Diseño de Pilotes de Hormigon Armado

DISEÑO DE PILOTES DE HORMIGON ARMADO

1. INT INTRODUC ODUCC CION En nuestro nuestro medio, medio, las cimenta cimentaciones ciones profund profundas as (pilas, (pilas, etc.) se suele suelen n reservar reservar para situaciones situaciones muy muy especiales (puentes, (puentes, grandes edificios, etc.); no es común común por lo tanto el uso de pilotes para otras aplicaciones menores. La razón de esto suele suele ser en primer lugar el factor económico, pues es normal pensar pensar en grandes equipos e infraestructura y por consiguiente gran inversiones importantes; en segundo segundo lugar los métodos de cálculo cálculo tanto geotécnico geotécnico como como estructural estructural han sido y siguen siguen siendo blanco blanco de incertidumb incertidumbres res y la bibliografía bibliografía existente está basada generalmente en libros de Geotecnia. Lo libros de estructuras estructuras tocan tocan muy superficialmente superficialmente el tema, el presente presente proyecto proyecto intenta intenta recoger información información para el diseño tanto geotécnico como estructural debido debido a la carencia antes mencionada Esto ha llevado a que que la mayoría de ingenieros no estén familiarizados con el diseño de los mismos, mucho menos con las consideraciones consideraciones geotécnicas y estructurales que se deben deben tener en cuenta al momento del diseño. Lo normal es encontrar diseños típicos que que se repiten una y otra vez, dejando dejando de lado la ciencia que conlleva a una optimización y diseño diseño eficiente de los pilotes. Por lo tanto la modelación estructural y la aplicación de programas de cómputo especializados requieren tener claros los conceptos básicos para poder determinar los parámetros de ingreso. Vale la pena advertir que el proceso constructivo no siempre siempre está ligado al uso de grandes grandes equipos e infraestructura; existen procesos constructivos constructivos simples y económicos que que se han implementado con éxito en Bolivia Bolivia recientemen recientemente, te, demostrando demostrando que que sólo es cuestión cuestión de pensar pensar un poco en los medios medios disponib disponibles les adaptándose a la infraestructura existente. Es entonces necesario dejar los los paradigmas tradicionales acerca de las dificultades y los costos de las soluciones soluciones con pilotes pilotes que suelen suelen ser muchas veces la alternativa más eficiente. 2. OBJETIVOS Analizar los procedimientos a seguir en el diseño y construcción de cimentaciones profundas utilizando códigos vigentes vigentes internacionales, y la aplicación de los mismos de manera manual en el diseño, en un edificio de diversos usos de cuatro niveles. 3. OBJE OBJETI TIVO VOSS ESPEC ESPECIF IFIC ICOS OS • • • • • • •

Diseñar pilotes de concreto colados in situ haciendo uso del código ACI-318 año año 2008. Proporcionar una guía de procedimientos constructivos en pilotes de concreto colados in situ. Diseñar sistema de cimentación basado en pilotes de concreto colados in situ de un edificio de cuatro niveles de altura. Proporcionar a los lectores una guía para interpretar un estudio de suelo relacionado con cimentaciones profundas. Detallar una metodología lógica y confiable que pueda aplicarse en cuanto a diseño de pilotes de concreto colados in situ. Identificar los diferentes tipos de cimentaciones y su clasificación, clasificación, y conocer conocer sus ventajas y desventajas. Elaborar una guía de uso del software en el diseño de pilotes.

4. MARCO ARCO TEORIC ORICO O 4.1 El suelo como elemento elemento portante portante de las cimentaciones cimentaciones

Las cargas cargas que transmite transmite la cimentación cimentación a las capas del terreno causan causan tensiones tensiones y por tanto, deformacio deformaciones nes en la capa del terreno soporte. Como en todos los materiales, materiales, la deformación depende de la tensión y de las Rodrigo Cuentas Gallardo

propiedades del terreno soportante. Estas deformaciones tienen lugar siempre y su suma produce produce asientos de las superficies de contacto entre la cimentación cimentación y el terreno. terreno. La conducta del terreno bajo tensión está afectada por por su densidad y por las proporciones relativas de agua y aire que llenan sus sus huecos. Estas propiedades propiedades varían con el tiempo y dependen en cierto modo modo de otros muchos factores. • • •

Variación del volumen de huecos como consecuencia de la compactación del terreno. Variación del volumen de huecos huecos como consecuencia del desplazamiento desplazamiento de las partículas. Variación del volumen de huecos como consecuencia de la deformación de las partículas del terreno.

Los cimientos constituyen los subsistemas de cualquier cualquier edificación que transmiten directamente las cargas de esta hacia el suelo suelo o terreno; su función es distribuir las cargas del edificio, dispersándolas dispersándolas en el suelo adyacente, de modo modo que éste y los materiales que los sostienen tengan suficiente suficiente fuerza y rigidez para soportarlas sin sufrir sufrir deformaciones excesivas. Debido a las interacciones de de suelos y cimientos, las características de los suelo o terrenos sobre los que se construye influyen de modo determinante en la selección del tipo y tamaño de los cimientos usados; estos últimos últimos a su vez, afectan afectan signific significativame ativamente nte el diseño diseño de la superestr superestructura uctura,, el tiempo tiempo de construcció construcción n del edificio y, en consecuencia, los costos costos de la obra. obra. Por tanto, para lograr una edificación edificación segura y económica es fundamental disponer de cierto conocimiento de la mecánica de suelos y del diseño de cimentaciones. El estudio de los suelos, sus propiedades, propiedades, y comportamiento, desde el punto de vista de la ingeniería civil, es el campo de la Mecánica de Suelos 4.2 Propiedade Propiedades s Físicas de los suelos suelos o terrenos

Los geólogos definen los suelos suelos o terrenos como como rocas alteradas, mientras que que los ingenieros prefieren definirlos como el material que sostiene o carga el edificio por su base. Los materiales que están presentes en los suelos naturales se clasifican en cuatro tipos: • • • •

arenas y grava, limos, arcillas materia orgánica.

