pilotes final

ANTINORI, CHÁVARRY,.

"AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN"

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE

CIMENTACIONES

CON PILOTES ESTRUCTURAS Y CARGAS

CARRERA:INGENIERÍA CIVIL

CURSO:ESTRCUTRAS Y CARGAS

DOCENTEIng. Erlyn Giordany Salazar Huamán.

INTEGRANTESo ANTINORI ORTIZ, Luis Rafael.o CHÁVARRY GRADOS, Diana.o CHÁVEZ RUBIO, Alexander.o ZAMBRANO TELLO, Milagros.

CIMENTACIONES CON PILOTES

ÍNDIC

ERESUMEN ............................................................................................................................................

3

ABSTRACT OR SUMMARY................................................................................................................... 4

KEY WORDS......................................................................................................................................... 5

INTRODUCCIÓN .................................................................................................................................. 7

OBJETIVOS........................................................................................................................................... 8

OBJETIVO GENERAL: ....................................................................................................................... 8

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: ................................................................................................................ 8

MARCO TÓRICO .................................................................................................................................. 9

CIMENTACION................................................................................................................................. 9

TIPOS DE CIMENTACIÓN............................................................................................................... 11

CLASIFICACION GENERAL DE LAS CIMENTACIONES: ................................................................... 12

I. CIMENTACIONES SUPERFICIALES .....................................................................................

12 a)

Zapatas:............................................................................................................................. 12 b)

Cimientos corridos:........................................................................................................... 14 c)

Losas de cimentación: ...................................................................................................... 14

II. CIMENTACIONES PROFUNDAS: ........................................................................................

15 a) Cimentación por pilares:

.................................................................................................. 16 b) Cajones de

cimentación: .................................................................................................. 17 c)

Cimentación por pilotes: .................................................................................................. 18

CIMENTACION CON PILOTES: ....................................................................................................... 20

I. HISTORIA ........................................................................................................................... 20

II. PILOTES ............................................................................................................................. 21

III. FUNCION DE LOS PILOTES ............................................................................................ 22

IV. CONDICIONES QUE REQUIEREN LA CIMENTACIÓN CON PILOTES .............................. 22

V. TIPOLOGIA: ....................................................................................................................... 23

VI. PILOTES MÁS USADOS .................................................................................................. 54

VII. ELECCIÓN DEL TIPO DE PILOTE ..................................................................................... 59

VIII. CAPACIDAD DE RESISTENCIA DE UN PILOTE ................................................................ 60

ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS ......................................................................................... 61

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES........................................................................................... 62

BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................................... 63

ANTINORI, CHÁVARRY, CHÁVEZ, ZAMBRANO. 2


RE S U M E N

Al encontrarse en una zona donde se llevará a cabo la construcción de una

estructura se proseguirá a estudiar el suelo y el subsuelo y con ello poder

identificar el tipo de cimentación que se utilizará, seguidamente aplicaremos

conocimientos teóricos para la determinada cimentación la cual soportara y

transmitirá las cargas de dicha estructura de manera eficaz. Supongamos el caso

que se nos solicite seguridad estructural muy alta pues sin lugar a duda

optaremos por cimentación con pilotes aunque son económicamente muy

elevados esto se dará de acuerdo al tipo de fabricación pero son mucho más

resistentes a fuerzas sísmicas y a fuerzas del viento Es por ello importante el

conocimiento teórico: pilote, tipos de pilotes, resistencia de un pilote, etc. para ser

llevado a la práctica.

La poca aplicación de cimentaciones profundas ha llevado a que la mayoría de

ingenieros no estén familiarizados con el diseño de los mismos, mucho menos con

las consideraciones geotécnicas y estructurales que se deben tener en cuenta al

momento del diseño. Lo normal es encontrar diseños típicos que se repiten una y

otra vez, dejando de lado la ciencia que conlleva a una optimización y diseño

eficiente de los pilotes.


A BST RA C T O R S UM M AR Y

Being in an area where they carry out the construction of a structure will continue

to study the soil and subsoil and thus able to identify the type of foundation that is

used, then apply theoretical knowledge to the specific foundation which would

support and transmit said structure loads effectively. Suppose the case that can

not ask for very high structural safety undoubtedly opt for Piling although

economically it will be very high depending on the type of production but are much

more resistant to seismic forces and wind forces it is why important theoretical

knowledge: a piling, pile types, resistance of a pile, etc. to be implemented.

The limited application of deep foundations has led to most engineers are not

familiar with the design of the same, much less with the geotechnical and

structural considerations that must be taken into account when designing. You will

usually find typical designs that are repeated again and again, leaving aside the

science that

leads to optimization and efficient design of the piles.



K E Y W ORD S

Subsuelo: Capa o capas de terreno que están debajo de la superficie terrestre o la tierra cultivable.

Solado: Revestimiento de un piso con ladrillos, losas u otro material. Erosión: es el desgaste que se produce en la superficie de un cuerpo por la acción

de agentes externos (como el viento o el agua) o por la fricción continua de otros cuerpos.

Punzonamiento: Es un esfuerzo producido por tracciones en una pieza debidas a los esfuerzos tangenciales originados por una carga localizada en una superficie pequeña de un elemento bidireccional de hormigón, alrededor de su soporte.

Pilotaje: Sistema de cimentación profunda de tipo puntual que consiste en clavar pilotes en el terreno buscando siempre el estrato resistente, a fin de soportarlas cargas transmitidas por el edificio

Densificación: es el aumento o disminución de densidad (variación de densidad) Asentamientos: Acción y efecto de asentar o asentarse. Estrato:

Capa paralela y superpuesta a otras que forma los terrenos sedimentarios, y en do nde pueden encontrarse los yacimientos de fósiles.

Napa freática: es una acumulación de agua subterránea que se encuentra a una profundidad relativamente pequeña bajo el nivel del suelo.

Hincharse: Hacer que aumente de volumen algún objeto o cuerpo, llenándolo de aire u otra cosa

Recalce: Sistema de apoyos que permiten aumentar la resistencia de un cimiento existente o reconstruirlo.

Corrosión; se define como el deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno. De manera más general, puede entenderse como la tendencia general que tienen los materiales a buscar su forma más estable o de menor energía interna.

Hincar: Clavar o meter una cosa con punta en otra ejerciendo una presión. Hormigón:

Mezcla de materiales inertes formados a base de piedras menudas con aglomeran tes y agua. Se emplea en la construcción.

Hormigón armado Estructura que se obtiene reforzando el hormigón con barras de acero.

Hormigón pretensado Hormigón armado que ha sido sometido previamente a tensi ones en la zona en que se prevén esfuerzos detracción considerable.

Presión admisible.- Máxima presión que la cimentación puede transmitir al terreno sin que ocurran asentamientos excesivos (mayores que el admisible) ni el factor de seguridad frente a una falla por corte sea menor que el valor indicado en el numeral3.5.



Suelo colapsable.- Suelos que al ser humedecidos sufren un asentamiento o colapso relativamente rápido, que pone en peligro a las estructuras cimentadas sobre ellos

Creosota.- es un compuesto químico derivado del fraccionamiento de alquitranes procedentes de la destilación de carbones grasos, preferentemente a temperaturas comprendidas entre 900 y 1200 °C

Martinete.- Máquina empleada para hincar pilotes en un terreno. Mandril.- Soporte interno temporal insertado en una funda de paredes delgadas y

que recibe el impacto durante la hinca, se retira posteriormente si se vierte el hormigón.

Azuche.- Puntera situada en el extremo inferior de un pilote para evitar que éste sea dañado al perforar el terreno.


