Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Extensión Maturín Escuela de Ingeniería Civil
PILOES Pro!esor"
#ac$illeres"
Ing. José Villacreces
Sergio Bello
C%I &'%()*%+,) Meliberth Yépez
C%I &-%.,'%/-&
Maturín, Julio de 20!
I01ICE
"I#$%&S.................... .............................. ..................... ..................... ..................... ......................................... ................................... ..... 5 'S$..................... ................................ ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... .............................. .................... 5 (&)&*+#I+&S.................... ............................... ..................... ..................... ..................... ................................ ...................... 5 V&)%+J+S Y &SV&)%+J+S & #$S I-&*&)%&S %I"$S & "I#$%&S ......6 ............................... ..................... ..................... .................................. ........................11 11 "I#$%&S & M+&*+.....................
+'S+S &# &%&*I$*$ &) #+ M+&*+..........................................13 -$*M+S & "*$%&I$) & #$S "I#$%&S & M+&*+...................14 "+*%&S & ') "I#$%& & M+&*+...................................................15 +%&($*I+S & #$S "I#$%&S & M+&*+.......................................16 "I#$%&S & $)*&%$.......................................................................16 #os /actores ue in/lu1en en la eleccin de un deter3inado grupo de pilotes ...17 "I#$%&S "*&-+B*I+$S & $)*&%$ +*M+$ .............................18 4I)+ & "I#$%&S..................... ................................ ...................... ..................... ..................... ........................... ................19 19 "I#$%&S *$S+$S. M&%$$ (*IM+'..........................................20 "I#$%&S $#$+$S M&I+)%& (+%$S 4I*+'#I$S. SIS%&M+ ............................... ..................... ..................... ..................... ............................................ ................................. 21 M&(+..................... "I#$%&S "*&%&)S+$S..................... ............................... ..................... ...................... ............................. ..................21 21 "I#$%&S & $)*&%$ V+I+$ &) $B*+, $) %'B$ *&'"&*+B#& ..................... ............................... ..................... ..................... ..................... ...................... ..................... ..................... ......................... .............. 22
"I#$%&S & $)*&%$ V+I+$S &) +MIS+S )$ *&'"&*+B#&S . .24 "I#$%&S "&*-$*+$S Y V+I+$S &) $B*+ ......................................25 ................................ ..................... ...............................27 .....................27 "I#+S Y "I#$%&S &5+V+$S..................... ................................ ..................... ..................... ..................... ........................30 ..............30 "I#$%&S M&%+#I$S.....................
#+ $**$SI$) & #$S "I#$%&S M&%+#I$S ....................................32 "I#$%&S MI5%$S $ $MBI)+$S.........................................................32 "*'&B+S & +*(+ &) "I#$%&S.........................................................33 ............................... ..................... .......................37 .............37 &-&%$S &# "I#$%& &) &# S'&#$....................
%*+)S-&*&)I+ & #+ +*(+ &# "I#$%&..........................................39 +M"$ & &S-'&*6$S +#*&&$* &# "I#$%&.................................40 &S-'&*6$S &) #+ 6$)+ +Y+&)%& +# "I#$%&..................................41
+)7#ISIS &S%7%I$ & & #+ +"+ +"+I+ I+ & +*(+ +*(+ & & ') "I#$%&.........42 MI*$"I#$%&S..................... ............................... ..................... ..................... ..................... ................................. ...................... 47 ............................... ..................... ........................48 .............48 +*+%&*IS%I+S "*I)I"+#&S..................... ................................ ..................... .....................48 ...........48 V&)%+J+S & #$S MI*$"I#$%&S.....................
"*I)I"+#&S +"#I+I$)&S.............................................................49 ................................ ...................... ..................... ..................... ....................................... ............................ 50 (#$*+*I$.....................
I)%*$'I8)
&l uso de pilotes se re3onta a la prehistoria, cuando los pri3iti9os poblados asentaban sobre ellos sus precarias construcciones lacustres. &n los lagos suizos, por e:e3plo, se han encontrado nu3erosas huellas de antig antiguo uoss pala pala/i/ito toss ue ue data datan n de 3uch 3uchos os sigl siglos os ante antess de ris risto to,, aso3br aso3brosa osa3en 3ente te conse conser9a r9ados dos 1 con con alguno algunoss de sus pilote pilotess aun aun en aceptables condiciones de ser9icio. +si3is3o, en el lago de Bolsena, a 00 ;3 de *o3a, Italia, se sondearon las pro/undidades para seguir la huella de un asenta3iento de pala/itos de la edad de hierro, ue /ue abandonado luego de un 9iolento terre3oto, detectado por el gran nu3ero de ob:etos hallados en el lugar. #os pilotes petri/icados de 3adera 3uestran su parte e
s de la /alla del suelo, al superar su capacidad portante. "ara darle soluciona soluciona esta proble3>tica se deben buscar estratos 3as pro/undos, ue a su 9ez sean 3as /ir3es, de 3odo de ue sean trans3itidos a ellos las cargas actuantes, 3ediante /undaciones indirectas o pro/undas, entre las cuales encontra3os a los pilotes. ?stos traba:an por punta, co3o una colu3na lle9ando las cargas de la superestructura a un estrato /ir3e del suelo, siendo e/ecti9as para anclar estructuras e9itando ue se inclinen o 9ueluen.
'na de las /unciones b>sicas es proteger la ci3entacin de los da@os producidos por la soca9acin en el lecho de ríos, lagos 1 3ares, haciendo alta3ente utiles a los pilotes para la construccin de 3uelles 1 puertos.
PILOES Se deno3ina pilote a un ele3ento constructi9o para la ci3entacin de obras, ue per3ite trasladar las cargas hasta un estrato resistente del suelo, cuando este se encuentra a una pro/undidad tal ue hace in9iable, técnica o econ3ica3ente, una ci3entacin 3>s con9encional 3ediante zapatas o losas. #as ci3entaciones pro/undas se e3plean general3ente cuando los estr estrat atos os de suel suelo o o de roca roca situ situad ados os in3e in3edi diat ata3 a3en ente te deba deba:o :o de la estructura no son capaces de soportar la carga. #os pilotes trans3iten al terreno las cargas ue reciben de la estructura 3ediante una co3binacin de roza3iento lateral 1 resistencia a la penetracin.
USO #os #os pilot pilotes es gene genera ral3 l3en ente te son son usad usados os para para sopo soport rtar ar carg cargas as 9ertic 9erticale aless 1 los pilote pilotess inclin inclinado adoss o cargad cargados os latera lateral3e l3ente nte,, ta3bié ta3bién n pueden soportar cargas horizontales, por e:e3plo, 3uelles, 3uros de retencin, puentes, entre otros.
2E0E34LI141ES #os pilote pilotess son 3ie3br 3ie3bros os estru estructu cturale raless de gran gran esbelt esbeltez, ez, con seccin trans9ersal circular o poligonal, ue penetran en suelos de ba:a capacidad portante a /in de trans3itir las cargas a ni9eles 3as pro/undos del subsuelo. #os pilotes pueden clasi/icarse de di/erentes /or3as, seg=nA
&l 3aterial ial usado #a /or3 /or3a a de e:ec e:ecuc uci in n 1 colo coloca caci cin n #a cap capacid acida ad res resiste istent nte e &l titipo de de tr traba:o. #a /or3 /or3a a de de su su sec secci cin n tran trans9 s9er ersa sal.l. #a al altura al alcanzada. &l per per/i /ill lo longit ngitu udin dinal. al.
Seg=n el 3aterial, los pilotes se pueden di9idir enA
"ilotes de Madera "ilote "ilotess de conc concret reto o CSin CSin ar3ar ar3ar,, ar3a ar3ados dos,, preten pretensa sados dosDD "ilotes de acero "ilotes Mi
Seg=n la /or3a de e:ecucin 1 colocacin, los pilotes pueden serA
"re/o re/or3 r3ad ado osA e 3ad 3adera, ra, acero cero o pre/ pre/a abric bricad ado os de conc oncreto reto ar3ado 1 pretensado. "ueden ser hincados, 9ibrados, roscados o
atornillados o colocados 3ediante gatos. Vacia ciados dos in situ situAA e conc oncreto reto ar3a ar3ado do o sin ar3a ar3arr. on tub tubos recuperables, con tubos perdidos, per/orados 1 e
5E0464S 7 1ES5E0464S 1E LOS 1I8E3E0ES IPOS 1E PILOES i9os de Pilotes 5enta:as 1esventa:as Pilotes de Madera
->ciles les de obtener en zonas boscosas. &con3 &con3ico icos. s. "osibi "osibilid lidad ad de aser aserra rarl rlos os cuan cuando do se alcanza el estrato resistente.