Las arenas y grava son materiales gr anulares no plásticos. Las arcillas, se componen de partículas mucho más pequeñas, exhiben exhiben propiedades de plasticidad y son muy cohesivas. Los limos son materiales intermedios en el tamaño de sus partículas y se comportan, de modo típico, como materiales granulares, aunque pueden ser algo plásticos. La materia orgánica consta principalmente de desechos vegetales. El origen de las capas de suelo o terreno (edafológicas) y la forma como se depositan, arroja mucha luz sobre su naturaleza y variabilidad en el campo. Los suelos son de dos orígenes: residual r esidual y sedimentario. Los suelos residuales se forman in situ por la intemperización química de las rocas y, puesto que jamás han sido perturbados físicamente, conservan las características características geológicas menores del material rocoso de origen. (En el campo, campo, la transición transición de roca a suelo suele suele ser ser gradual.) gradual.) Los suelos sedimentarios son son transportados y depositados por la acción acción de ríos, mares, glaciares y vientos. En general, general, el mecanismo de sedimentaci sedimentación ón regula la granulometría granulometría (tamaño (tamaño de las partículas), partículas), sus variaciones, y la estratigrafía y uniformidad de las capas edafológicas. Para la completa identificación de de un suelo suelo o terreno el ingeniero necesita saber lo siguiente:

Rodrigo Cuentas Gallardo

• • • • • •

tamaño granulometría forma orientación composición química de las partículas las fracciones coloidales y sedimentables que contiene.

No obstante, las propiedades propiedades físicas del del suelo pueden hacerse variar considerablemente mediante la incorporación de pequeñas cantidades cantidades de sustancias químicas la aplicación aplicación de métodos electroquímicos. Cuando las propiedades superficiales de las partículas son importantes, las formas de éstas adquieren por lo menos la misma importancia que la granulometría. En condiciones normales, una característica significativa es la ubicación ubicación relativa de las partículas dentro del suelo, lo que determina la resistencia a los desplazamientos internos y constituye, por lo menos, una una medida cualitativa de las fuerzas de resistencia a las fuerzas cortantes y a la compresión. Se han realizado muchos intentos de clasificación clasificación de los suelos o terrenos con base base en propiedades comunes e identificables. Sin embargo, conforme se ha ido acumulando información acerca de las propiedades de los suelos, los sistemas de clasificación se han tornado cada vez más elaborados elaborados y complejos. Una de las principales dificultades consiste en que se quieren utilizar utilizar las mismas clasificaciones para distintos usos; por ejemplo, un sistema utilizable para el diseño de carreteras ya no es tan útil cuando el problema se relaciona básicamente con el diseño de cimentaciones para edificios edificios industriales. 4.3 Estados de la materia que que afectan el comportamiento de de los suelos suelos

Un suelo o terreno cualquie cualquiera ra puede exhibir exhibir propiedades propiedades sólidas, sólidas, viscosas, viscosas, plásticas plásticas o líquidas; líquidas; por tanto, cuando es posible predecir predecir su verdadero estado físico, el diseño estructural de las cimentaciones se realiza tomando en cuenta esa información. En contraste, los sólidos son son materiales que tienen densidad, elasticidad elasticidad y resistencia interna constantes, que se ven poco afectados afectados por cambios normales de temperatura, variaciones en la humedad humedad o vibraciones de intensidad inferior a los valores sísmicos. La deformación por fuerzas cortantes ocurre a lo largo de dos conjuntos conjuntos de planos paralelos, cuyo ángulo es constante para cada material e independiente de la naturaleza o intensidad de las fuerzas externas que inducen a la deformación. Estas propieda propiedades des básicas básicas de los sólidos sirven para el diseño de cimentacio cimentaciones nes sólo mientras mientras los suelos siguen siendo sólidos. Pero si los cambios en las condiciones modifican las estructuras estructuras del suelo, suelo, de modo que éstas ya no se comportan como como sólidos, dichas propiedades se anulan y otro otro conjunto de reglas vienen a gobernar gobernar el nuevo estado físico. físico. Casi todos los suelos se comportan comportan como sólidos, sólidos, aunque sólo dentro de un cierto límite de carga, el cual depende de de muchos factores externos, como flujo de humedad, temperatura, vibraciones, edad del suelo y, y, en algunos casos, velocidad de carga. No existe subdivisión subdivisión evidente entre los estados estados líquido, plástico y viscoso. viscoso. Estos tres estados de la materia tienen la propiedad común común de que es muy difícil cambiar su volumen, aunque su forma cambia continuamente. Su diferencia estriba en la cantidad de fuerzas necesarias para comenzar comenzar su movimiento. En el caso de los estados plástico plástico y viscoso existe un valor valor mínimo necesario, pero en el caso de los líquidos, fuerzas prácticamente insignificantes ocasionan el movimiento. Cuando la fuerza deja de de ser aplicada, los materiales plásticos dejan de moverse, pero los de tipo viscoso y líquidos siguen moviéndose moviéndose indefinidamente hasta que entran en juego fuerzas contrarrestantes. contrarrestantes. En general, la división división entre los estados sólido y plástico depende del porcentaje de humedad del suelo. suelo. Dicho porcentaje, sin embargo, no es una constante, sino que que disminuye al aumentar la presión a que está sometido sometido el material. material. Por tanto, en los suelos suelos anegados, anegados, la posibilidad posibilidad de evitar desplaz desplazamien amientos tos o pérdidas de agua se traduce en la eliminación de problemas por cambio de de volumen o por asentamiento. asentamiento. Rodrigo Cuentas Gallardo

Humedad del suelo

El agua suele estar presente en los suelos o terrenos en forma de una delgada delgada capa absorbida a la superficie de las partículas o como líquido libre entre éstas. Si el contenido de agua de un suelo está principalmente en forma de capa, o humedad humedad absorbida, entonces no se comporta como líquido. Todos los sólidos tienden a absorber o condensar en su superficie superficie cualquier líquido (y gas) que entra en contacto con ellos. El tipo de ión, o de de elemento metálico, presente en la composición química de un sólido, influye considerable considerablemente mente en la cantida cantidad d de agua que éste éste pueda absorb absorber. er. Por tanto, los los procedimie procedimientos ntos de intercambio iónico para la estabilización estabilización de los suelos y el control de la percolación forman parte importante importante de la mecánica de suelo. Las capas delgadas de agua agua son más fuertes que el agua de poros. En 1920, Terzaghi estableció que las películas de agua de menos de 5.04 x 10-5 mm de de espesor se comportan como semi-sólidos; no hierven hierven ni se congelan a temperaturas normales. En consecuencia con con lo anterior, los suelos o terrenos saturados se congelan con más facilidad que los suelos anegados, y los cristales de hielo crecen al tomar humedad libre de los poros. Luego Luego un deshielo repentino libera grandes cantidades cantidades de agua, lo que que suele tener drásticos resultados. Cuando los líquidos se evaporan, lo primero que hacen es formar capas, por lo que se requiere un considerable considerable aumento térmico para efectuar el cambio cambio de estado entre entre la película película líquida líquida y el vapor. vapor. Por consiguien consiguiente, te, el efecto de de temperatura temperatura sobre sobre el estado físico del suelo se explica explica en términos de la reducción del espesor de las capas de líquido líquido al elevarse dicha temperatura. La presencia de humedad en el suelo o terreno es fundamental para controlar controlar la compactación. La mejor manera de efectuar efectuar la compactación de suelos, sea sea por medios medios artificiales o naturales, es bajo condiciones de humedad bastante definidas, ya que la redistribución de las partículas del suelo suelo para que ocupen un un menor volumen no es posible cuando se carece de suficiente suficiente humedad para cubrir cubrir cada gránulo. La película de de agua hace las veces de lubricante, lubricante, lo que facilita los movimientos relativos de las partículas, y su tensión capilar las sostiene en su sitio. Desde luego, si los granos son de de menor diámetro se necesita más agua a fin de lograr mejor estabilización que en el caso de partículas más gruesas. 4.4 Resistencia Resistencia de los los suelos suelos a la presión presión

