La cara oculta de los puentes con pilas sobre el agua. Parte 2: Procedimientos hasta la Era Industrial.

Pont Royal. Paris 1685

      Hasta el Siglo XVII-XVIII, cuando había que hacer pilas para un puente en medio del agua, las técnicas disponibles para su cimentación eran una evolución de las ya usadas por los romanos, y recogidas en la primera parte de esta serie, con perfeccionamientos que la práctica de su empleo había ido aportando en el transcurso de los siguientes siglos.

      Parece que durante el Medievo no debió haber desarrollos significativos, y es a partir del Renacimiento cuando se fueron perfeccionando, y documentando en diversos tratados de construcción, las técnicas constructivas e ingenios de la maquinaria auxiliar.

      Así, hacia 1450, Leon Battista Alberti publica su Re Ædificatoria [1], tratado en diez libros, a modo de revisión actualizada del de Vitruvio, y dedica su Libro IV a los puentes de madera y de piedra.

      Más tarde, Andrea Palladio publica Los cuatro libros de la arquitectura [2], cuyo libro III está dedicado a los puentes, pero más a los aspectos formales que a sus cimentaciones, de las que solo da indicaciones someras sobre cimentar en terreno firme o acudir a pilotes; el problema del agua lo despacha diciendo “Para cimentar las pilas se debe desviar solo el agua del lugar donde desea construir, y hacer que siga su camino con el resto de la corriente; y así se ira haciendo pila tras pila”.

      En el Siglo XVI se publica en España Los Veintiún Libros de los Ingenios y de las Máquinas [6], atribuido a Juanelo Turriano, aunque parece no haber seguridad en ello; estaba dedicado a Felipe II. En él se recogen aspectos relativos a equipos de construcción, como las máquinas de pilotaje (Libro Quince) o de la construcción de puentes de piedra y las ataguías de doble pared (Libro Dieciocho)

      A partir del siglo XVIII aparecen tratados dedicados específicamente a la construcción de puentes, a la vez que se genera una cierta sistematización de las cimentaciones de los mismos, como en Francia, [3],[4],[7],[9].

      Es a finales del siglo XVII cuando resurge otra vieja técnica, ya utilizada por los romanos en ingeniería portuaria: la de los cajones de madera. Su aplicación en la cimentación de una serie de puentes emblemáticos contribuye a su expansión en los siglos siguientes.

      Ante la citada falta de tratados, los sistemas de cimentaciones medievales, singularmente los que incluían pilotes, se han ido conociendo como fruto de trabajos arqueológicos o de restauración.

      Así, por ejemplo, con motivo de trabajos de consolidación del ya parcialmente muy reconstruido, puente de Beaugency sobre el Loira, se ha conocido su cimentación original, de finales del Siglo XII. La Fig.1 muestra el esquema de la de una de las 19 pilas en las que se usaron pilotes. Se aprecia el entramado de madera, base de los sillares de la pila, situado sobre los pilotes de unos 20-30 cm de diámetro, que llegaban hasta apoyar en la roca caliza o margosa subyacente, entre los cuales hay un relleno apisonado de gravas arcillosas.[5]

Fig.1 Puente de Beaugency – Cimentación de pila [5]

Como resumen, se puede indicar que, a lo largo del Medievo, Renacimiento y hasta la Revolución Industrial, los procedimientos de cimentación de puentes en medios acuáticos, tendentes todos a conseguir un arranque en seco de la mampostería de la pila, se podían agrupar en tres categorías:

·   Cimentaciones directas, o semiprofundas sobre plataformas de madera, ejecutadas en seco mediante: desvíos del río; ataguías individuales en cada pila, por doble tablestacado con relleno impermeable de la pared del contorno, o mediante islas o penínsulas en cada pila; aprovechamiento de épocas de estiaje.

·       Cimentaciones profundas, sobre pilotes.

·       Cimentaciones con cajones, abiertos o cerrados.

Lo que sigue es un ligero recorrido por ellas, con algunos ejemplos de su aplicación.

1.      Medios auxiliares.

      Hasta la Revolución Industrial y la aparición de las máquinas de vapor, se fueron desarrollando y perfeccionando diversos ingenios, cada vez con mayor capacidad, para mover los pesos y, en especial, hincar los pilotes de madera, llegando a aprovechar la energía hidráulica de la corriente del río para mover ruedas o norias de achique hasta, ya en Siglo XVIII, accionar los martinetes de aparatos de hinca de pilotes o tablestacas.

 

1.1     Los equipos de pilotaje.

      Uno de los procedimientos más comunes de cimentación se basaba en el empleo de pilotes de madera, generalmente de 20-30 cm de diámetro, de longitudes que no superaban los 10m, frecuentemente reforzados en su punta con zapateras metálicas.

      En caso de no poder excavar para apoyar en capas firmes, en cimentaciones sobre suelos blandos, se ejecutaba una malla de pilotes, que podía ser densa, a modo de refuerzo y compactación del terreno. Sobre ellos, recortados a un nivel uniforme, se disponía un entramado de madera sobre el que arrancaba la mampostería de la pila. Otras soluciones consistían en colocar, a modo de encepado, hormigón sobre los pilotes o bien rellenos de escollera, ambos confinados dentro del tablestacado, como base de la pila; esta última solución se empleó bastante en cauces, estabilizando la parte exenta de los pilotes sobre el lecho.

      Así pues, los pilotes de madera ejecutados por hincado con trípode martillo guiado fueron muy empleados, en especial en áreas con fondos sedimentarios y terrenos blandos. En pilas en el agua o estribos solían conllevar la ejecución previa de una ataguía para la ejecución en seco de los mismos y arranque de la mampostería, aunque también se podían ejecutar los pilotes desde ingenios flotantes y luego recortarlos a nivel de arranque de la pila.

      El mazo o martillo se levantaba por medio de tiro con varios operarios, ruedas de pisar, o empleo de caballerías girando en plataformas circulares o desplazándose por el terreno adyacente.

      El libro Quince de Los Veintiún Libros de los Ingenios y de las Máquinas [6], del siglo XVI, contiene la descripción, y modo de funcionamiento, de un equipo de maza guiada. (Fig.2).

Fig.2  Equipo de hinca guiado, Siglo XVI  [6]

      La maza (A) era subida por dos grupos, de 6 a 8 hombres cada uno, tirando de las lazadas (G). Este equipo aún no disponía de trinquetes de fijación, ni de automatismos para la caída del mazo al llegar a su altura tope, que aparecieron más adelante

      Perronet [7] utilizó en el pilotaje del puente de Neuilly, años 1768, equipos en los que los mazos de fundición eran movidos, tanto con tiro por cuerdas, como, en cuatro de ellos, por caballerías a través de una rueda. (Fig.3).

Equipo de hinca de pilotes, tiro manual [7]

Otro equipo de hincado, movido por caballerías [7]

Fig.3 Trípodes de hinca en el puente de Neuilly [7]

Estos equipos podían situase sobre una balsa o barcaza para trabajar en modo flotante (Fig.4)

Fig.4 Martinete de hincado en modo flotante (Wiebeking)

      En el puente de Saumur, en 1756, se empleó un equipo con mazo de 1500 libras, movido por rueda de andar, operado con 8 hombres (sustituyó al de tiro con cuerdas, como el de la Fig.3, que empleaba 47 operarios, para un mazo de 1200 libras). Este equipo podía situarse bien en tierra, bien sobre un andamio o plataforma sobre el agua,  o bien sobre unas barcazas o pontonas en modo flotante, como se muestra en la (Fig.5), en una imagen del libro de Bails [10]

Fig.5  Equipo con rueda de andar sobre pontona [10]

      
      Unos años antes, en 1750, para hincar los pilotes del puente de Westminster se había utilizado un equipo flotante, diseño de James Vauloue, que empleaba una maza de 600 kg con una caída de 6-7 m; se conseguían unos 70 golpes a la hora. Todo ello, gracias a la fuerza de los 3 caballos que giraban sobre una plataforma, alrededor de un eje vertical, cuya rueda engranaba con el cabrestante de izado, (Fig.6).

Fig.6   Equipo de hinca flotante movido por caballos [23] 

En sentido contrario, también era necesario recuperar pilotes de carácter temporal como los de las ataguías y soportes de plataformas. La (Fig.7) muestra un equipo empleado en Neuilly [7]

Fig.7 Equipo para arrancar pilotes.[9]

      Otro punto importante, en el caso de pilotes en el agua, era la necesidad de recortar sus cabezas a un determinado nivel, como base de apoyo para el entramado de madera a situar encima. Ya se sabía que, si se aseguraba que la madera estuviese siempre sumergida, la durabilidad de la misma estaba asegurada, pero ello implicaba la dificultad de tener que cortar las cabezas de los pilotes por debajo de la superficie del agua. 
      Para ello, fueron apareciendo diversos ingenios para recortar los pilotes a un mismo nivel; uno de ellos, ya del siglo XIV, es el mostrado en esquema de la Fig.8.

Fig.8    Máquina de serrar pilotes bajo el agua [Villard de Honnecourt]

      En 1762, con ocasión de la construcción del Puente de Saumur, sobre el Loira, se produce un avance muy significativo, lográndose una máquina con un diselo sofisticado, pero eficaz, que era capaz de cortar con precisión los pilotes, a un nivel profundo y sumergido, en aquel caso hasta 5 m bajo el nivel de agua y, lo más importante, en un mismo plano. [9].

      Las ideas y diseños iniciales provenían de Voglie y Perronet y fue construida, y luego perfeccionada, por Jean Gamory. (Fig.9).

1.-Vista general. Plataforma con sistemas de regulación de profundidad y el accionamiento, con dos parejas de operarios, del mecanismo sumergido de corte

2.- Parte sumergida del dispositivo de corte . Remarcadas las posiciones del movimiento de corte

3- Vista lateral, con las posiciones extremas de los movimientos para accionamiento alternativo de la sierra

4.- Perspectiva – (Charpenteríe, Planche XXI [11])

Fig.9 Equipo de corte de pilotes a gran profundidad (De Cessart-Puente de Saumur- 1756) [9]

      Manejada por 8 hombres, su capacidad de corte era de 10 pilotes/día con nivelación y de 70 sin ella. Con ella se conseguía un apoyo uniforme de la base del cajón de madera, y se aseguraba la durabilidad de esa base en condiciones siempre sumergidas y una mayor defensa frente a socavaciones al situarse a más profundidad.

      Más adelante, apdo. 1.1.1, se indica cómo se llegó a mecanizar la elevación del mazo, mediante ingenios hidráulicos que aprovechaban la corriente del río entre las ataguías para mover las máquinas de achique y los martinetes.