Pilotes de 4cero
->ciles de acortar 1 alarga alargarr soldan soldando do nue9o nue9oss tra3os. *esistentes a los golpes de 3artinetes. (ran capacidad de carga. (ran (ran dura durabi bililida dad. d. Buen Buena a capacidad portante. *esi *esist sten enci cia a a la acci accin n agresi9a de los suelos con substanci substancias as uí3icas. uí3icas. )o les a/ecta la /luctuacin del ni9el /re>tico.
Pre!a;ricados de concreto ar
Susc Suscep eptitibl bles es de ser ser atacados por 3icr 3icroo oorg rgan anis is3o 3oss 1 putre/acc putre/accin. in. ->ciles ->ciles de partir ba:o los golpes de 3artinetes. i/íciles de alargar. i/íci i/íciles les de proteg proteger er cont contra ra la corr corros osi in. n. "rec "recio io ele9 ele9ad ado. o. #as #as secc seccio ione ness I pued pueden en pandear &uipo hincado costoso. "oco resi resist sten ente tess para para el acarreo 1 3anipu 3anipulac lacin in.. )o se les puede alargar
Pilotes de concreto 9retensado
Pilotes vaciados in situ con tu;os recu9era;les o excavados = 9er!orados Pilotes vaciados con tu;os 9erdidos
->cil3 ->cil3ent ente e ecil 3ane:o 1 trasporte. Mu1 resistentes a la corrosin. Se pued pueden en const onstru ruir ir de cualuier di3ensin 1 a la pro/undidad deseada. Mu1 resist resistent entes. es. )o produc producen en grandes 9ibraciones en los edi/icios 9ecinos. e gran resistencia 1 dura durabi bililida dad. d. ->ci ->cile less de inspec inspeccio cionar nar.. Se pueden pueden acorta acortarr o alarga alargarr cuando cuando sea necesario.
osto ele9ado. *euieren e
#a capacidad resistente de un pilote, re/erida a las cargas ue sopo soport rta a co3o co3o 3ie3 3ie3br bro o estr estruc uctu tura ral,l, depe depend nde e de la cali calida dad d de los los 3ateriales usados, el tipo de solicitacin i3puesta 1 las di3ensiones de su seccin trans9ersal. o3o criterio general,, la siguiente tabla da los 9alores pro3edio de las cargas de ser9icio para algunos pilotes 1 su longitud usual. %I"$ & "I#$%&
Madera +cero seccin 4 +cero seccin tubular tubular "re/abricados de concreto ar3ado
+"+I+
#$)(I%' 'S'+#
"$*%+)%&
4 C3D
" CtD E a F0 E0 a G0 !0 a 00 0 a H0
2 a E H a F0 F0 a 0 E a 2E
Vaciados in situ Mi
F0 a G0 00 a E00 F00 a H00
20 a F0 F0 a E 0 a E0
&n todos los casos, 4 corresponde a la altura enterrada del pilote, en contac contacto to con el suel suelo. o.
#a siguie siguient nte e /igu /igura ra da alguno algunoss 9alo 9alore ress
pro3edios de la capacidad portante de los di/erentes tipos de pilotes
Seg=n la /or3a de traba:o, los pilotes se clasi/ican enA
%raba: aba:a ando ndo por por pu punta. nta. *esi *esist stie iend ndo o por por /ricc /ricci in n late latera ral.l. "or "or punt punta a 1 /ricc /ricci in n si3u si3ulta ltane neas as.. #os pilotes traba:an por punta cuando est>n ubicados en un estrato
poco poco apto apto para para resi resist stir ir carg cargas as,, pero pero su altu altura ra alca alcanz nza a un estr estrat ato o resistente, de 3odo ue su co3porta3iento es si3ilar al de una colu3na,
tran trans3 s3ititie iend ndo o las las carg cargas as de la supe supere rest stru ruct ctur ura, a, dire direct cta3 a3en ente te por por co3presin, al suelo /ir3e.
#os pilotes traba:an por /riccin cuando el suelo resistente se halla 3u1 pro/undo 1 el pilote debe /lotarK en un estrato de gran espesor con escasa capacidad portante, de 3odo ue las cargas trans3itidas por la estructura son soportadas principal3ente por /riccin lateral o adherencia entre el suelo 1 las caras del pilote en toda la altura del /uste C&sue3a bD. &n los suelos inter3edios, con una cierta capacidad portante, la resistencia total del pilote resulta la su3a de la resistencia por punta 1 por /riccin. Seg=n la seccin trans9ersal, los pilotes pueden serA Cuadrados
4uecos o 3acizos
Poligonales Circulares
&n I o 4 +lgunas secciones secciones típicas se 3uestran a continuacinA continuacinA
Seg=n el per/il longitudinal los pilotes pueden serA
e seccin uni/or3e %roncocnicos &scalonados e bulbo #os de seccin uni/or3e son los 3as co3unes. #os troncocnicos
per3iten un />cil hincado pero tienen la tendencia a hundirse con el paso del tie3po, debido a su /or3a de cu@a. Son pilotes ue traba:an por /riccin. #os pilotes escalonados, escalonados, lla3ados lla3ados ta3bién telescpicos, pueden constr construirs uirse e por tra3os, tra3os, para una 3as />cil e:ecuc e:ecucin in.. "or ulti3o, ulti3o, los pilotes de bulbo son los ue presentan un ensancha3iento en la base, ue 3e:ora notable3ente su resistencia por punta.
Si bien los pilotes son piezas 3u1 esbeltas, ue alcalzan grandes alturas, en general no pandean sal9o casos e
ue el soporta lateral ue brinda el terreno es tan e/ecti9o, ue los pilotes en todo 3o3ento 3antienen su estabilidad 1 alinea3iento del /uste ba:o las cargas de ser9icio, por lo cual se dise@an co3o colu3nas cortas, sin to3ar en cuenta el e/ecto ue la esbeltez e:erce sobre su capacidad resistente.
PILOES 1E M41E34 &l uso de los pilotes de 3adera co3o estructura portante, se re3onta a la prehistoria, cuando los pri3iti9os poblados asentaban sobre ellos sus precarias construcciones lacustres. &n los lagos suizos, por e:e3plo, se han encontrado nu3erosas huellas de antiguos pala/itos ue datan de 3uchos siglos antes de risto, aso3brosa3ente conser9ados 1 con algunos de sus pilotes aun en aceptables condiciones de ser9icio. +si3is3o, en el lago de Bolsena, a 00 ;3 de *o3a, Italia, se sondearon las pro/undidades para seguir la huella de un asenta3iento de pala/itos de la edad de hierro, ue /ue abandonado luego de un 9iolento terre3oto, detectado por el gran nu3ero de ob:etos hallados en el lugar. #os pilotes petri/icados de 3adera 3uestran su parte e
#os pilotes de 3adera se obtienen de los rollizos , troncos cortados 1 desbrozados, recubiertos de corteza, la cual luego debe des9astarse, pues no o/rece resistencia. Solo la parte de la albura 1 el dura3en son aptos para los /ines estructurales.
#os pilotes se obtienen de arboles de E a 203 de altura. &n algunos casos alcanzan los F03 1 e3etro 3íni3o es de F0c3, pudiendo alcanzar los EEc3. 'na regla e3pí e3píric rica a para para dete deter3 r3in inar ar el di>3 di>3et etro ro adec adecua uado do para para un pilo pilote te de 3adera es el siguienteA 0,E 3 N 0,02 # Siendo # la altura del pilote en 3. Se debe cu3plir ade3>sA O #LF0 en suelos resistentes. O #L0 en suelos blandos.
