Los caissons

Que es un caissons

Los caissons o cajones son elementos estructurales para cimentación de grandes obras, de gran longitud, pues pueden llegar a profundidades hasta de 25 metros. Estos elementos se construyen cuando van a soportar mucho peso o cuando el terreno donde se va a construir tiene poca capacidad portante; puede decirse que con la construcción de los caissons se mejoran las condiciones estructurales del suelo que se va a utilizar.

Tienen gran similitud con los pilotes, que también son elementos estructurales de cimentación y que cumplen sus mismas funciones; la diferencia está en que los caissons son de mayor diámetro y casi siempre van construidos en el sitio.

Estas cajas pueden ser construidas en la superficie y hundidas in situ por sistema de excavación en su interior. Posteriormente estas cajas son fundidas en el fondo para conformar la superficie de cimentación.

Cuando se usa un caissons

Cuando se tiene un suelo de baja resistencia y el peso de la estructura que en el se apoya es mayor a la capacidad portante, lo que se hace es un cajón de cimentación para compensar el peso de la estructura, es decir, haces un hueco que se libera dl peso del suelo y se le mete aire, ese volumen de tierra que se elimina puede se puede meter en la estructura un cajón de cimentación se compone de losa de fondo, paredes laterales, paredes intermedias y losa tapa

Dimensiones de los caissons

Los caissons pueden tener diámetros de 1 m., hasta de 1.50 m o algunas veces 2 m.

Donde se utilizan los caissons

Estos elementos son muy utilizados en la construcción de edificios tanto residenciales como comerciales o de uso público; también los podemos encontrar en los estribos de muchos puentes, cimentando o recibiendo grandes pilastras.

Este sistema es utilizado especialmente para cimentar bajo el agua dado la dificultad de excavación para estos casos.

Construcción

Los caissons pueden ser construidos:

Abiertos

Con el fondo abierto, se les utiliza para casos en que el agua no afecte la excavación. Estos permanecen abiertos en su parte superior e inferior durante la construcción. Éste se entierra en su lugar y el suelo se retira por medio de maquinas hasta alcanzar el estrato de apoyo (permiten el uso de maquinas para el retiro de material excedente por su gran diámetro). Cuando se alcanza el estrato de apoyo, se vierte concreto (esto se hace bajo agua) para formar un sello en l fondo. Cuando fragua el concreto de sello, toda esa agua se bombea para posteriormente llenar el cajón de concreto.

El sello de concreto debe ser l suficientemente grueso para poder resistir las fuerzas hidrostáticas hacia arriba desde su fondo después de que el achique se concluya y antes de que se llene el cajón con concreto.

Teng en 1962 basándose en la teoría de la elasticidad, propuso que el espesor t de del sello fuera:

Para un caissons circular

t=1,18R_i √(q/f_c ) (1)

Donde

Ri: radio interior de un cajón circular

fc: esfuerzo admisible de flexión en el concreto (≈ 0,1 - 0,2 de f´c, donde f´c es la resistencia a compresión del concreto a los 28 días)

q: presión unitaria de carga en la base del cajón

Mientras que para rectangular

t=0,866B_i √(q/f_c[1+1,61(L_i/B_i ) ] ) (2)

Bi, Li = ancho y largo interno, respectivamente, de un cajón rectangular

El valor de q en las ecuaciones (1) y (2) se aproxima como:

q≈Hγ_w-tγ_c (3)

Donde:

γ_c: Peso especifico del concreto

Este espesor calculado será suficiente para protegerlo contra agrietamiento justo después del achique, pero se deben analizar otras dos condiciones para tener mayor seguridad al momento de colocar nuestro sello de concreto.

Primero se revisa para el cortante perimetral en la cara de contacto

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