 

1.1.1   El martinete hidráulico de Bartolomeo Ferrazina. Puente de Bassano.

      Un paso significativo hacia la mecanización, antes justo de la era industrial y las máquinas de vapor, lo dio el ingeniero italiano Bartolomeo Ferracina, con su invento del martinete movido por energía hidráulica, la de la corriente del río.

      Lo diseñó con motivo de la reconstrucción del singular puente de madera cubierto de Bassano del Grappa, el Ponte Vecchio, diseñado por Andrea Palladio en 1569 y sostenido por unas palizadas de pilotes de madera hincados en el lecho del rio, arrasado en 1748 por una avenida, y cuyo diseño quiso mantener Consejo Municipal.

El diseño de Palladio – Libro III.Cap IX [2]

Reconstrucción manteniendo el diseño original de Palladio

Fig10  El puente de Basano, de madera y cubierto

      Para ese cometido, Ferracina inventó una máquina, en aquel momento muy futurista (y que hoy catalogaríamos, además, como sostenible y de emisiones cero), para hincar profundamente los pilotes en el lecho del río, mejorando drásticamente, tanto la profundidad de hincado (dando más seguridad frente a la socavación, que vio que era lo que había hecho caer el puente de Palladio), como los rendimientos, pasando allí a hincar 5 pilotes diarios, frente a los 3 que se conseguían con el martinete manual.[12].

      Consistía en una rueda de paletas, que giraba movida por la corriente del agua, y en un torno en el que se enrollaba la cuerda que levanta el martinete; se podían unir o separar ambos ejes, de modo que se transmitía, o no, fuerza al torno que izaba el martinete, mediante el movimiento con una palanca, que actuaba como un embrague, acoplando o desacoplando los dos ejes, sin que parase de moverse la rueda hidráulica; (Fig. 11).

Equipo mecanizado de pilotaje [12]

    Maqueta (Museo Civico di Bassano]

Fig.11 .- Trípode mecanizado de Ferracina

      No obstante, aunque no hay pruebas de su empleo real, ya existía un diseño anterior, obra del ingeniero italiano Giovanni Branca, que lo publicó en su obra Le Machine, en 1629, de una maquina de hincado de pilotes que también aprovecharía la fuerza de la corriente del cauce, [10]. Consistiría (Fig.12) en una rueda de paletas (A), situada sobre dos barcazas a modo de catamarán, cuyo eje acciona una polea (F), de cuya cuerda cuelga el mazo o martinete (D) que golpea el pilote. Una vez izado el mazo, se desacopla la polea (F) del eje de la rueda (A), mediante el pasador de bloqueo (I), quedando libre la polea (F) lo que provoca la caída del mazo.

Diseño de Giovanni Branca   [13]

Maqueta con la interpretación del diseño, modificado para ser factible. (Tascón- CEHOPU ) [14]

Fig.12  Diseño de Giovanni Branca de una máquina hidráulica para hinca de pilotes

 

1.2  Medios de achique

      El agotamiento del agua del recinto de cimentación, al menos hasta el nivel de arranque de las pilas de fábrica, supuso siempre un problema no menor. Se disponía de medios de agotamiento, como bombas, clóqueas o tornillos de Arquímedes, ruedas timpadas, norias con rueda de andar, rosarios hidráulicos y bombas de pistón.

      Las cuestiones clave eran la capacidad de achique, y cómo accionar esos medios. Además del obvio recurso a la fuerza humana, directamente, con manubrios o con ruedas de pisar, se emplearon ingenios movidos por caballos y la propia fuerza de la corriente del río.

La Fig.13, muestra un tornillo de Arquímedes movido por el flujo de agua; libro Trece de [6].

Fig.13  Clóquea movida por la corriente del río [6]

      Las bombas de rosario consisten en un tubo por el que pasa una cuerda o cadena sin fin, donde se fijan bandejas o discos, de madera o cuero, con la sección del tubo; pueden disponerse en vertical o inclinadas; su accionamiento puede hacerse con manubrios manuales, por la corriente del río o por caballerías. Belidor las describe detalladamente en la primera parte de su obra [27a]. Las de las Fig.14 son equipos de rosario utilizados en el puente de Orleans, terminado en 1763 [7]

a) Rosario vertical, accionada con manubrio manual

b)   Rosario inclinada, accionamiento hidráulico 

Rosario movida por caballos, Belidor, T1 [32]

b) Rosario inclinada, movida por 12 caballerías en plataforma [7]

Fig.14 Bombas de rosario [7]

      La Fig.15 muestra una rueda timpada, empleada, al igual que las de la Fig.14, en el Puente de Orleáns (PL XXXIV y XXXV de [7]).

Fig.15  Rueda de tímpano,  Puente de Orleáns [7]

      Las norias de cangilones podían ser movidas por grandes ruedas de álabes situadas en la corriente del río que las hacia girar.

      En el puente de Neuilly sobre el Sena, obra de Perronet en 1768, se emplearon unas de gran diámetro, 18 pies, que llegaron a mover dos norias simultáneamente, en dos ataguías contiguas; con un árbol de transmisión muy largo, hasta 32 m, en ese caso. La regulación de la altura de ambas ruedas respecto al nivel del agua se hacía con cabrestantes situados en los bastidores de soporte. Fig.15.

Fig.16  Noria de cangilones del puente de Neuilly [7]

 

2      Cimentaciones en lechos muy socavables. Régemorte y el Allier

      Las cimentaciones directas sobre un terreno competente se ejecutaban en seco, tras desvío del cauce, aprovechar épocas de estiajes o achique del recinto de la pila, siendo continuidad de las ya empleadas por la ingeniería romana. En caso de no poder achicar, se aplicaba una capa de hormigón sumergido hasta salir del agua.

      En ambos casos, era crítico situarse sobre un fondo no socavable: si no se conseguía, el riesgo incurrido acababa arruinando el puente. Si bien, en algún caso, ya los romanos habían aplicado, como protección frente a socavaciones, una protección del lecho entre las pilas, bien con un enlosado de piedra entre ellas, bien con una losa continua de hormigón (como en el de Mérida), no es hasta el siglo XVIII en que puede citarse un caso singular, de cimentación exitosa sobre un apoyo erosionable: la del puente de Moulins, sobre el turbulento Allier, en 1750, concebido por el Ingeniero de Ponts et Chaussées, Louis de Régemorte.

      El lecho del río presentaba un gran espesor, 15m, de arenas y gravas, en las que el río creaba grandes socavaciones en sus crecidas;  socavaciones que habían colapsado los puentes previos en la zona, alguno incluso sin llegar a entrar en servicio. No era factible realizar cimentaciones en seco y llegar a capas profundas, lejos de esos niveles de socavación, porque los agotamientos resultarían ineficaces, ni hincar pilotes hasta dichas profundidades.

      Por ello, Régemorte, responsable del proyecto, en lugar de los habituales pilotajes como base de las pilas, propuso un sistema novedoso: una cimentación directa, sobre un enlosado de 1.65 m de espesor, en toda la longitud del puente y extendido aguas arriba y abajo hasta doblar la anchura del puente, que la protegía frente a la socavación; enlosado que estaba  dotado de unos rastrillos formados con palizadas de tablestacas.[3]

Fig.17  [15]

Fig. 18  Sección con el detalle de la disposición del enlosado y las pantallas,  de [15]

      El sistema precisaba un asiento firme del enlosado, sin filtraciones. Para ello, hincó 5 hileras de tablestacas machihembradas, dos aguas arriba de los tajamares y tres aguas abajo, separadas entre 4 y 5m, creando una especie de ataguías de protección de la caja que se iba a excavar a continuación, mediante un dragado en torno a 3.25 m por debajo del estiaje. Tras ello, desde barcazas se vertió tierra arcillosa en toda la caja, y se hizo un posterior enrasado de la misma; sobre esa capa arcillosa enrasada se colocaron plataformas cuadradas de madera, de 3x3m, cargadas de piedra en rama; se cosieron unas a otras y se solaparon las juntas con bandas de lona.

Fig.19 Hinca de tablestacados y dragado [15]

      De este modo, mediante las tablestacas estancas y el fondo impermeabilizado, se pudo proceder al agotamiento del recinto y ejecutar el enlosado en seco de 1.65 m de espesor, mediante una primera capa de mampostería y terminándolo con losas de 50 cm de espesor, a 1 m por debajo del estiaje. Sobre este enlosado arrancaron las pilas.

      Este sistema resultó exitoso y ahí está como prueba el puente, justamente conocido como Pont Regesmorte, en reconocimiento al autor de la solución vencedora de los ímpetus del Allier .

Fig.20 El Pont Régemorte actualmente [Wiki]

      En España, inspirada en esa solución en cuanto a defensa frente a las socavaciones, aunque reforzada con pilotaje bajo las pilas, se cimentó el Puente de Molins de Rei, sobre el Llobregat, acabado en 1767.

      Al igual que en el de Régemorte, se dispuso, enmarcado entre dos pantallas de pilotes, un enlosado algo más ancho que el puente en todo el tramo del río, para protegerlo frente a la erosión. Solución que fue exitosa hasta que, desgraciadamente, y debido a irresponsables extracciones de grava junto al puente, éste sucumbió por socavación en 1971.

Fig. 21 Planos de la construcción, de [16]

 

3.- Las cimentaciones con pilotes.

      Los pilotes de madera fueron la técnica usual de cimentación profunda, hasta la segunda mitad del XIX. Preferiblemente se usaban trocos de roble; usualmente se protegían frente a desgarros, en la punta con un azuche de hierro y en su cabeza con una corona o argolla de hierro. En caso de ser cortos los troncos se empalmaban con uniones como las de la Fig.22
 

Fig.22 [10]

       Además, con ellos podía aplicarse un sistema, relativamente habitual hasta finales del Siglo XVIII, para limitar la necesidad de agotamientos, o como alternativa cuando no eran viables. Consistía en: hincar pilotes de madera hasta rechazo y recortarlos ligeramente por debajo del nivel del agua; rellenar la parte exenta de los pilotes sobre el lecho del río con escollera y piedras, para estabilizarlos bloqueando sus movimientos y para protegerlos frente a socavaciones; disponer un entramado de vigas de madera, largueros y travesaños, sobre los pilotes, como soporte de una plataforma de madera; iniciar en seco la mampostería sobre la plataforma, que debía mantenerse siempre sumergida, para asegurar su longevidad (Fig.23).

