PILOTES. PILOTES DE HORMIGON

1INTRODUCCIONEl uso de pilotes es una de las tcnicas ms antiguas del hombre para superar las dificultades de la cimentacin de estructuras en suelos blandos. Antes del siglo XIX, el tipo de cimentacin ms comn en los edificios eran zapatas continuas, y slo si el terreno era incapaz de soportar las presiones que ejercan las zapatas, se usaban pilotes. Figura 1 El diseo de estas cimentaciones estaba basado en la experiencia o simplemente dejado a la divina providencia. En sus inicios, los pilotes eran todos de madera por su abundancia y su fcil maniobrabilidad, as que para dar seguridad a una estructura se hincaban pilotes en forma abundante, sin ninguna norma y a criterio del constructor.

FIGURA1. PILOTES EN LA ANTIGUEDAD De esta manera, la capacidad de carga del pilote estaba limitada por el grosor de la madera y su capacidad de soportar el peso del martillo sin astillarse. Es as que en un principio se crearon reglas primitivas mediante las cuales la carga admisible de un pilote se basaba en la resistencia al golpe de un martillo de peso y altura de cada conocidos. Como el tipo de estructura de esa poca no sufra grandes asentamientos, no surgi otro material que lo reemplace.

FIGURA 2. PILOTES HOY EN DIAA medida que el desarrollo industrial aumenta, se crea una demanda de estructuras pesadas en lugares de terreno blando; surge entonces el pilote de concreto como una solucin que supera largamente al pilote de madera, debido a que poda ser fabricado en unidades de las mismas dimensiones que el pilote hecho de madera, pero capaz de soportar compresiones y tensiones mucho mayores. Adems que puede moldearse en cualquier forma estructural de acuerdo a las solicitaciones de carga y del tipo de suelo sobre el que se hinca. Con el desarrollo de las mquinas de gran eficiencia de perforacin a gran profundidad y dimetro, se reemplaz parcialmente los pilotes hincados por los pilotes moldeados in-situ. figura2Posteriormente el acero, por su fcil maniobrabilidad y gran resistencia de hincado a grandesprofundidades, empez a tener auge, siendo los problemas de corrosin solucionados con la introduccin de capas de pinturas durables y resistentes.Conforme el costo de las cimentaciones piloteadas toma importancia, surge la necesidad dedeterminar un nmero de pilotes que no fuese mayor que el necesario para proporcionar seguridad a la estructura; se llega entonces a especulaciones tericas que dan por resultado frmulas de hinca, aunque posteriormente se determina que stas adolecan de grandes defectos, hacindose usual determinar la carga admisible del pilote ejecutando ensayos de carga sobre un pilote de prueba y determinando el nmero de pilotes mediante el cociente de la divisin de la carga total entre la carga admisible por pilote.Algunas estructuras resultaron satisfactorias, sin embargo, otras fallaron, de lo cual se deduce que el asentamiento de una cimentacin no est necesariamente relacionado con el asentamiento de un pilote de prueba, an cuando la carga por pilote fuese igual a la carga del pilote de prueba. De cualquier forma, es necesario conocer la capacidad de carga de un pilote porque forma parte de la informacin para desarrollar un proyecto de cimentaciones piloteadas.Para tener una cabal comprensin del comportamiento de pilotes, se debe conocer todos lostipos de pilotes y los mtodos de instalacin existentes. El diseo y la construccin de cimentaciones piloteadas es un campo de la mecnica de suelos en la que se requiere el criterio de un ingeniero que no se confe en el discutible valor de una frmula y que sepa hacer uso de su experiencia, sentido comn e intuicin del comportamiento de los materiales.

1. CIMENTACIONES1.1 CLASIFICACION: SUPERFICIALES Y PROFUNDASLas cimentaciones se clasifican en:a) Superficiales (zapatas y losas). figura3b) Profundas (pilotes). figura4Entre ambos casos se podra considerar una solucin intermedia que seran los pozos de cimentacin

FUGURA3. CIMENTACION SUPERFICIALES2. CIMENTACIONES PROFUNDAS: PILOTES. GENERALIDADES

FIGURA4. CIMENTACION PROFUNDA Se considerar que una cimentacin es profunda cuando su extremo inferior est a una profundidad superior a 8 veces su dimetro o ancho, o se puede decir, cuando la excavacin tiene ms de 4 m de profundidad. Se considera la aplicacin de pilotes, pantallas de pilotes y/o muros pantalla cuando en el terreno el estrato de resistencia se encuentra muy profundo o que se deba aumentar la carga en una edificacin. En tales casos se necesita utilizar los pilotes que llegaran hasta el estrato de resistencia.