Ya desde antes de 1640, Galileo señaló señaló la diferencia entre sólidos, semi-líquidos semi-líquidos y líquidos. Este naturalista aseveraba que los semi-líquidos, a diferencia de los líquidos líquidos mantienen su forma cuando se les apila, y que, si se les hace un hueco o cavidad en en la superficie, la agitación hace que que se rellene el hueco, mientras que en los sólidos, la cavidad no se rellena. Esta es una descripción muy burda de la propiedad llamada pendiente natural natural de los materiales granulares, una propiedad propiedad muy fácil de observar en arenas limpias y secas, secas, aunque aunque los suelo suelo o terrenos terrenos con diversa diversass cantidades cantidades de arcilla arcilla y humedad humedad tienen tienen diferentes diferentes pendientes. Es importante no confundir el ángulo de reposo natural con el ángulo de fricción interna, aunque aunque muchos autores han seguido a Woltmann, quien, al traducir los escritos de Coulomb, cometió ese error. Fue Coulomb (1773) quien aplicó a los suelos las leyes fundamentales de la fricción. Él descubrió descubrió que la resistenc resistencia ia a lo largo de una superficie superficie de falla dentro dentro de un suelo suelo es función función tanto de la carga por unidad de área como como de la superficie de contacto. Puede considerarse como la primera contribución importante a la Mecánica de Suelos. La resistencia de los suelos a la deformación depende, depende, sobre todo, de su resistencia a la fuerza cortante. Esta resistencia equivale, a su vez, a la suma de dos componentes: fricción y cohesión. 4.5 Generalidad Generalidades es sobre las fundacione fundaciones s

La cimentación puede definirse en general general como el conjunto de elementos de cualquier edificación cuya misión es transmitir al terreno las acciones procedentes de la estructura. Su diseño dependerá por tanto no solo de las características del edificio sino también de la naturaleza del terreno. La profundidad de la cimentación está en función función del nivel donde se encuentra encuentra el terreno conveniente (que soportara todas las cargas actuando), de ahí que se dispone por parte parte del diseñador elegir la cimentación correcta correcta con los los datos datos que obtiene, obtiene, ahora ahora el el objetivo objetivo de la cimentac cimentación, ión, no es únicam únicamente ente el de dar una una superficie portante suficiente, suficiente, sino, el de arriostrar la construcción. Rodrigo Cuentas Gallardo

Todo proyecto de cimentación debe incluir un Estudio Geotécnico (estudio de las características del terreno) ya que la cimentación es la encargada de garantizar la estabilidad de la estructura que soporta, a lo largo de la vida útil de la misma. A partir del Estudio Geotécnico Geotécnico podremos conocer conocer las propiedades del suelo (tensión admisible admisible del terreno terreno a las distintas distintas cotas en Kg/cm2, Kg/cm2, densidad densidad de la tierra, tierra, profundidad profundidad del del nivel nivel freático, freático, posible asiento, ángulo ángulo de rozamiento del terreno, cohesión aparente, expansividad, etc.) Así, para la elección elección del tipo de cimentación, debe tenerse en cuenta, por una parte, la estructura que soporta, soporta, y por otra, las características del terreno en que que se sitúa, teniendo en cuenta que una vez alcanzado un nivel de seguridad adecuado para para la misma, ésta debe de ser lo más económica económica posible. Además, se debe garantizar que la cimentación tenga una durabilidad adecuada, ya que al tratarse de estructuras enterradas, la detección de deficiencias así como las posibles posibles medidas de actuación para corregir éstas deficiencias resultan complicadas. Se debe prevenir, por tanto, que que la cimentación cimentación se vea afectada por la posible posible agresiv agresividad idad del terreno, terreno, así mismo, mismo, debe debe estar protegi protegidas das de las las acciones acciones físicas y a las modificaciones naturales o artificiales del terreno (heladas, cambios de volumen, variaciones variaciones del del nivel freático, excavaciones próximas, etc). 4.5.1. 4.5.1.

Tipos Tipos de cimen cimenta tacio cione nes s

Existen varios tipos de cimentaciones, los cuales cuales dependen entre otras cosas de su forma de interactuar con el suelo, esto es, la manera en que transmiten al suelo las cargas que que soportan, también dependen de su técnica de construcción y del material con que son fabricadas así como: mano de obra y equipo que se requiere requiere para construirlas, que que puede ser sencillo en algunos casos o muy especializado especializado en otros, otros, lo que se refleja directamente directamente en la dificulta dificultad d para llevarlas llevarlas a cabo y en su costo También puede influir la situación económica económica del lugar de construcción o bien podría darse el caso extremo extremo de que la obra sea tan compleja y el el terreno tan malo para construirla que sea necesario desarrollar un tipo de cimentación muy especial. Aunque cada país ha generado generado ciertas técnicas constructivas y de diseño muy particulares, basándose principalmente en en sus necesidades necesidades y experiencias experiencias propias. 4.5.2. 4.5.2.

Cimen Cimenta tacio cione nes s supe superf rfici icial ales es

Se llama cimentacion cimentaciones es superficiales superficiales o semienterrada semienterradass aquellas aquellas cuya carga se trasmite trasmite completame completamente nte al suelo suelo por presión bajo bajo la base, sin intervenció intervención n de los rozamientos rozamientos laterales laterales (o cuando cuando su intervención intervención es despreciab despreciable). le). Bajo la denominac denominación ión de cimentacion cimentaciones es superficial superficiales es se engloban engloban las zapatas zapatas y losas losas de cimentación, cimentación, como como los elementos elementos de transmisi transmisión ón de cargas al terreno terreno a través de superfici superficies es de apoyo apoyo considerablemente más grandes que que su peralte o dimensión vertical. En estos estos elementos pueden producirse flexiones para determinadas condiciones de rigidez. El nivel de apoyo o implantación suele suele ser reducido (generalmente inferior a 3 m.) en el caso caso de zapatas, zapatas, si bien puede resultar considerable considerable en las cimentaciones cimentaciones por losa (caso de edificios con varios sótanos). Por ello el concepto de superficial se refiere más a su extensión en planta que a la cota cota de apoyo. Resultan adecuadas adecuadas para cimentar en en zonas en que el terreno presente unas cualidades adecuadas en cotas superficiales, es decir, en zonas próximas a la parte inferior de la estructura. Las cimentaciones superficiales superficiales se clasifican en: • •

Cimentaciones Ciclópeas Zapatas 1. Zapatas aisladas 2. Zapatas corridas 3. Zapatas combinadas 4. Zapatas de medianería o esquina 4.5.3. 4.5.3.

Cimen Cimenta tacio cione nes s prof profun unda das s

Son un tipo de Cimentaciones Cimentaciones que solucionan la la trasmisión de cargas a los sustratos sustratos aptos y resistentes del del suelo.


Los pilotes son miembros estructurales de acero, acero, concreto o madera y son usados para construir cimentaciones, cuando son profundas y cuesta más que la cimentación superficial a pesar pesar del costo, costo, el uso de pilotes es a menudo necesario para garantizar la seguridad estructural. La siguiente lista identifica identifica algunas de las condiciones condiciones que requieren cimentaciones de pilotes. 1. Cuando el estrato estrato o estratos superiores del del suelo son altamente comprensible comprensible y demasiado débiles para soportar la carga trasmitida por la súper estructura estructura se usan pilotes para trasmitir la carga al lecho rocoso o a una capadura, cuando no no se encuentra un lecho rocoso a una profundidad razonable debajo de la superficie del terreno terreno los pilotes pilotes se usan usan para trasmitir trasmitir gradualmen gradualmente te la carga al suelo. suelo. La resistencia resistencia a la la carga estructural estructural aplicadas aplicadas se deriva deriva principalmente principalmente de la resistencia resistencia a flexión flexión desarrollad desarrollada a en la interfaz suelo pilotes. 2. Cuando están sometidas a fuerzas horizontales las cimentaciones con pilotes resisten por fricción reacción mientras soportan aún la carga vertical trasmitida por la superestructura. Este tipo de situación se encuentra encuentra generalmen generalmente te en el diseño diseño y construcció construcción n de estructuras estructuras de de retención retención de tierra y en la la cimentación cimentación de estructuras altas que están sometidas a fuerzas grandes de viento o sísmicas 3. En muchos muchos casos, suelos expansivos y colapsables están presentes en en el sitio de de una estructura propuesta y se extienden extienden a gran profundidad por debajo de la superficie del terreno. Los suelos suelos expansivos se hinchan y se contraen conforme el contenido de agua crece y decrece y su presión presión de expansión es considerable. considerable. Si se usan cimentaciones cimentaciones superficiales en tales circunstancias, la estructura sufrirá daños considerables. Sin embargo, las cimentaciones con pilotes pilotes se consideran como una alternativa alternativa cuando éstos se extienden más allá de la zona zona activa de expansión expansión y contracción. Los suelos como los constituidos por loess son de naturaleza colapsable. Cuando el contenido de agua de de estos suelos aumenta, su estructura se rompe. Una disminución repentina de la relación de vacío induce grandes asentamientos asentamientos de la estructura soportada por cimentaciones superficiales. En tales casos, las cimentaciones con pilotes se usan con éxito si estos se extienden hasta las capas capas del suelo estables más allá de la zona de cambio posible de contenido de agua. 4. Las cimentaciones de alguna estructura como torres de transmisión, plataformas fuera de la costa costa y losas de sótanos debajo del nivel freático, está sometida a fuerzas de levantamiento. Algunas veces se usan pilotes para estas cimentaciones cimentaciones y así resistir la fuerza de levantamiento. 5. Los estribos estribos y pilas de puente puente son usualmente usualmente construidos construidos sobre sobre cimentaciones cimentaciones de pilote para para evitar la posible pérdida de capacidad de carga que que de una cimentación superficial sufrirá por erosión del suelo en la superficie superficie del del terreno. Numerosas Numerosas investigaci investigaciones, ones, tanto tanto teóricas teóricas como experimen experimentales, tales, se efectuaron efectuaron para para predecir el comportamiento y la capacidad de carga de pilotes pilotes en suelo granulares y cohesivos, los mecanismos no han sido aun aun totalmente entendidos y tal vez nunca lo sean. El El diseño de las cimentaciones con pilote pilote es considerad considerado o un arte en vista de la incertidumbre incertidumbre implícita implícita al trabajar trabajar con las condicione condicioness del subsuelo. 4.5.4. 4.5.4.

Clasific Clasificaci ación ón de las las cimenta cimentacion ciones es profu profunda ndas s

En el diseño y construcción construcción de cimentaciones cimentaciones profundas intervienen fundamentalmente cuatro variables: la dimensión de la cimentación, cimentación, la forma como transmiten las cargas al al subsuelo, el material con el que están fabricados.

4.5.4.1 Clasificación por dimensiones

La clasificación de las cimentaciones profundas se basa en los anchos anchos de sus secciones secciones transversales, tal como se muestra en la tabla.


A) Micr Microp opilo ilote tes s

Los Micropilotes o pilotines son pilotes pilotes cortos y de pequeño diámetro, conocidos también por estacas o palos palos raíz, que usan generalmente generalmente para estabilizar taludes, o en recalce y refuerzo de de edificios que han han comenzado a sufrir asentamie asentamientos, ntos, por estar sustentado sustentadoss en suelos blandos blandos y compresibl compresibles. es. Los Micropilote Micropilotess trabajan trabajan por punta y por por adherencia, adherencia, distribuyen distribuyendo do a lo largo de su altura las las presiones presiones laterales que ejercen los bulbos de presiones de las bases directas existentes, y a las cuales apuntalan. Se Se los puede colocar verticales o inclinados, inclinados, y de su distribución como las raíces de un árbol, deriva su nombre. Usualmente los Micropilotes Micropilotes se materializan en madera, con secciones de 10 a 15 cm de diámetro y alturas alturas de hasta 10 m, o metálicos, empleando tubos-forma con diámetro no superior a los 20 cm, los cuales se hacen penetrar por rotación o barrenado en el suelo, hasta alcanzar la profundidad profundidad necesaria, por debajo de de los cimientos de los edificios que deben ser reforzados. La carga admisible usual usual por Micropilotes es de 20 ton. Cuando se ha finalizado el barrenado en el terreno, se introduce dentro del del terreno un tubo, forma un perfil de acero, como alma alma del pilotín, y luego se procede procede a inyectar un mortero a presión, extrayendo simultáneamente el tubo forma recuperab recuperable. le. El mortero a usar debe tener tener una elevada elevada dosificació dosificación n de cemento y adecuado adecuado aditivos para otorgarle suficiente resistencia y fluidez. A medida se va inyectando mortero en el tubo t ubo forma, éste penetra también en el suelo circundante y rellena los huecos, dando forma a una masa de mayor volumen, con perfil rugoso que incrementa la adherencia adherencia con el terreno y la resistencia a fricción del fuste. Cuando el espacio necesario para para colocar los pilotines pilotines es limitado, por ejemplo ejemplo cuando se debe trabajar dentro de un edificio construido, se deben aplicar aplicar técnicas especiales que permiten hincarlos o barrenarlos por tramos cortos acoplables, ayudándose ayudándose para el avance de los mismos, cuando aire comprimido comprimido o gas a presión, según la naturaleza naturaleza del del suelo. suelo. B) Pilotes

Los pilotes son columnas esbeltas con capacidad capacidad para soportar y transmitir cargas cargas a estratos más resistentes o de roca, o por rozamien rozamiento to en el fuste. fuste. Por lo general, general, su diámetro diámetro o lado no es mayor mayor de 60 cms. Constituye Constituye un sistema constructivo de de cimentación profunda al que denominaremos cimentación por por pilotaje. Los pilotes son necesarios cuando la capa superficial o suelo portante no es capaz capaz de resistir el peso peso del edificio o, bien, cuando ésta se encuentra a gran gran profundidad; también cuando el terreno está lleno de agua y ello dificulta los trabajos de excavación. Con la construcción construcción de pilotes se evitan edificaciones costosas costosas y grandes volúmenes de cimentaci cimentación. ón. Los pilotes pilotes pueden pueden alcanzar alcanzar profundid profundidades ades superiores superiores a los los 40 mts teniend teniendo o una sección sección transversal de 20−40 cms, pudiendo gravitar sobre ellos una carga de 200 t. Los pilotes deben deben recibir fuerzas fuerzas longitudinales de compresión, ya que las cargas por por flexión producen deformaciones mayores con alto alto grado de peligrosidad; sin embargo, en ocasiones deberán deberán tomarse en cuenta cuenta otras solicitaciones de cargas horizontales como viento y sismo. Una excentricidad excentricidad por pequeña que sea sea provoca cambios importantes en los esfuerzos de los pilotes. La capacidad de de estos para soportar las cargas dependerá de la resistencia desarrollada entre ellos y el subsuelo. subsuelo.


C) Pilas

Las pilas son fundaciones profundas de gran capacidad de carga, que se diferencian de entre los pilotes en sus dimensiones. dimensiones. Las pilas pilas tienen usualmente sección transversal circular u oblonga y por lo general general llevan armadura longitudinal y transversal. Las características de las pilas y sus ventajas ventajas se enumeran enumeran a continuación: • Pueden Pueden resistir resistir cargas axiales axiales superio superiores res a las 500 ton e incluso incluso alcanzan alcanzan las 1000 ton. • Su altura promedio es de 35m, pudiendo construirse bajo el nivel freático. • Soportan cargas horizontales e inclinadas, con buena resistencia a la flexión. • Su construcción no afecta los edificios circundantes, pues no se producen vibraciones por lo cual se

pueden ubicar próximas a linderos. servicio es prácticamente ilimitado, aún en medios agresivos, tal como como ocurre con las • El lapso de servicio construcciones costeras, o en pilas de puentes sobre ríos. • Transfieren las cargas a estratos profundos, lo cual es especialmente ventajoso cuando existe peligro de socavación por por las corrientes fluviales y marítimas, o las mareas. • Pueden construirse sin cabezales, o con cabezales de reducidas dimensiones.


Las pilas, pilas, en forma similar similar a los pilotes, pilotes, puede pueden n ser excavados excavados o perforados, perforados, y trabajan trabajan por punta punta o fricció fricción n lateral. Si las pilas descansan en roca dura, sólo se toma en cuenta su resistencia por punta, punta, como una columna columna o pilar de grandes grandes dimensio dimensiones, nes, desprecián despreciándose dose su resisten resistencia cia por fricción fricción lateral. lateral. Pero cuando cuando el suelo es homogéneo de gran profundidad, la resistencia a fricción alcanza magnitudes importantes. 4.5.4.2 Clasificación por material de fabricación

En los los trabajos trabajos de de construcc construcción ión se usan diferentes diferentes tipos de de pilotes, pilotes, dependien dependiendo do del tipo de carga carga por por soportadas, de las condiciones del subsuelo subsuelo y la localización del nivel freático. Los pilotes se dividen en las siguientes categorías: a) de acero b) de concreto c) de madera d) pilotes compuestos A) Pilotes Pilotes de acero acero

Los pilotes de acero son son generalmente a base de tubos o de perfiles perfiles H Laminados. Los pilotes de tubo se hincan en el terreno con sus extremos abiertos o cerrados. Las vigas de acero de patin ancho y de seccion I también se usan. usan. Sin embargo, se prefieren los perfiles H porque porque los espesores espesores de sus almas y patines son iguales. En las vigas de patín ancho y de sección I, los espesores espesores del alma son menores que los espesores espesores de los patine patines. s. La capacidad admisible estructural para pilotes de acero es. Donde: As= área de la sección transversal del acero fs= esfuerzo admisible del acero Con base en consideraciones consideraciones geotécnicas (una vez determinada la carga de diseño para un pilote), es siempre aconsejable calcular si Q (diseño) está dentro del rango. rango. Cuando es necesario, los pilotes pilotes de acero se empalman por medio de soldadura, soldadura, remaches o tornillos. Cuando se esperan condiciones condiciones difíciles de hincado, como a través de grava denza, lutitas y roca blanda, los pilotes de acero se usan adaptados adaptados con puntas o zapatas zapatas de hincado. Los pilotes de acero llegaron llegaron a estar sometido a corrosión, como en suelo pantanoso, pantanoso, las turbas y otro sólo orgánico. Los suelos con un ph mayor de siete no son muy corrosivos. Para compensar el efecto de la corrosión se recomienda considerar un espesor espesor adicional de acero (sobre el área de la sección transversal transversal real del diseño). En muchas circunstancias, lo recubrimiento epoxicos, aplicados aplicados en la fábrica, sobre los pilote pilote funcionan satisfactoriamente. El recubrimiento no es dañado fácilmente por el hincado del pilote. El recubrimiento con con concreto también los protege contra la corrupción en la mayoría de las zonas corrosivas. B) Pilotes de concreto

Los pilotes pilotes de concreto concreto se dividen en dos dos categorías: categorías: (a) pilotes prefabricado prefabricadoss y (B.) colados colados in situ. Los prefabricados se preparan usando refuerzo ordinario y son cuadrados u octagonales en su sección sección transversal el refuerzo refuerzo que proporciona proporciona para para que el pilote pilote resista al momento momento flexionand flexionando o desarrollad desarrollado o durante su su manipulación y transporte, la carga vertical y el momento flexionando causado por por carga lateral. Los pilotes son fabricados a la longitud deseada y curados antes de transportarlos a los sitios de trabajo.