Fig.23 Puente Wilson, Tours, cimentación de pilas (1770) [15]

      La Encyclopédie de Diderot et d'Alembert [11], incluye una lámina muy descriptiva con la “nueva forma de pilotar”, mostrando el modo de ejecutar los pilotes por encima del agua (Fig.24)

Fig.24  Pilotaje en el agua (Charpentería, Pl XX  [11]).

      Gautier, en su tratado de puentes [3], detalla varios esquemas de cimentación con pilotes, como el de la Fig.23, para una pila de puente de mampostería. Crea una malla de vigas de madera, en cuyas celdas interiores sitúa 41 pilotes, un par en cada celda, hincados, hasta roca o rechazo, siguiendo el orden de numeración indicado en el plano. El contorno está formado por un tablestacado de pilotes (42 a 76), con ranuras para alojar las tablas de cerramiento. 

Fig.25  Plano XX del tratado de Gautier de 1716[3]

 

 4. Las ataguías y tablestacados.

      El concepto seguía basado en el ya utilizado por los romanos: dos paredes sostenidas en pilotes hincados que se rellenaban con material impermeable tipo tierra arcillosa con paja, para conseguir estanquidad; se solía hacer un dragado interior previo a la colocación de ese relleno, para aumentar la profundidad de la pantalla. La separación entre las paredes aumentaba con la altura de agua a soportar: desde el mismo orden, según Gautier [3], hasta un tercio de la altura de agua a soportar, salvo que se apuntalasen o reforzasen con un relleno en talud, por el interior del recinto; finalmente se reducirán los problemas de estabilidad con el arriostrado interior entre paredes opuestas (apdo. 4.4). Solía aplicarse un talud de escollera como protección en el contorno exterior.

      Una vez achicada el agua, se podía excavar hasta encontrar terreno apto, a salvo de socavaciones, para situar la cimentación de la pila.

      Las paredes de cierre podían hacerse con unas tablestacas hincadas, solidarizadas con los pilotes mediante unas correas horizontales, (Fig.26), o bien con empleo de pilotes cuadrados, con dos caras con una ranura para alojar las tablas de cierre de la pared. (Fig.27).

Fig.26 Ataguía estanca de doble pared de pilotes y cierre con pared de tablestacas para cimentación directa

Fig.27 Ataguía de doble pared de tablestacas en pilotes para cimentación directa en seco.

      Este concepto de ataguía con doble pared de tablestacas y apuntalada, esté descrito detalladamente en los Los Veintiún Libros de los Ingenios y de las Máquinas [6], en el Libro 18, dedicado a los puentes de piedra; Fig.28.

Fig.28. Ataguía de doble pared apuntalada [6]

      La evolución se reflejaba en aspectos como uso de maderas con mejoras en uniones y juntas machihembradas para conseguir estanqueidad en tablestacados, equipos de hinca de pilotes más potentes con tracción equina o el empleo de ingenios hidráulicos que, aprovechando la fuerza de la corriente del río, movían las norias de achique, como mostraban las Fig.13 a Fig.16.

      Una vez construida la ataguía, el agotamiento de su interior dependía mucho de la naturaleza y permeabilidad del lecho. Si la capacidad de achique, con tornillos de Arquímedes, norias, etc. podía lograr descubrir el lecho, se excavaba éste hasta un nivel rocoso, o suficientemente firme, o a suficiente profundidad para no ser erosionable, donde comenzar la cimentación directa de la pila, con arranque con mampostería de piedra.

      En las cimentaciones directas sobre fondos no rocosos solía disponerse una plataforma de madera de dos capas cruzadas, como base de la mampostería.   

Fig.29 Cimentación superficial del Pont Neuf de Paris[Mesqui, Archeofluviale]

      En otros casos se procedía a hincado de pilotes de madera, en una malla cuya densidad dependería de la naturaleza del terreno y de la carga de la pila, siendo en general densa y conectada a un entramado de vigas de madera, donde se apoyaba la pila de piedra.

Fig.30  Cimentación de pila en el XVII (Charpenteríe, Pl XIX [11]

      Cuando la capacidad de achique o las filtraciones no permitían el agotamiento del recinto, se excavaba o dragaba el interior hasta un estrato firme o agotar la capacidad de los artilugios de excavación. Las soluciones pasaban por: empleo de hormigón sumergido; hinca de una malla de pilotes; rellenar el recinto inundado con bloques de piedra hasta sobresalir del agua, a partir de cuyo nivel, se arrancaba la pila de mampostería.
      Una solución de este tipo con una ligera variante, con la ataguía en dos fases es la propuesta por el ingeniero militar francés Treussart [18], que consiste en: ejecutar la pared exterior con pilotes cuadrados machihembrados; dragado de los materiales del lecho hasta el estrato firme; vertido de hormigón sumergido en un espesor capaz de oponerse a las eventuales subpresiones; hincado de los pilotes de la pared interior de la ataguía en el hormigón aun blando y atado en cabeza de ambas paredes; relleno de la pared formada con tierra arcillosa; achique y arranque en seco de la pila

Fig.31- Ataguía según método del general Treussart

 4.1.- Ataguías multipared, en cascada

      En algún caso, cuando había que bajar a niveles profundos respecto a la cota del agua y la regla de anchura de ataguía igual a desnivel de agua tras achique llevaría a anchuras desmesuradas, se utilizaron ataguías con sucesivas palizadas de tablestacas rellenas de arcilla, adosadas unas a otras.

      En el Pont Neuf de Paris, empezado en 1578, [20] se empleó de una ataguía de dos recintos.  

Fig.32  Los coetáneos Pont Neuf de Paris y Toulouse

      Sin embargo, la aplicación más significativa fue la del Pont Neuf de Toulouse sobre el Garona, empezado un treintena de años antes, pero cuya ejecución de demoró la friolera de unos 90 años (1542 a 1632), debido a múltiples y graves problemas ligados a la imposibilidad de achique con las ataguías tradicionales, que impedían cimentar en el nivel competente de margas situado debajo de las gravas aluviales del lecho; ello llevó, al colapso de pilas ya ejecutadas y reconstrucción o trabajos de consolidación de las mismas, debido a las crecidas del Garona [21]

      Inicialmente, se planteaba ya utilizar ataguías multipared, para poder agotar el agua a niveles importantes bajo la cota del río, como el de triple pared para la segunda pila, (Fig.33). Pero la implantación poco profunda de las tablestacas no permitía un completo dragado del aluvial en su interior ni, al fluir el agua por ese fondo, su achique para efectuar el relleno de arcilla.
      Consecuentemente, o no se conseguía llegar en seco a un asiento competente o, cuando se aplicaron pilotes como alternativa, tampoco el nivel de arranque de la pila quedó a salvo de socavaciones. Tras múltiples años, solo se había conseguido implementar un estribo y un par de pilas; las demás no habían resistido los embates del Garona y se encontraban fisuradas o inclinadas, precisando reconstrucción.

Ataguía de triple pared para la pila 2, en 1554 [20]

Fig. 33 Ataguías de triple pared, según Mesqui [21]

      Al retomarse la ejecución en 1597, Pierre Soufron empleó ataguías de recintos múltiples, en escalera, con ejecución sucesiva y descendente de las paredes interiores, (Fig.34). Con ello pudo bajar hasta los 5 m bajo la cota de estiaje.

Fig. 34 Ataguías en escalera descendente. [19]

      El método consistía en hacer un primer recinto con la clásica doble pared de tablestacas con pilotes, rellena de arcilla, tras un dragado interno próximo al metro de los materiales granulares del fondo; tras ello, se procedía a un agotamiento parcial y a un dragado de las arenas y gravas del lecho para proceder a ejecutar una segunda ataguía, adosada a su interior y a un nivel más bajo; se iba excavando el fondo granular conforme se iba agotando el recinto y ejecutando los sucesivos recintos interiores a un nivel cada vez más bajo.

      De esa forma se mantenía una regla ya citada, espesor de la ataguía del mismo orden que el de la diferencia de niveles entre el agua y el fondo de excavación; lo que con una ataguía simple resultaba inviable.

      En las obras de consolidación de los cimientos hechas en 1947, René Lotte [15] identificó los restos de las pilas originales y reparadas de los Siglos XVI y XVII. La Fig.35 muestra el plano de la parte de aguas arriba de la pila 7, con los vestigios encontrados de las ataguías múltiples empleadas por Soufron [22]

Fig.35 [22]

      Gautier recoge en su tratado [3] una descripción generalista de la excavación y agotamientos con cuatro recintos en su plancha XXI, (Fig.36), figura que Lotte retomó en la Fig.33, antes mostrada.

      Un detalle en la figura y explicación de Gautier: para remontar el agua en los agotamientos, se disponían unos canales (SR, OQ, NP) donde verter el agua achicada en el recinto inferior, para ser impulsada al siguiente más arriba.  

Fig.36  Gautier, ataguía en escalera - Plancha XXI y su explicación [3]

 

4.2       Ejemplos. Puentes de Neuilly (1771-1956) de Perronet, y Orleáns, (1763)

      A modo de ejemplo de una solución relativamente clásica, con agotamiento del recinto y malla de pilotes en seco, las figuras que siguen muestran las obras de cimentación de dos puentes del siglo XVIII: el puente de Neuilly sobre el Sena (Fig.37), celebrada obra de Perronet hecha entre 1768 y 1771 y, desgraciadamente, demolida en 1956, y las del puente de Orleáns, hecha un poco antes.

      Perronet introdujo un cambio sustancial en el perfil de los puentes, al rebajar drásticamente los arcos, respecto al patrón clásico semicircular, a la vez que adelgazó las pilas, a pesar de la generación de fuertes empujes horizontales transmitidos a ellas por los arcos.

      Para equilibrar esos empujes horizontales, procedió a un cimbrado simultáneo de todos los arcos; con ello, pudo rebajar su directriz y aumentar el ratio vano/espesor de pila del 3:1 tradicional de los romanos, y el 5:1 de esa época, hasta el 9:1, con un ancho de pila de 4.35 m para arcos de 39 m en Neuilly. (llegaría a un 15:1 en el de Nemours, en 1805)

Puente de Neuilly. [Chaix-Traité des Ponts]

Maqueta (Exposición Sueño e Ingenio, BNE)

     Fig.37 Puente de Neuilly- perfil y maqueta

Los pilotes de las ataguías de doble pared, tenían unos 20 cm de diámetro, 24 pies de longitud y se espaciaban 4 pies entre ejes, sobresaliendo 6 pies por encima del nivel de estiaje. Una vez ejecutadas las dos paredes, con una draga movida por caballerías se excavó su interior, antes del relleno con tierra arcillosa.