CIMENTACIONES CON CIMENTACIONES CON

ANTINORI, CHÁVARRY, CHÁVEZ, ZAMBRANO. ANTINORI, CHÁVARRY, CHÁVEZ, ZAMBRANO.

IN T R O D U CC I

Ó N

El diseño de las cimentaciones con pilotes es considerado un “arte” en vista de las

incertidumbres implícitas al trabajar con las condiciones del subsuelo

Los pilotes son miembros estructurales hechos de acero, concreto y/o madera y

son usados para construir cimentaciones, cuando son profundas y cuestan más

que las cimentaciones superficiales. A pesar del costo, el uso de pilotes es a

menudo necesario para garantizar la seguridad estructural.

Cuando el suelo situado al nivel en que desplantaría normalmente una zapata o

una losa de cimentación, es demasiado débil o comprensible para proporcionar un

soporte adecuado, las cargas se transmiten al material más adecuado a mayor

profundidad por medio de pilotes

Muchas veces ha surgido la incertidumbre de predecir el comportamiento y la

capacidad de carga de pilotes en suelos granulares y cohesivos los mecanismos

no han sido aun totalmente entendidos y tal vez nunca lo sean. A pesar de las

numerosas investigaciones, tanto teóricas como experimentales

Hoy en día las características de la edificación y la necesidad de estructuras con

mayores solicitaciones, llevan a que la utilización de sistemas de cimentación

profunda sea cada vez más usual, siendo en determinadas zonas de nuestro país

prácticamente la única solución debido a las limitaciones del terreno.

Dado que existe mucha incertidumbre aún sobre el comportamiento de los pilotes

y la bibliografía especializada es escasa, se ha visto necesario investigar, recoger

y ordenar la información dispersa en diferentes documentos es por esto que en el

presente trabajo se dará a conocer las principales características, conceptos

básicos, tipos y la clasificación de cimentación con pilotes.



OB J E T I VO S

O BJ E TI V O GE N ER A L :

Desarrollar una teoría entendible para obtener una conceptualización óptima

sobre una cimentación con pilotes, dando a conocer los tipos de y los

métodos de ejecución.

O BJ E TI V O S E S PE C Í F I CO S :

Tener conocimiento sobre el porqué y cuando utilizar cimentaciones con

pilotes.

Identificar las ventajas y las desventajas que contrae la cimentación con

pilotes.

Adquirir nuevos conocimientos acerca de cimentaciones profundas.



M AR C O T ÓR I C O

CI M E N T A CI O N

Se llama cimentación al elemento estructural que transmite las cargas de la columna y

muros al terreno. La resistencia del suelo es menor que la resistencia del concreto, por

ello, la cimentación tiene mayor área que su respectiva columna o muro para así reducir

los esfuerzos que se transmiten al terreno.

El terreno debe trabajar bajo una carga tal que no se altere su estado de equilibrio, o sea,

que no se produzcan deformaciones o asentamientos perceptibles que repercutan en los

diferentes elementos de la estructura, produciéndoles tensiones parásitas para las cuales

han sido diseñados. Si una columna se asienta más o menos que otra adyacente, la

diferencia genera esfuerzos que pueden ocasionar daños en los elementos estructurales y

no estructurales.

La carga de trabajo del terreno debe determinarse por medio de experiencias y sondajes a

cargo de un especialista en “Mecánica de Suelos”. En la siguiente tabla se presentan

algunos valores aproximados de la carga de trabajo para diferentes tipos de terreno. Estos

se utilizan solamente para diseños preliminares.

Tipo de Suelo qs (kg/cm2)1. Rocas macizas: granito, diorita, gneis. 1002. Rocas laminadas: esquistos, pizarra. 403. Rocas sedimentarias: caliza, arenisca. 154. Cascajo, gravas o gravas arenosas (GW ó GP)

CompactasMediamente compactas (Lima) Sueltas

543

5. Arenas o arenas con grava bien graduadas (SW)CompactasMediamente compactasSueltas

3.753

2.25

6. Arenas o arenas con grava mal graduada (SP) CompactasMediamente compactasSueltas

32.501.75



7. Gravas sienosas o grava- arena- sieno (GM)CompactasMediamente compactasSueltas

2.502

1.508. Arenas sienosas o arena- sieno (SM) 29. Gravas arcillosas o arenas arcillosas (GC – SC) 210. Suelos inorgánicos, sienos, arenas finas (ML-CL) 111. Arcillas inorgánicas plásticas, arenas diatomíceas, sienos

elásticos (CH-MH) 1

Tabla de Cargas de trabajo para diversos tipos de suelo. (Harmsen & Mayorca, 1995)



TI P O S D E CI M E NT A C IÓ N

El tipo de cimentación apropiado para cada situación depende de varios factores entre los

cuales se tiene:

1. La resistencia y compresibilidad de los estratos del suelo.2. La magnitud de las cargas de las columnas.3. La ubicación de la napa freática.4. La profundidad de cimentación de las edificaciones vecinas.

En la siguiente figura se muestran los diferentes tipos de cimentación: zapata de muro o cimiento corrido, zapata aislada, zapata combinada, zapata conectada, zapata sobre pilotes y zapatas continuas, solados o plateas.

Figura 1: Diferentes tipos de cimentaciones.

(Harmsen & Mayorca, 1995)



C L AS I F I C A CI O N GE N E R A L D E L A S CI M E N T A CI ON E S :

I. CI M E N T A CI ON E S S UPER F IC I A LE S

“Son aquellas en las cuales la relación Profundidad / ancho (Df / B) es menor o

igual a cinco (5), siendo Df la profundidad de la cimentación y B el ancho o

diámetro de la misma. Son cimentaciones superficiales las zapatas aisladas,

conectadas y combinadas; las cimentaciones continuas (cimientos corridos) y las

plateas de cimentación”.

(RNE, 2012)

Son aquellas que se apoyan en las capas superficiales o poco profundas del suelo,

por tener suficiente capacidad portante o por tratarse de construcciones de

importancia secundaria y relativamente livianas. En estructuras importantes, tales

como puentes, las cimentaciones, incluso las superficiales, se apoyan a suficiente

profundidad como para garantizar que no se produzcan deterioros. Las

cimentaciones superficiales se clasifican en:

a) Zapatas:Una zapata es una ampliación de la base de una columna o muro, que tiene por

objeto transmitir la carga al subsuelo a una presión adecuada a las propiedades del

suelo. Las zapatas que soportan una sola columna se llaman individuales o

zapatas aisladas. La zapata que se construye debajo de un muro se llama zapata

conectada. Si una zapata soporta varias columnas se llama zapata combinada.

- Zapatas aisladas.


Figura 2: Zapata aislada.

- Zapatas conectada.

Figura 3: Zapata conectada.

- Zapatas combinadas.



Figura 4: Zapata combinada.

b) Cimientos corridos:Elemento colocado en posición horizontal, el cual transmite parte del peso total de

toda la edificación al suelo.

Figura 5: Cimiento corrido.

c) Losas de cimentación:Una losa de cimentación es una zapata combinada que cubre toda el área que

queda debajo de una estructura y que soporta todos los muros o columnas. Cuando



las cargas del edificio son tan pesadas o la presión admisible en el suelo es tan

pequeña que las zapatas individuales van a cubrir más de la mitad del área del

edificio, es probable que la losa corrida sea más económica que las zapatas.

Figura 6: Losa de cimentación.

II. CI M E N T A CI ON E S PR O F U N D A S :

“Son aquellas en las que la relación profundidad /ancho (Df / B) es mayor a cinco

(5), siendo Df la profundidad de la cimentación y B el ancho o diámetro de la misma.

Son cimentaciones profundas: los pilotes y micro pilotes, los pilotes para

densificación, los pilares y los cajones de cimentación.