Se clasifican en los siguientes tipos:a) Pilote aislado: aquel que est a una distancia lo suficientemente alejada de otros pilotes comopara que no tenga interaccin geotcnica con ellos. figura5b) Grupo de pilotes: son aquellos que, o bien por su proximidad interaccionan entre s, o bien estn unidos mediante elementos estructurales lo suficientemente rgidos como para que trabajen conjuntamente. figura5c) Zonas pilotadas: son aquellas en los que los pilotes estn dispuestos con el fin de reducir asientos o mejorar la capacidad frente al hundimiento. Suelen ser pilotes de escasa capacidad portante individual y estn regularmente espaciados o situados en puntos estratgicos.d) Micropilotes: son pilotes con dimetros comprendidos entre los 6 y 25cm (excepcionalmente 30 y 35cm). figura6

FIGURA5. PILOTE AISLADO Y EN GRUPO FIGURA6. MICROPILOTES2.1 CONDICIONES DE USOUsos de las cimentaciones profundasSe utilizan principalmente cuando:- El terreno resistente est profundo- No hay terreno resistente y por tanto se excede de la capacidad portante del existente- Los pilotes son solicitados a traccin- Es necesario resistir cargas inclinadas- En edificios sobre el agua- Si el terreno puede sufrir variaciones volumtricas superficiales estacionales2.2 ELEMENTOS PRINCIPALES Y COMPLEMENTARIOS DE LOS PILOTES. FUNCION Elementos principales Punta y Fuste.- a travs de los cuales se transmiten las cargas. figura7Elementos complementarios Encepado.- ubicado en la parte superior, recoge los refuerzos de los pilotes y los transmite al grupo de pilotes. llamado tambin cabezal., adopta la forma segn la necesidad. figura8 Vigas.- sirve de unin entre varios pilotes. figura7Segn las normas de construccin puede ser: Vigas de atado: para construcciones sismo resistentes Vigas de arriostramiento entre encepados de uno o dos pilares o vigas de centrado.