Fig.38 Dragado entre tablestacas, Pte de Orleans (1763)

     Para achicar el agua de la ataguía se emplearon, múltiples máquinas de rosario verticales, en cuyos manubrios actuaban cuatro hombres, y, por otro, norias de cangilones accionadas por una gran rueda de paletas (Fig.39); ésta, con un largo eje de transmisión (ya detallado en la Fig.16) llegó a mover dos norias, una en el estribo y otra en la pila vecina, (Fig.40), extrayendo 4442 m³ en 24h, a una altura media de 6.5m.[3].

Fig.39  Rueda de paletas moviendo una noria en pila [7]

Puente de Neuilly.- Cimentaciones y disposición de los equipos en la ejecución del estribo y primera pila. [7]

Fig.40.-Equipos en el Puente de Neuilly. De pilotaje, con martinete manual. De achique del agua de la ataguía movidos con la corriente del río, rueda motriz de paletas y noria de achique (Puente de Neuilly, Perronet)[7]

      Los pilotes tenían un diámetro medio de 30 cm y longitud variable entre 12 y 18 pies. En el estribo se hincaron 435 pilotes hasta rechazo, usando 8 martinetes manuales y dos martinetes de ruedas; el rendimiento por equipo era de unos 3-4 pilotes diarios.

      El nivel requerido para la cimentación se situaba al menos a unos dos metros por debajo del estiaje, para que los pilotes y entramado de madera estuviesen siempre sumergidos, para asegurar su longevidad. A ese nivel se recortaron los pilotes, sobre los que se dispuso un entramado de vigas de madera, con las longitudinales situadas sobre las propias cabezas de los pilotes y, sobre ellas, otra malla de vigas transversales

      Los huecos de la malla se rellenaron con piedra retacada, que se enrasó con el entramando de madera. Se formó así la base de madera, sobre la cual  arrancaría la mampostería.

      En la Fig.41 se muestran las secuencias de la ejecución de estos trabajos en la pila y el esquema típico de las cimentaciones de Perronet.

Secuencia de trabajos en cimentación de pila, de [7]

Esquema de cimentación de pilas, de Perronet [8]

Fig.41 Secuencias constructivas

Fig.42  Dibujo que muestra los trabajos en una ataguía, la pasarela de servicio, el transporte en barcas de tierra para el interior de las tablestacas y los haces de mimbre para retacado de su base exterior. [7]

      Para el agotamiento de las ataguías en la construcción del puente de Orleáns, sobre el Loira ejecutado unos pocos años antes, en 1763, se dispusieron, además. unas bombas de rosario inclinadas, movidas por ruedas hidráulicas de álabes o por caballerías, así como ruedas de tímpano.

      En la Fig.43, se muestra la disposición de medios de agotamiento del agua en el interior de los recintos de las ataguías, igualmente de doble pared con relleno arcilloso entre sus paredes.

      Destaca la profusión de bombas de rosario verticales manuales de manubrio, en dos grupos de 9 y 24 bombas [7] 

Bombas de rosario vertical movidas a brazo, de rosario inclinado movido por caballerías en plataforma de eje rotativo vertical. Noria movida por rueda de paletas y rueda de tímpano [7]

Vista de los trabajos de una pila en el puente de Orléans, julio de 1752

Fig.43 .- Medios de agotamiento en el Puente de Orleáns [7]

4.3     Ejemplos. El puente medieval de Londres (1176-1832) y su sustituto.

      La solución de arranque con escolleras en el recinto inundado fue la empleada en la cimentación de las 19 pilas del célebre y desaparecido puente medieval de Londres, erigido a finales del siglo XII y demolido en 1832.

      Fue un puente muy singular e icónico, que se pobló de casas (llegó a haber doscientas) que dejaban una estrecha calle de unos 3 m para paso de peatones, caballerías y carruajes.

      En las figuras que siguen se muestran diversas representaciones de ese puente, con los edificios encima; edificios que fueron pasto de las llamas en varias ocasiones, lo que hizo que se terminase por decretar la demolición de los edificios en 1756.

Fig.44 Cuadro de 1632- de Claude_de_Jongh

Fig.45  Aspecto de la calle (maqueta en St Magnus the Martyr)

Fig.46. Las casas del puente de Londres, destacando la Nonsuch House

      Cuando, en 1756, se decidió proceder a la demolición de los edificios y adecuar el puente para el creciente tráfico de carruajes, carros y persona, también se eliminó la pila central, para ampliar la luz del arco central y dar mejor capacidad a la navegación. Fue entonces cuando se pudo detallar el sistema constructivo y estructural de las primitivas pilas.

Fig.47 Esquema de la cimentación medieval en la pila con arco ampliado [25]

      Se había creado un recinto hincando tablestacas y pilotes en el lecho, que se rellenó con escollera y piedras hasta un poco por debajo del nivel medio del agua, ya que la importante oscilación de la cota del agua debida a las mareas sólo permitía mantener en seco la ataguía mediante agotamiento a partir de ese nivel; ahí se dispuso una base de madera y se arrancó la sillería de la pila. De este modo, esa base de madera quedaría siempre sumergida, a efectos de asegurar su durabilidad.

Fig.48 La planta del puente con las 19 pilas[24]

Fig.49  El nuevo arco central y su cimbrado. 1758. [24]

       No obstante estas mejoras, el puente tuvo que acabar dejando paso a uno nuevo, más amplio, que se construyó en paralelo, aguas abajo, en 1830. Tras ello se procedió al desmantelamiento y demolición del puente medieval; trabajos de demolición que duraron dos años y fueron motivo de diversas representaciones pictóricas, como las que se muestran en las figuras que siguen, en las cuales se puede observar cómo fueron llevados a cabo. Así, en la década de 1830, desapareció este puente de fábrica medieval, que llegó a ser una calle angosta entre casas.

Pintura de Henry Cattley

Pintura de Edwd. Willm. Cooke

Fig.50 Demolición del puente

 

El “nuevo” Puente de Londres

      Para sustituirlo se adoptó una solución relativamente clásica o conservadora, de John Rennie, que había construido un par de décadas antes el puente de Waterloo; aunque fallecido en 1821, la ejecución la llevaron a cabo sus hijos.

      Para ejecutar su cimentación se procedió a construir una ataguía con triple pared; se dragó su interior y se hincaron pilotes de 6 m de longitud; se embebieron los 30 cm superiores de los pilotes con un hormigón con mampuestos; se fijaron vigas de madera sobre las cabezas de los pilotes y, perpendicularmente sobre aquellas, travesaños que soportaban una plataforma, sobre la cual arrancaba la mampostería de piedra tallada de la pila.

Fig.51  Esquema del arco central y de cimentación de su pila [25]

Este puente tampoco existe hoy día, al ser reemplazado en 1970 por el actual.

4.4 Hacia los conceptos actuales: Ataguías con riostras y acodalamiento interior-1838 Acueducto sobre el Potomac

Antes de la aparición de las tablestacas metálicas a finales del XIX, hubo una postrera evolución de las ataguías basadas en doble pared de pilotes y tablestacas hincadas de madera, rellena en su interior con material térreo impermeable, evolución en la que se introdujo un nuevo e importante concepto, que es el empleado actualmente con calados importantes: el arriostrado y acodalamiento interior de las paredes mediante vigas horizontales.

      Se aplicó en 1838 en la ejecución de las pilas del hoy desaparecido Acueducto sobre el Potomac [26], cimentadas en una capa de roca bajo un lecho de algo más de 5 m de lodos y acarreos, sobre el cual el río tenía un calado de unos 5 m de agua; ello suponía excavar el interior hasta unos 10m de profundidad y eliminar el agua hasta esa cota, más allá de las posibilidades de la práctica normal.

      Tras un previsible fracaso con una ataguía de simple pared, con la que se había empeñado el primer contratista, el responsable del proyecto, capitán William Turnbull, diseñó una de doble pared pero modificada y reforzada respecto a las ataguías tradicionales.

      Dispuso en la pared interior una fila de pilotes de roble de 12 m de longitud y Ø40 cm con puntera metálica, hincados con un martinete de 780 kg movido por caballos, que daba un golpe cada 1.5 minutos. En la exterior, a 4.5 m, se hincó otra fila de pilotes de 11 m de longitud, del mismo diámetro pero sin puntera.

      Sobre esos pilotes se armó un andamio para los martinetes de unos 600 kg para hincado de las tablestacas de madera, de 12 m de longitud las interiores y 11 las exteriores. Estos martinetes se movían por rueda de andar (6 operarios y 75 segundos por golpe) o por manivela (8 operarios y 7.5 minutos por golpe)

      Se rigidizó el conjunto con varios planos de marcos de vigas horizontales que rigidizaban las paredes de tablestacas a la vez que la apuntalaban una pared con la opuesta. Inicialmente se montaron in situ; según iba progresando el agotamiento de agua dentro de la ataguía se incorporaban sucesivos. planos de marcos de rigidización y arriostramiento. (Fig.52)

Fig.52 Sección y perspectiva interior[28]

      Sin embargo, tras la aplicación de este sistema en las primeras pilas, la solución final adoptada fue diferente, suprimiéndose la fila de pilotes interna y consistía en: hincar los pilotes del contorno exterior hasta la roca; prefabricar el marco en tierra y llevarlo flotando a su posición y sumergirlo hasta tocar fondo; hincar las tablestacas hasta la roca en los lados opuestos del marco; unir el marco a esas tablestacas para fijar su posición; colocar las tablestacas restantes, conformar la pared del contorno y rellenarla de arcilla. (Fig.53)        

Fig.53 Solución final, con estructura prefabricada para marcos de arriostrado y rigidización [29]

 

Fig.54  Dibujo de la ataguía y las grúas de colocación de piedra  [28]

5. Los cajones

      Hasta el Siglo XVII, cuando había que hacer pilas para un puente en medio del agua, las técnicas disponibles realmente no eran más que una evolución de las usadas por los técnicos romanos.

      Por ejemplo, en la ingeniería portuaria romana ya se empleaban cajones de madera, montados in situ con ayuda de pilotes hincados, o bien, prefabricados y llevados flotando al lugar de empleo, donde se rellenaban con el opus caementitium.

      Pues bien, a mediados del Siglo XIX se produjo un cierto renacimiento de esa técnica, que fue perfeccionada con un procedimiento de Beaumoulin, Ingeniero de Ponts et Chaussées, que se aplicó por primera vez en un puente de ferrocarril sobre el Cher, utilizando cajones de madera sin fondo.

      Sin embargo, ya se había producido con anterioridad, a finales del siglo XVII, un cambio innovador en el empleo de cajones en las cimentaciones en agua de los puentes, con una nueva idea, que habría que atribuir al fraile dominicano de Maastrich, François Romain, idea que aplicó en la construcción del Pont Royal en Paris en 1685; sin embargo, suele atribuirse este cambio a Labelye, autor y constructor del puente de Westminster, en 1750, quizás debido a la notoriedad que adquirió esa obra.

       A partir de entonces, en situaciones con dificultades para el arranque en seco de la base de las pilas, empezaron a emplearse soluciones de este nuevo tipo, hasta que, un siglo después, la disponibilidad del aire comprimido y su empleo pionero por Triger bloqueando filtraciones de agua en actividades mineras, produjo un giro espectacular en las posibilidades de cimentación de puentes en grandes cauces y profundidades en el siglo XIX.

      Lo que sigue es un ligero recorrido por las técnicas anteriores a la de los cajones presurizados, que seran objeto de otro capítulo de esta serie.

 

5.1     La técnica de los cajones estancos prefabricados de madera.

      Ya se ha dicho que el empleo de cajones prefabricados de madera, que se llevaban flotando al lugar de empleo donde se rellenaban con material (Escombros, gravas u hormigón) para hundirlos hasta apoyar en el lecho, era muy antiguo, sobre todo en obras portuarias, tanto que esa técnica, por ejemplo, ya la utilizó Julio César en el sitio del puerto de Brindisi, para cerrar la salida del mismo.

      Sin embargo, su empleo conocido en cimentación de puentes de fábrica parece ser bastante más reciente, teniendo que llegar al año 1685 para encontrar una aplicación eficaz de esta técnica, tanta que el puente en que se aplica, Pont Royal de Paris, sigue resistiendo más de 3 siglos de avenidas del Sena.

      Resultaba, entonces, una técnica ventajosa sobre lechos granulares en los que las filtraciones por fondo no serían dominables si se empleaban tablestacados

 

5.1.1    Un fraile dominicano innova cimentando el Pont Royal (1685)

Fig.55  Pont Royal, cuadro de Gobaut (gallica.bnf.fr)

Fig.56  Pont Royal [26]

     El proyecto de este puente de fábrica contemplaba un arranque de las cimentaciones profundo, a 15 pies (unos 4,5 m) por debajo del nivel del agua, nivel en el que se estimaba que no se verían afectadas por socavaciones en el lecho del río. A esa profundidad se situaría una plataforma o entramado de madera, a modo de encepado, que cosería las cabezas de una densa malla de pilotes de madera de 10/12 pulgadas de diámetro, separados unos 45 cm entre ejes.

      Para llegar a esa profundidad se había previsto una ataguía muy robusta, con doble pared de tablestacas de pilotes y tablones, que dejaba un hueco para rellenar con arcilla con un espesor mínimo de 9 pies (1.80m), con separación de pilotes alternados de unos 2 a 3 pies. (Fig.57)

Fig.57  Esquema interpretativo de la solución

     Sin embargo, en la primera de las pilas hubo muchos problemas y no funcionó la solución, y es aquí donde interviene el fraile dominico François Romain, que había ejecutado exitosamente un puente en Maastric y que emplea un método distinto.

      En primer lugar utiliza una draga para excavar y regularizar el fondo de apoyo de la cimentación dejándolo plano (lo que parece que también es otra innovación en Francia), tras lo cual se ejecutan los pilotes, que deberían quedar enrasados a la cota especificada de 15 pies bajo el nivel del agua, y todos en el mismo plano para que la carga transmitida por el cajón fuese uniforme, aunque esto es dudoso que se consiguiese.

       Tras ello Romain, carga en una gran barcaza de madera con fondo plano y hasta donde le permita su flotación, gran parte del material del arranque de la pila, que ya va colocado. La sitúa en la posición de la pila, donde la fija para que, al irse hundiendo, conforme se vaya añadiendo material, se apoye sobre los pilotes.

      Configura una especie de recinto, con la base de piedras enlazadas y adyacentes a las paredes, también de piedra, que formaran parte del paramento de la pila. Conforme se va cargando recreciendo la pila y rellenando los huecos entre las paredes de piedra con escombros y hormigón puzolánico, la barcaza o cajón guiada por pilotes, se va sumergiendo y finaliza apoyada y cargando sobre los pilotes del cimiento.

      Se recrece la pila que, además, se sobrecargó con un peso mayor al que iba a soportar una vez construido el puente y, tras seis meses de pruebas, se comprobó que los asientos eran 27 mm (en parte se atribuyeron a la retracción de los hormigones), por lo que se juzgó adecuado iniciar los arcos desde esa pila.

      Este pseudo-cajón es reivindicado, en especial por autores franceses, como un antecedente del método que empleó años más tarde el suizo Lavelye para ofertar y ejecutar el puente de piedra de Westmisnter en 1747.

Fig.58  Pont Royal por Livinus Cruyl- 1687 (Gallica.fr).

 

5.1.2   Cimentación directa en lechos granulares con cajones prefabricados estancos. Westminster 1750.

      En 1721, cuando sólo había un puente en Londres para cruzar el Támesis, se presentó una petición al Parlamento para construir un segundo.

      Hubo diversas propuestas como las de Batty Langley de un puente con tablero sobre cerchas de madera con luces de 100 pies y dos soluciones de apoyo, una sobre pilas- pilote de madera y otra con pilas de mampostería sobre una base de pilotes (Fig.59)

Fig.59 Soluciones de Langley [31]

      Otras propuestas se inclinaban por puentes de fábrica con arcos semicirculares, como la de Nicholas Hawksmoor, con 9 arcos que incluía un novedoso estudio con cálculos de la afección de las pilas a los niveles del rio aguas arriba y abajo del puente hecho por el ingeniero franco suizo Charles       Dangeau de Labelye. Éste, que tras la muerte de Nicholas en 1736, presentó su propio proyecto con un puente de piedra de 13 arcos, con un novedoso sistema de cimentación derivado del aplicado en 1685 por Romain en el francés Pont Royal, ya que los tablestacados presentarían problemas irresolubles de achique debidos a las filtraciones por el lecho de gravas, para disponer de un recinto estanco para arrancar en seco la cimentación y alzado de las pilas. Todo ello ante el escepticismo y feroz oposición de los gurús locales que veían rechazadas sus propuestas.

      La Comisión del Puente de Westminster se inclinó por un diseño de James King, de un puente mixto, con 13 arcos de madera de roble de 76 pies de luz sobre pilas de mampostería (Fig.60), aunque seguía discutiendo con Charles Labelye sobre su solución para la cimentación de las pilas.

Fig.60  El puente de Westminster por James King [31],

      Finalmente, en 1737 Labelye consigue que se apruebe su solución de 13 arcos, pero sólo le autorizan a trabajar con las cimentaciones a mitad de 1938, pues la Comisión del puente aún mantiene la idea de la superestructura en madera, que le contratan a James King. Sin embargo, continúan las discusiones en la Comisión entre partidarios del puente de piedra y los de la del tablero de madera.

      En 1940, cuando Labelye ya estaba ejecutando la tercera pila, se le pide que presente una solución y estimación de construcción con arcos de mampostería adaptados a las pilas y geometría de la solución de King, que es aprobada por la Comisión, a la vez que anulan el contrato de King (Fig.61)

Fig.61- Diseño final, adaptación de Labelye [30]

      El procedimiento de cimentación se basaba en el empleo de un enorme cajón estanco de madera, prefabricado en la orilla, cuyas paredes era reutilizables mientras que el fondo sería perdido y quedaría formando parte de la cimentación. Sus dimensiones eran 26 m de largo, 10 m de ancho y 5.20 de altura, lo que dejaría un ancho interior libre de casi 2 m alrededor de la pila.

      En cada pila se dragó el fondo existente para proporcionar un apoyo uniforme y horizontal a unos 2m por debajo del lecho existente de gravas y bolos.

      Tras ello, se llevó flotando el cajón hasta su posición, donde una serie de pilotes de madera hincados a su alrededor servirían para su posicionamiento y guiado durante su hundimiento y para crear unas barreras de protección contra choques de embarcaciones o entrada de elementos flotantes. (Fig.62)

      El equipo flotante de pilotaje movido por caballerías, diseño de Vaoloué, ya se mostró en la Fig.6.

      Una vez en posición, se colocaron dentro del cajón estanco las tres primeras capas de sillería de la base de la pila, tras lo cual se procedió a acabar de hundirlo hasta posarlo en el fondo que se había preparado inundándolo con agua a través de unas compuertas. Una vez conseguido que el cajón lastrado descansase sobre el fondo, se procedió a reflotarlo achicando el agua para comprobar que el apoyo era uniforme.

      Finalmente, se procedió a hundir definitivamente el cajón y seguir colocando capas de la sillería de la pila hasta sobrepasar el nivel del agua. Tras ello se liberaron las fijaciones de cola de milano y cuñas de las paredes a la base, con lo que flotaban para reutilizarlas en otro cajón, en tanto que la base de madera del cajón quedaba como cimiento de la pila.

Fig.62- Las maniobras con el cajón; dibujos de Belidor- lámina XXVIII [33]

Fig. 63- Detalles de la construcción en un cuadro de Scott

      Cuando todo iba bien el ritmo era rápido; el propio Labelye dice que la cuarta pila se cimentó en 20 días, en mayo de 1940.

      Los arcos se construyeron sobre cimbras apoyadas en la pila y pilotes. Se empezaron en 1740 y se completaron en 1747. (Fig.63, 64).

Fig.64 [23]

      El puente se terminó a finales de 1747. Sin embargo, desde unos meses antes, se había detectado un asiento en una pila, ante cuyo incremento se retiró parte del peso que la cargaba (balaustrada, pavimento y parte del relleno sobre sus arcos); ello no detuvo el asentamiento en la pila, deformando los arcos que salían de ella y afectando su estabilidad.

      Por ello, se procedió a construir dos pilas provisionales adyacentes a la pila y arcos dañados, montar unas estructuras o cimbras provisionales debajo de los arcos para prevenir su derrumbe y poder proceder a su desmontaje, a la vez que se ejecutaba alrededor de la pila una pantalla de pilotes, cosidos entre ellos con cola de milano, y rellenando con grava el hueco entre la pila y esa pantalla.

      Una vez estabilizados los asientos, comprobados sobrecargando la pila, se reconstruyeron los arcos y se acabó y abrió el puente a finales de 1750.

      Fue una obra emblemática que dio lugar a unas cuantas representaciones pictóricas en las que aparece su construcción, amén de ser muy publicitada y tomada como modelo; tanto que el sistema de cajones es atribuido, por no pocos autores, a Labeyle, olvidando el precedente del parisino Pont Royal.

Fig.65  Dibujo mostrando la reparación de la pila

Fig.66 Cuadro de Richard Wilson; vista del puente en construcción, alrededor de setiembre de 1744

Fig. 67 - Cuadros de Samuel Scott

 

5.1.3. Puente de Saumur sobre el Loira. Pont Cessart

      Hecho entre 1756 y 1764, proyectado por Jean- Baptiste de Voglie, ingeniero jefe de la región de Saumur, y ejecutado por su subalterno, el ingeniero Louis-Alexandre De Cessart, consta de 12 arcos rebajados de 20 m, sobre pilas de 3.9 m de espesor (ratio 5:1, cimentadas cada una de ellas sobre un algo más de un centenar de pilotes de 9-10 m de longitud, que atravesaban una capa de gravas de 4 a 5 m de espesor.

      El proyecto preveía la ejecución de ataguías tablestacadas para el arranque en seco de las pilas sobre los pilotes, pero en la primera pila fue casi imposible realizar el agotamiento. Por ello, Cessart pensó aplicar en las siguientes un procedimiento basado en la vieja técnica del cajón de madera, prefabricado y flotante, ya utilizada en 1685 por el fraile Romain, de Maestricht en el Pont Royal y que se acababa de aplicar, perfeccionada, en Westminster por Labelye.

      En la ribera del río se fabricaron los cajones estancos de madera, con fondo plano muy reforzado, ya que actuaría como encepado y base de la mampostería; se lanzaban al agua deslizando por un tobogán inclinado que penetraba en el agua, (Fig.69), y se dirigían navegando hacia los andamios de la pila.

Fig.69 Botadura del cajón. Palancas A de elevación para inclinarlo hasta deslizamiento. [9]

      Los pilotes de madera componían tres series: los propios de cimentación del cajón (6 filas de pilotes de Ø30cm); los de cerramiento del recinto, (1) situados cada 45 cm que, junto con otra serie de pilotes externos (3), servían de apoyo exterior para conformar el andamio o plataforma de trabajo, de protección de la zona de trabajos y de ayuda para posicionar y fondear el cajón (Fig.70).

Fig.70  Plan general de la pila [9]

      El recinto estaba abierto aguas abajo para facilitar la entrada del cajón. En la plataforma se disponían equipos de elevación para colocación de la mampostería de la pila. En el contorno exterior se dispuso una serie de haces de mimbre que encerraban ramas de árbol y piedras, a modo de sellado para impedir la entrada de lodos y arenas arrastrados por la corriente del río hacia la base de la pila.

      Una vez conformado el recinto, se dragaron los materiales del lecho del río en la base de aquellas pilas en las que ese fondo estaba por encima de la cota de cimentación prevista. Tras ello se procedió al hincado, hasta rechazo, de los pilotes de cimentación; 116 era el número previsto.

Se procedió a cortar el más de centenar de pilotes de cimentación, en cuya operación era clave conseguir una nivelación muy precisa de los descabezados, de modo que todas las cabezas estuviesen en el mismo plano, para que hubiese un reparto uniforme de carga en el fondo del cajón.

      Había que cortar todos los pilotes al mismo nivel y ello a una cierta profundidad bajo el agua, que llegó a ser respetable: de 4.6 m en las pilas centrales. Esto se hacía con la máquina, también invención para esta obra, ya descrita y mostrada en la Fig.7.

      Una vez cortados los pilotes, se rellenaba y regularizaba el espacio entre ellos con piedras y gravas, retacadas con maza.

      La siguiente operación fue la de situar el cajón dentro del recinto y su fondeo. Se lastraba colocando los propios sillares de la mampostería de la pila, hasta posarlo sobre las cabezas del más de centenar de pilotes. Desde la plataforma perimetral los sillares se descendían hasta la base por un plano inclinado. (Fig.70)

Fig.71 Fondeo del cajón en pila central. Colocación de filas adicionales de mampostería para lastrado [9]

      Una vez fondeado, se continuó levantando la mampostería de pila, en seco dentro del cajón, en la Fig.72, se muestra una secuencia de las fases de colocación, fondeo del cajón y levantamiento de la pila. Tras sobrepasar el alzado de la pila el nivel del agua, se procedía a abatir y retirar los laterales del cajón para su reutilización; Fig.73.

 

Fig.72. Pila 3. Fondeo de cajón y levantamiento de pila

Fig.73 Desmontaje y retirada de laterales del cajón [9]

      En cuanto al ritmo de ejecución, por ejemplo, en la tercera pila: el 26 de agosto de 1757 se posicionó el cajón, sobre el que se fueron colocando las piedras de la pila; cuando se colocaba la mitad de la tercera base de piedra, el 21 de septiembre de 1757, a las 8 en punto de la mañana, el cajón estaba varado en los ciento dieciséis pilotes del cimiento. Tras colocar la octava capa de piedras, el 6 de octubre de 1757, se retiraron los laterales de cajón que hacían de ataguía. En la Fig.72 se muestra la secuencia seguida en esa pila 3.

      Para prevenir problemas derivados de asientos en pilas, como los ocurridos en el puente de Westminster, Cessart aplicó una sobrecarga temporal, una precarga, en cada pila, antes de proceder a ejecutar los arcos y restos del puente.

Fig.74 Pila 5ª, según plano en la Ecóle de Ponts et Chaussées

Fig.75   Plan general de ejecución [9]

      El sistema de Cessart, cajones fondeados sobre pilotes enrasados y cortados por debajo del nivel de estiaje, con relleno de gravas y piedras del espacio entre ellos desde el fondo hasta su cabeza, que permitía la ejecución en seco de la pila sin necesidad de ataguías ni agotamientos, se aplicó a otros muchos puentes con condiciones similares. Por ejemplo, en el de Alma en Paris, de 1855, donde se dragó el cauce en cada una de las dos pilas hasta 4.5m y 4 m por debajo del nivel del agua, antes de hincar los pilotes, que se recortaron a 1 m por debajo de ese nivel, rellenando el espacio entre ellos con escollera de piedra, (Fig.76). También Cessart lo aplicó en obras portuarias, como los muelles de Rouen y carias esclusas.

Fig.76 – Pont D’Alma- Pila y su cimentación [25]

 

5.2.- Los cajones abiertos sin fondo

5.2.1. Cajones de madera sin fondo

5.2.1.1 Procedimientos de Beaumoulin

      A mediados del Siglo XIX se produjo un cierto auge de la aplicación de cajones de madera sin fondo en cimentaciones, con un procedimiento del Ingeniero de P.et C. Beaumoulin, aplicado inicialmente en varios puentes ferroviarios de la línea de Tours a Burdeos, sobre el Cher en 1845, Vienne en 1846 y La Creuse en 1848. [36]

      Este método resultaba indicado cuando el apoyo, tras dragado en su caso, se hacía sobre lechos resistentes y no erosionables, en los que no eran hincables a percusión ni pilotes ni tablestacas. La facilidad y rapidez de ejecución de este procedimiento respecto a los alternativos hizo que se siguiese aplicando en otros puentes, como en todos los de Paris sobre el Sena a partir de 1857 (Saint Michel, Solferino, Louis-Philipe), donde acabó desterrando la técnica de encepados de madera sobre pilotes usada hasta entonces.

      La idea general era la siguiente: descubrir la superficie de asiento, por ejemplo con un dragado previo; fondear sobre ella el cajón, creando un recinto al abrigo de la corriente; colocar unas capas de hormigón sumergido sobre ese fondo, hasta llegar a un nivel en que las paredes del cajón eran estancas y el hormigón colocado bloqueaba las filtraciones laterales y de fondo; achicar el agua para, sobre esa base de hormigón, continuar en seco el arranque de mampostería de la pila.

      El hormigón sumergido se colocaba con cestas que se vaciaban en el fondo, por vuelco o apertura de su fondo, o por medio de tubos tremie (Fig.77). Se iba avanzando cada capa a favor de corriente, para facilitar reducir los lavados y facilitar la salida de la lechada generada; por ello, no se cerraban totalmente las tablestacas verticales inferiores de los cajones, sino que se dejaban ligeramente separadas, unos 5 cm.

Fig.77 Colocación de hormigón bajo el agua (Beaudemoulin)

      Se empleaban dos soluciones, con paredes totalmente sólo estancas en la parte superior o totalmente estancas en toda su altura.

 

5.2.1.1.1 Cajones parcialmente estancos

      Cuando los cajones sólo tenían paredes estancas en su parte superior, se llevaba el hormigón sumergido hasta una cota próxima al nivel del agua, dentro de las paredes estancas, de modo que posibilitase el agotamiento del agua y ejecutar en seco el resto de la pila; también se podía colocar hormigón sumergido hasta superar la cota del agua, en cuyo caso quedaba parte de ese hormigón visto (Fig.78).

Fig.78 Cajones en el puente de Vienne.1846] [34]

      Este tipo de cajón tenía una base rectangular, con paredes inclinadas 1:5; se disponían varias filas inferiores, al menos tres, de correas horizontales dobles, entre las cuales, una vez fondeada la armadura del cajón, se deslizarían tablestacas verticales para crear un cierre con el fondo; estas tablestacas no estaban machihembradas, sino ligeramente separadas, para dejar salir la lechada y lodos y permitir un mejor anclaje del hormigón al paramento. En la parte superior, las paredes eran impermeables, con entablado horizontal y calafateado, hasta sobresalir del nivel del agua: 1 m era lo habitual

      El armazón de montantes verticales y correas inferiores se llevaba a su emplazamiento suspendido entre dos barcazas; una vez posicionarlo, sin sumergirlo, se determinaba con sondas en todo el perímetro, la longitud que debía tener cada montante para asegurar su contacto con el fondo irregular; se elevaba y recortaba cada montante a la longitud requerida. A partir de ahí, se montaban el resto de las correas horizontales y se colocaba el entablado del tramo superior y se hacía su calafateado y se fondeaba definitivamente en su posición.

      A pesar de sus dimensiones (por ejemplo, 22m x11 m en su base y 6 de altura, en el Viaducto de Port Launay) su flotabilidad facilitaba los movimientos para posicionarlo con precisión. Una vez bien posicionado el cajón, se montaban las tablestacas verticales para el cierre con el fondo, presionándolas por golpeo contra dicho fondo y fijándolas con cuñas de madera a las correas: el algún caso, se prefería no cerrar del todo el paramento aguas abajo, para facilitar la salida de las lechadas y lodos durante el hormigonado, retrasando la colocación de algunas tablestacas hasta que la capa de hormigón llegaba a ellas.

      Cuando por el dragado previo, el cajón estaba encajado en el lecho, se evitaba un retorno de esas lechadas, disponiendo un cuenco aguas abajo del cajón, de donde se retiraban con draga. A estas precauciones, para no contaminar con lechadas el hormigón del macizo, se le daba considerable importancia en el procedimiento.

      Se solía disponer un cordón perimetral de escollera, para reducir empujes del hormigón y protección frente a las corrientes. Se iba colocando conforme progresaba el hormigonado.

Fig.79. Cajón sin fondo, paredes con parte superior estanca y parte inferior no estanca. Tal como se aplicó en el puente de Saint Michel [27]

      El hormigón sumergido, en el puente de Saint Michel, se hacía con cemento Portland, con una dosificación de 250 kg/m³ .

Fig.80  Pont Saint Michel en 1857

      El mismo tipo de cajón de la Fig.50 se utilizó en las cimentaciones de otros puentes parisinos, como Solferino (1858), Change (1859) y Louis-Philipe (1860).

 

Una variante: Viaducto ferroviario de Port-Launey, en el Aulne

      Viaducto de 1866 de la línea de ferrocarril de Nantes a Brest, con pilas de gran altura cimentadas en el cauce, a 5.11m debajo del nivel de las aguas (que podían ser aumentar en 2 m, por la marea), mediante cajones de madera de 22.75x11 m, abiertos en el fondo, según el procedimiento de Beaumoulin, de paredes parcialmente estancas, con alguna modificación para conseguir su sellado y ejecutar la excavación y cimentación en seco.

      Antes de colocarlo se hizo un dragado para eliminar la parte meteorizada de los esquistos y descubrir la roca sana.

      Los cajones tenían las paredes calafateadas, salvo en la parte inferior, debido a que las irregularidades en la roca del cimiento no permitían su sellado en el contorno de apoyo. Por ello, para lograr el cierre del recinto y estanqueidad de la parte inferior, tras la inmersión, se colocaron tablestacas muy juntas a partir de las dos correas inferiores; contra ellas se dispuso una especie de ataguía sumergida formada por un gran cordón de arcilla envuelta en una tela, consolidada mediante escollera puesta encima. Con ello se consiguió limitar la filtraciones, de modo que intermitentemente con una bomba se mantenía el recinto en seco.

      Ya en seco se saneó el fondo hasta encontrar esquisto sano, se regularizó el apoyo con mampuestos y mortero y se inició la mampostería hasta sobresalir del agua.

       Como curiosidad: para su colocación, no hubo necesidad de grúas no cabrestantes, al aprovechas las oscilaciones de nivel del agua por las mareas (2m). En una primera fase el cajón estaba dotado de unas “muletas”, que sobresalían 2 m por debajo del fondo de las barcazas, en las que quedaba varado al bajar la marea, se retiraban las barcazas, que volvían a sujetar el cajón al ascender la marea, liberando los postes, que se retiraban del cajón; al volver a bajar la marea, se liberaba al cajón, que quedaba fondeado definitivamente. 

Fig.81 Viaducto sobre el Aulne

Planta del cajón y pontonas auxiliares [35]

Fig.82 Colocación y operativca del cajón del Aulne

 

5.2.1.1.2 Cajones con paredes estancas en toda su altura

      Un ejemplo es el del puente de Port-de-Piles, sobre La Creuse, el tercero de los puentes del procedimiento de Beaudemoulin, ejecutado en 1848, en el que la cimentación se empotró 2 m en un lecho de arcillas muy duras, apoyándose a 4 m bajo el nivel del agua, tras retirar las gravas del recubrimiento. Se buscó excavar en seco esas arcillas para cimentar la pila en seco.

      El cajón tenía las paredes estancas en toda su altura; unos montantes reforzados, debido a la mayor carga de agua tras achique, que arrancaban de una zapata en la base; sustitución de las tablestacas verticales separadas por unos maderos horizontales muy pegados y calafateados situados exteriormente a los montantes.

      El cajón de pila en el cauce de La Creuse tenía 18.8 m de largo y 10.2 m de ancho en su base, y una altura de 5.80 m., que luego se redujo a 4.10. Peso total sobre 29 t. Se montó sobre dos barcazas, de las que mediante cabrestantes y reenvíos en ménsulas se podía descender.

Se dragó una rigola con el contorno del cajón, , retirando las gravas hasta descubrir la capa de arcilla. Se posicionó el cajón, y se descendió hasta apoyar la zapata sobre la capa de arcilla dura de la base. .

Fig.83  Posicionamiento del cajón [36]

      Se selló el contorno exterior con una pequeña ataguía de arcilla, retacada contra las paredes del cajón y protegida con lona, sobre la que se colocó escollera a modo de protección y peso para ayuda a su sellado. Tras ello, se achicó el agua y se procedió a la excavación en seco del interior para provocar el descenso del cajón.

Fig.84 Fase de excavación en seco [36]

Toda la cimentación se hizo en seco, con un contorno de mampostería y un núcleo de hormigón.

Fig.85  Sección de pila [36]

5.2.2 Cajones metálicos abiertos sin fondo.

      Una variante de los anteriores, fue el empleo de cajones estancos de chapa por A. Pluyette, en las cimentaciones del Viaducto de Nogent-sur-Marne, situadas a 7 m debajo del nivel del agua, tras dragar 3 m de arenas. Inmediatemente tras ese dragado, sin dar tiempo a arrastres de arena sobre el plano de apoyo, se colocaba el cajón, para iniciar la base de hormigón sumergido de 3 m de espesor  que debía asegurar la estanquidad para el agotamiento posterior, antes de iniciar, en seco, la mampostería.

      Fue motivo de cierta polémica y muy criticado por Beaudemoulin [34], que resaltaba, por ejemplo, la imposibilidad de evacuar lechadas y lodos generados durante la puesta del hormigón sumergido, que se embeberían en éste, y falta de adherencia con la chapa, no sellando filtraciones del fondo.

Pila s/ base de hormigón sumergido[Chaix-Traité des Ponts]

Fig.86 Cajón sin fondo y pared estanca de chapa metálica Viaducto de Nogent-sur-Marne [25]

      Otro método distinto, fue aquél en que se empleaban cajones metálicos, que se hundían progresivamente mediante excavación interna, con presencia de agua en su inicio, pudiendo terminarse en seco, permitiendo llegar a un fondo de terreno admisible, donde el cajón ya actúa como encofrado para su relleno con hormigón. Vemos dos ejemplos de muy distinta concepción: Torre de Londres y Tay.

 

5.2.2.1.- Puente de la Torre de Londres

      En las cimentaciones del emblemático puente de la Torre de Londres, a finales del Siglo XIX se usaron cajones de hierro forjado, abiertos sin fondo, con un procedimiento distinto a los anteriores, pero muy singular.

Fig.87 Uno de los planos originales del puente

      Su construcción fue aprobada por un Acta del Parlamento de 1885. Se imponían restricciones en cuanto a mantener, durante la construcción, un gálibo libre de navegación de 160 pies (48.8 m), lo que restringía enormemente el espacio de construcción para las cimentaciones de las torres, eliminado la posibilidad de las clásicas ataguías hincadas de doble pared.

      Se ideó hacer en cada pila un recinto con 12 cajones abiertos de hierro forjado situados un poco por fuera del contorno exterior de las pilas (Fig.88). En las caras mayores se disponían 4 cajones cuadrados de 28 pies de lado (8.5m), separados 2.5 pies (unos 75 cm), lo justo para que un hombre pudiera excavar entre ellos. Se remataban con una pareja de cajones triangulares aguas arriba y abajo, dejando en su interior un espacio de 124x34 pies (37.8x 1.4 m).

Fig.88- Planta de los cajones perimetrales

      Se excavaron con buzos las gravas y arcillosas superiores del lecho en el interior de cada cajón, de modo que se el cajón se fue hundiendo y clavando entre 1.5 y 3 m en la arcilla más dura del lecho, por lo que se podía achicar el agua en marea baja sin filtraciones por bordes y fondo, tras lo cual se excavó el resto en seco a mano.

      A medida que el cajón se hundía se recrecía con tramos adicionales, temporales, para disponer de una caja estanca de 57 pies de altura que permitiría ejecutar en seco la pila hasta sobresalir del agua.Los cajones se hundieron, controladamente, hasta una profundidad de 19 pies bajo el lecho del río.
      Una vez a su cota se excavaron bajo sus bordes, bataches alternos de 5 pies hacia el interior y 7 pies de profundidad, que se fueron rellenando de hormigón.

      Una vez enclavados los cajones externos se rellenaron con hormigón hasta la altura de 19 pies de los cajones definitivos junto con los espacios entre ellos.

      Tras ello, se pudo achicar el hueco interior, proceder a su excavación y rellenar con hormigón este recinto dentro de los cajones como base de la pila de ladrillo revestido con mampostería de granito hasta sobresalir 1,10 m sobre el nivel del agua, retirando luego los módulos de recrecido temporal de los cajones que mantenían estanco el recinto de construcción de las pilas (Fig.89).

Fig.89

 

5.2.2.2     Primer puente de ferrocarril sobre el Estuario del Tay. (1878).

      Este puente de ferrocarril precisó para cruzar el estuario del Tay, en Escocia, de una longitud de 3.264 m, por lo que, cuando se puso en servicio, a mediados de 1878, fue el puente más largo del mundo. Fue proyectado en 1869 por Thomas Bouch con 74 vanos de diversas tipologías de celosías metálicas y algún tramo con arco superior. (Fig.90).

      También es tristemente famoso por el desastre ocurrido en diciembre de 1879, año y medio después de su inauguración, cuando, durante un duro temporal con fuertes vientos transversales al puente, y al paso de un tren de pasajeros, colapsaron algunas pilas cayendo al agua varios tramos junto con el tren, ocasionando numerosas víctimas. La causa parece que estuvo en defectos de diseño, dimensionado y de ejecución de las pilas metálicas frente a esfuerzos laterales. Se construyó un nuevo puente al lado, y sólo quedan restos de las cimentaciones de las viejas pilas.

Fig.90 Vistas del puente a poco de su terminación

      Se proyectaron pilas cilíndricas gemelas de mampostería y ladrillo apoyadas en cimentaciones de varias tipologías.