&ntre &ntre las las 3ade 3adera rass 3as 3as usad usadas as para para pilo pilote tess est> est>n n el ol3o, ol3o, la encina, el abeto, el pino, el oli9o, la ha1a 1 el aliso. #as 3aderas de clasi/ican enA Maderas
-
Mu1 uras uras Se3iduras Blandas
&ntre las 3aderas 3u1 duras esta el b>lsa3o, el cipres, el ebano, el roble, la 3ora 1 el oli9oP entre las duras el pardillo, el nogal, el casta@o 1 el ol3o. o3o 3aderas se3iduras se pueden citar el apa3ate, la caoba 1 el sa3an 1 co3o 3aderas blandas, el cedro, el balso, el abeto 1 algunos pinos. #a resistencia de la 3adera depende de la cantidad de lignina ue contenga, del tipo de solicitacin de soporte 1 del angulo de incidencia de las las carg cargas as con la dir direcci eccin n de las las /ib /ibras. ras. #as 3e:o 3e:ore ress 3ade 3adera rass estructurales son las de 9etas paralelas al /uste, sin nudos saltadizos, ni grietas peri/éricas o de corazn, u otras ano3alías 1 de/ectos
C4US4S 1EL 1EE3IO3O E0 L4 M41E34 #a 3adera ue se usa para los pilotes debe ser /uerte 1 resinosa, asi co3o in3une a los ataues de los 3icroorganis3os ue la deterioran 1 soca9an o a los agentes destructores ue propician su pudricin. 'na de las peores causas de deterioro en la 3adera son los sucesi9os ciclos de hu3ectacin 1 secado ue deben de soportar los pilotes, debido a la /luctuacin del ni9el /re>tico en el subsuelo. &ste e/ecto acorta considerable3ente la 9ida =til del pilote 1 propicia la pronta desintegracin de la 3adera. "or otra parte, en el caso de los pilotes sie3pre enterrados en suelos no inundables o continua3ente ba:o el ni9el de las aguas, pueden su/rir deterioro por la presencia deA
rust>ceos Moluscos "ar>sitos Sapro/itos Insectos 4ongos +gentes u uí3icos -$*M+S & "*$%&I$) & #$S "I#$%&S & M+&*+ B>sica3ente la proteccin de los pilotes de 3adera se logra de dos
/or3as di/erentesA
Medi Median ante te recu recubr bri3 i3ie ient ntos os 3et> 3et>lilico coss I3preg I3pregna nando ndo la 3ade 3adera ra con con subs substan tancia ciass antis antisépt éptica icass &l uso de las planchas de acero, zinc o cobre para recubrir el /uste
del pilote, 1 aseguradas con cla9os de cobre, per3ite otorgar una cierta proteccin a la 3adera, si bien su e/ecto es de corta duracin. Mas e/ecti9a es la proteccin uí3ica ue se obtiene 3ediante trata3ientos con substancias antisépticas, tales co3o el aceite pesado de brea o aluitr>n, la creosota, el cloruro de zinc 1 el sul/ato de cobre. &l proceso se lle9a a cabo por si3ple in3ersin en caliente o /rio, o por la i3pregnacin 3ec>nica en grandes cilindros a presin, con altas te3peraturas. &l uso de la creosota, por e:e3plo, prolonga de E a 20 a@os la 9ida =til de los pilotes, e9itando su putre/accin. (eneral3ente se e3plean de 200 a 00 gra3os de creosota por 3F de 3adera. $tra /or3a de proteccin de los pilotes de 3adera en suelos con ni9el /re>tico, es la de construirlos 3itico oscila. Se con:uga de esta 3anera la 9enta:a econ3ica del ba:o costo de los pilotes de 3adera, con la durabilidad del concreto.
P43ES 1E U0 PILOE 1E M41E34 #as partes constituti9as de un pilote de 3adera sonA la cabeza, el /uste 1 la punta.
&n la cabeza o parte superior del pilote, se debe colocar un zuncho 3eta 3etalic lico, o, ue ue i3pi i3pide de ue ue los los golp golpes es suce sucesi si9o 9oss del del 3azo 3azo ue ue hace hace penetrar el pilote por percusin deterioren las /ibras 1 astillen la 3adera. uando el /uste es rugoso, se 3e:ora la adherencia con el suelo ue rodea el pilote. "or el contrario, cuando se desea aislar el /uste del suelo, por e:e3plo en el caso de arcillas e
&n el e
C4E2O3I4S 1E LOS PILOES 1E M41E34 ategoría ategoría +A +A pilotes de 3adera 3adera tratada, tratada, de gran longitud longitud 1 di>3etro di>3etro
•
•
0 a EE c3. Se usan para ci3entaciones i3portantes. ateg ategorí oría a BA "ilote "ilotess de 3adera 3adera tratad tratada, a, de longit longitud ud inter3 inter3edi edia a 1
•
di>3etro e F0 a FE c3. "ara obras usuales. ateg ategorí oría a A "ilote "ilotess de 3adera 3adera sin tratar tratar,, de li3ita li3itada da longit longitud, ud, 1 di> di>3etr 3etro o 20 a 2E c3, para para obra bras de poca oca en9 en9erga ergad dura 1 pro9isorias. "I#$%&S & $)*&%$ &n la actualidad son los pilotes de 3a1or di/usin, 1 se los puede
clasi/icar en dos grandes gruposA
"ilot ilotes es pre/ pre/a abric brica ados dos. "ilo "ilote tess 9aci 9aciad ados os en obra obra.. #os #os pilot pilotes es pre/ pre/ab abri rica cado doss son son cons constr trui uido doss en el talle tallerr 1 lueg luego o
transportados a la obra, donde se colocan 3ediante hincado, roscado, o a presi presin n con con gatos, gatos, seg=n seg=n la técnic técnica a usada. usada. #os pilote pilotess 9aciad 9aciados os se constru1en in situ aplicando di/erentes 3étodos, tales co3o el hincado de tubos o ca3isas 3etalicas, dentro de las cuales se e
$tro tipo de pilotes 9aciados en obra son los e
Los !actores >ue in!lu=en en la elección de un deter
gru9o de 9ilotes #as car caract acterí erísti sticas cas de los est estrat ratos os de dell subs subsuel uelo o #a lo long ngititud ud ne nece cesa sari ria a del del pilo pilote te #a to topo pogr gra/ a/ía ía de dell lug lugar ar de tr trab aba: a:o o #a /ac /acililid idad ad de de inst instal alac aci in n de la la 3au 3auin inar aria ia &l da@o da@o ue ue se pue puede de ocasi ocasiona onarr a las con constr strucc uccion iones es 9eci 9ecinas nas #a pr pres esen enci cia a del del ni ni9e 9ell /re> /re>titico co #ass cara #a caract cter erís ístitica cass de la la supe supere rest stru ruct ctur ura a &l costo costo de de /abric /abricac acin in,, transp transport orte e 1 coloc colocaci acin n de los los pilot pilotes es &l >n >ngu gulo lo de in incl clin inac aci in n nec neces esar ario io #a pres presenc encia ia de subs substan tancia ciass uí3ic uí3icas as agres agresi9a i9ass en el el suelo suelo #a e
"I#$%&S "*&-+B*I+$S & $)*&%$ +*M+$ #os pilotes pre/abricados /uera de la obra 1 luego transportados al sitio 1 colocados en el lugar, son los de uso 3as di/undido. &ntre las 9enta:as ue poseen est>nA aD Su duracin duracin es pr>ctica3 pr>ctica3ente ente ili3itada ili3itada 1 no les a/ecta a/ecta la presencia presencia del del ni9el /re>tico. bD "u "ued eden en co cons nstr trui uirs rse e de la lass di di3e 3ens nsio ione ness de dese sead adas as 1 ad adap apta tarr la ar3adura resistente para soportar la /le
ancla:es de obras terrestres o 3aríti3as, con la reuerida inclinacin dD "ued "ueden en hincarse hincarse en suelos suelos /ir3es /ir3es 1 co3pact co3pactos os sin peligro peligro de rotura. rotura. #os pilotes pre/abricados presentan por lo general una seccin trans9ersal cuadrada o poligonal, si bien en ciertas ocasiones pueden ser circulares o en /or3a de anillo. &stos =lti3os se constru1en con la técnica del centri/ugado 1 presentan la 9enta:a de una />cil inspeccin 1 3enor peso propio, con gran 3o3ento de inercia. Su di>3etro puede alcanzar a ,E 3 1 soportan hasta F00 tn con una longitud de !03. #os pilotes de concreto se ar3an de /or3a si3ilar a las colu3nas 1 deben deben cu3pli cu3plirr con di9ers di9ersas as e
uando la punta tiene /or3a de cu@a para penetrar 3e:or en el suelo, debe protegerse con un azuche de acero, con /or3as 9ariadas.