La cimentación profunda será usada seguridad indicados en el numeral 3.4 o

cuando los asentamientos cuando las cimentaciones superficiales generen una

capacidad de carga que no permita obtener los factores de generen asentamientos

diferenciales mayores a los indicados en el numeral 3.2. Las cimentaciones

profundas se pueden usar también para anclar estructuras contra fuerzas de

levantamiento y para colaborar con la resistencia de fuerzas laterales y de volteo.

Las cimentaciones profundas pueden además ser requeridas para situaciones

especiales tales como suelos expansivos y colapsables o suelos sujetos a erosión.

Algunas de las condiciones que hacen que sea necesaria la utilización de

cimentaciones profundas, se indican a continuación:



a) Cuando el estrato o estratos superiores del suelo son altamente

compresibles y demasiado débiles para soportar la carga transmitida por la

estructura. En estos casos se usan pilotes para transmitir la carga a la roca

o a un estrato más resistente.

b) Cuando están sometidas a fuerzas horizontales, ya que las cimentaciones

con pilotes tienen resistencia por flexión mientras soportan la carga vertical

transmitida por la estructura.

c) Cuando existen suelos expansivos, colapsables, licuables o suelos sujetos

a erosión que impiden cimentar las obras por medio de cimentaciones

superficiales.

d) Las cimentaciones de algunas estructuras, como torres de transmisión,

plataformas en el mar, y losas de sótanos debajo del nivel freático, están

sometidas a fuerzas de levantamiento. Algunas veces se usan pilotes para

resistir dichas fuerzas.”

(RNE, 2012)

Según el Reglamento Nacional de Edificaciones se clasifican en:

a) Cimentación por pilares:Los pilares son elementos estructurales de concreto vaciados “in situ” con diámetro

mayor a 1,00 metro, con o sin refuerzo de acero y con o sin fondo ampliado.

- Capacidad de carga:



La capacidad de carga de un pilar deberá ser evaluada de acuerdo a los

mismos métodos estáticos utilizados en el cálculo de pilotes. Se tomará en

cuenta los efectos por punta y fricción.

Figura 7: Cimentación por pilares.

b) Cajones de cimentación:Los cajones de cimentación son elementos estructurales de concreto armado que

se construyen sobre el terreno y se introducen en el terreno por su propio peso al

ser excavado el suelo ubicado en su interior.

- Capacidad de carga

La capacidad de carga de un cajón de cimentación deberá ser evaluada de

acuerdo a los mismos métodos estáticos utilizados en el cálculo de zapatas

o pilares y dependerá de la relación profundidad /ancho (Df / B) si es menor

o igual a cinco (5) se diseñará como cimentación superficial, si es mayor a

cinco (5) se diseñará como un pilar.



Figura 8: Cajones de cimentación.

c) Cimentación por pilotes:Los pilotes son elementos estructurales hechos de concreto, acero o madera y son

usados para construir cimentaciones en los casos en que sea necesario apoyar la

cimentación en estratos ubicados a una mayor profundidad que el usual para

cimentaciones superficiales.

- Capacidad de carga del grupo de pilotesa) En el caso de un grupo de pilotes de fricción en arcilla, deberá

analizarse el efecto de grupo.

b) En el caso de pilotes de punta apoyados sobre un estrato resistente

de poco espesor, debajo del cual se tiene un suelo menos

resistente, debe analizarse la capacidad de carga por

punzonamiento de dicho

suelo.



Figura 9: Cimentación con pilotes.



CI M E N T A CI O N C O N P I L O T E S :

I. H I S T O R I A

Los ejemplos más antiguos de pilotes están en Efeso, ahora Oeste de Turquía,

donde se construyó un gran templo entorno al año 600 a.c. que sigue conservando

su cimentación original de pilotes de madera. Cerca de Rochester, las

excavaciones de una vieja vía romana reveló la existencia de pilotes de madera de

1900 años de antigüedad en excelentes condiciones de mantenimiento (Haldeman,

1982).

Desde el imperio romano quedó bien establecido el uso de troncos de árboles

como pilotes; los detalles de las cimentaciones piloteadas fueron descritos por

Vitrubio en el año 58 D.C. Probablemente, los pilotes de madera son el tipo que

más se usa en todo el mundo.

Pero los ejemplos históricos son muchos. Veamos algunos:

El viejo puente de Londres se cimentó en 176 sobre tajamares de piedra apoyados

sobre pilotes de olmo que duraron 600 años (Nash, 1981). Se empezó a construir

sobre a partir del siglo IX. La capa superior del fondo de la laguna de Venecia está

constituida por arena y fango, lo que no ofrecía ningún apoyo a posibles

construcciones. Ante esa incapacidad de carga del terreno, se optó por clavar en el

fondo un conjunto de pali, o troncos de roble, aliso o alerce, hasta llegar a la capa

de arcilla más profunda. La longitud de estas estacas oscila entre 2 y 4 m, pero su

disposición es siempre la misma, en círculos concéntricos o en espiral. Sobre esta

base se coloca una plataforma de vigas entrecruzadas sobre la que se apoya la

construcción tradicional que utiliza materiales muy ligeros.

En Venecia puede haber muchísimos pilotes, como en el caso de la iglesia de la

Salute (más de I millón) o menos, como en el del puente del Rialto (1 0.000).

En 1902 se reconstruyó la torre del Campanile de Venecia sobre los mismo pilotes

de madera de 1000 años de antigüedad, todavía en excelente estado (Haldeman,

1982).

El casco antiguo de la ciudad de Ámsterdam se apoya sobre alrededor de once

millones de pilotes de madera, única manera de construir sobre el terreno de turba

que se extiende a ambos lados del río Amstel. Estos pilotes de madera, de encina


traída de los Países Bálticos, descansan a su vez sobre una capa de arena situada

a unos 20 metros bajo a superficie.

En Ámsterdam destaca el enorme edificio del Palacio Real (1 648- 665) o el

Ayuntamiento con cimentación a base de 13.600 pilotes de madera

La catedral de San Isaac de San Petersburgo (1818- 1 868), el tercer edificio

cupular más grande del mundo por su altura (1015 m) está apoyada sobre 24.000

pilotes de pino. En esta catedral pueden entrar 14.000 personas.

El puente de Brooklyn ,en Nueva York , descansa sobre cajas neumáticas

formadas con pilotes

Cúpula de Lousiana de 2120 m de diámetro que soporta 130000 metros cúbicos de

hormigón y 18000 Tn de acero.

En el viadccto de Winnemuca (EEUU) de 300m de largo se usaron pilotes de

madera que soportan 70 Tn

Aeropuerto JF Kennedy

II. P I L O T E S

“Los pilotes son elementos estructurales hechos de concreto, acero o madera y son

usados para construir cimentaciones en los casos en que sea necesario apoyar la

cimentación en estratos ubicados a una mayor profundidad que el usual para

cimentaciones superficiales”.

(RNE, 2012)

Los pilotes son elementos que se emplean en suelos blandos para transmitir las

cargas de las estructuras a una zona de capacidad portante más elevada. Pueden

ser de madera, concreto simple, concreto armado, concreto pretensado y acero.



Figura 10: Pilotes.

III. F U N CI O N D E L O S P I L O T E S

Trasmitir las cargas a estratos más firmes.

