Define que son las pilas de cimentación.
Las pilas son elementos de cimentación profunda con secciones mayores que la del los pilotes, las cuales también transmites al subsuelo las cargas provenientes de una estructura y de la misma cimentación con el propósito de lograr la estabilidad del conjunto. CARCTERISTICAS: -Las pilas se fabrican directamente en el subsuelo por los que se les conoce como elementos fabricados in situ -Las pilas pueden fabricarse prácticamente de cualquier material, siendo los más utilizados la grava, la cal, el mortero, y el concreto armado. Siendo las características de los estratos del subsuelo, así como las condiciones del agua subterránea, definirán el material que deberá emplearse para la fabricación de las pilas. -La sección utilizada con mayor frecuencia es la circular, cuyo diámetro no debe de ser menor a 60cm pudiendo llegarse a especificar un diámetro hasta de 300cm -Existen pilas que se diseñan con secciones rectangulares, “T” y “H” Menciona la diferencia entre pilas y pilotes. Pilote es cada una de las columnas largas de madera, concreto armado o acero que se hincan verticalmente en el terreno para formar un sistema de cimentación. Su función es transmitir de forma puntual las cargas de un edificio a un estrato profundo del terreno con una capacidad portante suficiente. Trabajan por rozamiento entre el fuste y el terreno o por apoyo directo en algún sustrato firme o por la combinación de ambas acciones. Sus diámetros son variables, desde 50cm hasta 1m, pueden alcanzar profundidades superiores a los 30m. Las pilas son elementos estructurales que presentan una sección transversal considerable (comparada con los pilotes) y que se encargan de transmitir la carga de una sola columna a un estrato del terreno que sea capaz de soportarla. La relación entre la profundidad de la cimentación y el ancho de la pila es generalmente mayor que cuatro. Las hay con diámetros de hasta 3m. Forma parte de la cimentación.
as pilas son fundaciones profundas de gran capacidad de carga, que se diferencian de los pilotes en sus dimensiones. Las pilas tienen usualmente sección transversal circular u oblonga como muestra la figura 12.25 y por lo general llevan armadura longitudinal y transversal. Su diámetro varía entre 0,8 y 2,2 m. Las características de las pilas y sus ventajas se enumeran a continuación: —
* Pueden resistir cargas axiales superiores a las 500 t e incluso alcanzan las 1.000 t* Su altura promedio es de 35 m, pudiendo construirse bajo el nivel freático* Soportan cargas
horizontales e inclinadas, con buena resistencia a flexión* Su construcción no afecta los edificios circundantes, pues no se producen vibraciones por lo cual se pueden ubicar próximas a linderos * El lapso de servicio es prácticamente ilimitado, aun en medios agresivos, tal como ocurre con las construcciones costeras, o en pilas de puentes sobre ríos. * Transfieren las cargas a estratos profundos, lo cual es especialmente ventajoso cuando existe el peligro de socavación por las corrientes fluviales y marítimas, o las mareas. * Pueden construirse sin cabezales, o con cabezales de reducidas dimensiones
Las pilas, en forma similar a los pilotes, pueden ser excavadas o perforadas, y trabajan por punta o fricción lateral. Si las pilas descansan en roca dura, solo se toma en cuenta su resistencia por punta, como una columna o pilar de grandes dimensiones, despreciándose su resistencia por fricci6n lateral. Pero cuando el suelo es homogéneo de gran profundidad, la resistencia a fricci6n alcanza magnitudes importantes. Debido a sus grandes dimensiones, las pilas suelen sufrir asentamientos, los cuales suelen controlar el diseño. Para construir las pilas excavadas existen tres métodos diferentes. -Método en seco -Método con camisa -Método del lodo natural o bentonitico
Los pilotes son elementos constructivos de tipo puntual usados para cimentación profunda en obras de construcción, los cuales permiten transmitir las cargas de la estructura hasta capas de suelo más profundas que tengan la capacidad de carga suficiente para soportarlas.
Los pilotes trasmiten al terreno las cargas que reciben de la estructura por medio de una combinación de rozamiento lateral o resistencia por fuste y resistencia a la penetración o resistencia por punta. Pueden estar construidos con concreto armado ordinario, con concreto pretensados similares a postes de luz, con secciones metálicas o con madera. Los pilotes se hincan verticalmente sobre la superficie del terreno por medio de golpes, utilizándose para eso un martinete, o una pala metálica equipada, maquinas a golpe de masas o con un martillo neumático. Esto permite que el pilote descienda, penetrando el terreno, hasta que se alcanza la profundidad de capas de suelos resistentes 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 en el terreno, este ejerce sobre el pilote y en toda su superficie lateral, una fuerza de adherencia que aumenta al continuar clavando mas pilotes en las proximidades, pudiendo conseguir mediante este procedimiento, una consolidación del terreno.
Tipos de Pilotes de Cimentación Pilotes de desplazamiento: En este sistema de pilotaje, el suelo es desplazado del espacio que va a ocupar el pilote al compactar el mismo, debido a la acción de los esfuerzos de penetración. Pueden generarse una densificación, posiblemente benéfica, en los suelos granulares sueltos.