?I0C4 1E PILOES "ara hincar pilotes en el suelo, se utiliza un euipo de gruas 1 3arti 3artine nete tess ue ue cons consis iste te b>si b>sica ca3e 3ent nte e en un 3azo 3azo ues ues e de:a de:a caer caer repentina3ente sobre la cabeza del pilote hasta ue este penetre a la pro/undidad deseada. &l pilote se coloca entre las guias, deba:o del 3artillo 1 su cabeza se protege con un so3brerete o cabezote de 3adera dura o concreto resistente, para e9itar ue el e
PILOES 3OSC41OS% MEO1O 23IM4U1 23IM 4U1 #os pilotes roscados son de /uste circular u octogonal, pero en la punta presentan un per/il de rosca de acero, en /or3a de espiral plana de doble /ilete, ue per3ite barrenar el terreno hasta la pro/undidad deseada. &n la punta de la rosca se re/uerza con un azuche de /undicin o de acero, para su 3e:or penetracin en suelos resistentes. #as 9enta:as ue presentan los pilotes roscados con respecto con los hincados son los siguientesA
#a 3au 3auin inar aria ia nece necesa saria ria para para la pues puesta ta en obra obra es si3p si3ple le 1 de />cil />cil
transporte #a insta instala laci cin n de los pilo pilote tess es r>pida r>pida 1 segur segura, a, ade3> ade3>ss se puede pueden n
colocar por tra3os cortos o do9elas sucesi9a3ente articuladas. &9itan &9i tan los los ruido ruidoss 3olest 3olestos os 1 las 9ibr 9ibraci acione oness en los edi/ edi/ici icios os 9ecin 9ecinos, os,
ocasionados por la hinca. "ueden "ue den dese desenro nrosca scarse rse />cil />cil3en 3ente te 1 reutiliz reutilizars arse e en caso caso necesa necesario rio
PILOES COLOC41OS ME1I40E ME1I 40E 24OS 24OS ?I134ULICOS% ?I13 4ULICOS% SISEM4 ME24 "er3ite instalar pilotes pre/abricados por tra3os cortos, utilizando gatos hidr>ulicos, &l 3étodo consiste en ir hundiendo, uno por 9ez, los ele3entos del pilo ilote, ue se 9an enca:an :ando unos con otros,
suce sucesi si9a 9a3e 3ent nte, e, supe superp rpon onié iénd ndos ose e hast hasta a la pro/ pro/un undi dida dad d nece necesa sari ria. a.
PILOES P3EE0S41OS #a seccin trans9ersal de los pilotes pretensados puede ser 3aciza o hueca. (eneral3ente los de seccin 3aciza son pretensados, 1 los anulares, anulares, postensad postensados, os, /or3ados /or3ados por do9elas do9elas anulares anulares de unos E 3 de largo, ue se 9an acoplando hasta alcanzar la longitud necesaria. &l ensa3bla:e se co3pleta pasando los cables ue se postensan, a tra9és de conductos longitudinales especial3ente preparados antes del 9aciado. &l n=3ero de cables a utilizar depende de las di3ensiones del pilote.
#as 9enta:as ue presentan los pilotes pretensados en relacin a los pre/abricados son las siguientesA • •
Me:or co3porta3iento durante el acarreo 1 transporte Ma11or ec Ma econ ono3 o3ía ía en pe peso so al re resu sultltar ar se secc ccio ione ness 3a 3ass
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delgadas Mas resistencia la hincado, pues el concreto no se /isura. Ma1or 3o3ento de inercia, pues la seccin traba:a en su
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totalidad, inclu1endo el recubri3iento &
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&speciales para traba:os en el 3ar, tales co3o escolleras, plata/or3as 3arinas, puertos.
PILOES 1E CO0C3EO 54CI41O E0 O#34@ CO0 U#O 3ECUPE34#LE &sta clasi/icacin conte3pla todos los tipos de pilotes de concreto 9aci 9aciad ados os dent dentro ro de un tubo tubo /or3 /or3a a o ca3is ca3isa a 3et>l 3et>lic ica, a, ue ue se hace hace penetrar en el terreno por percusin, 1 luego se 9a e
"ilotes Si3ple<
•
"ilotes &
•
"ilotes Vibro
•
"ilotes -ranTi
"I#$%&S & $)*&%$ V+I+$S &) +MIS+S )$ *&'"&*+B#&S &stos pilotes consisten basica3ente en colocar en el terreno, en /or3a per3anente, un tubo de pared delgada ondulada 1 re/orzada, de /or3a cilíndrica o troncocnica, troncocnica, 1 luego llenarlo de de concreto ar3ado o sin sin ar3ar ar3ar.. Son espec especial iales es para para co3pa co3pacta ctarr terren terrenos os granul granulare aress suelto sueltos, s, resistiendo por /riccin lateral. (eneral3ente el tubo ue sir9e de 3olde no cu3ple /unciones estructurales o resistentes, sino ue e9ita ue el suelo esté en contacto irecto con el concreto del pilote. 'sual3ente, con el paso del tie3po, esta delgada ca3isa 3et>lica se o
• • •
"ilotes *a13ond &scalonados )or3ales
"ilotes "unta de Botn "ilotes obi "ilotes 'rilon Monotube
%odos odos ellos tienen características co3unes co3unes 1 no se re/uerzan, con e de3>s, s, pued pueden en Insp Inspec ecci cion onar arse se c3o c3oda da3e 3ent nte e con con a1ud a1uda a de un espe espe:o :o.. ebe eben n ser ser llenados in3ediata3ente luego de colocados, cuando se retira el 3andril o n=cleo central ue se inserta dentro del tubo para 3antener su /or3a durante la puesta en obra, pues si no, la presin lateral del suelo puede de/or3 de/or3ar ar o aboll abollar ar el tubo tubo delgad delgado, o, obstru obstru1é 1éndo ndolo, lo, espec especial ial3en 3ente te en suelos arenosos densos. Se utilizan estos pilotes con pre/erencia en el caso de suelos con agua subterr>nea, o suelos agresi9os, para e9itar ue las substancias corr corros osi9 i9as as entr entren en en cont contac acto to con con el conc concre reto to /res /resco co.. Su cost costo o gene genera ral3 l3en ente te es 3>s 3>s ele9 ele9ad ado o ue ue el de los los pilo pilote tess con con ca3i ca3isa sa recuperable.
PILOES PE38O341OS 7 54CI41OS E0 O#34 + di/erencia de los pilotes pre/abricados 1 luego hincados o roscados en el terreno, los pilotes per/orados son los ue se constru1en horadando el suelo con sondas o barrenos, enica3ente por percusin hasta ue /ragua 1 endurece. &
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"ilotes Strauss
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"ilotes Uol/sholz
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"ilotes *odio
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"ilotes +ugercast +ugercast
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"ilotes S+$"
PIL4S 7 PILOES EAC4541OS #as pilas son /undaciones pro/undas de gran capacidad de carga, ue se di/erencian de los pilotes en sus di3ensiones. #as pilas tienen usual3ente seccin trans9ersal circular u oblonga co3o 3uestra la /igura 2.2E 1 por lo general lle9an ar3adura longitudinal 1 trans9ersal. Su di>3etro 9aría entre 0,H 1 2,2 3. #as características de las pilas 1 sus 9enta:as se enu3eran a continuacinA . "u "ued eden en resist resistir ir ca carg rgas as a< a
/re>tico F. Sopo Soportan rtan cargas cargas horizonta horizontales les e inclinadas inclinadas,, con buena buena resistencia resistencia a /lec >ctic tica3 a3en ente te ilili3 i3ititad ado, o, au aun n en 3e 3edi dios os agresi9os, tal co3o ocurre con las construcciones costeras, o en pilas de puentes sobre ríos. !. %rans/ieren las cargas a estratos pro/undos, lo cual es especial3ente 9enta:oso cuando e
#as pilas, en /or3a si3ilar a los pilotes, pueden ser endose su resistencia por por /ric /ricci ci!n !n late latera ral.l. "ero "ero cuan cuando do el suel suelo o es ho3o ho3ogé géne neo o de gran gran pro/undidad, la resistencia a /ricci!n alcanza 3agnitudes i3portantes.
ebi ebido do a sus sus gran grande dess di3e di3ens nsio ione nes, s, las las pila pilass suel suelen en su/r su/rir ir asenta3ientos, los cuales suelen controlar el dise@o. "ara construir las pilas e
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Método en seco Método con ca3isa
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Método del lodo natural o bentonitico
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PILOES ME4LICOS #os #os per/ per/ililes es estr estruc uctu tura rale less de acer acero, o, así así co3o co3o las las secc seccio ione ness tubulares, son co3=n3ente usados co3o pilotes. Se pre/ieren en general las secciones 4 re/orzadas, por ser las ue soportan 3e:or las grandes presiones ue le i3pone la superestructura. #os pilotes 3et>licos tienen secc secci in n tran trans9 s9er ersa sall redu reduci cida da,, por por lo cual cual al pene penetra trarr en el terre terreno no,, desplazan slo li3itados 9ol=3enes de suelo. +de3>s, son capaces de atra9esar estratos duros con gran /acilidad, así co3o ro3per las piedras de boleo ue encuentran en su ca3ino, o per/orar troncos o raíces de arboles enterrados. #os pilotes 3et>licos traba:an bien por punta, co3o colu3nas, 1 se pued pueden en cort cortar ar o e3pa e3pal3 l3ar ar />ci />cil3 l3en ente te.. uan uando do los los pilo pilote tess son son 3u1 esbeltos 1 descansan en suelos rocosos, se suele re/orzar su punta con planchas de acero, para e9itar el pandeo local. &stos pilotes ta3bién son aptos para resistir solicitaciones en /lerea de contacto con el suelo de /undacin, se produce una i3portante /riccin a lo largo de su /uste, ue incre3enta la capacidad portante del pilote.
