Caisson (ingeniería)
En la ingeniería geotécnica , un cajón ( / k eɪ s ə n / o / k eɪ s ɒ n / ; tomado de francés cajón , del italiano Cassone , lo que significa caja grande , un aumentativo de cassa ) es una estructura de retención estanco [1 ] utilizado, por ejemplo, para trabajar en los cimientos de un pilar de un puente , para la construcción de una presa de hormigón , [2]o para la reparación de barcos . [3] Los cajones están construidos de tal manera que el agua se pueda bombear y mantener seco el ambiente de trabajo. Cuando se construyen pilares utilizando un cajón abierto, y no es práctico alcanzar un suelo adecuado, se pueden clavar pilotes de fricción para formar una sub-cimentación adecuada. Estos pilotes están conectados por una plataforma de cimentación sobre la que se erige el pilar de la columna.
Para instalar un cajón en su lugar, se baja a través de lodo blando hasta que se encuentre un material de base adecuado. Si bien se prefiere el lecho rocoso , a veces se usa un lodo duro y estable cuando el lecho rocoso es demasiado profundo. Los cuatro tipos principales de cajón son cajón de caja , cajón abierto , cajón neumático y cajón monolítico . [4]
Un cajón de caja es una caja de hormigón prefabricada (con lados y fondo); se coloca sobre bases preparadas. Una vez en su lugar, se rellena con hormigón para pasar a formar parte de las obras permanentes, como la cimentación de un pilar de un puente. Las estructuras de hormigón huecas suelen ser menos densas que el agua, por lo que un cajón de caja debe estar lastrado o anclado para evitar que flote hasta que pueda llenarse de hormigón. A veces, pueden ser necesarios sistemas de anclaje elaborados, como en las zonas de mareas . Los sistemas de anclaje ajustables combinados con un levantamiento GPS permiten a los ingenieros colocar un cajón de caja con precisión milimétrica. [ cita requerida ]
Un cajón abierto es similar a un cajón de caja, excepto que no tiene una cara inferior. Es adecuado para su uso en arcillas blandas (por ejemplo, en algunos lechos de ríos), pero no para lugares donde puede haber grandes obstrucciones en el suelo. Un cajón abierto que se utiliza en suelos blandos o niveles freáticos altos, donde las excavaciones de zanjas abiertas no son prácticas, también se puede utilizar para instalar pozos de registro profundos, estaciones de bombeo y pozos de recepción / lanzamiento para micro túneles , levantamiento de tuberías y otras operaciones. [ cita requerida ]
Un cajón se hunde por peso propio, hormigón o lastre de agua colocados en la parte superior, o por gatos hidráulicos. El borde de ataque (o zapata de corte ) del cajón está inclinado hacia afuera en un ángulo agudo para ayudar a hundirse de manera vertical; generalmente está hecho de acero. La zapata es generalmente más ancha que el cajón para reducir la fricción, y el borde de ataque se puede suministrar con una suspensión de bentonita presurizada , que se hincha en agua, estabilizando el asentamiento al llenar depresiones y huecos. Un cajón abierto puede llenarse de agua durante el hundimiento. El material se excava con un cucharón de excavadora tipo clamshell en una grúa. [ cita requerida ]
Es posible que el subsuelo a nivel de formación aún no sea adecuado para excavación o capacidad de carga . El agua en el cajón (debido a un nivel freático alto) equilibra las fuerzas de empuje hacia arriba de los suelos blandos debajo. Si se deshidrata, la base puede "entorpecer" o "hervir", [ aclaración necesaria ] haciendo que el cajón se hunda. Para combatir este problema, se pueden hincar pilotes desde la superficie para que actúen como:
