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CIMIENTOS PROFUNDOS 473
6.4 PILOTES PREFABRICADOS DE HOR-MIGN ARMADO
Los pilotes prefabricados de hormign se in-troducen en el terreno mediante hinca. Se utili-za maquinaria especial, que acta por percu-sin, mediante una maza que golpea la cabe-za del pilote o por vibracin. Siempre se tratade pilotes con desplazamiento pueden ser dehormign armado o pretensado.
6.4.1 Pilotes de hormign pretensado
Los pilotes prefabricados de hormign msfrecuentemente utilizados son huecos con sec-cin circular y de grandes dimetros.
Se emplean generalmente en obras marti-mas, puentes y cimientos solicitados por gran-des esfuerzos. Los primeros utilizados, (en elpuente sobre el ro Maracaibo), respondan ala patente Raymond (figura 6.22).
En general cada pilote est formado por ele-mentos tubulares prefabricados de hormign de5 m de longitud media y est armado normal-mente con cuantas pequeas (mnimas segnnorma). La longitud total vara normalmente en-tre 15 y 30 m (en la central trmica de Los Ba-rrios en la Baha de Algeciras, se han hincadopilotes de 50 m de longitud). El dimetro interiorpuede hallarse entre 0,6 y 0,9 m, aunque sehan llegado a construir con dimetros de 2 m.
El espesor de pared es de 0,15 a 0,20 m,aunque excepcionalmente pueden alcanzar0,25 m o ms; los conductos para los cablesde postesado tienen dimetros de 20 a 40 mm.
Se utiliza hormign con resistencia caracte-rstica (fck) comprendida entre 45 y 50 N/mm2
con tamao mximo de rido de 20 mm.
El anclaje de los cables de postesado serealiza siempre por adherencia para que seaposible descabezar los pilotes que no queden
hincados en su totalidad. Con el postensado sedeben producir tensiones de compresin en elhormign, equivalentes como mnimo a 5 N/mm2
en la seccin total.
La hinca se hace normalmente por golpeo,con la base abierta; para facilitar el proceso, seemplean mtodos tales como la extraccin detierra y la lanza de agua; esta herramienta nodebe ser utilizada en la zona de empotramien-to. El empalme de piezas est dificultado por eltamao y la necesidad de realizarse antes de lahinca. Se puede realizar en obra, previendo elespacio necesario, o en fbrica (en este caso seaade el inconveniente del transporte).
Se necesitan grandes medios auxiliares pa-ra el izado y el hincado y un estudio muy preci-so de la obra ya que las piezas postensadasno pueden cortarse.
6.4.2 Pilotes prefabricados de hormign armado
Los pilotes prefabricados de hormign armadoson normalmente de seccin cuadrada de 30 a50 cm de lado aunque, en ocasiones, tambin sefabrican hexagonales u octogonales (figura 6.23).
Figura 6.22Pilote de hormign pretensado tipo Raymond
Figura 6.23Secciones de pilotes de hormign armado
474 MANUAL DE EDIFICACIN: MECNICA DE LOS TERRENOS Y CIMIENTOS
Figura 6.24Pilote de hinca
Figura 6.25Pilote prefabricado empalmable
30paso: 4 cm
70paso: 6 cm
60paso: 6 cm
40paso: 6 cm
ZUNCHOO 5mm
paso: 10 cm
34
34
3DCercosdobles
2,5 cm
3DCercosdobles
Cabezade golpeo
JuntaHerkules
Azucheconvencional
Cercos normales:fyk =2400kg/cm2
6 a 10 cm
< 1,3 D
D
hormign: fck 40 N/mm2
armaduras: fyk = 500 N/mm2o
fyk = 400 N/mm2
42
614
60
614
80
616
130
620
pilote(cm)
barras
CIMIENTOS PROFUNDOS 475
Pueden ser fabricados en la propia obra oen plantas de prefabricacin.
De acuerdo con las tcnicas de funciona-miento y puesta en obra se clasifican en dosgrupos:
1. Pilotes de longitud fija.2. Pilotes de longitud variable.
Los pilotes fabricados en obra suelen ser delongitud fija, sin posibilidad de empalme (figura6.24). Pueden recrecerse despus de la hincacon dificultad y con la exigencia del correspon-diente plazo de fraguado y endurecimiento delhormign del recrecido. Los pilotes de longitudvariable se fabrican en tramos empalmables cu-yas juntas suelen ser objeto de patente; tienen
secciones que varan entre 400 cm2 y 1.300cm2 (figura 6.27).
Se utiliza hormign con resistencia caracte-rstica igual o superior a 40 N/mm2. El recubri-miento de armaduras debe ser suficiente y con-trolado y deben utilizarse cementos especialespara resistir los agentes agresivos externos. Sesuele admitir que en este tipo de pilotes, unavez hincados, el hormign trabaje a 12,5N/mm2 mientras que en los pilotes hormigona-dos in situ se considera una resistencia de cl-culo del orden de la tercera parte de la resisten-cia caracterstica.
Las juntas de empalme, que se suelen dispo-ner cada 12 m, tienen mayor resistencia que la
Figura 6.26Hinca de un pilote prefabricado de 50 x 50 cm y 18 m delongitud
Figura 6.27Distintos tipos de juntas entre pilotes empalmables
476 MANUAL DE EDIFICACIN: MECNICA DE LOS TERRENOS Y CIMIENTOS
seccin tpica del pilote. El hecho de disponerlas juntas a tales intervalos, se debe fundamen-talmente a que se hace posible el transporte delas piezas en camiones sin necesidad de obte-ner permisos especiales.
En Espaa se dispone actualmente de trestipos de juntas: Johnson, West y A.B.B. Las dosltimas permiten la instalacin de un tubo de re-gistro a lo largo del eje, para controlar la verti-calidad y la inclinacin de los pilotes de granlongitud.
En el extremo inferior, los pilotes estn dota-dos de un azuche plano o en punta cuando setrabaja en terrenos normales. Cuando se prevque el pilote alcanzar un substrato rocoso sedispone un azuche especial, conocido comopunta de Oslo, de acero de alta resistencia(figura 6.29). La hinca se completa cuando sealcanza la capa resistente prevista, o en los pi-lotes flotantes en funcin del rechazo definido.
Figura 6.28Azuches para
pilotes dehormign
Figura 6.29Azuches tipo
punta de Oslo
1,3 D
Planta
D
Azuche normalde hormign enpunta
Planta
D
Azuche especialpara roca
6 cm
1,3 D
Azuche normalde hormign enpunta
Azuche especialpara roca
6 cm
O 70 O 90 O 100
140 - 200 mm 220 - 240 mm 260 - 300 mm
200
mm
480
mm
L 200 x 200 x 15 mm
2 chapas de10 mm soldadasal alma
2 chapas de10 mm soldadasal alma y ala varilla
O 100
CIMIENTOS PROFUNDOS 477
En trminos generales, en la actualidad, los as-pectos en los que se estn produciendo mayoresavances son los siguientes:
Empleo de materiales de alta resistencia:hormign de fck 40 N/mm2 y acero de fyk= 400 N/mm2
Mejoras en los procesos de fabricacin ycurado.
Empleo de equipos automticos de hinca,que permiten garantizar la altura de cada yla cadencia de la hinca, con aprovecha-miento casi total de la energa.
Empleo de equipos electrnicos analizado-res del proceso, combinados con frmulasdinmicas.
6.4.2.1 Pilotes prefabricados empalmablestipo Herkules
Las caractersticas de este tipo de pilotes se ex-ponen en la figura 6.30. Estos datos son tiles pa-ra la confeccin del anteproyecto. Los parmetrospueden variarse en funcin de las caractersticasdel terreno o del tipo de solicitacin. La seccin he-xagonal del pilote resiste a flexin un 10% msque una seccin cuadrada de igual superficie.
Las armaduras longitudinales son de acero delmite elstico = 400 N/mm2 y el hormign utiliza-do tiene una resistencia caracterstica fck = 50N/mm2. La Instruccin EHE limita la resistencia
Figura 6.30Caractersticasde plotesprefabricadosempalmablestipo Herkules de la empresaKronsa
Caractersticas
Denominacin
Seccin
Volumen por metro
Peso aproximado por metro
Lado - Distancia entre caras
Superficie desarrollada por metro
Momento de inercia mnimo
Armaduralongitudinal
Armaduratransversal
Peso terico de toda la armadura
Carga vertical admisible a compresin (6).
Distancia entre ejes de pilotes.
Acero de alta resistencia
Peso terico medio
Espiral
Peso terico medio
Smbolo(Unidad)
A (cm2)
V (m3)
P (kg)
a-b (m)
S (cm2)
Ixk (cm4)
kp/m
kp/m
kp/m
N (kN)
d (m)
Tipo normalizado de pilote
HK-420
420
0,042
110
0,127 0,220
7.630
1,41104
614
7,25
6 a 10 cm
2,18
9,44
50
0,70
HK-800
800
0,08
210
0,175 0,304
10.530
5,13104
616
9,47
6 a 10 cm
3,00
12,47
1.000
0,90
HK-1300
1.300
0,13
340
0,224 0,387
13.420
13,55104
620
14,79
6 a 10 cm
3,90
18,69
1.600
1,20
HK-600
600
0,06
160
0,150 0,263
9.120
2,89104
614
7,25
6 a 10 cm
2,63
9,88
750
0,80
478 MANUAL DE EDIFICACIN: MECNICA DE LOS TERRENOS Y CIMIENTOS
del acero para elementos que trabajan a com-presin (fyd > 400 N/mm2).
El pilote normal cuenta con un azuche de hor-mign. Para terrenos duros o con obstculos seutiliza un azuche de tipo Oslo (figura 6.29).
Hasta los 12 m de longitud no se necesitanjuntas. Se puede alcanzar cualquier profundi-dad utilizando la junta patentada tipo Hrkules.
Se pueden hincar con una inclinacin dehasta 1:4 en cualquier direccin en obras nor-males. En cimentaciones con pilotes flotantes lacapacidad portante de los mismos debe ser ob-jeto de un estudio especfico para cada caso.
La hinca se realiza con gras de tipo me-dio provistas de martinetes y guiaderas. Se uti-lizan equipos autnomos por lo que no son ne-cesarias prestaciones por parte del cliente; loque les proporciona gran versatilidad.
6.4.2.2 Pilotes prefabricados empalmablestipo Terratest
Terratest S.A. fabrica en sus instalaciones pilo-tes empalmables con las siguientes caractersticas:
Secciones cuadradas de 235 x 235 cm2;270 x 270 cm2 y 300 x 300 cm2.
Hormign fabricado con cemento resistentea los sulfatos - CEM III/B.42.5/SR. Con re-sistencia caracterstica fck = 45 N/mm2
Acero en armaduras con lmite elsticofyk = 400 N/mm2, excepcionalmentefyk = 600 N/mm2.
La armadura longitudinal est fomada por4 u 8 barras dependiendo de la secciny las exigencias.
La armadura transversal est formada por unaespiral de directriz cuadrada de 16 cm depeso, que se reduce a 8 cm en los extremos.
Las cargas estructurales sobre cada elemen-to son las que se indican en la figura 6.33
Se pueden hincar con inclinacin de 1:3,aunque se recomienda no pasar de 1:4
Chapa metlica
Poliestireno
Roble
Gancho de izado
Empaquetadura o galleta defibra plastificada
Sombrerete
Pilote
Figura 6.31Sombrerete de proteccin de la cabeza de un pilote
Figura 6.32Pilotes prefabricados tipo Terratest. Aspecto de las juntas.
CIMIENTOS PROFUNDOS 479
(aproximadamente 15 con la vertical). La resistencia a flexin vara entre 15 y 80
kN x m, segn el tipo de pilote y la cargavertical. Los esfuerzos de flexin deben re-ducirse al mnimo. Si los momentos son ma-yores se deben utilizar dos o varios piloteso resistirlos usando vigas centradoras.
Las distancias mnimas recomendables en-tre pilotes son las siguientes:T.235 : 0,70 mT.270 : 0,90 mT.300 : 1,10 m
Estas distancias deben considerarse tanto enencepados comunes como entre pilotes prximosde diferentes pilares.
Para pilotes de longitud variable se utiliza lajunta ABB, uniendo piezas de hasta 12 m.
La hinca se realiza mediante mquinas do-tadas con martillo diesel o maza de cadalibre de 30 a 40 kN con altura de cadade 0,5 a 1 m.
Los equipos de hinca estn montados sobreexcavadoras de tipo medio que permiten un f-cil manejo en obra. No se necesitan serviciosauxiliares de agua, electricidad, ni retirada delodos.
Durante la hinca se puede comprobar elcomportamiento del pilote con un analizadorelectrnico de hinca. Se determina la resisten-cia final, midiendo la penetracin con una se-rie de diez golpes. Esta debe ser igual o menoral ndice de rechazo obtenido mediante la fr-mula dinmica de hinca utilizada en el clculo,que debe figurar en el Pliego de PrescripcionesTcnicas.
A modo de conclusin puede decirse que lospilotes prefabricados de hormign armado pre-sentan las siguientes caractersticas:1. En el proceso de hinca algunos se rompen,
siendo difcil la reparacin o el empalme.2. Cuando los pilotes de longitud fija no al-
canzan el estrato resistente (no se produce
rechazo) el recrecido es complicado.3. En ocasiones se producen rechazos porque
aparece un obstculo con una longitud pe-quea de hinca.
4. Durante la hinca se producen ruidos y vibra-ciones que pueden afectar a edificios conti-guos, lo que hace prcticamente imposiblesu utilizacin dentro de nucleos urbanos.
5. No pueden hincarse pilotes de seccionesgrandes. Raras veces se superan los1.600 cm2.
Figura 6.34Hinca de pilotesprefabricadosTerratest
Tipo
T.235T.270T.300
Cargarecomendable
600 kN850 kN
1.050 kN
Cargamxima
650 kN900 kN
1.120 kN
Figura 6.33Caractersticasde los pilotesprefabricadosempalmablestipo Terratest
480 MANUAL DE EDIFICACIN: MECNICA DE LOS TERRENOS Y CIMIENTOS
6.5 PILOTES "IN SITU" DE HORMIGN ARMADO CON DESPLAZAMIENTO
En Espaa este tipo de pilote se utiliza cadavez menos. No obstante el ms utilizado ha sidoel "pilote de desplazamiento, con tapn de gra-va y entubado recuperable. Es un pilote circularcon entubado de chapa de espesor mnimo 2cm. Estos pilotes tienen las caractersticas quese exponen en la figura 6.38.
En el procedimiento Franki se realizan estemismo tipo de pilotes, con los mismos dimetrosde perforacin, aunque varan las armaduras:
6. Los pilotes de una pieza no suelen sobrepa-sar la longitud de 17 m.
7. Al fabricarse todos los pilotes con la mismalongitud, ocurre a menudo que se alcanzael rechazo sin completar la hinca, por loque se debe romper la longitud excedida su-poniendo un aumento de coste de fabrica-cin y demolicin de la parte sobrante.
8. Los armados y secciones obedecen en mu-chas ocasiones a los esfuerzos de izado,transporte y manipulacin. La seccin y ar-mado para resistir estos esfuerzos es mayory distinta que la necesaria para la cargade trabajo (figura 6.35).
Figura 6.35Esfuerzos
durante el izadode un pilote
L/3
2L/3
M = 0,056PLmx2
0,60L
0,20L
0,20L
M = 0,024PLmx2
L
2M = =0,125PLmx
PL8
2
P= Peso del pilote (kp/m)
Figura 6.36Hinca de un pilote de hormign prefabricado
CIMIENTOS PROFUNDOS 481
6 12 para pilotes de 357 - 400 y 436 - 500
6 16 para pilotes de 500 - 550 y 560 - 600
La armadura transversal es igual para todos lostipos: 8 a 20 cm. El hormign de consistenciaplstica o seca. Se exiga un asiento en el cono deAbrams inferior a 5, tamao mximo de rido infe-rior a 25 mm y dosificacin mnima de 250 kg decemento/m3. El recubrimiento mnimo de las arma-duras era de 40 mm.
Figura 6.37Pilote "in situ",condesplazamiento,con azuche
Maza
Cabezal
Tubera Recuperable
Azuche
D
D
> 4 cm
Hormign
Armaduras:cercosO 6 a 20 cm.
Azuche
5 cm
> D> 50 cm
6.6 PILOTES DE HORMIGN ARMADOCON EXTRACCIN
Se consideran en este apartado los pilotesmoldeados en el terreno mediante perforaciny otros mtodos de excavacion, configuradoscomo elementos estructurales para transmisinde cargas.
Atendiendo a la forma de la seccin trans-versal se consideran dos tipos:
Pilotes circulares (figura 6.41).
hormign: fck=25 N/mm2
Cono: 10 a 15 cmarmaduras fyk=400 N/mm2
longitud mnima armadura 6 m 9
30
512
35
512
45
612
55
712
65
614
pilote (cm)
barras
482 MANUAL DE EDIFICACIN: MECNICA DE LOS TERRENOS Y CIMIENTOS
D
> 4 cm
Hormign
Armaduras:cercosO 6 a 20 cm
5 cm
> D> 50 cm
D
3 D
Maza
Tuberarecuperable
Tapn
Figura 6.38Pilote "in situ",
condesplazamiento,
con tapn degravas
Figura 6.39Proceso de
ejecucin de lospilotes tipo
Franki
hormign: fck=25 N/mm2cono: tapn 0,resto 1 a 5 cm
armaduras: fyk=400 N/mm2longitud mnima armadura 6 m 9
30
512
35
512
45
612
55
712
65
614
pilote (cm)
barras
"Barretes" o minipantallas, en las que la sec-cin adopta diferentes formas: rectangula-res, cruciformes, en T, L, etc. (figura 6.42).
El fuste puede ejecutarse con seccin transver-sal uniforme; fuste recto; fuste ensanchado o de ba-se ensanchada (figura 6.43).
Deben cumplir los siguientes requisitos : Dimetro del fuste comprendido entre
0,30 y 2,50 m.
CIMIENTOS PROFUNDOS 483
Dimensin mnima para pilote - barrete, 0,4 m. Inclinacin no menor de 4:1 con la hori-
zontal (figura 6.45). Ensanchamiento de la base o el fuste
con seccin no superior a 10 m2.
Los elementos pueden trabajar aislados,formando grupos y configurando pantallas (fi-guras 6.44 y 6.46 en pginas siguientes).
La perforacion puede realizarse de formacontnua, o discontnua, (helice, cuchara, tr-pano, etc...) utilizando elementos de conten-cin para estabilizar las paredes cuando el
proceso de ejecucin permita una forma geo-mtrica definida.
El elemento configurado puede ser de: Hormign en masa. Hormign armado normal. Hormign armado con armadura especial,
tubos de acero, perfiles, elementos diversoso fibras de acero.
Hormign prefabricado, hormign pretensadoo tubos de acero en los que el espacio anularentre la pieza introducida y el terreno es relle-nado con hormign, lechada de cemento olechada de bentonita-cemento (figura 6.47).
Figura 6.41Limitacin dedimensiones enpilotesperforadoscirculares
Figura 6.42Formas depilotes"barretes".Dimensiones
Figura 6.40Pilotes de desplazamiento,apisonados,con tubera derevestimiento recuperable. Procedimiento Franki
1EL2
E2
1L
1EL2
E2
1L
L
L
E 0,4 m1L /E 6/11 1
A 10 m 2
0,3 m D 2,5 m
D
484 MANUAL DE EDIFICACIN: MECNICA DE LOS TERRENOS Y CIMIENTOS
6.6.1.1 Hormign
Debern poseer las siguientes caractersticas: Alta plasticidad y cohesin. Fluidez. Capacidad de autocompactacin. Trabajabilidad suficiente, para facilitar el
6.6.1 Materiales utilizados en pilotes perforados
Con respecto a los materiales que componenlos elementos que se estn estudiando, se indicanen este apartado las especificaciones que se consi-deran de inters.
Figura 6.43Pilotes de fuste recto, base ensanchada y fuste ensanchado
Figura 6.45Definicin del concepto de inclinacinde un pilote
Figura 6.44Grupos de pilotes
Figura 6.46Pantallas de pilotes
nn
1 n1
n1
1
D DB DB
DS DSDS
DE
D < 3 DB S
A < 9 AB S
D < 2 DE S
A < 2 AE S
Suelos cohesivos: n > 1,5
Suelos no cohesivos: n > 3,0
As AsAs
Ab
Ab
Ae
n 4n
1
D
a
1a
a2
D
a
D
a
D
pantalla de pilotes secantes:
as ssp p
D
pantalla de pilotes tangentes:
pantalla de pilotesmuy espaciados:
p: pilotes primarioss: pilotes secundarios
a = D
a < D
a > Dr: revestimiento
r r
CIMIENTOS PROFUNDOS 485
proceso de vertido, y, en su caso, la retira-da de entubados recuperables.
Las dosificaciones del hormign se indican enla figura 6.48.
La resistencia de proyecto del hormign se fija-ba entre 20 y 35 N/mm2, y deba cumplir:
C16 fck 30 con probeta cilndrica.C20 fck 35 con probeta cbica.
Figura 6.47Pilotesperforadoscirculares
Perforado con hormign en masa
D D
Perforado con hormign armado
D
Perforado armadocon perfil laminado
D
Perforado contubo de acero
D
Lechada de hormigno cemento,en masa o armada.
D D
Encamisadoprovisional
Perforacinno encamisada
D
Lechada de hormigno cemento,en masa o armada.
Con tubo estructural de acero
D D
Encamisadoprovisional
Perforacinno encamisada
Con elemento portante prefabricado de hormign
Tipo de colocacin
Colocacin en seco
Colocacin en presencia de agua
Relacin agua/cemento < 0,6
Contenido de finos < 550 kg/m3
Contenido de cemento(kg/m3)
> 325
> 375 Figura 6.48Dosificacin dehormign parapilotesperforados
486 MANUAL DE EDIFICACIN: MECNICA DE LOS TERRENOS Y CIMIENTOS
6.6.1.2 Armaduras
Cuando se emplea como estabilizante una sus-pensin de bentonita, arcilla, o polmero, debenutilizarse exclusivamente armaduras construdascon redondos de acero corrugado.