&l esue3a aD de la /igura corresponde al e3pal3e soldado de dos per/iles I 3ediante dos canales, 1 el esue3a bD a una unin e3pernada, con plancha de base. &stas uniones son si3ilares a las usadas en colu3nas 3et>licas. #os esue3as cD 1 dD 3uestran secciones tubulares,
donde el e3pal3e se realiza 3ediante un anillo 3et>lico ue se suelda en a3bos elicos tubulares se e3plean general3ente en obras 3aríti3as 1 se 9an soldando a tope o 3ediante anillos, a 3edida ue penetran en el suelo. Su di>3etro 9aría entre 20 1 00 c3. "ueden "ueden tener así 3is3o /or3a /or3a troncocnica troncocnica,, con su es co3unes los cilíndricos con el elicos con disco in/erior, el cual est> re/orzado con ner9ios para au3entar su >rea de base. &stos pilotes de disco son indicados para suelos granulares. #os #os pilo pilote tess 3et> 3et>lilico coss se pued pueden en colo coloca carr seg= seg=n n dos dos técn técnic icas as di/erentesA • •
"ilotes hincados "ilotes roscados
#a hinca de estos pilotes es si3ilar a la usada en los de concreto ar3ado. "ara e9itar el deterioro 1 ca3bio de /or3a de la cabeza del pilote, se lo recubre con un cabezote o so3brerete adecuado, donde golpea la 3aza del 3artinete, 1 a3ortigua el i3pacto por percusion. #os pilotes roscados son los ue se colocan preci>ndolos con un 3o9i3iento circular 1 penetran atornill>ndose en el suelo con su punta pro9ista de un
tornillo de +ruí3edes, +ruí3edes, el cual a su su 9ez incre3enta el >rea portante. portante. &n suelos blandos, se utilizan roscas con cuerpo cilíndrico 1 hélices 3u1 salientes, 3ientras ue en suelos resistentes, co3o las arenas 1 gra9as, es 3>s usual el e3pleo de roscas con cuerpo cnico 1 hélices poco salientes.
L4 CO33OSIO0 1E LOS PILOES ME4LICOS uando los pilotes 3et>licos se colocan en suelos no agresi9os, la corrosin ue su/re el acero no resulta crítica, por lo cual es su/iciente pre9er un 3argen de ,E a 2,E 33 de espesor adicional de la seccin trans9ersal, 1a ue la dura película de lticas ue aíslan el 3etal del contacto directo con el suelo. "ero si los pilotes 3et>licos est>n en agua de 3ar, o en suelos /uerte3ente >cidos con 3aterias org>nicas en desco3posicin, la accin dest destru ruct cti9 i9a a es 3uch 3ucho o 3>s 3>s dr>s dr>stic tica a 1 se debe deben n to3a to3arr prec precau auci cion ones es especiales, tales co3o ahogar los pilotes en concreto, /or3ando pilotes co3binados o re9estirlos de pinturas adecuadas. Buenos resultados ha dado asi3is3o el e3pleo de deter3inadas aleaciones del acero, la 3e:or de las duales ha resultado el acero c=prico.
PILOES MIAOS O COM#I041OS *esultan de la co3binacin de dos 3ateriales, tales co3o acero 1 concreto, o la 3adera 1 el concreto. &l és, a3bas partes del pilote deben hallarse per/ecta3ente alineadas, con sus e:es coincidentes sobre
la 3is3 3is3a a 9ert 9ertic ical al,, de 3odo 3odo ue ue el golp golpe e de la hinc hinca a no prod produz uzca ca desliza3ientos de sus partes. &ntre &ntre los los pilo pilote tess 3i
P3UE#4S 1E C4324 E0 PILOES Se lle9ar> registro por lo 3enos de los datos siguientesA aD bD cD dD
ondicion ondiciones es del del subsuelo subsuelo en en el lugar lugar de la pruebaP pruebaP escripci escripcin n del pilote o pila 1 datos datos obtenidos obtenidos durante durante la instalacinP instalacinP escripci escripcin n del siste3a siste3a de carga 1 del del 3étodo 3étodo de prueba pruebaPP %abla de cargas cargas 1 de/or3acione de/or3acioness durante durante las etapas etapas de carga 1
descarga del pilote o pilaP eD *epresenta *epresentacin cin gr>/ica gr>/ica de la cur9a asenta3 asenta3iento ientosX sX tie3po tie3po para cada incre3ento de carga. /D $bser9acion $bser9aciones es e inciden incidentes tes durant durante e la instalac instalacin in del del pilote pilote o pila pila 1 la prueba. &n la 3a1oría de los grandes pro1ectos, un n=3ero especí/ico de pruebas de carga debe lle9arse a cabo sobre pilotes. #a razn principal es la /alta de con/iabilidad en los 3étodos de prediccin. #a capacidad de
carga 9ertical 1 lateral de un pilote debe probarse en el ca3po. Se realiza un diagra3a esue3>tico del arreglo de un ensa1e de carga en pilotes para probar la co3presin aulico. argas por etapas se aplican al pilote 1 se per3ite ue pase su/iciente tie3po después de cada aplicacin de 3ane 3anerra ue ue ocu ocurra rra una una pe peue@ ue@a canti antida dad d de asen asenta ta3i 3ien ento to.. &l asenta3iento de los pilotes se 3ide por 3edio de de/or3í3etros. #a cantidad de carga por aplicar en cada etapa 9ariar>, dependiendo de los regla3 regla3ent entos os locale localess de const construc rucci cin. n. #a 3a1orí 3a1oría a de los regla3 regla3ent entos os reuieren ue cada etapa de carga sea apro
&sos 9alores de se indican en una gr>/ica contra el asenta3iento neto correspondiente Sneto. #a carga =lti3a del pilote se deter3ina con esta gr>/ica. &l asenta3iento del pilote crece con la carga hasta cierto punto, 3>s all> del cual la cur9a cargaasenta3iento se 9uel9e 9ertical. #a carga correspondiente al punto en ue la cur9a 9ersus Sneto se 9uel9e 9ertical es la carga =lti3a, , del piloteP ésta se 3uestra por la cur9a en la /igura G.2c. &n 3uchos casos, la =lti3a etapa de la cur9a carga asenta3iento es casi lineal, 3ostrando un grado a3plio de asenta3iento
para un peue@o incre3ento de cargaP co3o se 3uestra por la cur9a 2 en la /igura G.2c. #a carga =lti3a, para tal caso se deter3ina del punto de la cur9a 9ersu Sneto donde e3pieza esta porcin lineal e3pinada. &l procedi3iento de prueba de carga antes descrito reuiere la aplicacin de cargas por etapas sobre los pilotes así co3o la 3edicin del asenta3iento 1 se lla3a ensa1o de carga controlada. $tra técnica usada para una prueba de carga en pilotes es la de tasa de penetracin a 9elocidad constante. &n ésta, la carga sobre el pilote es continua3ente incre3entada para 3antener una 9elocidad constante de penetracin, ue 9aría de 0.0 a 0. puIgL33 C0.2E a 2.E 33L33D. &sta prueba da una gr>/ gr>/ic ica a carg carga aas asen enta ta3i 3ien ento to si3i si3ila larr a la obte obteni nida da con con la de carg carga a controlada. $tro tipo de prueba es la carga cíclica, en la ue una carga incre3ental es repetida3ente aplicada 1 retirada. #as #as prue prueba bass de carg carga a sobr sobre e pilo pilote tess e3po e3potr trad ados os en aren arena a se cond conduc ucen en in3e in3edi diat ata3 a3en ente te desp despué uéss ue ue se hinc hincan an los los pilo pilote tes. s. Sin Sin e3bargo, cuando est>n e3potrados en arcilla, debe tenerse cuidado al decidir el lapso de tie3po entre el hincado 1 el principio de la prueba de carga. uando los pilotes se hincan en arcilla blanda, una cierta zona alrededor de la arcilla se re3oldea 1Lo se co3pri3e, co3o 3uestra la /igura G.2E, lo ue conduce a una reduccin de la resistencia cortante, c no drenada C/igura G.2!D. on el tie3po, la pérdida de la resistencia cortante no drenada es parcial o total3ente recuperada. &ste lapso 9aría de entre F0 a !0 días. #a /igura G.2W 3uestra la 3agnitud de la 9ariacin de s con el tie3po para un pilote hincado en arcilla blanda basada en los resultados reportados por %erzaghi 1 "ecT CG!WD. &s notorio en esta /igura ue s se incre3enta apro
de
cerca
de
2E
días.