En algunas ocasiones el hincado de estos pilotes pueden provocar levantamientos del terreno, empujes sobre elementos vecinos y otras acciones casi siempre nocivas en las estructuras y servicios cercanos al sitio de instalación. Dentro de este tipos de pilotes los más importante son: - Pilotes prefabricados, hincados por el impacto de martillos - Pilotes hincados por impacto y fundidos en el sitio - Pilotes atornillados - Pilotes penetrados mediante presión continua, como la producida por gatos.
Pilotes Perforados o In Situ: En este sistema se remueve el suelo del espacio que va ocupar el pilote, mediante técnicas de excavación o perforación, formando así una cavidad en cuyo interior se colocará una armadura de acero y posteriormente se rellenará con hormigón.
Menciona las ventajas y desventajas del uso de cimentación con pilas.
Las ventajas y desventajas más importantes que se tienen al resolver una cimentación profunda a base de pilas, con respecto a una solución a base de pilotes son las siguientes: Ventajas: -considerando que las pilas son elementos fabricados in situ, no requieren de área adicional para una planta de fabricación y para su almacenamiento como elementos terminados. -Las pilas no están expuestas a sufrir daños estructurales ya que no se requiere de que sean maniobradas y golpeadas para su instalación como sucede con los pilotes. -los decibeles generados durante la instalación de una pila son muy inferiores, a los que se generan al instalar un pilote prefabricado. -la longitud de las pilas puede ser variable dependiendo de la profundidad de los estratos resistentes, pudiendo hacerse los ajustes correspondientes prácticamente en forma inmediata, lo cual no están versátil en el caso de los pilotes ya que estos son prefabricados. -la fabricación de las pilas siempre es monolítica y no requiere de juntas especiales, como sucede en algunos pilotes que son instalados en tramos. -las pilas pueden ser instaladas en subsuelos con presencia de gravas y boletos, aplicando el procedimiento adecuado que permita la estabilización de la pared de las perforaciones, lo cual no es posible llevar a cabo para cimentaciones a base de pilotes, ya que el diámetro de las perforaciones es inferior a 1.20m (4ft), dimensión que permite la extracción de los obstáculos. -la capacidad de carga de las pilas es mayor que la de los pilotes, debiéndose sin embargo considerar el efecto de escala. Desventajas: -las pilas requieren siempre de perforaciones previas, mientras que los pilotes en ocasiones pueden ser instalados desplazando el subsuelo. -cuando existen estratos de subsuelo sin consistencia, no es posible realizar la construcción de pilas con calidad, ya que su sección puede llegar a deformarse, lo cual no sucede con un elemento prefabricado; se puede resolver este problema con tubería metálica perdida, lo cual origina un incremento en el costo. -en la fabricación de pilas es necesario siempre garantizar que en el desplante de las excavaciones no existan material suelto. -Los cambios de presión del agua subterránea pueden cercenar el fuste de las pilas durante su fabricación, cuando se utilizan además metálicos recuperables y no son retirados adecuadamente.
-el procedimiento constructivo de las pilas sobre agua se complica, al tener que evitar el vaivén de la plataforma flotante donde se apoya el equipo de construcción, así como tener que aislar el cuerpo de la pila en la zona donde no existen suelo que lo confine. -el sistema de ademado de las perforaciones requiere mayor control que en el caso de los pilotes, ya que de este depende en forma importante la calidad de las pilas.
tipos de pilas que existen de acuerdo al diseño para transferir las cargas estructurales al subsuelo.
Las pilas perforadas se clasifican de acuerdo con la manera en que se diseñan para transferir la carga estructural al subsuelo. La figura 10.1a muestra una pila perforada recta, extendida a través de la capa superior de suelo pobre y su punta descansa sobre un estrato de suelo o roca con capacidad de carga. El barreno debe revestirse con acero cuando se requiera (como en el caso de los pilotes de concreto colados in situ revestidos; figura 9.4). Para tales pilas, la resistencia a la carga aplicada se desarrolla en la punta y también como resultado de la fricción lateral en el perímetro de la pila y la interfaz con el suelo.
FIGURA 10.1 Tipos de pilas perforadas:(a) pila recta; (b) y (c) pila acampanada; (d) pila recvta empotrada en roca. Una pila acampanada (figura 10.lb y c) consiste en una pila recta con una campana en el fondo que descansa sobre un suelo resistente. La campana se construye con forma de domo (figura 10.lc) o de escarpio. Para campanas de escarpio, las herramientas o cortadores comercialmente disponibles forman ángulos de 30° a 450 con la vertical. Para la mayoría de las pilas perforadas construidas en Estados Unidos, la capacidad total
de carga se asigna solamente a la carga en la punta, sin embargo, bajo ciertas circunstancias también se considera la resistencia por fricción. En Europa siempre se consideran ambas contribuciones. Los pilotes rectos también se extienden hasta un estrato de roca (figura 10.ld). En el cálculo de la capacidad de carga de tales pilas, el esfuerzo cortante y el de carga desarrollados a lo largo del perímetro de la pila y en la interfaz con la roca deben tomarse en consideración.
Figura 9.4 Disposición de armaduras en vigas.