La cuanta mnima de armadura longitudinal es-t relacionada con la seccin transversal del pilote.La figura 6.49 refleja los valores recomendados aeste respecto.
La armadura mnima longitudinal estar forma-da por 5 12 mm con separacin < 200 mm.
La distancia minima entre barras ser igual almayor de los siguientes valores:
1,5 veces el tamao mximo de ridos. Diametro mximo de la barra longitudinal.
La distancia libre entre barras, o grupos de ba-rras, en una hilada, podr reducirse al triple del
Clase(2)
F2
F3
F4
Valor mesa de sacudida(1)
(mm)
350
420
290
410
480
600
Clase(2)
S2
S3
S4
Valor cono Abrams(1)
(mm)Condiciones tpicas de utilizacin
Perforaciones en seco no revestidas o con revestimientopermanente, de dimetro 600 mm o superior
Cota de hormigonado resulta por debajo de un entuba-do provisional
Armadura muy espaciada, amplio espacio para la libre circulacin
Armadura poco espaciada Cota de descabezado dentro de un entubado provisional
Cuando la perforacin es en seco y su dimetro inferior a 600 mm
Cuando el hormign se coloca en presencia de agua mediante tremie o mediante bombeo
(1) Los valores medidos en mesa de sacudida o en cono de Abrams deben redondearse por defecto cada 10 mm.(2) Las clases S y F corresponden a la clasificacin del hormign en funcin del mtodo de ensayo de consistencia.: S.- Ensayo de asiento en el cono en mm. segn ISO 4.109. Se redondea a fraccin ms prxima a 10 mm. F.- Ensayo de la mesa de escurrimiento segn ISO 9.812.
50
100
160
90
150
210
Figura 6.50Caractersticasdel hormign
para pilotesperforados
Area total de la seccintransversal del pilote
Ac
Ac 0,5 m2
0,5 m2 < Ac 1 m2
Ac > 1,0 m2
Area de la armaduralongitudinal
As
As 5 x 103 x Ac
As > 25 m2
As 2,5 x 103 x Ac
Figura 6.49Armadura
longitudinalmnima
La nueva instruccin de hormign estructural,EHE, exige un valor de fck 25 N/mm2.
La consistencia del hormign debe alcanzarvalores diferentes atendiendo a las condiciones deuso, tal y como se indica en la figura 6.50.
Se puede utilizar hormign de alta resistencia(C40 a C50) siempre que se especifique en el pro-yecto y sea compatible con las caractersticas delterreno y el proceso de ejecucin.
CIMIENTOS PROFUNDOS 487
por socavacin del terreno. ste riesgo essuperior en terrenos limosos, granulares ycohesivos blandos.
Daos al hormign fresco de los pilotes eje-cutados recientemente en el entorno.
Coqueras en el fuste durante el hormigona-do.
Lavado del hormign y arrastre de cementoy finos.
Los medios ms comunes para evitar o reducirestos riesgos y contener la perforacin son los si-guientes:
Entubacin. Utilizacin de lodos de contencin. Perforacin con herramientas capaces de
contener el terreno, como las barrenas cont-nuas.
Mantener las aletas de la hlice rellenas deterreno.
diametro de la barra o del diametro equivalentedel grupo de barra.
Si se hormigona bajo el agua la separacinentre barras grupos de barras longitudinales ser100 mm.
La armadura transversal puede estar formadapor estribos, cercos, armadura helicoidal o mallaelectrosoldada segn se especifica en la figura6.51.
El recubrimiento normal o mnimo de las arma-duras est relacionado con el dimetro del pilote,de modo que sigue las siguientes equivalencias.
pilote > 0,6 m: recubrimiento = 60 mm pilote 0,6 m: recubrimiento = 50 mm
El recubrimiento se incrementar a 75 mm enlos siguientes casos:
Terreno blando y ejecucin sin entubado. Presencia de agua, con ridos de tamao
mximo 32 mm. Colocacin de la armadura despus de ver-
tido el hormign. Superficies irregulares de las paredes de la
perforacin. Cuando la tcnica utilizada sea la de entu-
bado o con revestimiento no recuperable, elrecubrimiento del hormign puede reducirsehasta 40 mm.
6.6.2 Ejecucin
La ejecucin de los pilotes perforados en unmedio cuyo conocimiento no es cierto conlleva unaserie de riesgos relacionados con la presencia deagua incontrolada y del propio terreno.
Como consecuencia pueden producirse daosde los tipos siguientes:
Hundimiento, alteracin o inestabilidad delterreno resistente o del circundante.