Los pilotes fabricados también son presforzados usando cables de presfuerzo de acero de alta resistencia. La resistencia última de esos cables es de aproximadamente 260 ksi (1800 MN/m²). Durante el colado de los pilotes, los cables se pretensan pretensan entre 130-190 ksi (900-1300 MN/m²) y se vierte concreto alrededor de ellos. Después del tensado, los cables se recortan produciéndose así una fuerza de de compresión en la sección del pilote. Los pilotes colados in situ se construyen construyen perforando un agujero en el terreno y llenándolo con concreto. Varios tipos de pilotes pilotes de concreto colados colados in situ se usan actualmente en la construcción y la mayor parte parte fueron patentados por sus fabricantes. Esos pilotes se dividen en 2 amplias categorías: (a) ademados y (B) no ademados. Ambos tipos tiene un pedestal en el fondo. Los pilotes ademados se hacen hacen hincando un tubo de acero en el terreno con ayuda de un mandril colocado dentro del tubo. Cuando el pilote pilote alcanza la profundidad apropiada, se retira el mandril y el tubo se llena llena con concreto. Los pilotes no ademados ademados se hacen hacen hincando primero el tubo a la profundidad deseada y llenándolos con concreto fresco. El tubo se retira gradualmente. Las cargas admisibles admisibles para pilotes de concreto colados in situ se dan por las siguientes siguientes ecuaciones.

Donde As = área de la sección transversal de acero Ac = área de la sección transversal de concreto Fs = esfuerzo admisible del acero Fc = esfuerzo esfuerzo admisible admisible de concreto concreto pilotes pilotes no ademados ademados

Descripciones de los pilote colados en el lugar


C) Pilotes de madera

Los de madera son troncos de árboles cuyas cuyas ramas corteza fueron cuidadosamente cuidadosamente recortados. La longitud longitud máxima de la mayoría de los pilotes de madera es de entre 30 y 65 pies (10-20 M.). Para calificar calificar como pilote, la madera debe ser recta, recta, sana y sin defecto. El manual of practique, N° 17 (1959) de la Américan sóciety of civil engineers, engineers, los divide en 3 clases: clases: 1. pilotes clase A que soportan soportan carga pesada. El diámetro mínimo del fuste debe de ser de (356mm). 2. Pilotes clase B que se usan para tomar cargas medias. El diámetro diámetro mínimo del fuste debe ser ser entre (350330 mm). 3. Pilote Pilote clase C que que se usan usan en trabajos trabajos provisi provisionales onales de construcció construcción. n. Éstos Éstos se usan perman permanenteme entemente nte para estructurar estructurar cuando cuando todo el pilote pilote está debajo debajo del nivel freático. freático. El diámetro diámetro mínimo del del fuste debe debe ser de (305 mm). En todo caso, la punta del pilote no debe tener un diámetro menor que 150 mm.


Los pilotes de de madera no resiste altos esfuerzos esfuerzos al hincarse; por lo tanto, su capacidad capacidad se limita aproximadamente 25-30 toneladas toneladas (220-270 KN). Se deben deben usar Zapata de acero para evitar daños en la punta del pilote (en el fondo). fondo). La parte superior de los pilotes pilotes de madera también podrían dañarse al ser hincados, para evitarlo evitarlo se usa usa una banda banda metálica o un capuchón capuchón o cabezal. cabezal. Debe evitarse el empalme de pilotes de madera, particularmente cuando se espera que que tome cargas de tensión o laterales. Sin embargo, embargo, si el empalme empalme es necesario necesario éste se hace hace usando usando tubo o soleras soleras metálicas metálicas con tornillos. tornillos. La longitud del tuvo debe ser por lo menos de 5 veces el diámetro del pilote. Los extremos a tope deben cortarse cortarse a escuadra de modo que se tenga un un contacto pleno entre las partes. Las porciones empalmadas deben deben recortarse cuidadosamente para que quede estrechamente estrechamente ajustada dentro de los manguitos manguitos o camisas de tubo. En el caso de soleras soleras metálicas metálicas con tornillos, tornillos, los extremos extremos a tope deben deben también recortarse recortarse a escuadra escuadra y los lados de las porciones porciones empalmadas deben ser recortados planas para para el buen asiento de las soleras. Los pilotes pilotes de madera madera permanecerán permanecerán indefinid indefinidamente amente sin daño daño si están rodeados rodeados por suelo saturado saturado.. Sin embargo, en un ambiente marino, está sometido al ataque de varios organismos y pueden pueden ser dañados dañados considerablemente en pocos meses. meses. Cuando se localiza arriba del nivel freático, los pilotes son atacados por insectos su vida se incrementará tratando los con preservadores como como la creosota. La capacidad admisible de carga de los pilotes de madera es.

Dónde. Ap = área medio de la sección transversal del pilote fw = esfuerzo admisible de la madera D) Pilotes compuestos

Las proporciones superior superior e inferior de los pilotes compuestos están hechos hechos de diferentes materiales, por ejemplo, se fabrican de de acero y concreto o de madera y concreto. concreto. Los pilotes de acero y concreto consiste consiste en una porción inferior de acero y en una porción de concreto colado en el lugar. Este tipo es el usado cuando la longitud del pilote requerido para un apoyo adecuado excede la capacidad capacidad de los pilotes simples simples de concreto colados en el lugar. lugar. Los de madera y concreto consiste en una porción inferior inferior de pilote de madera debajo del nivel permanente del agua y en una una porción superior de concreto. En cualquier caso, la formación de juntas apropiadas entre dos materiales diferentes es difícil y por eso, los pilotes compuestos compuestos no son muy usados.


Comparación de pilotes de diferentes materiales


4.5.4.3 Clasificación por transferencia de carga A) Pilotes Pilotes de carga carga de punta punta

Si los registros de perforación perforación establecen la presencia del lecho de roca o de material rocoso a una profundidad profundidad razonable, los pilotes se extienden hasta hasta la superficie de la roca. En este caso, la capacidad capacidad última de los pilote depende por por completo de la capacidad de carga carga del material subyacente; subyacente; entonces son llamados pilotes de carga de punta. punta. En la mayoría de esos esos casos, la longitud longitud necesaria necesaria del pilote debe debe ser establecida establecida lo más preciso.


