Jos Viriato Oviedo Gonlvez Topografia , suelos y cimentacion

Facultad:ARQUITECTURA Y DISEO

Materia:TOPOGRAFIA, SUELOS Y CIMENTACION

Tema: CIMENTACIONES PROFUNDAS

Integrantes: JOSE VIRIATO OVIEDO

Profesor:Ing. GILBERTO MARTINEZ

Tabla de contenido

1.1Introducin ...3 1.1.1Cimentaciones Profundas............32.1Clasificacion. ........4 2.1.1 Segn la forma de trabajo...4 2.1.2 Segn el perfil longitudinal....63.1Tipologias..8 3.1.1 Por la forma de trabajo...8 3.1.2 Por el tipo de pilote...9 3.1.3 Por la forma de la seccin transversal....9 3.1.4 Pilotes-pantalla.....104.1Desarrollo del tema ....16 4.1.1Condiciones de apoyo....20 4.1.2 Tope Estructural.......30 4.1.3 Micropilotes.........455.1Conclusion .46 5.1.1Ventaja e inconvenientes.....506.1Bibliografia 47

1.1 Introducin

1.1.1 CIMENTACIONES PROFUNDAS

Primeramente la cimentacin es la estructura destinada a soportar el peso de la construccin o diseo estructural que se encontrara sobre ella no siempre, sino en la mayora de casos ; la cual transmitir sobre el terreno las cargas correspondientes con respecto a las propiedades mecnicas del terreno natural .Se considera que una cimentacin es profunda si su extremo inferior , en el terreno esta a una profundidad superior a 8 veces su dimetro o ancho.Cuando la ejecucin de una cimentacin superficial no sea tcnicamente viable , se debe contemplar la posibilidad de realizar una cimentacin profunda. Adems que las Cimentaciones Profundas son un tipo de Cimentaciones que solucionan la trasmisin de cargas a los sustratos aptos y resistentes del suelo.Entre estas cimentaciones se destacan:

1. Muros Pantalla son muros verticales profundos de hormign.2. Pilotes son elementos similares a los pilares, hincados a profundidad en el suelo.3. Micro pilotes

En todos los casos, H corresponde a la altura enterrada del pilote, en contacto con el suelo. La figura siguiente da algunos valores promedio de la capacidad portante de los diferentes tipos de pilotes.

2.1 Clasificacion

Fig.1 - Tipo de pilotes

2.1.1 Segn la forma de trabajo

los pilotes se clasifican en:

-Trabajando por punta -Resistiendo por friccin lateral -Por punta y friccin simultaneas

Los pilotes trabajan por punta cuando estn ubicados en un estrato poco apto para resistir cargas, pero su altura alcanza un estrato resistente, de modo que su comportamiento es similar al de una columna, transmitiendo las cargas de la superestructura, directamente por compresin, al suelo firme. Ver la figura siguiente.

Fig.2 Corte de pilote a) demostrando trabajando por punta b) demostrando pilote trabajando a friccin.

Los pilotes trabajan por friccin cuando el suelo resistente se halla muy profundo y el pilote debe flotar en un estrato de gran espesor con escasa capacidad portante, de modo que lascar as transmitidas por la estructura son soportadas principalmente por friccin lateral o adherencia entre el suelo y las caras del pilote en toda la altura .

En suelos intermedios, con una cierta capacidad portante, la resistencia total del pilote resulta la suma de la resistencia por punta y por fricci6n. Segn la seccj6n transversal, los pilotes pueden ser:

Huecos o macizos: Cuadrados Circulares Poligonales *En I o H

Algunas secciones tpicas se muestran la siguiente figura.

Segn el perfil longitudinal, los pilotes pueden ser:-De seccin uniforme-Troncos cnicos-Escalonados-De bulbo

Los de seccin uniforme son los ms comunes. Los troncocnicos permiten un fcil hincado pero tienen la tendencia a hundirse con el paso del tiempo, debido a su forma de cua. Son pilotes que trabajan por friccin. Los pilotes escalonados, llamados tambin telescpicos, pueden construirse por tramos, para una ms fci1 ejecucin. Por ultimo, los pilotes de bulbo son los que presentan un ensanchamiento en la base, que mejora notablemente su resistencia por punta. Ver la figura siguiente.

Fig.3 Clasificacin de acuerdo

Si bien los pilotes son piezas muy esbeltas, que alcanzan grandes alturas, en general no pandean salvo en casos excepcionales, como cuando el suelo que los circunda es excesivamente blando, por ejemplo las arcillas saturadas. En otros tipos de suelos, la experiencia ha demostrado que el soporte lateral que brinda el terreno es tan efectivo, que los pilotes en todo momento mantienen su estabilidad y alineamiento del fuste bajo las cargas de servicio, por lo cual se disean como columnas cortas, sin tomar en cuenta el efecto que la esbeltez ejerce sobre su capacidad resistente.

1. Se considerar que una cimentacin es profunda si su extremo inferior, en el terreno, est a una profundidad superior a 8 veces su dimetro o ancho.

2. Cuando la ejecucin de una cimentacin superficial no sea tcnicamente viable, se debe contemplar la posibilidad de realizar una cimentacin profunda.

3. Las cimentaciones profundas se pueden clasificar en los siguientes tipos:a) pilote aislado: aqul que est a una distancia lo suficientemente alejada de otros pilotes como para que no tenga interaccin geotcnica con ellos.b) grupo de pilotes: son aquellos que por su proximidad interaccionan entre s o estn unidos mediante elementos estructurales lo suficientemente rgidos, como para que trabajen conjuntamente.c) zonas pilotadas: son aquellas en las que los pilotes estn dispuestos con el fin de reducir asientos o mejorar la seguridad frente a hundimiento de las cimentaciones. Suelen ser pilotes de escasa capacidad portante individual y estar regularmente espaciados o situados en puntos estratgicos.

d) micropilotes: son aquellos compuestos por una armadura metlica formada por tubos o barras ,perfiles introducidos dentro de un taladro de pequeo dimetro, pudiendo estar o no inyectados con lechada de mortero a presin ms o menos elevada. El clculo de micropilotes inyectados no se contempla en el presente Documento Bsico.

Fig.4 digrama de esfuerzos fig.5 diagramas de cimentaciones

3.1 Tipologias

3.1.1 Por la forma de trabajo1. En cuanto a la forma de trabajo, los pilotes se clasifican en (vase Figura 4):

a) pilotes por fuste: en aquellos terrenos en los que al no existir un nivel claramente ms resistente,al que transmitir la carga del pilotaje, ste transmitir su carga al terreno fundamentalmentea travs del fuste. Se suelen denominar pilotes flotantes;

b)pilotesporpunta: en aquellos terrenos en los que al existir, a cierta profundidad. Esquemas de cimentaciones profundas (pilotajes) ejemplos en la figuras 1 y 2 debido al suelo de resistencia creciente con la profundidad

3.1.2 Por el tipo de pilote1 Los pilotes pueden ser de naturaleza y forma muy variada. En general siempre ser un elementoaproximadamente prismtico cuya longitud es mucho mayor que la dimensin transversal media.Para diferenciar los tipos de pilotes se pueden utilizar los siguientes criterios:

Por el tipo de material del pilote Para la construccin de pilotes se podrn utilizar los siguientes materiales:a) hormign in situ: se ejecutarn mediante excavacin previa, aunque tambin podrn realizarse mediante desplazamiento del terreno o con tcnicas mixtas (excavacin y desplazamiento parcial.

b) hormign prefabricado: podr ser hormign armado (hormigones de alta resistencia) u hormign pretensado o postensado.

c) acero: se podrn utilizar secciones tubulares o perfiles en doble U o en H. Los pilotes de acero se deben hincar con azuches (protecciones en la punta) adecuados.

d) madera: se podr utilizar para pilotar zonas blandas amplias, como apoyo de estructuras con losa o terraplenes;e) mixtos, como los de acero tubular rodeados y rellenos de mortero.

3.1.3 Por la forma de la seccin transversal

1 La forma de la seccin transversal del pilote podr ser circular o casi circular (cuadrada, hexagonal u octogonal) de manera que no sea difcil asimilar la mayora de los pilotes a elementos cilndricos de una cierta longitud L y de un cierto dimetro D.

La asimilacin a cilindros debe hacerse de acuerdo con los siguientes criterios:

a) Cuando se quiera evaluar la capacidad portante por la punta, debe hacerse la equivalencia igualando las reas de la seccin transversal, esto es:Deq 4 A = (5.1) siendo A la seccin transversal del rea de apoyo.

b) En los casos en los que se quiera evaluar la resistencia por fuste, debe hacerse la equivalencia en la longitud del contorno de la seccin, L, esto es:Deq 1L = (5.2)

c) En pilotes metlicos en H, la longitud de contorno que se recomienda tomar es igual al doble de la suma del ancho del ala ms el canto.

3.1.4pilotes-pantalla.

Los pilotes-pantalla, o elementos portantes de pantalla, suelen ser de hormign armado y con una seccin recta rectangular con una proporcin longitud-anchura tal, que la asimilacin a la forma circular es difcil. En el presente DB se admitir que, a efectos de estimar la resistencia por punta, se utilice el factor reductor siguiente:Lf = 0,7 + 0,3 B (5.3)Siendo B el ancho y L la longitud de la seccin recta rectangular equivalente. La resistencia por fustese calcular del mismo modo que en los pilotes excavados, contando, como longitud del permetrode la seccin transversal, la longitud real del mismo. Por el procedimiento constructivo

1 De forma general, atendiendo al modo de colocar el pilotes dentro del terreno, se considerarn lossiguientes:a) pilotes prefabricados hincados: la caracterstica fundamental de estos pilotes estriba en eldesplazamiento del terreno que su ejecucin puede inducir, ya que el pilote se introduce en elterreno sin hacer excavaciones previas que faciliten su alojamiento en el terreno;

SE-C-44b) pilotes hormigonados in situ: son aquellos que se ejecutan en excavaciones previas realizadasen el terreno.2 Tambin podrn ejecutarse pilotes de carcter intermedio entre los dos anteriores, tales como loshincados en preexcavaciones parciales de menor longitud y mayor dimetro que el pilote. 5.1.2.2.4 Pilotes prefabricados hincadosLas formas de hincar pilotes pueden ser diferentes segn se use vibracin o se emplee, como sueleser ms frecuente, la hinca o percusin con golpes de maza. A efectos de este

DB se considerarel pilote prefabricado hincado de directriz recta cuya profundidad de hinca sea mayor a 8 veces sudimetro equivalente.3 Los pilotes hincados podrn estar constituidos por un nico tramo, o por la unin de varios tramos,mediante las correspondientes juntas, debindose, en estos casos, considerar que la resistencia aflexin, compresin y traccin del pilote nunca ser superior a la de las juntas que unan sus tramos.

3. Los pilotes prefabricados hincados se podrn construir aislados siempre que se realice un arriostra miento en dos direcciones ortogonales y que se demuestre que los momentos resultantes en dichas direcciones son nulos o bien absorbidos por la armadura del pilote o por las vigas riostras.

Fig.5 y Fig.6 Pilotes hormigonados in situ

1 A efectos de este DB se diferencian los siguientes tipos: pilotes de desplazamiento con azuche, pilotes de desplazamiento con tapn de gravas, pilotes de extraccin con entubacin recuperable, pilotes de extraccin con camisa perdida, pilotes de extraccin sin entubacin con lodos tixotrpicos,pilotes barrenados sin entubacin, pilotes barrenados, hormigonados por el tubo central de la barrena y pilotes de desplazamiento por rotacin.

2 Para los pilotes hormigonados in situ se tendrn en cuenta las siguientes consideraciones:

a) dimetro < 0,45 m: no se deben ejecutar pilotes aislados, salvo en elementos de poca responsabilidad en los que un posible fallo del elemento de cimentacin no tenga una repercusinsignificativa;

b) 0,45 m < dimetro < 1,00 m; se podrn realizar pilotes aislados siempre que se realice un arriostramiento en dos direcciones ortogonales y se asegure la integridad del pilote en toda su longitud de acuerdo con los mtodos de control recogidos en el apartado 5.4;

c) dimetro > 1,00 m; se podrn realizar pilotes aislados sin necesidad de arriostramiento siempre y cuando se asegure la integridad del pilote en toda su longitud de acuerdo con los mtodos de control recogidos en el apartado 5.4 y el pilote se arme para las excentricidades permitidas y momentos resultantes.

3 Para la seleccin del tipo de pilote se tendrn en cuenta las indicaciones recogidas en el apartado 5.4.1.1.

5.1.3 Configuracin geomtrica de la cimentacin

1 En el proyecto, la disposicin geomtrica de una cimentacin por pilotes se realizar tanteando diferentes disposiciones de pilotes hasta alcanzar una situacin ptima. Cuando se trate de analizar una situacin ya existente, ser imprescindible conocer los datos geomtricos de la disposicin de los pilotes.

2 Los datos geomtricos de mayor inters para analizar el comportamiento de un pilote aislado son la longitud dentro del terreno y su dimetro, o la ley de variacin de su dimetro si es que ste no fueraconstante.

3 En los grupos de pilotes ser necesario tener en cuenta adems su distribucin geomtrica, en particular, su separacin. (vase Figura 5.2).

4 De cada pilote se debe conocer su seccin transversal y su ubicacin dentro del encepado. Normalmente, los pilotes sern de igual longitud; en caso contrario, habr de considerarse en los clculos de detalle.

5.2 Acciones a considerar

1 Adems de las acciones de la estructura sobre la cimentacin se tendr en cuenta que los pilotes puedan estar sometidos a efectos parsitos inducidos por acciones derivadas por el movimiento del propio terreno de cimentacin.SE-C-45

2 Debe considerarse la forma y dimensiones del encepado a fin de incluir su peso, as como el de las tierras o aquello que pueda gravitar sobre ste, en el cmputo de las acciones.

3 En su caso, se especificar el nivel del terreno alrededor del pilotaje. En aquellos casos en los que pueda existir socavacin habr que considerar al menos, con carcter accidental, la situacin correspondiente a la mxima prevista

Figura 6 Esquema de un posible pilotaje

Acciones del resto de la estructura sobre la cimentacin1 Para el dimensionado del pilotaje se tomarn las acciones indicadas en el apartado 2.3.2.