-I(' -I('* *+ G.2 .2
a.
iagra3a esue3>tico esue3>tico del arreglo de una prueba de carga de un piloteP b. gr>/ic gr>/ica a de carga carga contra contra asenta3 asenta3ien iento to totalP totalP CcD gr>/ica gr>/ica de carga carga contra contra asenta3iento neto
-I('*+ G.2E 6ona re3oldeada 1Lo co3pactada alrededor de un pilote hincado en arcilla blanda.
-I('*+ G.2! G.2! Variacin Variacin de la resistencia cortante CcuD no drenada con el tie3po alrededor de un pilote hincado en arcilla blanda.
-I('*+ G.2W Variacin de s con el tie3po para un pilote hincado en arcilla blanda
E8ECOS 1EL PILOE E0 EL SUELO #a /or3a de distribucin del es/uerzo, el asenta3iento 1 capacidad 3>3etro , es una discontinuidad en la 3asa de suelo, ue ree3plaza el suelo, seg=n sea instalado por e
es/uerzo rzoP
el
suelo puede
ser
co3pri3ido
hacia
adentro,
deso desorg rgan aniz iz>n >ndo dose se la estr estruc uctu tura ra de las las arci arcillllas as 1 redu reduci cién éndo dose se la co3pacidad de las arenas. +l /orzar un pilote dentro del agu:ero o al colocar concreto /resco, puede ue se /uerce parcial3ente el suelo hacia a/uera, origin>ndose 3as alteracin. #a hinca del pilote origina aun 3a1or alteracin. #a punta del pilote act=a co3o un peue@o ci3iento con un cono de suelo ue se /or3a deba:o de ella ue per/ora hacia aba:o /orzando al suelo hacia los lados en sucesi9as /allas de capacidad de carga. +lrededor del pilote se /or3a una zona de alteracin o suelo rea3asado ue tiene un ancho de a 2.
Si la hinca 9a aco3pa@ada por el chorro de agua o la per/oracin de un peue@o agu:ero, la zona de alteracin es 3enor. ent de la zona de alte altera raci cin n se redu reduce ce la resi resist sten enci cia a de cohe cohesi sin n de las las arci arcillllas as saturadas 1 de los suelos ce3entados. &n la 3a1oría de los suelos no cohesi9os se au3enta la co3pacidad 1 el >ngulo de /riccin interna, sin e3bargo, en un suelo 3u1 co3pacto pudiera haber una reduccin en la co3pacidad en la zona in3ediata al pilote, debido al es/uerzo cortante 1 a una ligera reduccin local del >ngulo de /riccin /ri ccin interna. &l desplaza desplaza3ient 3iento o producido producido por la hinca hinca de los pilotes pilotes tiene dos e/ectos. "ri3ero, se produce un le9anta3iento del terreno en los suelos de arcilla saturada 1 en los no cohesi9os co3pactos. &l le9anta3iento del terre terreno no algu alguna nass 9ece 9ecess e3pu e3pu:a :a late latera ral3 l3en ente te F0 o !0 c3s c3s los los pilo pilote tess hincados pre9ia3ente o le9anta la super/icie del terreno una cantidad eui9alente al 9olu3en de suelo desplazado. Segundo, se establece una /uerte presin lateral en el suelo. #os li3itados datos disponibles indican ue la presin lateral total, en arcilla saturada, puede ser tanto co3o dos 9eces la presin 9ertical total de la sobrecarga de tierra 1 en las arenas la pres presi in n late latera rall e/ec e/ecti9 ti9a a pued puede e ser ser desd desde e la 3ita 3itad d a cuat cuatro ro 9ece 9ecess el es/uer es/uerzo zo 9ertic 9ertical al e/ecti e/ecti9o. 9o. &n las arcilla arcillass satura saturada dass ha1 indica indicacio ciones nes indirectas de presiones aun 3a1ores, co3o son el colapso de ataguías 1 el aplasta3iento de pilotes de tubo abierto de paredes delgadas o de ca3isas de acero 1 el e3pu:e ue reciben las estructuras situadas cerca de los pilotes ue se est>n hincando. &l aplasta3i aplasta3iento ento de un pilote pilote tubular, tubular, ocurri ocurri en un grupo de F! pilotes espaciados a 0.G 3, hincados en arcilla, en una construccin, ro3pi los ci3ientos por super/icie 1 le9anto W.E c3, un 3uro de un edi/icio contiguo. &n las arcillas saturadas el au3ento de presin es, en su 3a1or parte arte,, es/u es/uer erzzo neu neutro tro, ue con con el tie tie3po 3po se disip isipa a en el suelo uelo
circundante, lo ue hace ue la presin lateral caiga hacia su 9alor orig origin inal al,, algo algo 3eno 3enorr ue ue la pres presi in n de la sobr sobrec ecar arga ga de tier tierra ra.. #a reduccin del es/uerzo neutro en la arcilla esta aco3pa@ada por una recuperacin de la resistencia, ue en algunos casos e
340S8E3E0CI4 1E L4 C4324 1EL PILOE &l pilote trans/iere trans/iere la carga carga al suelo de dos 3aneras. 3aneras. "ri3ero, "ri3ero, por la punta, en co3presin, ue se lla3a resistencia por la punta, 1 segundo, por por es/u es/uer erzo zo cort cortan ante te a lo larg largo o de su supe super/ r/ic icie ie late latera ral,l, lla3 lla3ad ado o co3= co3=n3 n3en ente te /ric /ricci cin n late latera rall Caun Caunu ue e una una 9erd 9erdad ader era a /ricc /ricci in n no se desarrolla desarrolla en todos todos los casosD. #os pilotes pilotes hincados a tra9és tra9és de estratos estratos débiles hasta ue su punta descanse en un estrato duro, trans/ieren la 3a1or parte de su carga por la punta 1 algunas 9eces se les lla3a pilotes resistentes por la punta. &n suelos ho3ogéneos los pilotes trans/ieren la 3a1or parte de su carga por /riccin lateral 1 se les lla3a pilotes de /ric /ricci cin n o pilo pilote tess /lot /lotan ante tesP sP sin sin e3ba e3barg rgo, o, la 3a1orí 3a1oría a de los los pilo pilote tess desarrollan a3bas resistencias.
C4MPO 1E ES8UE3BOS 4L3E1E1O3 4L3E1E1O3 1EL PILOE% #a zona de es/uerzo inicial alrededor de un pilote ue se coloue per/orando el suelo o por 3edio de chi/ln de agua, esta probable3ente 3u1 cerca del estado de reposoP lo cual depende de la reduccin del es/uerzo ue aco3pa@e a la co3presin del suelo hacia el agu:ero 1 del au3e au3ent nto o del del 3is3 3is3o o prod produc ucid ido o por por el desp desplaz laza3 a3ie ient nto o del del suel suelo o al colocarse el pilote. +l cargarse al pilote el ca3po de es/uerzos ca3bia, porue la carga del pilote se trans/iere al suelo. &l an>lisis de los es/uerzos producidos por una carga 9ertical ue se ha introducido por deba:o de la super/icie de un slido el>stico, istopo 1 se3i/i se3i/init nito, o, /ue desar desarrol rollad lado o por Mindli Mindlin. n. &s an>log an>logo o el an>lis an>lisis is de Bouss Boussine ines s para para carga cargass en la super super/ic /icie. ie. &l incre3 incre3ent ento o de es/uer es/uerzo zo 9ertical, , producido por una carga a la pro/undidad #, ue es la longitud del pilote, esta dado por la eloga3ente in/luidos por el es/uerzo 9ertical trans/erido al suelo por el pilote. "or arriba del punto de carga el es/uerzo radial se reduce 1 por deba:o se au3enta. &l e/ecto co3binado de la resistencia por la punta 1 la /riccin lateral en la zona de es/uerzo, depende de sus 3agnitudes relati9as co3o ta3bién de la distribucin lateral a lo largo del pilote.