Son utilizados en estructuras marítimas costa afuera y en muelles

Alcanzar con las cimentaciones, profundidades sin peligro de erosión y socavación

Para consolidar o compactar suelos granulares como estructuras de retención o

drenaje verticales

IV. C ON D I CI ON E S Q U E R E Q U I ERE N L A CI M E N T A CI Ó N C O N P I L O T E S

La siguiente lista identifica algunas de las condiciones que requieren cimentaciones de

pilotes.

a) El estrato o estratos superiores del suelo son altamente compresibles y

demasiado débiles para soportar la carga transmitida por la

superestructura.

b) Se quieren reducir o limitar los asientos del edificio.


c) Existe peligro inminente de licuación de suelos, es decir, presencia de

arenas sueltas y nivel freático alto.

d) Presencia de suelos colapsables.

e) La permeabilidad u otras condiciones del terreno impiden la ejecución de

cimentaciones superficiales.

f) Las cargas son muy fuertes y concentradas.

g) Hay presencia de suelos expansivos, las cimentaciones con pilotes se

consideran como una alternativa cuando éstos se extienden más allá de la

zona activa de expansión y contracción.

h) Las cimentaciones de algunas estructuras están sometidas a fuerzas de

levantamiento.

i) Hay presencia de fuerzas horizontales, las cimentaciones con pilotes

resisten por Flexión mientras soportan aún la carga vertical transmitida por

la superestructura.

j) Se quiere evitar los daños que puede sufrir una futura excavación a la

cimentación de una edificación adyacente; en este caso el pilote lleva la

carga de la cimentación debajo del nivel de excavación esperado.

k) Se desea proteger estructuras marinas como muelles, atracaderos contra

impactos de barcos u objetos flotantes.

V. TI P O L O G I A :

a. Por su forma de trabajo:

De acuerdo al mecanismo de transmisión de la carga al suelo, los pilotes se

clasifican en:

1. R es i s t e n t es p o r e f e c t o d e punt a :

Se utilizan en aquellos terrenos en los que al existir, a cierta profundidad, un

estrato claramente más resistente, las cargas del pilotaje se transmitirán

fundamentalmente por punta. Se suelen denominar pilotes “columna”.

2. Resist ent es por ef ect o lat eral o fr icción (f ust e) :



Son los pilotes que no alcanzan estratos resistentes y flotan en el estrato en

el que se encuentran. Al no existir un nivel claramente más resistente al que

transmitir la carga del pilotaje, éste transmitirá su carga al terreno

fundamentalmente a través del fuste. Se suele denominar pilotes “flotantes”

3. Resist ent es por ef ect o lat eral y por ef ect o de punta simult ánea.

Figura 11: Pilotes por fuste – Pilotes por punta.

b. Por el tipo de material:

Para la construcción de pilotes se podrán utilizar los siguientes materiales:

P I L OT E S D E M A D E R A :

Los pilotes de madera fueron los primeros en ser utilizados. Actualmente son

usados en zonas en las que constituyen una alternativa adecuada, por economía y

eficiencia frente al concreto y al acero. El pilote debe cortarse siguiendo

exactamente las fibras de la madera, dirección en la cual ésta tiene mayor

resistencia.

Este tipo de pilotes son piezas de madera redonda o cilindrada, sumamente rectos,

que normalmente, y principalmente en el caso de las cimentaciones, se mecanizan

en punta para facilitar su introducción y empotramiento en el suelo

Bajo muchas circunstancias, los pilotes de madera proporcionan cimentaciones

seguras y económicas. Su longitud está limitada por la altura de los árboles


disponibles; son comunes los pilotes de longitudes de 10 a 20m, en tanto que

longitudes mayores no pueden obtenerse económicamente en todas las regiones.

Los pilotes de madera se usan raramente y quedan destinados prácticamente a la

compactación de arena. No resisten altos esfuerzos al hincarse, por lo tanto, su

capacidad es generalmente limitada.

Aunque los pilotes de madera pueden durar indefinidamente cuando están

rodeados permanentemente por un suelo saturado, están sujetos a pudrirse arriba

de la zona de saturación. En algunas localidades, pueden dañarse o destruirse por

insectos como las termitas. En un ambiente marino, son atacados por varios

organismos (insectos, larvas marinas, moluscos, etc.) y pueden ser dañados en

pocos meses; y la parte que se encuentra arriba del nivel freático, es atacada por

insectos. Para evitarlo la madera puede ser tratada con diversos químicos Para

ello, se utilizan, dos métodos: la protección mecánica mediante recubrimiento del

pilote y la protección química.

Figura 12: Pilotes de madera.

Protección de los pilotes de madera

Entre un gran número de sistemas para proteger los pilotes de madera de larvas

marinas, dos de ellos han demostrado ser realmente eficaces:- P r otecc i ón m ec á n i ca m e d i a n t e r ec u b r i m i e n t o d e l p il ote:



La utilización de chapas de hierro, acero, zinc o cobre, cuidadosamente

fijadas al pilote mediante clavos de cobre, ha permitido protegerlos durante

un tiempo más o menos largo; sin embargo, estas chapas se corroen.

A veces se ha recubierto los pilotes con clavos de hierro de cabeza ancha,

preferentemente de forma cuadrada.

Figura 12: Protección mecánica mediante recubrimiento del pilote.

- Pr otección q uím ica m ediant e cr eosota:

Es el procedimiento más eficaz contra el Taret (Teredo Navails); sin embargo,

los crustáceos, por ejemplo la lomnoria (Limnoria Térébrans) atacan la

madera creosotada, pero los estragos no son importantes.

La aplicación de creosota prolonga la duración de los pilotes (de 15 a 30 años

y más).


En ciertas aguas tropicales, extraordinariamente infectadas de gusanos

marinos, los pilotes tratados han sido destruidos; no se puede decir, por

tanto, que el tratamiento dedo a los pilotes de madera los inmunice

totalmente contra los gusanos marinos, sobre todo en las regiones donde

estos organismos son muy activos.

Los pilotes tratados quedan protegidos contra la putrefacción, incluso en

lugares sometidos a alternancias de sequía y de humedad.

Un pilote de madera, convenientemente tratado, dura más tiempo que un no

tratado sometido a las mismas condiciones.

Los pilotes no se conservan si no están constantemente sumergidos en los

mantos acuíferos y bien podados por encima.

Un ejemplo de la conservación de los pilotes de madera, digno de

consideración se ha obtenido cuando, en 1902, se hundió el Campanile de

San Marcos de Venecia; los pilotes de cimentación, que había estado en

servicio durante 1002 años, se encontraron en un estado de conservación tal

que los constructores decidieron reconstruir el Campanile sobre los mismos.

Ventajas.

Su utilización, presenta las siguientes ventajas:

- Son fáciles de manejar con respecto a cortes y extensiones a la longitud deseada.- Permanecen indefinidamente sin daño si están saturados con suelo saturado- Relativamente económicos dependiendo del tipo de madera

Desventajas:

Su utilización, presenta los siguientes inconvenientes:

- No resisten altos esfuerzos al hincharse(capacidad limitada)- Pueden tener daños en la parte superior e inferior de los pilotes- Son débiles cuando son elaboradas en un ambiente marino



- Soportan mal las variaciones de sequía y humedad, sin embargo trabajan bien

cuando están permanentemente bajo agua.- Sus dimensiones están limitadas.- La situación de pilotes carcomidos bajo una cimentación precisa de trabajos

subterráneos y de recalce de cimentaciones que son lentos y caros.

P I L OT E S D E AC E R O Los pilotes de acero son generalmente a base de tubos. Los pilotes tubulares se

hincan en el terreno con sus extremos abiertos o cerrados, en muchos casos los

tubos se llenan con concreto.