Prdida de capacidad portante de cimenta-ciones prximas situadas a un nivel superior,
Figura 6.51Dimetromnimorecomendadopara laarmaduratransversal
Figura 6.52Cuchara rotatoria. Entubado con virola de corte
Cuerpo
Palanca de apertura
Tapa
Barra
Azuche
Estribos, cercos o armadura helicoidal
> 6 mm y 1/4 max de losredondos longitudinales
Mallazo electrosoldado
> 5 mm
488 MANUAL DE EDIFICACIN: MECNICA DE LOS TERRENOS Y CIMIENTOS
Figura 6.53Cuchara de
almeja
Figura 6.54Hlice
Cuerpo
Valvas
Poleas
Suspensin
Aleta
Borde cortante
Paso
Eje
Azuche
CIMIENTOS PROFUNDOS 489
6.6.2.1 Perforacin continua y discontinua
La perforacin puede ser continua o disconti-nua dependiendo de las herramientas utilizadas enla ejecucin.
Las herramientas que habitualmente se emple-an para la perforacin discontinua son:
Cuchara rotatoria (figura 6.52): accionadopor Kelly para perforacin giratoria disconti-nua. Usualmente equipada con hojas odientes de corte y dotada de charnelas defondo para retener el material excavado.
Cuchara de almeja (figura 6.53): con dos oms para retirada discontinua del terreno odetritos de una perforacin.
Hlices (figura 6.54): compuesta por un eje,aletas helicoidales y borde o bordes cortan-tes, para perforacin discontinua (acciona-da por Kelly) o continua (hlice continua).
Trpano (figura 6.55): til para romper obs-taculos en la perforacin de un pilote o pa-ra empotrar un pilote en un terreno duro oen roca.
Cuerpo
Dientes
Figura 6.56Perforacin con barrena continua
Figura 6.55Trpano.Perforacin deun pilote de 150cm de dimetrocon entubacinrecuperable
490 MANUAL DE EDIFICACIN: MECNICA DE LOS TERRENOS Y CIMIENTOS
Figura 6.57Perforacin por circulacin directa
Figura 6.58Perforacin por circulacin inversa
Entubado / emboquillado
Tren de perforacin
Corona
Cabeza deinyeccin
Desde bombade lodo
Balsa de lodo
Sedimentos
Entubado / emboquillado
Corona
Cabeza deinyeccin
Balsa de lodo
Alimentacinde aire
Manguera deevacuacin
Sedimentos
Vlvula de entradade aire
Para perforacin continua se utilizan las si-guientes:
Barrena contnua (figura 6.56). Herramientas de rotacin. Herramientas de rotacin y percusin; combi-
nadas con tcnicas de barrenado o lavadopara retirada de terreno (figuras 6.57 y 6.58).
6.6.2.2 Perforacin entubada
Los pilotes con inclinacin se entubarn, a me-nos que se demuestre que la perforacin no entu-bada es estable.
Cuando se utilicen entubamientos, la virola decorte situada en el pie del entubado ser la mni-ma posible, aunque de entidad suficiente para ga-rantizar una segura colocacin y extraccin delmismo (figura 6.61).
Cuando la perforacin se realice en nivelesinferiores al fretico se producir dentro del entu-bado una presin no inferior a la de dicho nivelpor medio de agua o de un lodo adecuado, quese mantendr hasta que el pilote haya sido hor-migonado. En terrenos inestables el entubado sehincar antes de realizar la perforacin.
6.6.2.3 Perforacin contenida mediante lodos
La boca de la excavacin se proteger me-diante emboquillado o murete-gua con el objetode guiar las herramientas de la perforacin, prote-ger la perforacin contra el desplome de terrenossueltos, y garantizar la seguridad del personal dela obra.
Durante la perforacin y el vertido del hormi-gn se mantendr en todo momento el nivel del
CIMIENTOS PROFUNDOS 491
lodo de contencin dentro del entubado y delemboquillado murete-gua: 1,5 m como mni-mo por encima de la cota del nivel fretico ensecciones circulares, y 1,0 m en perforacionestipo "barrete", para eliminar la subpresin origi-nada por el nivel fretico y mejorar en un casola contencin y en el hormigonado la auto com-pactacin.
6.6.2.4 Perforacin con hlice continua
La perforacin con hlice continua o barrenacontinua exige que las aletas estn llenas de terre-no en todo momento. La inclinacin del pilote serinferior a 6 ( n < 10).