el li3itado nu3ero de obser9aciones ue se han hecho de pilotes en 3ateriales ho3ogéneos se deduce ue, para longitudes de pilotes ue e3etros, la resistencia por la punta esta entre un cuarto 1 un tercio de la totalP para pilotes 3as cortos la parte de la resistencia total ue to3a la punta au3enta en proporcin a la relacin L#. Si el suelo o la roca en la punta del pilote es 3>s 3 >s rígido ue a lo largo del /uste, la resistencia por la punta ser> 3a1or. + 3edida ue la carga se acerca a la de /alla la proporcin de la carga ue se trans/iere a la punta depende de la resistencia 3>
ES8UE3BOS E0 L4 BO04 4174CE0E 4L PILOE &l es/uerzo 9ertical en la zona in3ediata3ente ad1acente a un pilote con per/oracin pre9ia 1 descargado es rz. + 3edida ue se au3enta la carga en el pilote, ha1 una reduccin en el es/uerzo 9ertical in3ediata3ente ad1acente en la parte in/erior del pilote debido a ue la carga es trans/erida a la punta. +unue esto puede ser parcial3ente co3pensado por el au3ento en el es/uerzo 9ertical causado por la trans/erencia de carga por /riccin lateral en la parte superior, el e/ecto neto en pilotes largos 1 esbeltos ser> una reduccin de es/uerzo. +de3>s, el hundi3iento de la 3asa del suelo alrededor del pilo pilote te prod produc uce e una una redu reducc cci in n del del es/u es/uer erzo zo 9erti 9ertica call si3i si3ila larr al ue ue se produce en una zan:a ue se ha rellenado. o3o resultado de esto, el es/uerzo 9ertical ad1acente a un pilote cargado es 3enor ue rz, por deba:o de una pro/undidad critica 6c. "or deba:o de la pro/undidad 6c el es/uerzo 9ertical in3ediata3ente ad1acente a un pilote por per/oracin o hincado con chorro de agua, depende de la carga del pilote. &n la /alla, los ensa1os indican ue es apro
ensa1os a gran escala en los suelos hechos por Vesic en el Instituto %ecnol cnolg gic ico o de (eor (eorgi gia a 1 por por ;eri ;erise sell en -ran -ranci cia, a, indi indica can n ue ue la pro/undidad critica 6c es /uncin de la co3pacidad relati9a. "ara r \ F0Z, 6c 0 para r ] W0Z, 6c es apro
40LISIS ESICO 1E L4 C4P4CI141 1E C4324 1E U0 PILOE #a 3>n basados en el estado de los es/uerzos alrededor del pilote Co de cualuier ci3entacin pro/undaD 1 en la /or3a de distribucin del es/uerzo cortante ue se desarrolla al /allar. &n el pilo pilote te resi resist sten ente te por por la la pun punta ta,, est esta a se se ase ase3e 3e:a :a a una una ci3entacin por super/icie enterrada pro/unda3ente. uando se carga el pilote se /or3a un cono de suelo no alterado ue se adhiere a la punta. o3o la punta 9a penetrando 3as pro/unda3ente con/or3e au3enta la carga, el cono /uerza el suelo hacia los lados cortando la 3asa a lo largo de una super/icie cur9a. Si el suelo es blando, co3presible o tiene un
3odulo de elasticidad ba:o, la 3asa situada 3as all> de la zona de es/u es/uer erzo zo cort cortan ante te se co3p co3pri ri3e 3e o de/o de/or3 r3a, a, per3 per3iti itien endo do ue ue el cono cono penetre 3as. &sta es una /or3a de es/uerzo cortante local si3ilar al descrito para las ci3entaciones poco pro/undas. Si el suelo o la roca son 3u1 rígidos, la zona de es/uerzo cortante se elisis de las ci3entaciones poco pro/undas, estos se pueden e
cuando descansan en estratos duros, 1 sobre los cuales se encuentran /or3ac /or3acion iones es débile débiles. s. %a3bién 3bién se aplica aplican n a los pilote pilotess e3bebi e3bebido doss en arcilla arcillass blanda blandass 1 arenas arenas suelta sueltas. s. #os /actor /actores es 3as altos altos se aplic aplican an sola3ente a las arcillas 3as duras 1 a las arenas 3u1 co3pactas, en las cuales la punta del pilote ueda e3bebida a una pro/undidad de 0. #os /actor /actores es para para condic condicion iones es inter3 inter3edi edias as entre entre estos estos li3ites li3ites,, se pueden pueden hallar por interpolacin, pero con cautela. #os ensa1os han de3ostrado, en 3uchos casos reales, ue las cur9as inter3edias son aplicables. Si los pilotes pilotes son hincados hincados en el suelo, suelo, el >ngulo >ngulo de /riccin /riccin ue debe usarse es el ue se obtiene después de la hinca. Seg=n Me1erho/, en las arenas se produce un au3ento de 2 a E grados sobre el 9alor obtenido antes de la hinca. Si la colocacin del pilote se hace con chi/ln de agua o con per/oracin pre9ia, el >ngulo no ca3bia pr>ctica3ente. &l 9alor 9alor apropiado apropiado de ^ al ni9el ni9el de la ci3entaci ci3entacin, n, depende depende de la longitud del pilote. ^ rz si z \ zc CEaD ^ rzc si z ] zc CEbD #a /riccin lateral ue act=a a lo largo del /uste del pilote es igual a la su3a de la /raccin 3as la adherencia en la super/icie del pilote o a la resistencia al es/uerzo cortante del suelo in3ediata3ente ad1acente al pilote, cualuiera ue sea 3enor. Si / es la /riccin lateralA / c^ N ^h tan ^ o C!aD / ca N ^h tan onde ca es la adherencia 1 el angulo de roza3iento entre el suelo 1 la super/icie del pilote. #os 9alores de ca 1 de tan se pueden deter3inar por una prueba directa de es/uerzo cortante, substitu1endo una 3itad de la ca:a del
aparato para el ensa1o por el 3aterial de la super/icie del pilote. #os ensa1os hechos con pilotes de ta3a@o natural indican los siguientes 9alores de ca son relacin a los de c en arcillas saturadas, obtenidos en pruebas de es/uerzo cortante sin drena:eA ca 0.Gc c \ 0.E ;gLc32 C!bD ca 0.G N 0.!C0.Gc D c ] 0.E ;gLc32 C!cD &n estas en en ;g. L c32. #a 3as ba:a proporcin en el au3ento de ca en suelos en los cuales c ] 0.E ;gLc32, parece ser debido a un peue@o 9acío ue se /or3a alrededor del pilote durante la hinca 1 posible3ente a los es/uerzos de traccin ue se producen alrededor del etico holandés, en arenas no cohesi9as es, aprondar de penetracin, ), Me1erho/ sugiere lo siguienteA o ) C en ;g L c32D CWaD C WaD /o 0.02) C en ;g L c32D CWbD In3ediata3ente después de la hinca, la resistencia del suelo C1 la adherenciaD corresponden a la condicin de rea3asado. espués de ue un suelo suelo de arcill arcilla a ha tenido tenido la oportu oportunid nidad ad de recons reconsoli olidar darse se 1, en algu alguno noss caso casos, s, endu endure rece cers rse e ti
resistencia del suelo in3ediata3ente ad1acente al pilote au3enta 1 hasta puede en cubiertos con una capa de suelo de 9ari 9arios os cent centí3e í3etr tros os de espe espeso sorr ue ue esta esta adhe adherid rida a /ir3 /ir3e3 e3en ente te a la super/icie del pilote. #a capacidad total de carga de un pilote es no3inal3ente, la su3a de la resistencia por la punta ue se ha 3o9ilizado 1 el producto de la /riccin unitaria lateral 3o9ilizada por el >rea de la super/icie lateral del pilote. Sin e3bargo, la carga 3>nea3ente las resistencias por la punta 1 por /riccin lateral en las di/erentes secciones del /uste del pilote. onsidérese un pilote cu1o /uste este en un suelo débil, no rígido, pero cu1a punta descanse en un estrato rígido. 'n 3o9i3iento relati9a3ente peue@o del pilote, hacia aba:o, seria su/iciente para producir la /alla por capacidad de carga, 3ientras ue el 3is3o 3o9i3iento no seria lo su/iciente3ente grande para producir la /alla por /riccin lateralP por consiguiente, solo una parte de la /riccin lateral se habría 3o9ilizado en el instante de la /alla. #a re/lelculos.
&l pilote hincado tiene, general3ente, una capacidad de carga 3> ue el suelo de arriba se 3ue9a hacia aba:o con respecto al pilote. &sto estratos en 9ez de soportar el pilote, debido a su 3o9i3iento 3 o9i3iento descendente, a@aden carga al pilote. &sta /riccin negati9a ha sido tan grande en algunos casos, ue ha producido la /alla de la ci3entacin por pilota:e 1 debe por lo tanto, considerarse en el pro1ecto.