2 En el caso de un grupo de pilotes, para cada combinacin de acciones se debe realizar un reparto de cargas entre los pilotes del grupo. Este reparto requiere de un proceso iterativo. Los coeficientes de reparto entre pilotes dependen de la naturaleza del terreno y de la rigidez de los pilotes y del encepado.

3 En general, si el encepado que une los pilotes es suficientemente rgido, bastar con considerar la distribucin de cargas que se obtiene al suponer que los pilotes estn articulados en cabeza y que el encepado es infinitamente rgido (vase Figura 5.3).

4 Si hubiera pilotes de distinto dimetro dentro de un mismo grupo, los valores de clculo se determinarnpara cada uno de los dimetros (o dimetros equivalentes para formas no circulares)que se usen.

V= H z

ZMz Y MyM yHx XMx Y

x iHy A i

Mz yi M Xx

Fig.7Resultante de las accionesVertical = VHorizontales = Hx , HyMomentos = Mx , My , MzReparto entre pilotes

Rozamiento negativo

1 La situacin de rozamiento negativo se produce cuando el asiento del terreno circundante al pilote es mayor que el asiento del pilote. En esta situacin, el pilote soporta, adems de la carga que le transmite la estructura, parte del peso del terreno. Como consecuencia, el rozamiento negativo hace que aumente la carga total de compresin que el pilote tiene que soportar.

2 Debe estudiarse el posible desarrollo de rozamiento negativo cuando se d alguna de las circunstancias siguientes:

a) consolidacin por su propio peso de rellenos o niveles de terreno de reciente deposicin;b) consolidacin de niveles compresibles bajo sobrecargas superficiales;c) variaciones del nivel fretico;d) humectacin de niveles colapsables;

e) asientos de materiales granulares inducidos por cargas dinmicas (vibraciones, sismo)f) subsidencias inducidas por excavaciones o disolucin de materiales profundos.

3 La identificacin del problema puede realizarse comparando, mediante un clculo previo, los asientos del terreno y del pilote. En general, es suficiente una pequea diferencia de asientos para que se produzca la situacin de rozamiento negativo. Un asiento de 1 cm puede producir ya efectos notables.

4 El rozamiento lateral por fuste se puede reducir notablemente en pilotes prefabricados (hormign,metlicos o madera) tratndolo mediante pinturas bituminosas.

5Cuando el rozamiento negativo no se desarrolle en su totalidad a lo largo del fuste, podrn emplearse mtodos de clculo que consideren deformaciones relativas entre el suelo y el pilote paracuantificar la profundidad hasta la que se produce.

6Los pilotes exteriores de los grupos de pilotes deben considerarse sometidos al mismo rozamientonegativo que si estuviesen aislados, especialmente los situados en las esquinas.Empujes horizontales causados por sobrecargas

1 Cuando existan suelos blandos en profundidad, las cargas colocadas en superficie producen desplazamientos horizontales del terreno que pueden afectar negativamente a las cimentaciones prximas pilotadas. Por tanto, si en ese tipo de terreno se proyecta un edificio contiguo a una construccin pilotada, debe evitarse una cimentacin superficial.

2 Los pilotes ejecutados en taludes pueden estar sometidos tambin a cargas horizontales importantes.

3 A efectos de este DB podr prescindirse de la consideracin de los empujes horizontales sobre los pilotes siempre que la mxima componente de estos empujes sea inferior al 10% de la carga verticalcompatible con ella.

4 El estudio del efecto de los empujes horizontales requiere un anlisis de interaccin terreno-pilote, que ser necesario realizar con tanto ms detalle cuanto ms crtico resulte el problema. Para elclculo se podr seguir el mtodo simplificado que se indica a continuacin.

Mtodo simplificado para la consideracin del empuje horizontal en pilotes1 El empuje horizontal se estimar de acuerdo con la siguiente expresin:ph = pv 2 cu (5.5)siendo pv la presin vertical en la parte superior del estrato blando, considerando un reparto a 30 de las presiones en superficie cu la resistencia al corte sin drenaje.

2 Se supondr que cada pilote soporta una carga por unidad de longitud igual al valor menor de los siguientes:

a) Pp = ph S, siendo S la separacin entre ejes de pilotes;b) Pp = ph 3D, siendo D el dimetro del pilote;c) Pp = ph H, siendo H el espesor del estrato blando.3 Cuando existan varias filas de pilotes se podr suponer que los esfuerzos se distribuyen entre lassucesivas filas de acuerdo con la siguiente expresin:

4 Una vez calculado el valor de Pp se obtendrn los valores de los momentos flectores en los pilotes como una viga, suponiendo, segn los casos, las condiciones en los apoyos que se reflejan en la Figura 5.4 y que se concretan en:

a) empotramiento en cabeza;b) empotramiento a 0,5 m en la capa resistente inferior;c) empotramiento a 1 m en capas resistentes situadas por encima de la capa blanda si su espesores superior a 8 dimetros, en caso contrario se considerar como una articulacin (apoyo).

4.1. Desarrollo del temafig.8fig.9

Fig.10

Figuras 8,9 y 10 condiciones de apoyo para el calculo de esfuerzos horizontales en los pilotes.

4.1.1 Condiciones de apoyo

Anlisis y dimensionado

1 Las comprobaciones para verificar que una cimentacin profunda cumple los requisitos necesarios se basarn en el mtodo de los estados lmite tal y como se indica en el apartado.

2 Adems deben analizarse los problemas indicados en el apartado .

Estados lmite ltimos

1 Las formas de fallo de una cimentacin profunda pueden ser de muy diverso tipo. Los tipos de roturams comunes y que en cualquier caso deben verificarse son:

a) estabilidad global;b) hundimiento;c) rotura por arrancamiento;d) rotura horizontal del terreno bajo cargas del pilote;e) capacidad estructural del pilote.

2 La verificacin de estos estados lmite para cada situacin de dimensionado se har utilizando la expresin (2.2) y los coeficientes de seguridad parciales para la resistencia del terreno y para los efectos de las acciones del resto de la estructura sobre la cimentacin definidos en la tabla 2.1.

Estabilidad global

1 El conjunto de la estructura y su cimentacin pilotada pueden fallar mediante un mecanismo de rotura an ms profundo que la cimentacin o que, no siendo tan profundo, pudiera cortar los pilotespor su fuste. Hundimiento

1 Se podr producir este modo de rotura cuando la carga vertical sobre la cabeza del pilote supere la resistencia del terreno causando asientos desproporcionados. En el apartado, se establece un mtodo para la determinacin de la carga de hundimiento, Rck.

2 Teniendo en cuenta el valor de los coeficientes de la tabla 2.1 y las consideraciones hechas en el apartado 2.4.2.6 el valor de Rcd puede expresarse para cada situacin de dimensionado mediante la siguiente ecuacin: Rotura por arrancamiento

1 Los pilotes podrn utilizarse para soportar cargas de traccin en su cabeza. Si estas cargas exceden la resistencia al arrancamiento, el pilote se desconecta del terreno, rompiendo su unin yproducindose el consiguiente fallo. Este tipo de mecanismo y el procedimiento de evaluacin de la carga de arrancamiento se consideran en el apartado .Rotura horizontal del terreno bajo cargas del pilote

Cuando las cargas horizontales aplicadas en los pilotes producen en el terreno tensiones que ste no puede soportar, se producen deformaciones excesivas o incluso, si el pilote es corto y suficientemente resistente como estructura, el vuelco del mismo.