La inserción de pilotes de tubo puede efectuarse forzando la parte superior del

tubo con un martillo diésel / hidráulico o bien mediante las vibraciones utilizando un

martinete vibratorio. Los tubos provistos de una placa situada en la parte inferior

pueden insertarse internamente mediante un martillo de caída

Resistentes a cargas de altas magnitudes y a esfuerzos cortantes y flexionantes

considerables; pueden alcanzarse grandes profundidades con unión de piezas por

roscado o soldadura. Su principal desventaja es que el área de la sección

disminuye por efectos de la corrosión.

Entre otras cosas, los pilotes de tubo de acero se utilizan para cimentar puentes,

muelles y edificios .Asimismo, el pilote de tubo de acero forma parte esencial de los

muros defensivos o de muros combinados y utilizados durante muchos años en

obra de reparación de cimentaciones y proyectos en los que la altura de trabajo

resultaba limitada.

Se podrá usar secciones tubulares perfiles en doble U o H. Los pilotes de hacer de

deben hincar con azuches (protecciones en la punta) adecuados.

Longitud usual entre 15 a 60 m.



Figura 13: Pilotes de acero.

Figura 13: Pilotes de acero - secciones.

Ventajas:

Su utilización, presenta las siguientes ventajas:

- Son fáciles de manejar con respecto a cortes y extensiones a la longitud deseada.- Pueden resistir altos esfuerzos de hincado.- Pueden penetrar en estratos duros.- Alta capacidad de carga.- Resistencia elevada a la compresión.



- Posibilidad de alcanzar grandes profundidades mediante soldadura de unos

elementos metálicos con otros.- Posibilidad de atravesar estratos resistentes.

Desventajas:

Su utilización, presenta los siguientes inconvenientes:

- Relativamente costosos.- Alto nivel de ruido en el hincado.- Sujetos a corrosión.- Presentan la desventaja de disminuir su sección transversal por efecto de la

corrosión. Por ello se recubren con películas plásticas especiales colocadas en

fábricas como medio de protección se los somete a una protección catódica por

medio de una corriente eléctrica permanente.

P I L OT E S D E C O N C R ET O :

Los pilotes de concreto son los más ampliamente utilizados; pueden ser de

concreto reforzado común o pre esforzado; aunque en su mayoría son de sección

llena también pueden ser de sección hueca de menor peso, también pueden ser de

sección circular, cuadrada, etc. Según el método de construcción y colocación que

se utilice los pilotes de concreto pueden ser prefabricados e hincados a golpes o a

presión o fundidos in situ en una excavación previamente realizada para la

construcción del mismo.

Las dos categorías básicas:- Pilotes de hormigón prefabricados: Podrá ser hormigón armado

(hormigones

de alta resistencia) u hormigón pretensado y postensado.- Pilotes de hormigón “in situ”: Se ejecutarán mediante excavación previa,

aunque

también podrá realizarse mediante desplazamiento del terreno o con técnicas

mixtas (excavación y desplazamiento facial).


Figura 14: Pilotes de concreto prefabricado.

Figura 15: Pilotes de concreto fabricado “in situ”.

P I L OT E S C O M P U E ST O S :

Las porciones superior e inferior de los pilotes compuestos están hechas de

diferentes materiales, por ejemplo, los pilotes compuestos se fabrican de acero y

concreto o de madera y concreto.


Pilotes de concreto y acero: consisten en una porción interior de acero y en una

porción superior de concreto colado en el lugar, este tipo de pilote es usado según

la capacidad de carga requerida.

Pilotes de concreto y madera: consiste en una porción inferior de pilote de madera

debajo del nivel freático permanente y en una porción superior de concreto en

cualquier la formación de juntas apropiadas entre dos materiales diferentes es

difícil y por esa razón, los pilotes compuestos no son muy usados.

Ventajas:

- Pueden ser terminados a cualquier

elevación.- Son fáciles de manejar con respecto a cortes y extensiones a la longitud

deseada.

Desventajas:

- El factor económico son generalmente

costosas- Se pueden crear vacíos si el concreto se coloca

rápidamente.

c. Por su modo de ejecución:

P I L OT E S P R E F A B R IC A D O S :

Estos pilotes se introducen en el terreno hinchándolos en él, pudiendo

realizarse con cualquiera de los materiales que aparecen en el esquema.

Los más utilizados son los pilotes de hormigón armado, que son los que

estudiaremos con mayor amplitud.


Las secciones de pilotes de hormigón armado son:

Figura 16: Secciones de los pilotes.

El hormigón ha de ser de alta calidad, puesto que se verá sometido a

elevadas tensiones durante el transporte del pilote y durante la hinca. Su

resistencia característica será superior a 350 kg/cm2

El pilote trabaja fundamentalmente a compresión y lleva armaduras

longitudinales dispuestas una en cada vértice si la sección es poligonal y si

la sección es circular. Asimismo se dispondrá de la armadura transversal

necesaria dispuesta helicoidal, sujetando en posición a la armadura

longitudinal.

Figura 17: Armadura del pilote.

En el extremo inferior que va a ser hinchado, el pilote llevará un azuche de

protección, que puede ser: un simple revestimiento de acero, plano, en

punta cónica o piramidal cuando se hincha en suelos, o bien llevar un tocho

cilíndrico de acero o elemento similar cuando debe atravesar terrenos con

pedruscos u obstáculos duros.



Figura 18: Azuche de los pilotes.

Estos pilotes se hincan o clavan verticalmente sobre la superficie del terreno

por medio de golpes, esto mediante un martinete, pala metálica equipada,

maquinas a golpe de masas o con martillo neumático esto hace que el

elemento descienda, penetrando el terreno, tarea que se prolonga hasta

que se alcanza la profundidad del estrato resistente y se produzca el

"rechazo" del suelo en caso de ser un pilote que trabaje por "punta", o de

llegar a la profundidad de diseño, en caso de ser un pilote que trabaje por

"fricción".

Una vez hincado o clavado en el terreno, este ejerce sobre el pilote y en

toda su superficie lateral, una fuerza de adherencia que aumenta al

continuar clavando más pilotes en las proximidades, pudiendo conseguir

mediante este procedimiento, una consolidación del terreno.

Es importante indicar que la operación de hincado o clavado del pilote debe

de realizarse siempre de dentro hacia fuera.

Están constituidos en toda su longitud mediante tramos ensamblables. Son

relativamente caros ya que están fuertemente armados para resistir los

esfuerzos durante el transporte y el clavado en el terreno.



- Pilotes prefabricados de hormigón armado e hincados:

Este tipo de pilotes presentan la ventaja de ser durables y además su forma

y dimensiones son controladas por el constructor. Tienen generalmente

forma cuadrada u ortogonal. Su longitud varía entre 10 y 20 m. alcanzando

en casos extremos los 30 m. su dimensión transversal varía de 25 a 60 cm.

y su peso es considerable.

La armadura longitudinal debe diseñarse de forma que el pilote resista los

esfuerzos propios de la construcción y los esfuerzos de acarreo, transporte

y puesta en obra. Estos últimos se disminuyen aumentando el número de

puntos de suspensión. La armadura transversal o puede estar constituida

por estribos espirales helicoidales. El sunchado debe recargarse en los dos

extremos del pilote para evita que falle por efecto de choques y por los

golpes del martillo.

Para la puesta en obra de los pilotes se usan dispositivos de enganche para

sostenerlos durante el acarreo. Entre ellos se tiene: eslingas, pasadores,

dientes de agarre, barras de elevación, etc. Durante el proceso de hincado

se cubre la cabeza de los pilotes con un casco de protección para evitar la

disgregación del concreto.

El hincado puede hacerse con martillos e percusión, neumáticos o diésel, o

con martillos vibratorios. Cada martillo tiene una fórmula para determinar la

resistencia de pilote a partir del hundimiento correspondiente los últimos

golpes.



Figura 18: Pilotes prefabricados de hormigón armado e hincados.