Figura 6.60Colocacin de camisa perdida
Entubado(provisional/permanente)
Dimetro del fuste
Virola de corte
Junta
Figura 6.61Entubado con corona inferior reforzada
Figura 6.59Excavacin para la ejecucin de pilotes perforados conentubacin metlica recuperable
492 MANUAL DE EDIFICACIN: MECNICA DE LOS TERRENOS Y CIMIENTOS
D
D
> 4 cm
Hormign
Armaduras:cercosO 6 a 20 cm oO 8 a 25 cm
5 cm
> D> 50 cm
Tubera recuperable
Cuchara
Figura 6.62Pilotes
perforados conentubacin
recuperable
hormign: fck=25 N/mm2
cono: 10 a 15 cmarmaduras: fyk=400 N/mm2
longitud mnima armadura6 m 9
45
612
55
712
65
614
85
716
100
916
pilote(cm)
barras
125
1020
CIMIENTOS PROFUNDOS 493
D
D
> 4 cm
Hormign
Armaduras:cercosO 6 a 20 cm oO 8 a 25 cm
5 cm
> D> 50 cm
Cuchara
Entubacinperdida
Figura 6.63Pilotesperforados concamisa perdida
hormign: fck=25 N/mm2
cono: 10 a 15 cmarmaduras: fyk=400 N/mm2
longitud mnima armadura 6 m 9
45
612
55
712
65
614
85
716
100
916
pilote(cm)
barras
125
1020
494 MANUAL DE EDIFICACIN: MECNICA DE LOS TERRENOS Y CIMIENTOS
D
> 4 cm
Hormign
Armadurascercos:O 6 a 20 cm oO 8 a 25 cm
5 cm
> D> 50 cm
D
Hormign
Tubera dehormigonado
Lodos
4,00 m
Figura 6.64Pilotes
perforadosmediante lodos
hormign: fck=25 N/mm2
cono: 16 a 20 cmarmaduras: fyk=400 N/mm2
longitud mnima armadura 6 m 9
45
612
55
712
65
614
85
716
100
916
pilote(cm)
barras
125
1020
CIMIENTOS PROFUNDOS 495
DD
5-6 cm
Armadurascercos:O 6 a 20 cm
5 cm
> D> 50 cm
Mortero omicrohormign
Barrena
Tubo parainyeccin
Mortero omicrohormign
Figura 6.65Pilotesperforados conbarrenacontinua
hormign: fck=25 N/mm2
cono: 22 a 28 cmarmaduras: fyk=400 N/mm2
longitud mnima armadura 6 m 9
35
512
45
612
55
712
65
614
pilote(cm)
barras
496 MANUAL DE EDIFICACIN: MECNICA DE LOS TERRENOS Y CIMIENTOS
6.6.2.5 Perforacin no entubada
Se puede prescindir de medidas de contencinde las paredes de perforacin en terrenos establesy no susceptibles de hundimiento.
La boca de la perforacin se proteger con emboqui-llado excepto en terrenos firmes y con dimetro D < 0,6 m.
No se deben realizar perforaciones sin entuba-miento si la inclinacin de la bisectriz es tal que n 15 (vase la figura 6.45)
El control de la ejecucin de los pilotes incluirlas siguientes tareas:
Registro en tiempo real de la perforacin,del proceso rotacin-penetracin y delhormigonado.
Control de la continuidad del pilote. Control cont inuo del consumo de hor -
mign. Control de la presin de hormigonado.
D
D
Hormign
Armadurascercos:O 6 a 20 cm
5 cm
> D> 50 cm
Hlice
Figura 6.66Pilotes
ejecutados sincontencin de la
perforacin
hormign: fck=25 N/mm2
cono: 22 a 28 cmarmaduras: fyk=400 N/mm2
longitud mnima armadura 6 m 9
35
512
45
612
55
712
65
614
pilote
6. CIMIENTOS PROFUNDOS6.4 PILOTES PREFABRICADOS DE HORMIGN ARMADO6.4.1 Pilotes de hormign pretensado6.4.2 Pilotes prefabricados de hormign armado6.4.2.1 Pilotes prefabricados empalmables tipo Herkules6.4.2.2 Pilotes prefabricados empalmablestipo Terratest
6.5 PILOTES "IN SITU" DE HORMIGN ARMADO CON DESPLAZAMIENTO6.6 PILOTES DE HORMIGN ARMADO CON EXTRACCIN6.6.1 Materiales utilizados en pilotes perforados6.6.1.1 Hormign6.6.1.2 Armaduras
6.6.2 Ejecucin6.6.2.1 Perforacin continua y discontinua6.6.2.2 Perforacin entubada6.6.2.3 Perforacin contenida mediante lodos6.6.2.4 Perforacin con hlice continua6.6.2.5 Perforacin no entubada