Este estado lmite debe comprobarse tan slo en aquellos casos en los que la mxima componente de los empujes horizontales sobre los pilotes sea mayor del 10% de la carga vertical compatible con ellos.

La carga horizontal lmite que puede soportar el terreno que rodea a los pilotes o a los grupos de pilotes se considera en el apartado .

Capacidad estructural del pilote

1 Las cargas transmitidas a los pilotes en su cabeza inducen esfuerzos en los mismos que puedendaar su estructura.

2 Los criterios de verificacin de la capacidad estructural de los pilotes frente a los esfuerzos axiles (tope estructural), cortantes y momentos flectores a lo largo de su eje se indican en el apartado.

Estados lmite de servicio1 Los estados lmite de servicio en las cimentaciones profundas estn normalmente asociados a los movimientos.

2 Tanto al proyectar pilotes aislados como grupos de pilotes, deben realizarse las comprobacionesrelacionadas con los movimientos (asientos y desplazamientos transversales) en los que influye no slo la resistencia del terreno sino tambin su deformabilidad, tal y como se indica en el apartado

Otras consideraciones

1 Aparte de la consideracin de los estados lmite citados en los apartados precedentes, se tendrn en cuenta otros efectos que pueden afectar a la capacidad portante o aptitud de servicio de la cimentacin.

Entre los posibles problemas que puedan presentarse se har una consideracin expresa de los siguientes:

a) influencia de la hinca de pilotes prefabricados en estructuras o edificaciones cercanas;

b) ataques del medio ambiente al material del pilote con la consiguiente merma de capacidad. Sedebe prestar una atencin especial al efecto de la corrosin del acero en las zonas batidas por la carrera de marea o por las oscilaciones del nivel fretico;

c) posible expansividad del terreno que pueda provocar el problema inverso al rozamiento negativo.

causando el levantamiento de la cimentacin;d) posible heladicidad del terreno, que pudiera afectar a encepados poco empotrados en el terreno;

e) proteccin contra la helada en las cabezas de los pilotes recin construidos;

f) posible ataque qumico del terreno o de las aguas a los pilotes;g) posible modificacin local del rgimen hidrogeolgico por conexin de acuferos ubicados adistinta profundidad que podran quedar conectados al ejecutar los pilotes;h) posible contaminacin medioambiental por la utilizacin de lodos o polmeros durante la excavacin de pilotes de hormign in situ;i) estabilidad de los taludes de las excavaciones y plataformas realizadas para construir el pilotaje;j) desprendimientos sobre la cabeza del pilote recin construido, debidos a la diferencia de cota entre el pilote terminado y la plataforma de trabajo, as como desprendimientos o contaminaciones causadas por la limpieza de la plataforma, especialmente en el caso de pilotes de hlice continua, en los que es necesaria la limpieza de la cabeza para la introduccin de la armadura;

k) mala limpieza del fondo de las excavaciones de los pilotes perforados;l) problemas de colapso en suelos que tengan una estructura metaestable;SE-C-50m) posibles efectos ssmicos y en particular la posible licuefaccin del entorno y que pudiera incluiral propio pilotaje;n) posible prdida de capacidad portante por socavacin de pilotajes.

Carga de hundimiento

Criterios bsicosLa resistencia caractersticas al hundimiento de un pilote aislado se considerara dividida en dos partes.Rck = Rpk + Rfk (5.8)siendoRck la resistencia frente a la carga vertical que produce el hundimiento;Rpk la parte de la resistencia que se supone soportada por la punta;Rfk la parte de la resistencia que se supone soportada por el contacto pilote-terreno en el fuste.

Fig.11 esquema de distribucin de la carga de un pilote aislado.

Para estimar ambas componentes de la resistencia se supondr que son proporcionales a las reasde contacto respectivas de acuerdo con las expresiones:Rpk = qp . Ap (5.9)= L0 Rfk f pf dz (5.10)siendoqp la resistencia unitaria por la punta segn F.2.1Ap el rea de la puntaf la resistencia unitaria por el fuste, obtenida de F.2.1L la longitud del pilote dentro del terrenopf el permetro de la seccin transversal del pilote, considerada segn 5.1.2.2.2z la profundidad contada desde la parte superior del pilote en contacto con el terreno.

Consideraciones sobre resistencia por la punta

El rea de la punta a utilizar en el clculo ser igual al rea de la seccin transversal del pilote al nivel de la punta (pilotes de extraccin) o a la proyeccin sobre el plano transversal del rea del azuche en pilotes hincados.

Para pilotes huecos (seccin en forma de corona circular), o para perfiles metlicos hincados sin azuche, el rea de la punta que ha de considerarse para el clculo de los pilotes metlicos en H ser, salvoque se justifique otro valor, o se disponga un azuche especial, el menor de los dos valores siguientes:

a) el rea del rectngulo circunscrito;b) vez y media el cuadrado del ala.

3 En los pilotes huecos hincados, se tomar como rea de la punta el total de la superficie encerrada por el contorno externo.

4 En casos de terreno heterogneo, se supondr que la carga de hundimiento por la punta est controlada por un terreno con las caractersticas medias de la zona comprendida entre tres dimetros bajo la punta (zona activa inferior) y seis dimetros sobre la punta (zona pasiva superior), aproximadamente.

5 En las situaciones en las que bajo la punta existan zonas arcillosas de menor resistencia, que reduzcan la resistencia unitaria por punta "qp ", dicho valor vendr limitado por la expresin:

siendo H la distancia de la punta del pilote al estrato del suelo cohesivo blando inferior;D el dimetro real o equivalente (igual rea) del pilote;cu la resistencia al corte sin drenaje del suelo cohesivo blando.6 Si la separacin entre pilotes es inferior a la distancia de la punta del pilote al nivel del suelo cohesivoblando inferior debe considerarse el efecto combinado del grupo de pilotes para estimar la cargade hundimiento y el posible asiento de la cimentacin. Consideraciones sobre la resistencia por fuste

Cuando la resistencia unitaria por fuste vare con la profundidad, para el clculo de la resistencia total por fuste se debe realizar una integracin a lo largo del pilote. En los casos en que la resistencia total por fuste sea constante por tramos y tambin lo sea la longitud del contorno del pilote en cualquier seccin horizontal, la resistencia por fuste se considerar como un sumatorio con un trmino por cada tramo, esto es:

Rfk = f AfsiendoAf el rea del contacto entre el fuste del pilote y el terreno en cada tramo;f la resistencia unitaria por fuste en cada tramo. En los pilotes con seccin transversal especial, pilotes en H por ejemplo, se tomar como longitud del contorno la correspondiente a la figura geomtrica simple (circunferencia, rectngulo o cuadrado) que conduzca a un permetro menor.

3En los pilotes columna sobre roca, no debe contemplarse la resistencia por fuste en los suelos cuya deformabilidad sea claramente mayor que la correspondiente a la zona de la punta.