- Pilotes prefabricados de hormigón armado y roscados:

La puesta en obra en este tipo de pilotes se efectúa por roscado mecánico.

El mecanismo de roscado coge una parte del fuste del pilote que arrastra

en rotación y desciende con el deslizándose entre dos guías verticales.

Cuando llega al nivel del suelo se eleva sobre el fuste y se reinicia el

roscado.

Estos pilotes presentan la ventaja de una rápida instalación y puesta en

obra lo que conlleva rendimientos elevados. Se hace uso de material

ligero y

pocos costos para la colocación, suprimiéndose los ruidos y vibraciones.


Este tipo de pilotes tienen un campo de ampliación casi universal. Entre los

principales se encuentran los pilotes roscados Grimaud.

Ventajas:

- Pueden ser sometidos a un hincado de alto impacto.- Son resistentes a la corrosión- Pueden combinarse fácilmente con una superestructura de concreto.

Desventajas:

- Difíciles de ser cortados a la medida precisa.- Difíciles de transportar.

P I L OT E S F A B R I C A D O S “ I N SIT U ”:

Aquellos que se ejecutan perforando previamente el terreno y rellenado la

excavación con hormigón fresco y las correspondientes armaduras.

Los pilotes de extracción, perforados y hormigonados «in situ», constituyen una

de las soluciones clásicas de cimentación a los problemas planteados bien por

baja capacidad portante del terreno o bien por la necesidad de soportar grandes

cargas transmitidas por la estructura a cimentar.

Este tipo de pilote es normalmente capacitado para absorber combinaciones de

esfuerzos verticales, horizontales y momentos flectores (por ejemplo, en

estructuras de puentes), pueden soportar esfuerzos de flexión, como es el caso

de contenciones de tierras mediante pilotes en línea (pantallas de pilotes).

Pueden emplearse prácticamente en todo tipo de terrenos, con los útiles de

perforación adecuados. Se sitúan aislados o en grupos, en diferentes

disposiciones.

Según Terrastest cimentaciones S.A Sus diámetros oscilan entre 450 y 2.200

mm, dependiendo del tipo de perforación, con profundidades máximas del orden

de los

60 m. Bajo pedido pueden estudiarse la disposición de maquinaria que permita

afrontar diámetros y profundidades mayores.


Figura 19: Pilotes fabricados “in situ”.

Hincados de desplazamiento:

- Con Azuche

Se utilizan cuando los pilotes poseen diámetros pequeños (se considera

entre 40 y 70 cm. aproximados) y el terreno es resistente pero poco estable.

Se ejecuta la hinca con una entubación que posee un azuche de punta

cónica o plana en su extremo inferior, la entubación puede ser metálica o de

concreto.



El azuche posee un diámetro exterior mayor en aproximadamente 5 cm.

que el pilote, con la parte superior cilíndrica ya preparada para introducir en

el extremo inferior de la entubación.

Con golpes de maza o martillo se hinca desde la parte superior de la

entubación y se encaja hasta la profundidad que se requiere para el pilotaje.

Luego se extrae la entubación con la precaución de que quede un mínimo

de concreto igual a 2 veces el diámetro interior; de esta manera se impide la

entrada de agua por la parte inferior. La forma de extraer la entubación es

con un golpe en la cabeza, logrando el efecto de vibrado del concreto.

Figura 20: Pilotes hinchados de desplazamiento con azuche.



- Con t apón de Gr avas ( apisonado)

Este sistema se realiza por una hinca y entubación por golpe sobre un

tapón de gravas u concreto, introducido antes en la entubación.

El concreto se coloca en pequeñas tongadas y se va compactando hasta

obtener un tapón que debe tener como mínimo tres veces el diámetro del

pilote.

Con la presión ejercida por las paredes del tubo se va progresivamente

efectuando un desplazamiento lateral del terreno, llegando con el tubo

hasta la profundidad calculada para el pilotaje. El golpe de maza desaloja el

tapón del tubo y queda ensanchada la punta de los pilotes.

Luego se coloca la armadura, se quita la camisa y se realiza la

hormigonada por tongadas.

Finalmente se apisona o se vibra para garantizar la continuidad del cuerpo

del pilote.

Se procede a extraer el tubo cuidando que quede un mínimo de concreto

que deberá ser el doble de su diámetro interno, para impedir el ingreso de

agua por la parte inferior de la entubación.



Figura 21: Pilotes hinchados de desplazamiento con tapón de gravas.

La armadura, generalmente formada por barras longitudinales y u una

espiral, es izada por medio de un cabrestante auxiliar y colocada en el

interior de la tubería de revestimiento provisional, con holgura que permita

el paso del pisón o maza por su interior.

El hormigón se vierte, sin presencia de agua, en pequeñas cantidades y se

golpea enérgicamente con el pisón. La extracción del tubo de revestimiento

tiene lugar al mismo tiempo que el impacto del pisón sobre el hormigón,

mediante un sistema sincronizado que excluye la posibilidad de toda

discontinuidad en el hormigón del pilote.

Los diámetros normales de este tipo de pilotes oscilan entre 40 y 60 cm

siendo las longitudes más usuales hasta un máximo de unos 20 metros.

Este tipo de pilote tiene la ventaja de no necesitar la extracción de tierras

del

interior.


Tiene el inconveniente de los impactos en los edificios colindantes

producidos por los golpes del pisón, así como la necesidad de

revestimientos provisionales (lo que encasilla su dimensionamiento).

De extracción:

- Con ent ubación r ecuperable ( Perf orados con entubación) :

Las fases de ejecución de este tipo de pilotes son para ambos similares, si

bien, en el caso de que haya que dispones “camisa perdida” aparece una

operación más en la ejecución del pilotaje.

Esos pilotes se aplican en terrenos difíciles, con presencia de bolos y capas

de roca.

La entubación de introducirá en el terreno acompañando la excavación y

siempre por delante de la misma, salvo en el caso de que haya que

atravesar capas intermedias que obliguen al uso del trépano.

La extracción de tierras se realiza por el interior de la tubería con cucharas.

Figura 22: Proceso de ejecución – pilotes con entubación recuperable.



Figura 23: Cucharas para la extracción de tierras.

Se tomarán las precauciones necesarias para evitar el desprendimiento de

las paredes y se cuidará, especialmente, la limpieza del fondo de la

excavación, antes del vertido del hormigón.

En terrenos muy blandos y susceptibles de sifonamiento, durante la

excavación se mantendrá el nivel de agua inferior de la entubación por

encima del nivel freático.

El hormigonado en presencia de agua se efectuara mediante un tubo

Tremie. Ejecutaremos el hormigonado continuo; la primera capa de

hormigón desplaza el agua hacia arriba y, a medida que vertemos más

hormigón, la primera capa de hormigón va subiendo, al mismo tiempo que

subimos el canal de hormigonado. Al finalizar el proceso de hormigonado,

esa primera, mezcla se impurezas, nos la encontramos en la parte alta, la

cual desmocharemos para ejecutar en encepado.

Entre estos se tiene: pilote Simplex, pilote Express, pilote Vibro y pilote

Franki.



Figura 24: Llenado del pilote.

Los diámetros normales de estos pilotes pueden oscilar entre 40 y 125 cm.

Las ventajas de este tipo de pilotes son:

- Permitirnos trabajar en presencia de agua (debajo del nivel freático).- Conocemos qué tipo de terreno amos atravesando y sobre todo el terreno de

apoyo del pilote.

Tiene los siguientes inconvenientes:- Los golpes de trépano producen vibraciones en los edificios colindantes al solar.



- Extracción de fango y evacuación de los mismos.- Necesidad de revestimientos auxiliares, tubos, etc.