MIC3OPILOES #os 3icropilotes /ueron concebidos, en respuesta a la necesidad de resol9er el recalce de edi/icios 1 3onu3entos histricos, con da@os en sus ci3ientos por el paso del tie3po 1 en especial por la segunda guerra 3undial. ue de/inen a un pilote de peue@o di>3etro, ue trans3ite la carga arga de una estru strucctura tura a estr estra atos tos de suelo ueloss 3>s 3>s pro pro/und /undos os,, principal3ente por roza3iento de su /uste con el suelo 1 en 3ucha 3enor 3edida por su punta, con asenta3ientos pr>ctica3ente nulos. +ctual3ente e
• •
#os hor3igonados a gra9edad. #os in1ectados a lo largo de todo su /uste 3ediante la técnica de tubos 3anguitosK a alta presin Cgeneral3ente 3a1or de 20 ;gLc32D
C434CE3ISIC4S P3I0CIP4LES i>3etros co3prendidos entre los E0 1 los F00 33. #os de 3>s •
/rec /r ecue uent nte e ap aplic licac aci in n en el re reca calc lce e de es estr truc uctu tura rass so son n lo loss de •
di>3etro 220 33. #a per/oracin se realiza con rotacin continua, con un euipo espe es peci cial al3e 3ent nte e di dise se@a @ado do pa para ra op oper erar ar de dent ntro ro de ed edi/i/ic icio ioss si sin n
•
producir 9ibraciones ni ruido. &l pro proced cedi3ie i3iento nto de ho hor3ig r3igona onado do inc inclu1 lu1e e la uti utiliz lizaci acin n ca@ ca@os os tri3e. e esta 3anera se asegura la calidad del 3ortero. &n obra
•
se controla la resistencia 1 asenta3iento. e ser necesario se e3plea el siste3a de li3pieza del /ondo de la
•
per/oracin +I*#I-% +I*#I-% ue garantiza la total re3ocin de detritos. Igua Ig ual3 l3en ente te,, 1 da dado do u ue e el si sist ste3 e3a a de pe per/ r/or orac aci in n pe per3 r3itite e atra9esar cualuier tipo de estructura, los 3icropilotes aseguran la unin
directa
con
la
estructura
a
recalzar
sin
obras
co3ple3entarias de unin.
5E0464S 1E LOS MIC3OPILOES &uipo per/orador de peue@as di3ensiones 1 silencioso. Versatilidad Ve rsatilidad de e:ecucin en espacios reducidos. -acilidad de e:ecucin en >ngulos inclinados, lo cual per3ite au3entar su capacidad portante /rente a /uerzas horizontales. "osibilidad de incorporar los 3icro pilotes a la parte sana de la estructura sin la necesidad de e:ecutar ele3entos estructurales adicionales. *apidez, econo3ía 1 3íni3as 3olestias en la obra co3parada a otros siste3as.
P3I0CIP4LES 4PLIC4CIO0ES *ecalce de i3entaciones
#a necesi necesidad dad de recalz recalzar ar una ci3ent ci3entaci acin, n, puede puede obedec obedecer er a 9arios 3oti9osA
'na patología, ue se 3ani/iesta principal3ente por grietas 1 /isuras, debido aA Variacio riaciones nes de hu3e hu3eda dad d del terren terrenoCa oCau3e u3ento nto ni9e ni9ell /re>tico /re>tico,, rotura rotura
de ca@erías, etcD. ise ise@o @o inad inadec ecua uado do de la /und /undac aci in. n. Suel Suelos os col colap apsa sabl bles es,, subs subsci cide denc ncia ia,, etc. etc. 'n au3ento en la carga ue trans3ite la /undacin Mediante los 3icropilotes, la carga de la estructura se trans3ite a
estratos de suelos 3>s pro/undos 1 resistentes.
2LO343IO apacidad de carga del sueloA es la capacidad ue tiene un suelo para soportar una carga sin ue se desconozca /alla dentro de su 3asa.
apacidad de carga ad3isibleA este es el 9alor 3> /i:a a la punta 1 general3ente e3potrado en la cabeza. "untaA es la parte /inal del contacto per3anente con el suelo 1 se protege con un casco 3et>lico Cpilotes hincadosD. "ilotes colados in situKA son pilotes en los ue se abre un agu:ero con una per/oradora Co de /or3a 3anualD, 1a sea la di3ensin ue se necesite para luego proceder a la colocacin de el acero estructural 1 luego se llena este con concreto. #a /or3a de soportar las cargas puede ser por /riccin o de punta. "ilotes de aceroA son capaces de absorber grandes es/uerzos de /lereas peue@as. "ila de concretoA es un 3ie3bro estructural subterr>neo ue tiene la /uncin igual al de una zapata, es decir, trans3itir las cargas a un estrato capaz de soportarla, sin peligro de ue /alle ni ue su/ra un asenta3iento e3 di>3et etro ross 9arí 9arían an de 0.0E 0.0E a 0.00 0.00E E 33 apro
+rcillasA est>n co3puestas de partículas /inas, general3ente en /or3a de la3inillas o esca3as, cu1os di>3etros llegan a ser 3enores de 0.00E 33. Suelos ohesi9osA es la propiedad de atraccin inter3olecular ue hace ue sus partículas se 3antengan 3u1 unidas entre siP co3o las arcillas. Suelos no ohesi9osA est>n /or3ados por partículas duras de di9ersos di>3etros en /or3a suelta o 3u1 sueltas co3o las arenas, 1 no poseen cohesin. "er3eabilidadA es la /acilidad o di/icultad ue o/rece un suelo al paso del aguaP se 3ide a tra9és del coe/iciente de per3eabilidad, co3o una una cons consta tant nte e ue ue tien tiene e di3e di3ens nsio ione ness de 9elo 9eloci cida dad, d, 1 eulica de un suelo respecto al agua en su tra9esía por la 3asa del suelo. *esistencia al corteA analizar la /uerza actuante sobre el peso propio del suelo, cargas aplicadas 1 deter3inar la resistencia del suelo con el ob:eto de establecer los 9alores de la cohesin 1 el >ngulo de /riccin interna del suelo. %egil, /riable, pega:osa, pl>stica 1 blanda.
ensidad relati9aA es to3ada en la in/or3acin i n/or3acin ue al co3parar la porosidad de un suelo dado 1 las porosidades de ese 3is3o suelo en su estado 3>s denso 1 3>s suelto posible. i3en i3enta taccinA inA es la parte arte de la estr estru uctur ctura a ue per per3ite 3ite la trans3isin de las cargas ue act=an, hacia el suelo o hacia la roca sub1acente. *esistencia a la /riccinA ésta es la resistencia al desliza3iento a lo largo del /uste de un pilote en contacto con el suelo.
$)#'SI$)
uando las condiciones del suelo son tales ue es necesario el uso de pilotes, la eleccin 3as adecuada de los 3is3os in9olucra to3ar en cons consid ider erac aci in n di9e di9ers rsos os /act /actor ores es,, tale taless co3o co3o las las cara caract cter erís ístic ticas as del del subsuelo, la pro/undidad necesaria, la 3agnitud de las cargas i3puestas, el espacia3iento, 3étodos de e:ecucin, di3ensiones, etc. Sin e3bargo debe de tenerse en cuenta ue el an>lisis de las /undaciones, con:usnta3ente con los principios de la 3ec>nica de suelos, no se a:usta a:usta a reglas reglas /i:as /i:as ni ecuaci ecuacione oness 3ate3a 3ate3atic ticas as estico heterogéneo, del cual se obtienen solo datos cercanos a la realidad 1 9ariables con el tie3po. &s i3portante destacar ue el an>lisis 1 dise@o de las /undaciones pro/undas debe cu3plir con reuisitos co3o asegurar la estabilidad 1 /unc /uncio iona nabi bililida dad d de las las /und /undac acio ione ness dura durant nte e toda toda la 9ida 9ida =til =til de la superestructura. &l uso de pilotes en la construccin de superestructuras 3uchas 9eces representa una solucin razonable3ente econ3ica, la cual se puede lograr con una sencilla e:ecucin en un plazo lo 3as bre9e posible.
BIB#I$(*+-I+
-uentes Bibliogra/icasA Suelos, -undaciones 1 Muros X María (raciela -ratelli CGGFD -uentes &lectronicas httpALL___.uni9o.edu.s9AH0HLtes httpALL___. uni9o.edu.s9AH0HLtesisL0FF!GL0FF!G` isL0FF!GL0FF!G`ap.pd/ ap.pd/ httpALL___.elconstructorci9il.co3L202L httpALL___. elconstructorci9il.co3L202L0Lci3entacionesconpi 0Lci3entacionesconpilotes lotes introduccion.ht3l /ileALLLALocu3entsZ20andZ20SettingsL+d3inistradorLMis Z20docu3entosLo_nloadsLHGHG!GEp Z20docu3entosLo_ nloadsLHGHG!GEpilotes1pilas.pd/ ilotes1pilas.pd/ httpsALLes.scribd.co3LdocLHGHG!GELpilotes1pilasdo_nload