Consideraciones del efecto grupo

De forma general, para el clculo de los pilotes, no se considerar el efecto grupo para una separacin entre ejes de pilotes igual o mayor a 3 dimetros.

A partir de grupos de 4 pilotes se debe considerar que la proximidad entre los pilotes se traduce en una interaccin entre ellos, de tal forma que si el grupo tiene n pilotes, y la carga de hundimiento del pilote aislado es Rck , la carga que produce el hundimiento del grupo, Rckg , en general, no suele ser igual a nRck , al tener que aplicar a este valor, nRck , un coeficiente de eficiencia, , que se definecomo el cociente:

El coeficiente de eficiencia ser de 1, para separaciones entre ejes iguales o superiores a 3 D. Paraseparaciones de 1 D el coeficiente de eficiencia ser 0,7. Para separaciones entre 1 D y 3 D se interpolarlinealmente entre 0,7 y 1.

En pilotes hincados en arenas densas o muy densas se podr adoptar un coeficiente de eficiencia igual a 1. Podr aumentarse este valor, previa justificacin, por la posible compactacin que sepueda producir, sin que en ningn caso pueda ser superior a 1,3.

Para determinar el valor de clculo de la resistencia al hundimiento del grupo, analizado como una nica cimentacin que engloba los pilotes, debe utilizarse un coeficiente, R , que como mnimo ser el indicado en la tabla .

Siendo en el numero de pilotes

Mtodos para verificar el estado lmite por hundimiento de un pilote

En el caso de pilotes en arcillas y arenas el valor de clculo de la resistencia del terreno Rcd que permite verificar el estado lmite del hundimiento se obtendr a partir de la expresin (5.7), pudindose determinar la resistencia Rck del terreno con los mtodos indicados en el anejo F.

En el caso de pilotes en roca se puede determinar directamente el valor de Rcd a travs de los valoresqp,d y f,d determinados segn se indica en el anejo .

Clculo de la resistencia al arrancamiento

Si el pilote est sometido a traccin, la solicitacin no debe superar la capacidad resistente al arrancamiento.

Se puede considerar que la resistencia al arrancamiento es igual al 70% de la resistencia por fuste a compresin, establecida en la determinacin de la carga de hundimiento.

En los pilotes sometidos a traccin se debe prestar un especial cuidado a los problemas de posible corrosin.

Resistencia del terreno frente a acciones horizontales

Tal como se ha indicado en el apartado 5.2.3, el clculo de los pilotes frente a esfuerzos horizontales, a efectos de este DB, tan slo debe realizarse en aquellos casos en los que la mxima componente de los empujes horizontales sea superior al 10% de la carga vertical compatible con ella.En el caso de utilizar pruebas de carga en la estimacin de la carga horizontal de rotura, se podrn reducir los coeficientes de seguridad en funcin de la importancia de las pruebas. El coeficiente de seguridad no ser, en cualquier caso, inferior al 70% de los valores recogidos en la tabla . En el anejo Fig2 se indica un mtodo para la estimacin de la resistencia del terreno frente a acciones horizontales, vlida para pilote aislado.

4En el caso de grupo de pilotes, la resistencia frente a esfuerzos horizontales del terreno situado alrededor del grupo se estimar como el menor valor de los dos siguientes:a) la suma de las resistencias horizontales del terreno alrededor de cada pilote, calculadas individualmente;b) la resistencia horizontal del terreno correspondiente a un pilote equivalente cuyo dimetro fuese la anchura del grupo y cuya profundidad fuese igual a la profundidad media de los pilotes del grupo.

En los casos en los que este aspecto en el proyecto resulte crtico, se deben utilizar procedimientos de clculo ms detallados o realizar pruebas de carga que permitan una estimacin ms exacta de la carga de rotura.

Movimientos de la cimentacin

Asientos

La limitacin de asientos se har de acuerdo con los criterios recogidos en el apartado figura 2Si el asiento en los pilotes resulta ser un aspecto crtico, ser conveniente la realizacin de pruebasde carga especialmente diseadas para la determinacin de asientos a largo plazo, nica maneraprecisa de conocer la relacin carga-asiento. Para la realizacin de dicha prueba se recomienda independizarla resistencia de punta de la del fuste del pilote.En los casos en los que este aspecto no resulte crtico, los asientos se calcularn tanto para el pilote aislado como teniendo en cuenta el efecto grupo, debindose cumplir que los valores as estimadosdeben ser menores que los lmites admisibles para los estados lmite de servicio. En el anejo figura 6 se indica un mtodo para la estimacin de asientos en pilotes.

Movimientos horizontales

Los movimientos horizontales deben estudiarse en aquellos casos en los que se analice el comportamientode los pilotes frente a esfuerzos horizontales.Si el movimiento horizontal de la cimentacin pilotada resulta ser un aspecto crtico del problema enestudio, ser conveniente hacer pruebas de campo para estimarlos.Se comprobar que los movimientos horizontales sean inferiores a los lmites admisibles para losestados lmite de servicio. En el anejo Figura 2 se indica un mtodo simplificado para su estimacin,distinguiendo entre pilote aislado y efecto grupo.

Consideraciones estructurales

En el anlisis de los estados lmite ltimos se tendr en cuenta que las acciones en el pilote puedenllegar a provocar el agotamiento de la capacidad estructural de su seccin resistente.

4.1.2Tope estructural

1 El tope estructural o carga nominal es el valor de clculo de la capacidad resistente del pilote. Sedebe comprobar que, la solicitacin axil sobre cada pilote, no supere este tope. Como tales solicitacionesdeben compararse con los valores de los efectos de las acciones definidos en el apartado figura 3.

El tope estructural depende de:a) la seccin transversal del pilote;b) el tipo de material del pilote;c) el procedimiento de ejecucin;d) el terreno.

Los valores del tope estructural se adoptarn de acuerdo con la siguiente expresin:Qtope = . A (5.14)siendo la tensin del pilote (tabla 5.1)A el rea de la seccin transversal

fig 12Valores recomendados para el tope estructural de los pilotes

vlidos para hormign HA-25, para otros hormigones se pueden tomar valores proporcionales.Con un control adecuado de la integridad, los pilotes perforados podrn ser utilizados con topes estructuralesun 25% mayores.fck es la resistencia caracterstica del hormignfp es la tensin introducida en el hormign por el pretensadofyk es el lmite elstico del acero

Capacidad estructural del pilote

Tal y como se indica en el apartado figura 2 se debe comprobar que los valores de clculo de losefectos de las acciones de la estructura sobre cada pilote (momentos y esfuerzos cortantes) no superanel valor de clculo de su capacidad resistente.En ausencia de otras recomendaciones ms especficas y en los casos normales, donde las accioneshorizontales no sean dominantes, el clculo de esfuerzos en los pilotes podr hacerse con elmismo modelo estructural indicado en el apartado 5.3.7 para el clculo de movimientos. En estemodelo, la cimentacin proporciona esfuerzos en la parte exenta (no enterrada) de los pilotes quepueden considerarse suficientemente precisos. En el Anejo F.2.8 se indica un mtodo para el clculode los esfuerzos.El armado de los pilotes se har de acuerdo con las reglas especificadas en la instruccin EHEA efectos del clculo a flexin de pilotes hormigonados in situ se recomienda considerar una resistenciacaracterstica del hormign igual o inferior a 18 MPa.