Pilotes excavados con la ayuda de lodos tixotrópicos sin entubación:

Antes de hablar del sistema, definamos lo que es un lodo de perforación,

agua densa, lodo tixotrópico o bentonita.

Bajo esa denominación caben todos los líquidos y suspensiones que

permiten mantener las paredes de perforación, facilitar la evacuación de los

sedimentos y refrigerar los útiles de ataque del suelo o roca.

La más utilizada de estas suspensiones e la “bentonita”, que es una arcilla

con agua.

Se denomina “tixotropía” a la propiedad de ciertos geles en virtud de la cual

la agitación los convierte en líquidos. Son líquidos en movimiento y sólidos

en reposo.

Para la ejecución de este tipo de pilotes se sigue una técnica igual a la

empleada en muros pantalla. Pueden adoptarse formas circulares o

rectangulares o incluso en H o T.

Es de aplicación en todo tipo de suelos, tiene posibilidad de grandes

longitudes sin necesidad de un revestimiento provisional de paredes de la

perforación y los diámetros empleados son diversos, pudiendo oscilar entre

60 y 260 cm.



Figura 25: Proceso.

La ejecución del pilote consta de las siguientes fases:

- Replanteo del pilote, según el radio.- Ejecución de un murete-guía (de radio 15cm más que el pilote) que

después

se derribará.

Figura 26: Sección.



- Se llena de bentonita ese “pequeño pozo” y con máquinas telescópicas. La

bentonita impide el desmoronamiento de las paredes. Trabajan por rotación

y percusión. A medida que vamos profundizando vamos llenando el pozo

con bentonita.- Una vez conseguida la profundidad deseada se limpia el fondo de la

perforación. Entonces tenemos el pozo lleno de bentonita.- Se suspende la armadura apoyada sobre el murete guía para que no se

deslice.- Se hormigona con tubos Tremi, de abajo a arriba y como el hormigón es

más

denso que la bentonita, ésta sube y se recupera en la parte alta, para

decantarla, tamizarla y volverla a utilizar.

Barrenados:

- Sin ent ubación ( Pilote perf orado a r ot ación) .

La perforación se realiza mediante una barrena introducida en el terreno a

rotación, con extracción del mismo.

Durante la excavación de las tierras las paredes no cuentan con ninguna

entibación, por lo cual es esencial que la calidad del terreno garantice su

permanencia. Todo pilote deberá estar por encima del nivel freático.

Las fases de ejecución son:

o Perforación y extracción de las tierras mediante barrenado.

o Limpieza de fondo y de las paredes de la excavación antes de la

colocación de las armaduras y vertido del hormigón, al objeto de

garantizar que n se produzcan desprendimiento de las paredes

durante estos trabajos. El hormigonado se realizara n seco de forma

contínua.


Figura 27: Proceso.

Los diámetros normales de estos pilotes son de 40 a 60 cm.

Las ventajas de este pilotes son: rapidez de ejecución economía y ausencia

de golpes.

Los inconvenientes que presenta son: limitación de uso a los suelos

coherentes perforarles en seco, dificultad de limpieza de las perforaciones,

riesgo de desprendimientos e imposibilidad de uso con nivel freático alto.

- C on h o rm i g o n a do con el t u b o ce nt r al de l a ba r r e n a ( Pil otes p e r f o r a d os con b a rr e n a co n t i n u a ).

En este tipo de pilote se utiliza una barrena de hélice continua que se

introduce en el terreno sin extracción notable del mismo. Una vez

alcanzada la profundidad requerida se procederá a la extracción de la

barrena con las tierras alojadas en ellas y el hormigonado por bombeo a

través del tubo central de la misma.



El hormigonado se realizará en seco o bajo agua, de forma continuada, y

seguidamente se introducirá la armadura en el hormigón fresco.

El hormigonado a presión a través del cuerpo axial de la barrena permite,

de forma controlada, la extracción de la misma, así como la expulsión del

detrito de la perforación del pilote, asegurando la continuidad del fuste

hormigonada.

Figura 28: Proceso.



Figura 29: Llenado.

Los diámetros normales de estos pilotes oscilan entre 40 y 60 cm. La

profundidad máxima sin empales de la barrena continua es de 18 m.

Empalmando barrena pueden conseguir 50-60 metros.

Por el proceso de ejecución de estos pilotes es difícil conseguir su armad,

aunque al menos llevarán armadura en su zona superior.

Este sistema tiene las siguientes ventajas:- Permite conocer en cada momento las características de las distintas capas del suelo, pudiendo extraer dichas capas para efectuar ensayos.- La maquinaria es poco voluminosa y no produce vibraciones en el suelo ni

en edificios colindantes.- Posibilidad de su construcción en presencia de agua, ya que el

hormigonado

a presión a través de la barrena (al mismo tiempo se efectúa la extracción de

tierras) garantiza la continuidad del fuste.- El hormigón se vibra al introducir la armadura recién vertido éste.



Presenta el inconveniente de que hay que separar la cara exterior del pilote

unos 10 cm de las medianerías (por imposibilidad de aproximación de la

maquinaria empleada).

Ventajas:

- Relativamente baratos- Posible inspección antes de verter el concreto- Fácil de extender

Desventajas:

- Difíciles de empalmar después del fraguado.- Los ademes delgados pueden dañarse durante el hincado.

d. Por su sección:

Según la sección transversal, los pilotes pueden ser:

Huecos o macizos:- Cuadrados- Circulares- Poligonales

En I o H

Algunas secciones típicas se muestran la siguiente figura.



Figura 29: Secciones.

e. Por su perfil longitudinal:

-De sección uniforme

-Troncos cónicos

-Escalonados

-De bulbo

Los de sección uniforme son los más comunes. Los troncocónicos permiten un fácil

hincado pero tienen la tendencia a hundirse con el paso del tiempo, debido a su

forma de cuña. Son pilotes que trabajan por fricción. Los pilotes escalonados,

llamados también telescópicos, pueden construirse por tramos, para una más fácil

ejecución. Por último, los pilotes de bulbo son los que presentan un

ensanchamiento en la base, que mejora notablemente su resistencia por punta.

Ver la figura siguiente.


Figura 29: Por su perfil longitudinal.

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

diseñan como columnas cortas, sin tomar en cuenta el efecto que la esbeltez

ejerce sobre su capacidad resistente.

f. Po el diámetro del pilote

M i c r o p il ote s :

Diámetro menor de 200 mm. Se emplean en obras de recalce.

Pil otes co n v e n c i o n a l es

De 300 a 600 mm.

Pil otes de g r an d i ám e tr o



Diámetro mayor de 800 mm.

Pilotes pantalla

De sección pseudo rectangular.

Pilotes de sección en f orm a de cr uz.

VI. P I L O T E S M Á S U S A D O S

Pilotes Frankl

El PROCESO FRANKI

La ejecución de los pilotes Franki realizado con nuestros equipos adecuados es

muy versátil y permite una gran variedad de posibilidades que lo torna atractivo

para realizar pilotajes en todo tipo de obras. Las particularidades del proceso son:

Gran energía en el hincado

El proceso FRANKI se inicia con el hincado del tubo FRANKI, dentro del cual se

desliza un pesado pilón que permite el posterior hincado en los distintos tipos de

suelos. La elevada potencia de hincado es obtenida por la gran altura de caída del

pilón, la cual puede ser variable dependiendo de la resistencia de los suelos a

hincar. Suelos de piedra de gran dimensión y otros obstáculos difíciles que a

menudo se encuentran en el suelo pueden ser atravesados o apartados fácilmente

con este sistema.