Si en vez de un lecho rocoso se encuentra encuentra un estrato de suelo bastante compacto y duro a una profundidad razonable, los pilotes se prolongan unos unos cuantos metros dentro del del estrato duro. Los pilotes con pedestales pedestales se construye sobre el lecho del estrato duro, y la carga última del del pilote se expresa como Donde Qp = carga tomada en la punta del pilote Qs = carga tomada por la fricción superficial superficial desarrollada en los los lados del pilote (causada por la la resistencia cortante entre el suelo y el pilote). En este caso, la longitud longitud requería de pilote se estima estima con mucha precisión si se pone en los registros de exploración del suelo.

B) Pilot Pilotes es de fric fricció ción n

Cuando no se tiene una capa de roca o material duro a una profundidad razonable, los los pilotes de carga resultan muy largos y antieconómicos. antieconómicos. Para este tipo de condición en el subsuelo, los pilotes pilotes se friccionan con el el material de alrededor hasta profundidades específicas. Estos se denominan denominan pilotes de fricción porque la mayor parte de la resistencia se deriva de la fricción superficial. Sin embargo, el término pilotes de fricción no es muy apropiado, aunque se usa con con frecuencia en la literatura técnica; en suelos arcillosos, arcillosos, la resistencia a la carga aplicada aplicada es también generada por por adhesión. La longitud de estos pilotes pilotes depende de la resistencia cortante del suelo, suelo, de la carga aplicada y del tamaño del pilote. Para Para determinar las longitudes necesarias con un ingeniero requiere de un buen entendimiento de la interacción suelo-pilote, de buen buen juicio y de experiencia. experiencia. Los procedimientos técnicos para para el cálculo de la capacidad de carga de pilotes se presentan en el siguiente siguiente capítulo. C) Pilotes Pilotes de compac compactac tación ión

Bajo ciertas circunstancias, los pilotes se hincan en suelo granulares para lograr una compactación apropiada de suelo cercano a la superficie del terreno, y se denominan denominan pilotes de compactación. Su longitud depende de de factores factores como (a) la compasidad compasidad relativa relativa del suelo antes antes que la compactación compactación,, (b) la compasidad compasidad relativa relativa deseada deseada del suelo despué despuéss de la compactaci compactación ón y (c) la profund profundidad idad requerida requerida de de compactació compactación n son generalmen generalmente te cortos sin embargo algunas algunas pruebas de campo campo son necesarias necesarias para determinar determinar una longitud razonable.


4.6 Transferencia de Carga al suelo 4.6.1 Mecanismo de transferencia de carga

El mecanismo de transferencia transferencia de carga del pilote pilote al suelo es complicado complicado para entenderlo, considere de longitud L. la carga sobre el pilote pilote es gradualmente incrementada de cero a Q (z=0) en la superficie del terreno. Parte de esta carga será resistida por la fricción lateral, Q1, desarrollada desarrollada a lo largo del del fuste y parte por el suelo debajo de la punta del pilote, Q2. Como están relacionadas relacionadas Q1 y Q2 con la carga carga total. Si se efectúan mediciones para obtener la carga Q (z) tomada por el fuste el pilote a cualquier profundidad z, la naturaleza de la variación variación será como lo muestra la curva de la figura. La resistencia por fricción por por área unitaria unitaria f (z), cualquier cualquier profundid profundidad ad se determina determina como. como.

Donde P= perímetro de la sección transversal del pilote La figura muestra la variación de f (z), con la profundidad.

Si la carga Q en la superficie del terreno es gradualmente incrementada, la resistencia máxima por fricción a lo largo del fuste del pilote que será totalmente movilizada cuando el desplazamiento relativo entre el suelo y el pilote sea aproximadamente de 0.2-0.3 pulgadas (5-10 mm), independientemente del tamaño de su longitud L. sin embargo embargo la resistencia máxima de punta Q2 =Qp no será será movilizada hasta hasta que la punta del pilar se haya movido de 10 a 25% del ancho o diámetro del pilote. El límite inferior de aplicar pilotes hincados y el límite superior superior a pilotes pilotes perforados perforados o pre excavados. excavados. Bajo carga carga última. última. y La explicación anterior indica que Qs o fricción unitaria superficial f a lo largo del fuste del pilote se desarrolla bajo un desplazamiento mucho menor comparado con el de la resistencia de la punta Qp, que se ven los resultados de pruebas de carga en pilotes en suelo granular reportado reportado por Vesic (1970). Bajo carga última la superficie de falla en el el suelo en la punta del pilote pilote (falla por capacidad de carga causada por Qp) note note que las cimentaciones con pilotes son cimentaciones profundas y que el suelo vaya Rodrigo Cuentas Gallardo

principalmente por punzonamiento, es decir se desarrolla una zona zona triangular, en la punta del pilote, que es empujada empujada hacia abajo sin producir producir ninguna ninguna otra superficie superficie visible visible de deslizamiento. deslizamiento. En suelos de arena densa densa y suelo arcilloso firmes se desarrolla parcialmente una zona cortante radial. Acción lateral

La transferencia de carga por acción lateral se produce fundamentalmente a través de dos clases de fenómenos: a. Adherencia entre entre el suelo y la superficie del pilote b. Fricción desarrollada por la presión existente en la superficie de separación entresuelo y pilote. A su vez la rotura por acción lateral puede producirse por la superficie de separación entre pilotes y suelo, debido debido al corte del suelo circunda circundante, nte, de acuerdo acuerdo a los valores relativos relativos de la adherencia adherencia suelo suelo – hormigón hormigón y resistencia al corte de los suelos. La capacidad de carga del grupo de pilotes se calcula calcula suponiendo que el grupo de pilotes pilotes forma una cimentación gigantesca, cuya base está al nivel de las puntas de los pilotes y cuyo ancho y largo largo son el ancho y largo del grupo de pilotes. La capacidad del grupo es la suma de la capacidad de carga de la base de la "cimentació "cimentación", n", más la resistencia resistencia a esfuerzo esfuerzo cortante cortante a lo largo de las caras caras verticales verticales del grupo que que forma la "cimentación". La capacidad capacidad de carga del grupo de pilotes pilotes se encuentra generalm generalmente ente usando usando factores para cimentación cimentación profunda cuando la longitud del pilote es por lo menos diez veces veces el ancho del grupo y cuando cuando el suelo es homogéneo; en todos todos los casos, se usan los factores para cimentaciones poco poco profundas. El esfuerzo esfuerzo cortante alrededor del perímetro perímetro del grupo de pilotes, es es igual a la resistencia del suelo, suelo, determinada sin tener en cuenta ningún ningún aumento de presión presión lateral debido debido al desplazam desplazamiento iento producido producido por por el pilote, multiplicad multiplicada a por él área de la superficie lateral del grupo. Aunque los ensayos ensayos en modelos indican que la verdadera capacidad del grupo es siempre ligeramente menor que la calculada, la diferencia está ampliamente comprendida dentro del factor de seguridad de 2. 4.6.2 Asentamien Asentamiento to de pilotes

