo dinámico que producen

algunas cargas de los puentes como el

caso de los trenes, y otros similares.

Para el estudio de la cimentación de un

puente sobre el cauce de un río, es fun-

damental tener en cuenta la posible

socavación del lecho del cauce cuando

se produce un aluvión. De nada sirve

construir un puente con una gran

cimentación y una estructura muy

estudiada, si cuando viene un aluvión se

viene abajo al removerse toda la tierra y

grava que hay en el lecho, descalzándose

la cimentación por debajo. No son raras

las socavaciones de 10 m de profundidad,

aunque muchas veces no se detectan

cuando termina la riada, ya que es nor-

mal que los sedimentos se vuelvan a

depositar y aparentemente no haya

pasado nada. Lo que ocurre es que no

son los mismos sedimentos, los que había

antes allí han sido arrastrados por el agua

kilómetros más abajo. En el proceso se

puede haber quedado sin apoyo la

cimentación del puente, sin que el

observador pueda imaginarse cómo ha

sido posible que el puente se derrumbe,

si el lecho del río parece estar igual que

antes.

Existen algunas circunstancias que

incrementan el proceso de socavación,

por ejemplo, en las curvas de los ríos la

socavación es más importante en la zona

exterior de la curva. También los pilares

intermedios de un puente suponen un

obstáculo a la corriente de agua, que gen-

era vórt ices que incrementan la

socavación en dichas zonas. Para

contrarrestar dichos efectos se utilizan

pilares de forma hidrodinámica, así como

protecciones de escollera a los lados y

Cimentación de Puentes

Extracto Revista Vial, Argentina

Para poder llegar a una solución de cimentación, es

necesario en cada caso, un reconocimiento detallado del

terreno, que se realiza mediante sondeos y otras técnicas

de tipo geofísico.

Los estudios de cimentación sonfundamentales al momento delevantar puentes.

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sobre los cimientos. En los torrentes,

rieras y cauces normalmente secos, todos

estos fenómenos son los mismos, ya que

por allí también pasan riadas. Los

proyectistas de los puentes los tienen en

cuenta para diseñar una cimentación

suficientemente profunda y protegida con-

tra las socavaciones producidas por las

avenidas de los ríos.

Las cimentaciones de los puentes pueden

ser superf iciales o profundas. Las

superficiales mediante zapatas, están

l imitadas al caso de suelos

suficientemente compactos y resistentes

o de rocas, fuera del alcance de la

socavación del río. Lo más usual, en el

caso de puentes, es que las capas

superiores del terreno no sean capaces

de soportar las cargas, y que el peligro

de socavación sea alto, recurriéndose

entonces a cimentaciones profundas, que

suelen ser pilotes. En algunos casos las

p r o f u n d i d a d e s a l c a n z a d a s s o n

g r a n d e s El primer puente colgante

b

sobre el Tajo en Lisboa tiene pilotes que

bajan a más de 80 m bajo el nivel del mar.

Es bastante normal construir pilotes de

30 m de longitud.

En grandes puentes, como los colgantes

por encima de brazos de mar que todos

conocemos o hemos visto en fotos y

películas, las cargas son tan grandes que

se necesitan grandes cimientos a mucha

profundidad bajo el nivel del mar.

Para lograr la mejor cimentación, se necesita unreconocimiento detallado del terreno.