La base ensanchada

Esta es la parte fundamental del sistema ya que al final del hincado se ensancha la

base creando un elemento que por su mayor dimensión aumenta

considerablemente la capacidad de carga del pilote obteniendo una misma

capacidad de carga con profundidades menores que en otros sistemas. Este

crecimiento de la capacidad de carga no resulta simplemente de un aumento de

sección de la base sino sobre todo, de una mejora de las propiedades mecánicas

del suelo que ha sido fuertemente

compactado en torno a la base ensanchada.



Hormigonado en seco

El hormigonado del fuste del pilote se ejecuta sin que el agua o el suelo puedan

mezclarse con el hormigón. Su dosificación varía de 300 kg. a 450 kg. de cemento

por metro cúbico, pero su compactación por un apilonamiento enérgico, da como

resultado un hormigón compacto y homogéneo de elevada resistencia a la

compresión. La resistencia del hormigón a 28 días está por encima de los 200

kg/cm2

Figura 30: Secuencia de la ejecución.

VENTAJAS DEL PROCESO FRANKI

Versatilidad



Este proceso permite distintas combinaciones en el tipo de fuste de los pilotes. Los

mismos pueden ejecutarse aún con inclinaciones hasta 25º.

Facilidad y rapidez de ejecución

Estos factores, que pueden ser decisivos en un emprendimiento constructivo, son

posibles por la gran experiencia adquirida por los Técnicos de la empresa, así

también por un gran número de equipos disponibles que permiten atender

rápidamente las necesidades. Además, los materiales usados son simples y

universales: piedra partida, canto rodado, arena, cemento y barras de acero que se

hallan fácilmente en todo mercado de materiales de construcción.

Economía

Los problemas del pilotaje se resuelven con opciones más económicas. Por

ejemplo:

- Al usar diversos diámetros, se obtiene un coeficiente de uso (relación entre la

carga

efectiva y la carga admisible) muy elevado.- La acción del pilón es ejecutada con la compresión estrictamente necesaria.- El llenado del fuste se interrumpe solamente al alcanzar la cota superior, de modo

que no existan cortes o enmiendas dentro del fuste del pilote.- Por su base ensanchada el pilote requiere una compresión menor- La armadura empleada es muy reducida y sólo se usa la imprescindible para el

trabajo estructural del pilote.

Seguridad

Los pilotes del sistema FRANKI ofrecen un elevado coeficiente de seguridad porque:

Usan al máximo la capacidad mejorada del terreno por el proceso.

La carga de trabajo del hormigón es baja e inferior a la que permite su dosificación

y su ejecución.

En el hincado, el pilote no puede quebrarse como algunos pilotes premoldeados,

porque el esfuerzo lo resiste el tubo FRANKI.

La base ensanchada trabaja como una zapata que se asienta en la profundidad y

en un suelo fuertemente compactado.


Figura 31: Armaduras de pilotes FRANKI.

Tipos de pilotes franki

En el siguiente gráfico se muestran algunos tipos más requeridos de pilotes que pueden realizarse con el proceso FRANKI, aunque es posible estudiar otros modelos.

Figura 32: Tipos de pilotes FRANKI.


PILOTE VIBROFRANKI

El proceso FRANKI permite ejecutar distintos tipos de pilotes moldeados “in situ”,entre los cuales destacamos el pilote VibroFranki.

Es un pilote moldeado “in situ” donde para el hincado del tubo-molde se hinca la cabeza del mismo con un martillo diesel o de caída libre.

La extremidad inferior del tubo está cerrada por una chapa metálica especial (marmita) para impedir la entrada de suelo y agua en el interior del tubo. La chapa de cierre luego es perdida.

Al llegar a la cota prevista por previsión estática, se levanta el martillo, se introduce la armadura en el interior del tubo-molde y enseguida, se vierte el volumen de hormigón plástico necesario para todo el pilote.

Un collar extractor dotado de vibradores es fijado al tubo-molde. La extracción es hecha continuamente, con acción simultánea de los vibradores.

La característica principal es que este tipo de pilote no posee base ensanchada.

Figura 33: Pilote VibroFranki.



VII. ELE C CI Ó N DE L TI P O D E P I L O T E La elección final del tipo de pilote para una obra la dictan

-Las condiciones del subsuelo.

-Las características de hincado de los pilotes.

-El probable comportamiento de la cimentación.

-Las características de los estratos del subsuelo.

-La longitud necesaria del pilote.

-La topografía del lugar de trabajo.

-La facilidad de instalación de la maquinaria.

-El daño que se puede ocasionar a las construcciones vecinas.

-La presencia del nivel freático.

-Las características de la superestructura.

-La experiencia en construcciones anteriores similares.

-La economía las comparaciones económicas deben basarse en el costo de toda la cimentación y no únicamente en el costo de los pilotes. Por ejemplo, el costo de doce pilotes de madera con 18 toneladas de capacidad cada uno, puede ser menorque el de cuatro pilotes de concreto de 54 toneladas.



VIII. C A P A C I D A D D E RE S I S T E N CI A D E U N P I L O T E La capacidad resistente de un pilote, referida a las cargas que soporta como miembro estructural, depende de la calidad de los materiales usados, el tipo de solicitación Impuesta y las dimensiones de su sección transversal. Como criterio general, la siguiente tabla da los valores promedio de las cargas de servicio para algunos pilotes y su longitud usual.

Figura 34: Capacidad portante – Longitud usual.

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.

Figura 35: Longitud usual.



ANÁL I S I S Y D I SC U S I Ó N D E RE S U L T AD O S

La cimentación con pilotes se debe utilizar en situaciones tales como:

Cuando las cargas transmitidas por el edificio no se pueden distribuir

adecuadamente en una cimentación superficial excediendo la capacidad

portante del suelo (resistencia del suelo).

Puede darse que los estratos inmediatos a los cimientos produzcan

asentamientos imprevistos y que el suelo resistente esté a cierta

profundidad; es el caso de edificios que apoyan en terrenos de baja calidad.

Cuando el terreno está sometido a grandes variaciones de temperatura por

hinchamientos y retracciones producidos con arcillas expansivas.

Cuando la edificación está situada sobre agua o con la napa freática muy

cerca del nivel de suelo.

Cuando los cimientos están sometidos a esfuerzos de tracción.

Aquí tenemos varios casos:

En edificios de altura expuestos a fuertes vientos.

En construcciones que requieren de elementos que trabajen a la tracción,

como estructuras de cables, o cualquier estructura anclada en el suelo.

Cuando se necesita resistir cargas inclinadas; como en los muros de

contención de los muelles.



C ON C L U S I O N E S Y R E C O M E N DA C I ON E S

Se logró explicar con palabras precisas la cimentación con pilotes e identificar que

pilote utilizar con que técnica de acuerdo al tipo de suelo que se nos presente

Se conoce desde ya que es un pilote tipos y funciones de estos.

Con la información brindada sabremos que cimentación utilizar.

Se recomienda que debemos de tener un estudio de suelos y la resistencia del mismo

para poder determinar si es o no necesario la utilización de una cimentación con pilotes.

Adicional a esto la cimentación es costosa pero es más segura que una cimentación

superficial debido a los esfuerzos, fuerzas del viento, fuerzas sísmicas y vibraciones que

es capaz de soportar.

Para hincar el pilote siempre se busca el apoyo sobre una capa resistente que soporte las

cargas transmitidas. Frecuentemente la capa firme está a mucha profundidad, entonces el

rozamiento lateral puede ser de importancia según el caso.

Con un terreno mediocre en superficie y fuertes cargas, el rozamiento lateral será menos

importante cuanto más débiles sean las capas del terreno atravesadas; por ello conviene

emplear este sistema.



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pilotes final

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