Condiciones constructivas y de control

Condiciones constructivas Pilotes hormigonados in situ

Los pilotes hormigonados al amparo de entubaciones metlicas (camisas) recuperables deben avanzar la entubacin hasta la zona donde el terreno presente paredes estables, debindose limpiar el fondo.

La entubacin se retirar al mismo tiempo que se hormigone el pilote, debindosemantener durante todo este proceso un resguardo de al menos 3 m de hormign fresco por encima del extremo inferior de la tubera recuperable.

En los casos en los que existan corrientes subterrneas capaces de producir el lavado del hormign y el corte del pilote o en terrenos susceptibles de sufrir deformaciones debidas a la presin lateral ejercida por el hormign se debe considerar la posibilidad de dejar una camisa perdida.

Cuando las paredes del terreno resulten estables, los pilotes podrn excavarse sin ningn tipo de entibacin (excavacin en seco), siempre y cuando no exista riesgo de alteracin de las paredes ni del fondo de la excavacin.

En el caso de paredes en terrenos susceptibles de alteracin, la ejecucin de pilotes excavados, con o sin entibacin, debe contemplar la necesidad o no de usar lodos tixotrpicos para su estabilizacin.

El uso de lodos tixotrpicos podr tambin plantearse como mtodo alternativo o complementario a la ejecucin con entubacin recuperable siempre que se justifique adecuadamente.

En el proceso de hormigonado se debe asegurar que la docilidad y fluidez del hormign se mantiene durante todo el proceso de hormigonado, para garantizar que no se produzcan fenmenos de atascos en el tubo Tremie, o bolsas de hormign segregado o mezclado con el lodo de perforacin.

El cemento a utilizar en el hormign de los pilotes se ajustar a los tipos definidos en la instruccin vigente para la Recepcin de Cemento.

En los pilotes barrenados la entibacin del terreno la produce el propio elemento de excavacin (barrena o hlice continua). Una vez alcanzado el fondo, el hormign se coloca sin invertir el sentido de la barrena y en un movimiento de extraccin del til de giro perforacin.

La armadura del pilotaje se introduce a posteriori, hincndola en el hormign an fresco hasta alcanzar la profundidad deproyecto, que ser como mnimo de 6 m o 9D.

A efectos de este DB no se deben realizar pilotes de barrena continua cuando:a) se consideren pilotes aislados, salvo que se efecten con registro continuo de parmetros deperforacin y hormigonado, que aseguren la continuidad estructural del pilote;

b) la inclinacin del pilote sea mayor de 6, salvo que se tomen medidas para controlar el direccionadode la perforacin y la colocacin de la armadura;

c) existan capas de terreno inestable con un espesor mayor que 3 veces el dimetro del pilote,salvo que pueda demostrarse mediante pilotes de prueba que la ejecucin es satisfactoria o seejecuten pilotes con registro continuo de parmetros y tubo telescpico de hormigonado, que asegure la continuidad estructural del pilote.

En relacin con el apartado anterior, se considerarn terrenos inestables los siguientes:a) terrenos uniformes no cohesivos con coeficiente de uniformidad (relacin de dimetros correspondientesal 60 y al 10% en peso) inferior a 2 (D60 /D10 < 2) por debajo del nivel fretico;b) terrenos flojos no cohesivos con N 1,5 m.siendo Deq el dimetro equivalente del pilote.

b) Inclinacini < imax = 0,02 m/m. para 4i < imax = 0,04 m/m. para > 4siendo el ngulo que forma el eje del pilote con la vertical.

Para pilotes prefabricados hincados se deben cumplir los siguientes requisitos:a) Posicin de los pilotes a nivel de la plataforma de trabajoen tierra: e < emax = valor mayor entre el 15% del dimetro equivalente 5 cmen agua: de acuerdo con las especificaciones definidas en el proyecto.b) Inclinacini < imax = 0,02 m/m. para 4i < imax = 0,04 m/m. para > 4siendo el ngulo que forma el eje del pilote con la verticalCuando se requieran tolerancias ms estrictas que las anteriores, se deben establecer en el Pliegode condiciones del proyecto, y, en cualquier caso, antes del comienzo de los trabajos.

Para la medida de las desviaciones de ejecucin se considerar que el centro del pilote es el centrode gravedad de las armaduras longitudinales, o el centro del mayor crculo inscrito en la seccin dela cabeza del pilote para los no armados.

Ensayos de pilotes

Los ensayos de pilotes se pueden realizar para:

a) estimar los parmetros de clculo;b) estimar la capacidad portante;c) probar las caractersticas resistente-deformacionales en el rango de las acciones especificadas;d) comprobar el cumplimiento de las especificaciones;e) probar la integridad del pilote.

Los ensayos de pilotes pueden consistir en:a) ensayos de carga esttica;b) ensayos de carga dinmica, o de alta deformacin;c) ensayos de integridad;d) ensayos de control.

Los ensayos de carga esttica podrn ser:a) por escalones de carga;b) a velocidad de penetracin constante.

Los ensayos de integridad podrn ser:a) ensayos de eco o snicos por reflexin y por impedancia, o de baja deformacin;b) ensayos snicos por transparencia, o cross-hole snicos.

Los ensayos de control podrn ser:a) con perforacin del hormign para obtencin de testigos;b) con inclinmetros para verificar la verticalidad del pilote.

Conviene que los ensayos de carga esttica y dinmica no se efecten hasta despus de un tiemposuficiente, que tenga en cuenta los aumentos de resistencia del material del pilote, as como la evolucinde la resistencia de los suelos debida a las presiones intersticiales.

Para edificios de categora C-3 y C-4, en pilotes prefabricados, se considera necesaria la realizacinde pruebas dinmicas de hinca contrastadas con pruebas de carga.

Elementos de contencin

Definiciones y tipologas

PantallasSe denomina pantallas a los elementos de contencin de tierras que se emplean para realizar excavacionesverticales en aquellos casos en los que el terreno, los edificios u otras estructuras cimentadasen las inmediaciones de la excavacin, no seran estables sin sujecin, o bien, se tratade eliminar posibles filtraciones de agua a travs de los taludes de la excavacin y eliminar o reducira lmites admisibles las posibles filtraciones a travs del fondo de la misma, o de asegurar la estabilidadde ste frente a fenmenos de sifonamiento. Se construyen desde la superficie del terrenopreviamente a la ejecucin de la excavacin y trabajan fundamentalmente a flexin. Quedan excluidaslas pantallas que tienen nicamente por objeto la impermeabilizacin o estanqueidad.2 Si la excavacin se produce por debajo del nivel fretico, habr que prever una impermeabilizacinsuplementaria al propio hormign conforme a lo indicado en el DB-HS Seccin 1.3 La pantalla cumple una labor estructural de contencin de tierras, y de impermeabilizacin del vaso,pero no puede considerarse un elemento totalmente terminado ni absolutamente impermeable, dadaslas caractersticas intrnsecas del material y del proceso de ejecucin. En cualquier caso sernecesario prever un acabado final de su superficie, ya que se hormigona contra el propio terreno.En general, la fase crtica en la vida de la pantalla es la de la ejecucin.4 Las condiciones esenciales de las pantallas que las diferencian de los muros y las entibaciones,son:a) se ejecutan previamente a la excavacin;b) en general alcanzan una profundidad bajo el fondo de excavacin que no es pequea en relacincon la altura libre de la pantalla;

MICROPILOTES

Es una tcnica muy usada en cimentacin que permite realizar pantallas de retencin en excavaciones. Consiste en colocar un refuerzo de acero en una perforacin de mediano dimetro. Es una tcnica que permite trabajar perfectamente con re-cimentaciones.