El asentamiento de un pilote bajo una carga de trabajo vertical, Qw, es causado por tres factores s=s1+s2+s3 Donde s= asentamiento total del pilote s1= asentamiento elástico del pilote s2= asentamiento del pilote causado por la carga en la punta del pilote s3= asentamiento del pilote causado por por la carga transmitida a lo largo del fuste del pilote Si el material del pilote se supone elástico, la deformación del fuste se evalúa usando los principios fundamentales de la mecánica de materiales:

Donde Qwp= carga en la punta del pilote bajo condición de carga de trabajo Qws= carga por resistencia de fricción bajo condición de carga de trabajo Ap= área de la sección transversal del pilote L= longitud del pilote Ep= módulo de elasticidad del material del pilote La magnitud de E dependerá de la distribución distribución de la resistencia por fricción (superficial) unitaria a lo largo del fuste. Si la distribución de f es uniforme con parabólica, como muestra la figura a y b, E= 0.5. Sin embargo, para una distribución triangular de f figura c, la magnitud de E es aproximadamente aproximadamente de 0.67 (Vesic, 1977).


El asentamie asentamiento nto de un pilote pilote causado causado por la carga carga en la punta punta se expres expresa a en forma forma similar similar a la de cimentaciones superficiales

Donde D= ancho diámetro del pilote qwp= carga puntual por área unitaria en la punta del pilote =Qwp/Ap Es= módulo de elasticidad del suelo en o bajo la punta del pilote relación de poisson poisson del suelo μs= relación Iwp= factor de influencia 0.85 Vesic (1977) también propuso un método semi empírico para obtener la magnitud magnitud del asentamiento, asentamiento, s2:

Donde qp= resistencia última en la punta del pilote Cp= coeficiente empírico Valores representativos de Cp para varios suelos se dan en la tabla 9.7. El asentamiento de un pilote pilote causado por la carga llevada por el fuste se da por una relación similar a la ecuación.

Donde p= perímetro del pilote L= longitud empotrada del pilote Iws= factor de influencia

Note que el término Qws/pL en la ecuación anterior es el valor promedio de f a lo largo del fuste del pilote. El factor de influencia, Iws, tiene una relación empírica simple:

Vesic también propuso una relación empírica simple para obtener s3:


Donde Cs = constante empírica =

4.7 Descripción de métodos de diseño de fundaciones profundas.

La capacidad portante portante de un pilote instalado en en suelo depende de factores muy variados y resulta difícil establecer su valor con una única fórmula. El proceso debe debe incluir factores variables de acuerdo al tipo de fenómeno fenómeno que se provoca provoca durante durante la instalación instalación de un pilote. pilote. Acción en la punta

Si el pilote se instala por hincado, el suelo inmediatamente alrededor de la punta punta está profundamente alterado por efecto de la hinca. Esta transformación de la estructura del suelo puede ser favorable por efecto de de la densificación. Como ocurre en las arenas. Pero puede ser desfavorable en los suelos cementados o pre-consolidados. La rotura producida por la hinca puede significar una disminución de la capacidad portante que no se recupera con la readaptación producida a tr avés del tiempo. Los pilotes pre-perforados pre-perforados y colados colados en sitio por por lo general producen una una alteración menor en las propiedades resistentes del suelo alrededor de la punta del pilote. pilote. Este sistema podría ser favorable en suelos cementados cementados o pre-consolida pre-consolidados, dos, sin embargo embargo al no densificar densificar el suelo suelo circundante circundante puede ser ser desfavorable desfavorable ante pilotes pilotes hincados en suelos granulares sueltos. sueltos. Para la resistencia por punta de pilote se puede considerar considerar la analogía con cimentaciones cimentaciones superficiales de forma que en principio se puede partir de la expresión general de Brinch – Hansen.


Terzaghi Terzaghi supone supone la rotura global (zona (zona en rotura activa y zona en rotura pasiva) pasiva) en el terreno bajo bajo la punta del pilote y el terreno lateral actúa en forma de sobrecarga. Meyerhoff supone un mecanismo de rotura empieza empieza de forma parecida parecida al de rotura global, sin embargo, las líneas de rotura continúan en forma de espiral que se va abriendo hasta que se interseque con el fuste del pilote. Esta teoría es la más utilizada para el diseño de cimentaciones profundas y su utilización es muy conveniente. Berenzantsev la hipótesis básica básica de este autor es que en realidad la sobrecarga q en el el plano de apoyo inferior que _ debido a efecto silo causado por la propia construcción del pilote o por el estado estado natural del terreno. Esto facilita la subida del terreno en la zona lateral. Gibson se basa en la existencia de un bulbo en el que el suelo se encuentra plastificado. Este bulbo es estable hasta que se llega a rotura en que va creciendo alcanzando incluso la superficie del del terreno. En ARCILLAS la resistencia por punta punta es más compleja ya que se puede puede producir remoldeo del suelo con el consiguien consiguiente te cambio cambio de propiedade propiedadess y se puede puede producir producir procesos procesos de consolida consolidación ción simultáneamen simultáneamente. te. Generalmente se trabaja en tensiones totales. En ARCILLAS BLANDAS (qu < 2.5kp/cm2) puede despreciarse la contribución por por punta del pilote ya que es pequeña en en comparación con la contribución que se obtendrá del fuste. Análogamente a como se ha hecho en arenas se partirá de la expresión general de Brinch – Hansen. 4.8 Modelamient Modelamiento o Numérico Numérico

Como se ha mencionado, mencionado, se dispone de diferentes alternativas para el modelamiento modelamiento de una cimentación con pilotes. Sin embargo, muchas muchas de las propuestas sólo resultan viables en el ámbito de investigación investigación o en proyectos de gran envergadura. envergadura. Luego de de revisar varias de las metodologías existentes, los autores consideran que el uso de un modelo del tipo Winkler lineal resulta apropiado en la mayoría mayoría de las aplicaciones prácticas.


Diseño de Pilotes de Hormigon Armado

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