      Las primeras 14 pilas se cimentan de acuerdo con las previsiones iniciales, las 3 primeras con zapatas de hormigón apoyadas en roca tras excavar la arcilla de recubrimiento aprovechando bajamares.

       En las pilas siguientes, de la 4ª hasta la 14ª, se emplearon cajones tubulares, de dos tubos gemelos de hierro forjado de 2.9 m de diámetro, presurizados según el procedimiento de Triger (Se detalla en la tercera parte de esta serie de artículos) para excavar en seco las capas arcillosas hasta apoyar en roca. (Fig.91).

Fig.91  Los cajones tubulares presurizados de las primeras pilas con asiento en roca [37]

Se colocaron y recrecieron con ayuda de una pontona-catamarán (Fig.92)

Fig.92  Pontona catamarán para montaje, descenso u posicionado de los cajones [38]

      Sin embargo a partir de la pila 14ª, se descubrió que la realidad era que la capa de arenisca roja cada vez estaba más profunda, y lo que había sido catalogada como una capa dura no era más que una delgada capa de conglomerados, bolos y gravas sobre un grueso espesor de arcillas, por lo que el terreno tenía mucha menos capacidad de soporte (Fig.93).

      Ello obligó a cambios de diseño, reduciendo cargas con unas pilas más ligeras, sustituyendo las de mampostería por unas columnas tubulares de fundición arriostradas entre sí, mientras que hubo que pasar de cimentar cada pila con cajones tubulares gemelos presurizados a un solo cajón abierto con más sección de apoyo y usar varios sistemas.

Fig.93 Perfil geológico real (Nature , Agosto 1878)

      Por ello, en las pilas 15ª a 19ª se usó un gran cajón oval, de 7x5 m. Mediante excavación con buzo se hundió 0,6 m en el fondo de gravas y bolos; dentro del cajón se hincaron 40 pilotes, que se cortaron a 1m por encima del lecho, rellenado el cajón con hormigón sumergido, colocado con cubos con abertura por fondo; el hormigón se vertió hasta superar los 2 m por encima de las cabezas de los pilotes.

      Una vez endurecido el hormigón, y retiradas las secciones temporales del cajón, con ayuda de la pontona-catamarán se colocó una pila hueca hexagonal de ladrillo y mortero hecha en tierra, rellenando el hueco interior con hormigón. La pila se coronaba con mampostería de piedra que sobresalía del agua 1.5 m (Fig.94).

      Entre las pilas 20ª a la 27ª se hincaron en la arena, hasta apoyar en la capa de grava, dos cajones tubulares de 4.6 m de diámetro, que se unieron por encima de la bajamar, procediendo de igual modo a rellenarlos con hormigón e iniciar la pila con ladrillo

      A partir de ahí, las siguientes 14 pilas de los vanos mayores, de la 28ª a la 41ª se cimentaron con enormes cajones de 9.5 m de diámetro y 6 de altura, revestidos interiormente con 35 cms de ladrillo (Fig.83 y 84) y que se hundieron hasta la capa de gravas, empotrándose unos 60 cm en ella y de modo que el módulo de su base, el que iba a quedar allí de modo permanente, sobresalía ligeramente por encima del lecho del río.

      Se rellenaron con hormigón y sobre ellos se erigió la pila hexagonal de ladrillo como antes se ha descrito, aunque con mayores dimensiones. Las siguientes pilas se ejecutaron de modo similar que las 20ª a 27ª.

Fig. 94 Esquema de pilas con estructura metálica y su cimentación (The Engineer1880)

Fig.95 Dársena de fabricación de los cajones y vigas del tablero

 

Fig. 96 Cajones de cimentación de 9.5 m de diámetro

      El vaciado del interior de los cajones para atravesar la capa de arena se hizo con un procedimiento basado en aspirar el material del lecho con una tubería conectada a una bomba en una barcaza. Se empleaba una tubería doble unida antes de la bomba, una hundida en el lecho y la otra sólo aspiraba agua, con objeto de fluidificar el paso por la bomba y no atascarla. (Fig.97 y 98).

Fig.97.- Excavación de arena con aspiración de agua.[37]

Fig.98 Barcaza con la bomba de succión de la arena dentro de los cajones. Marzo de 1876.

      Una vez empotrado suficientemente en el lecho se procedía hormigonar su interior hasta el inicio de la pila octogonal de mampostería de ladrillo

      Como se ha indicado, la vida del puente fue ciertamente efímera, pues tras un año en servicio colapsó un tramo durante una gran tormenta al paso de un tren en la noche del 1879, ocasionando un terrible accidente con numerosas víctimas.

       Se construyó un nuevo puente en paralelo, tras lo cual se procedió a la demolición del viejo puente, del que quedan hoy visibles, la coronación de la cimentación de las pilas primitivas.

Fig. 99.- Los dos puentes y las viejas pilas aún sin demoler

Fig. 100 Trabajos de demolición de las antiguas pilas

Fig.101 El puente actual y los restos de las pilas del primero

 

Otros artículos de la serie La cara oculta de los puentes con pilas sobre el agua:

• Parte 1. Ingeniería romana (4/12/2019
• Parte 3. El gran salto del XIX: Los cajones presurizados. (21/03/2019)
• Parte 4 - La ruina de algunos puente históricos  (12/11/2022)
  

Bibliografía y referencias

[1]       Leon Battista Alberti – Los diez libros de la arquitectura (De Re ædificatoria)- 1582

[2]      Andrea Palladio - I quattro libri dell'architettura, ne' quali, dopo un breve trattato de’cinque ordini, e di quelli avertimenti, che sono piu necessarii nel fabricare; si tratta delle case private, delle vie, de i ponti, delle piazze, de i xisti et de'tempii- Venetia 1570

[3]       Hubert Gautier - Traité des ponts, La Construction des  Ponts ou il est parlé de ceux des Romains & de ceux des modernes (Paris 1716).

[4]       M Gauthey - Traité de la construction des ponts (I) Paris 1832.

[5]       Jean Mesqui – Le Pont de Beaugency.

[6]       Juanelo Turriano - Los Veintiún Libros de los Ingenios y de las Máquinas, los cuales les mandó escribir y demostrar el católico Rey D.Felipe II, Rey de las Españas  - BNE

[7]       Perronet, Jean Rodolphe  - Description des projets et de la construction des ponts de Neuilly, de Mantes, d'Orleans & autres, du projet du canal de Bourgogne pour la communication des deux mers par Dijon, et de celui de la conduite des eaux de l'Yvette et de Bièvre à Paris – Vol-1, Paris 1782; Vol-2,  Paris 1783 – BNE

[8]      Jérôme Christin. Systeme de fondation sur pieux bois: Une technique millenaire pour demain. Univ.PARIS-EST, 2013

[9]       Louis Alexandre de Cessart – Description des travaux hydrauliques. Part 1 and 2 - 1806-1808

[10]       Benito Bails – Elementos de matemática- Tomo IX Parte II que trata de la arquitectura hidráulica – Madrid 1790[11  Recueil de planches sur les sciences, les arts liberaux  ek les arts mechaniques-  Planches tome II- Paris 1763 
[12]       Francesco Memmo - Vitta e Macchine di Bartolomeo Ferracino, celebre bassanese ingegnere, colla storia del Ponte di Bassano -Venezia 1754 
[13]       Giovanni Branca - Le Machine-(1629)  
[14]       González Tascón -Máquinas y Artes de Construcción Portuaria en La Exposición de Puertos y Fortificaciones en América y Filipinas -CEHOPU 
[15]        Louis de Régemorte,. -Description d'un nouveau pont de pierre, construit sur la riviere d'Allier a Moulins. -Paris, Lottin, 1771 
[16]       Juan Muller - Tratado de Fortificación o Arte de construir edificios militares y civiles- Traducido y comentado por Miguel Sánchez Taramas – 1769 
[17]       Setra-Fondations de ponts en site aquatique en état précaire. 1980 
[18]       Treussart - Mémoire sur les mortiers hydrauliques et sur les mortiers ordinaires – Paris 1829 
[19]       René Lotte- Construction d’un pont sous La Renaissance- Pont Neuf de Toulouse-1982 
[20]       Dartein, Fernand Le Pont-Neuf, sur la Seine, à Paris. (1578-1607): Notice descriptive et historique . Paris 1911 
[21]        Jean Mesqui – Le pont Neuf de Toulouse sur la Garonne - Extrait du Congrés Toulousain et Comminges – Paris 2002 
[22]        Costa- L’oeuvre de Pierre Souffron au Pont-Neuf de Toulouse (Bulletin de l’année académique 1999-2000) 
[23]        David F.Brown- Bridges. Three thousand years of defying nature. 1998 
[24]        Chronicles of London Bridge by Antiquary - 1827 
[25]        Paul Séjourné- Grandes voûtes -1913 
[26]        F.de Dartein - Le pont Royal sur la Seine a Paris 
[27]        J.Foy- Etude Génerale sur les fondations-Nouvelles Annales de la Construction –Dic.1985 
[28]        Patrick O’Bannon-Working in the dry: Cofferdams, in River Construction, and de USACE-  2009 
[29]       Mahan - An elementary course of civil engineering -NY 1852 
[30]        Charles Labelye – A description of  Westminster Bridge – Londres 1751 
[31]       Westminster Bridge- Where Thames smooth waters glide [thames.me.uk] 
[32]       Belidor - Architecture_hydraulique ou l'art de conduire, d'enlever , et de diriger les eaux- Premiére partie-Tome premier. Paris 1737. 
[33]       Belidor - Architecture_hydraulique –Seconde partie qui comprend l'art de diriger les eaux de la mer, des rivières à l'avantage de la défense des places, du comerce & de l'agrículture. Tome Second (Paris 1770). 
[34]       Beaudemoulin - Considérations sur les innovations en matière de travaux publics et examen de celles appliquées à l'execution du viaduc de Nogent-sur-Marne - Annales de Ponts et Chaussées – nº 182 -1857 Semestre 2. 
[35]      Ernest Degrand - Ponts_en_maçonnerie- Tome 2 - Paris 1888 
[36]      Croizette et Desnoyers- Notice sus divers  procédés employés pour fonder des piles de ponts au moyen de caissous en charpente  sans fond, et sur le décintrement des arches d'une grande ouverture -  Annales de Ponts et Chaussées - 1849 Semestre 2- 
[37]     Story of the Tay Bridges-Wonders of World Engineering.. 
[38]     A. Grothe - The Tay Bridge – [Good Words, 1878]