Los Muros PantallaConstituyen un tipo de Cimentacin Profunda muy usada en edificios de altura, que acta como un muro de contencin y brinda muchas ventajas por ahorro de costes y mayor desarrollo en superficies.Es la tipologa de Cimentaciones ms difundida en reas urbanas para edificios con stano en un predio entre medianeras, en parkings y a modo de barreras de contencin de agua subterrnea en tneles y carreteras..El muro pantalla es un muro de contencin que se construye antes de efectuar el vaciado de tierras, y transmite los esfuerzos al terreno.Estos elementos estructurales subterrneos se emplean tambin en forma temporal para la contencin y retencin de paredes.

En las grandes ciudades, para obtener mas espacios de uso en edificios, se proyectan stanos o subsuelos que muchas veces llegan hasta 20 metros de profundidad. Son stas las soluciones ante los elevados costes de terrenos y la necesidad de obtener mayor superficie.A estos efectos, se trata de conseguir muros de contencin del menor espesor posible conservando una buena calidad y que ofrezcan seguridad y buen diseo.

Cimentacin por SustitucinEsta cimentacin se realiza mediante la excavacin del terreno, donde el peso del material excavado y extrado ser igual o proporcional al peso de la construccin a realizar; conociendo cada una de las capas que componen dicho suelo (caractersticas del terreno) y segn las caractersticas de la estructura que sustentar y las cargas que acten sobre la misma.ProcedimientoSe realiza la excavacin hasta llegar a terreno competente y se sustituye el existente por un terreno mejorado y compactado. Esta constituye una solucin vlida en casos de espesores y cargas uniformes y pequeas.Tcnicamente, solo se definirn bien las caractersticas del material usado en el relleno y terraplenado, la densidad y humedad mximas (Ensayo Proctor) y espesores de material aportado.Debe realizarse un control con medidas de humedad (in situ) y densidad, y los ensayos correspondientes de placa de carga para evaluar posibles asientos y deformaciones.NotaEs muy importante considerar un buen sistema de drenaje en casos de presencia del agua en el terreno, ya que la misma podra provocar alteraciones considerables en el material.

Cimentaciones por Flotacin

Las Cimentaciones por Flotacin se basan en el Principio de Arqumedes que postula lo siguiente:Todo cuerpo sumergido en un lquido esttico experimenta un empuje vertical ascendente igual al peso del volumen del liquido desalojado.Por ello, deber preverse en este tipo de construcciones que se ejecuten perfectamente impermeables calculando la reaccin al empuje ascendente vertical para evitar el hundimiento o el volteo de la estructura.

Pilotes cuadrados de hormign,fig13. de Corte y planta de demostracion Pilotes cuadrados de hormign,fig.14 Corte y planta de demostracion Pilotes prefabicados de hormign

pilotes circulares de hormignLos modernos equipos de hinca permiten altos rendi- mientos, del orden de 150 a 350 metros de pilote por jorna- da de trabajo, lo que implica importantes disminuciones del plazo de ejecucion. La autonomia de los equipos es total, con ausencia de todo tipo de prestaciones por parte del cliente. Su versatili- dad hace que, incluso puedan adaptarse a barcazas, si fuera necesario; permitiendo la ejecucion de obras maritimas y fluviales. Asimismo, admiten la posibilidad de realizar pilotes inclinados, especialmente adecuados para soportar esfuerzos horizontales, hasta una inclinacion normal de 1:4, que puede llegar hasta 1:1 en casos y condiciones especiales. Hoy en dia, los equipos hidraulicos permiten un perfecto control de la energia de hinca, merced al normal empleo de mazas de caida libre con altura de caida regulable. Las mazas usuales tienen entre 30 y 90 kN de peso util. La evolucion de estos equipos hace que se obtengan eficiencias (energia real / energia teorica) del 95%, cuando en los equipos mecanicos mal conservados podia ser de tan solo un 60%. La hinca se detiene cuando el pilote alcanza el recha- zo necesario , esto es, cuando la penetracion por golpe con impactos de una energia dada es inferior a un valor determinado por formulas como la de Hilley o deducidas de la aplicacion de la ecuacion de onda. Se realiza asi una verdadera prueba de carga dinamica en cada pilote, con la consiguiente garantia de su capacidad portante.. Si el pilote no alcanza ese rechazo, su capacidad portante es insuficien- te y ha de seguirse hincando, empalmando las piezas que fueren necesarias. La entrega del pilote al encepado se consigue con el descabezado del mismo, que deja vista su armadura longitudi- nal. Existen descabezadotes de acciona-miento hidraulico, disenados para realizar esta mision sin ocasionar ningun dano al pilote. La hinca del pilote produce una compactacion y mejora del terreno, especialmente si es granular. Este efecto es espe- cialmente beneficioso para pilotes hincados en grupo, donde, lejos de descomprimir el terreno como ocurre en pilotes excavados, se favorece su comportamiento, pues las mejoras producidas por los pilotes se superponen entre si, alcanzan- dose finalmente un grado de compacidad considerablemente superior al inicial. En cuanto a las aplicaciones practicas, implicitas en gran medida en las caracteristicas resenadas anteriormente, se considera especialmente idoneo el pilote prefabricado CUADRADO CK para los casos siguientes: Pilotes columna, con cualquier profundidad del estrato resistente. 5.1.1 VENTAJAS E INCONVENIENTES

Debido a su condicin de prefabricados, los pilotes de hinca son mucho ms rpidos y fiables de ejecutar que los in-situ siempre que en la obra se den las condiciones favorables para este tipo de solucin, es decir:4. Generalmente grandes obras de edificacin, donde no existan problemas derivados de las vibraciones.5. Donde el tiempo de ejecucin sea un condicionante de gran relevancia.6. Donde se necesite solapar distintas unidades de obra. Es decir, que puedan realizarse a la vez labores de hinca, ejecucin de encepados e incluso hormigonado de forjados.7. Una gran ventaja es la posibilidad de empalmar tramos de este tipo de pilote, lo que les permite alcanzar grandes profundidades. Esto implica la necesidad de emplear juntas entre los tramos con lo que el coste se incrementa. Estas uniones se realizan mediante un sistema de de collarines metlicos que aseguran el comportamiento como un pilote continuo. (Fig. 15)

fig15 esquemas o bocetos de construccin de un pilote vista por planta y alzado.

No cabe duda que el pilote prefabricado, en estos casos, es ms rpido y limpio de ejecutar, adems de requerir menos medios auxiliares. Adems ofrece ms garantas de ejecucin, debido al control de ejecucin empleado en los elementos prefabricados y los mecanismos de auscultacin y comprobacin de los mismos una vez hincados.

Por el contrario, tienen un mal comportamiento en terrenos heterogneos o estratificados con alternancia de niveles firmes y muy firmes con niveles blandos o muy blandos, as como en terrenos con presencia de niveles de encostramientos o con existencia de bolos o bloques de roca, que podran interponerse en el camino del pilote.

Uno de los inconvenientes principales, es la ejecucin de este tipo de pilotaje si hay construcciones prximas, ya que el proceso de hincado produce unas vibraciones enormemente perjudiciales para edificios cercanos y que puedan tener cimentacin superficial, dichas vibraciones se transmiten por el terreno como esfuerzo horizontales. El ruido puede resultar as mismo inadmisible en zonas urbanas. pilotes metlicos

Como elementos de cimentaciones, los pilotes metalicos tienen una importante aplicacion en la construccion industrial, en edificios de multiples pisos, puentes y viaductos, puertos y torres de transmision. Las estructuras de contencion tienen un papel preponderante en funcion de la facilidad de hincado, de su alta resistencia y de la versatilidad de integracion con elementos constructivos complementarios. Son muchas las razones para su utilizacion, con ventajas sobre otros tipos, entre las cuales resaltamos: Bajo nivel de vibracion durante el hincado, tanto con martillos de libre caida como con los martillos hidraulicos; Posibilidad de hincado en suelos de dificil penetracion como, por ejemplo, arcillas rigidas a duras, pedruscos y concreciones (laterita, limonita, etc.) sin el inconveniente del arrancamiento de pilotes vecinos existentes ya clavados (como ocurre, por ejemplo, en el caso de los pilotes premoldeados de concreto y franki) y sin perdidas de pilotes rotos que afectan no solo las cimentacionescomotambienlosencepadosque deberanserredimensionados(aspectosdecostoy plazo); Resistencia a esfuerzos elevados de traccion (del orden de grandeza de la carga de compresion, excepto cuando los pilotes se apoyan en roca) y de flexion (razon de su gran utilizacion en las estructuras de contencion); Posibilidad de tratamiento a base de pintura especial, con la finalidad de reducir el efecto de la friccion negativa; Facilidad de corte y empalmes a modo de reducir perdidas consecuentes de la variacion de la cota de apoyo del estrato fuerte, principalmente en suelos residuales jovenes. Cuando son usados como complemento de otro tipo de pilotes (por ejemplo, premoldeado de concreto con anillo metalico), los denominados pilotes mixtos pueden resolver varios problemas de cimentaciones profundas, segun se muestra en las Fotos 1 y 2.En el primer caso (Foto 1) el tramo metalico tiene como finalidad permitir el hincado de una longitud significativa compactos arenosos o sin los inconvenientes arriba mencionado, o y concreciones. del pilote en suelos arcillas rigidas a duras, del arrancamiento atravesar pedruscos Su aplicacion mas significativa ocurre en obras maritimas (muelles) donde es comun la existencia de esas capas fuertes, pero el pilote es proyectado con un largo prefijado (por ejemplo, consecuente de un dragado futuro) para resistir a esfuerzos elevados de traccion. El hincado de pilotes de concreto, en este caso, puede tornarse inviable, en razon de quiebras para alcanzar la profundidad definida por el proyectista. Asi, el pilote mixto tendra un tramo en concreto armado (region en contacto con el agua), y un trecho metalico (region de suelo), con largo tal que permita atravesar esas dificultades de resistencia del sueloalcanzandoellargo definido en proyecto, y manteniendo laintegridadestructuralpararesistira las cargas de compresion y traccion que le son impuestas. Una vista general de una de esas obras es mostrada en la foto 3. En el segundo caso (Foto 2) el segmento metalico tiene por finalidad permitir que el pilote mixto pueda ser hincado hasta alcanzar un estratorocoso,sinque haya riesgo de quiebra de la punta del pilote de concreto, visto que, casi en la totalidad de los casos en los que se encuentre roca, esta se encuentra inclinada, imponiendo a la punta del pilote, tensiones no uniformes, durante el hincado. Estas tensiones dinamicas del hincado no pueden ser resistidas por el concreto, sino por la punta metalica. El acero es un material mas ductil y, por deformaciones diferenciales redistribuye esas tensiones de contacto y las transmite de modo mas uniforme para la seccion de concreto.

fig.16Pilotes Mixtos ((Concreto-perfil de Acero) para atravesar suelos fuertes sin riesgo de arrancamiento de pilotes ya enterrados. Tambien se utilizan enobras maritimas

Fig.17 (Concreto-perfil de Acero) para apoyo en roca. En pilotes comprimidos que permanecen totalmente enterrados, normalmente no ocurre pandeo. Por esa razon, la NBR 6122/1996 solo exige la verificacion del pandeo cuando los pilotes tengan su cota de enrase arriba del nivel del terreno, considerando la eventual erosion (en el caso de pilotes donde ocurre el flujo de agua), o atraviesen suelos blandos (capitulo 7.9.4 de la Norma). Para mostrar que los pilotes metalicos con los Perfiles tipo IR no sufren pandeo, de igual formacuando atraviesan suelos blandos, tomaremos de la serie de Perfiles, lo que presenta el Para ese calculo adoptaremos la hipotesis de que el tope del pilote este unido al encepado (pilote articulado en el encepado y empotrado a una profundidad Ls, calculado por el metodo de Davisson y Robinson - VI A ICSMFE - 1965). Esa hipotesis es valida pues los pilotes trabajan, generalmente, en grupos solidarizados por un encepado rigido, donde no es necesario tomar en cuenta las excentricidades (de segundo orden) en la aplicacion de la carga. Mismo cuando el pilote es separado, la NBR 6122/1996 recomienda que el encepado sea unido por dos vigas ortogonales que deberan ser dimensionadas para absorber una excentricidad del 10% del diametro del pilote o, en el caso de pilotes metalicos, del diametro de la seccion circular de area equivalente a la del rectangulo envolvente. En el caso de encepado con dos pilotes la NBR 6122/1996 tambien recomienda que el encepado sea trabado por una viga transversal al plano que contiene los pilotes.

fig.18 dimensionamiento estructural del pilote metalico.

Conclusion

Debido a los fallos y patologas de los pilotes, resultan grietas en la edificacin por asientos diferenciales y distorsiones en el apoyo.Como medida preventiva ser preciso cuidar concienzudamente la fase de ejecucin de la cimentacin con pilotes prefabricados, pero mas aun la fase de reconocimiento del terreno. Por tanto cobrar una mayor relevancia la redaccin correcta del Informe Geotcnico de manera que el terreno quede suficientemente conocido, tanto en planta como en profundidad, asi como la zona de afeccin del bulbo de tensiones del pilote o grupo de pilotes.

Por ello concluir que un mayor desembolso de cara al reconocimiento geotcnico repercutira favorablemente en cuanto al calculo y el diseo del pilote.

Cabe recordar que la aplicacin de un sistema de pilotaje determinado debe estudiarse en funcin del tipo de terreno, las cargas a soportar, la entidad del edificio que se proyecta, el dimetro del pilote y los esfuerzos a los que se puede ver sometido.

BIBLIOGRAFIA

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Mecanica de Suelo COMPLETOMecanica de suelos - Crespo VillalazDiseo de Cimentaciones por Felix Candela