FIGURA8. ENCEPADOSFIGURA7. PARTES DE UN PILOTE

2.3 FUNCIONES DE LOS PILOTES El pilote es un elemento estructural que forma parte de la infraestructura de la edificacin, cuyas funciones principales son las siguientes:a) Transferir cargas de la superestructura y del resto de la infraestructura a travs de estratosdbiles o compresibles, a travs del agua o aire, hasta estratos inferiores con la suficientecapacidad de carga como para soportar la estructura, comportndose el pilote como unaextensin de columna o pilar. Estos estratos inferiores pueden ser rocas, arcillas duras o suelosde baja compresibilidad. Al pilote que reposa sobre estos estratos se le denomina "pilote depunta".b) Transferir o repartir la carga sobre un suelo relativamente suelto a travs de la friccin desuperficie entre el pilote y el suelo. Este tipo de pilote se le denomina "pilote de friccin" y a suvez se puede subdividir, segn Terzaghi, en pilotes de friccin en suelos de grano grueso muypermeable y pilote de friccin en suelos de grano fino o de baja permeabilidad. En la naturaleza es difcil encontrar estratos de suelos homogneos, por lo que no existe un lmite real entre estas categoras. c) En situaciones donde el suelo alrededor de un pilote lo mueve hacia abajo, a esto se le denomina "friccin negativa", esta friccin tiende a hundir el pilote y si ste no puede penetrar ms, en la punta del pilote se generar una presin concentrada. Este caso se puede presentar cuando se hinca un pilote en un estrato blando en cuya superficie se coloca un relleno que consolide el terreno, entonces ste al consolidarse generar en las caras del pilote unas fuerzas de friccin hacia abajo que se denominan friccin negativa.d) Proporcionar anclaje a estructuras sujetas a subpresiones, momentos de volteo o cualquierefecto que trate de levantar la estructura. Las fuerzas horizontales se resisten por pilotes enflexin o por grupos de pilotes verticales e inclinados que actan como un sistemaestructural, combinando las resistencias axiales y laterales de todo el grupo. e) Alcanzar con la cimentacin profundidades que no estn sujetas a erosin, socavaciones u otros efectos. f) Para evitar los daos que puede producir una futura excavacin a la cimentacin de unaedificacin adyacente; en este caso el pilote lleva la carga de la cimentacin debajo del nivel deexcavacin esperado. g) En reas de suelos expansivos o colapsables, para asegurar que los movimientos estacionales no sucedern. h) Proteger estructuras marinas como muelles, atracaderos, contra impactos de barcos u objetos flotantes.i) Soportar muros de contencin, contrafuertes o cimentaciones de mquinas.j) Compactar el suelo.madera, debido a que poda ser fabricado en unidades de las mismasdimensiones que el pilote hecho de madera, pero capaz de soportar compresiones y tensiones muchomayores. Adems que puede moldearse en cualquier forma estructural de acuerdo a las solicitaciones decarga y del tipo de suelo sobre el que se hinca. Con el desarrollo de las mquinas de gran eficiencia deperforacin a gran profundidad y dimetro, se reemplaz parcialmente los pilotes hincados por los pilotesmoldeados in-situ.Posteriormente el acero, por su fcil maniobrabilidad y gran resistencia de hincado a grandesprofundidades, empez a tener auge, siendo los problemas de corrosin solucionados con la introduccinde capas de pinturas durables y resistentes.Conforme el costo de las cimentaciones piloteadas toma importancia, surge la necesidad dedeterminar un nmero de pilotes que no fuese mayor que el necesario para proporcionar seguridad a laestructura; se llega entonces a especulaciones tericas que dan por resultado frmulas de hinca, aunqueposteriormente se determina que stas adolecan de grandes defectos, hacindose usual determinar lacarga admisible del pilote ejecutando ensayos de carga sobre un pilote de prueba y determinando elnmero de pilotes mediante el cociente de la divisin de la carga total entre la carga admisible por pilote.Algunas estructuras resultaron satisfactorias, sin embargo, otras fallaron, de lo cual se deduce que 2 elasentamiento de una cimentacin no est necesariamente relacionado con el asentamiento de un pilotede prueba, an cuando la carga por pilote fuese igual a la carga del pilote de prueba. De cualquier forma,es necesario conocer la capacidad de carga de un pilote porque forma parte de la informacin paradesarrollar un proyecto de cimentaciones piloteadas.Para tener una cabal comprensin del comportamiento de pilotes, se debe conocer todos lostipos de pilotes y los mtodos de instalacin existentes. El diseo y la construccin de cimentacionespiloteadas es un campo de la mecnica de suelos en la que se requiere el criterio de un ingeniero que nose confe en el discutible valor de una frmula y que sepa hacer uso de su experiencia, sentido comn eintuicin del comportamiento de los materiales.1.2 Funciones y Usos de los PilotesEl pilote es un elemento estructural que forma parte de la infraestructura de la edificacin, cuyasfunciones principales son las siguientes:a) Transferir cargas de la superestructura y del resto de la infraestructura a travs de estratosdbiles o compresibles, a travs del agua o aire, hasta estratos inferiores con la suficientecapacidad de carga como para soportar la estructura, comportndose el pilote como unaextensin de columna o pilar. Estos estratos inferiores pueden ser rocas, arcillas duras o suelosde baja compresibilidad. Al pilote que reposa sobre estos estratos se le 3 denomina "pilote depunta" (Fig. 1.1a).b) Transferir o repartir la carga sobre un suelo relativamente suelto a travs de la friccin desuperficie entre el pilote y el suelo. Este tipo de pilote se le denomina "pilote de friccin" y a suvez se puede subdividir, segn Terzaghi, en pilotes de friccin en suelos de grano grueso muypermeable y pilote de friccin en suelos de grano fino o de baja permeabilidad. En la naturalezaes difcil encontrar estratos de suelos homogneos, por lo que no existe un lmite real entre estascategoras (Fig. 1.1b).c) En situaciones donde el suelo alrededor de un pilote lo mueve hacia abajo, a esto se le denomina"friccin negativa", esta friccin tiende a hundir el pilote y si ste no puede penetrar ms, en lapunta del pilote se generar una presin concentrada. Este caso se puede presentar cuando sehinca un pilote en un estrato blando en cuya superficie se coloca un relleno que consolide elterreno, entonces ste al consolidarse generar en las caras del pilote unas fuerzas de friccinhacia abajo que se denominan friccin negativa (Fig. 1.1c).d) Proporcionar anclaje a estructuras sujetas a subpresiones, momentos de volteo o cualquierefecto que trate de levantar la estructura. Las fuerzas horizontales se resisten por pilotes enflexin (Fig. 1.1d) o por grupos de pilotes verticales e inclinados que actan como un sistemaestructural, combinando las 4 resistencias axiales y laterales de todo el grupo (Fig. 1.1e).e) Alcanzar con la cimentacin profundidades que no estn sujetas a erosin, socavaciones u otrosefectos (Fig. 1.1f).f) Para evitar los daos que puede producir una futura excavacin a la cimentacin de unaedificacin adyacente; en este caso el pilote lleva la carga de la cimentacin debajo del nivel deexcavacin esperado (Fig. 1.1g).g) En reas de suelos expansivos o colapsables, para asegurar que los movimientos estacionalesno sucedern (Fig. 1.1h).h) Proteger estructuras marinas como muelles, atracaderos, contra impactos de barcos u objetosflotantes.i) Soportar muros de contencin, contrafuertes o cimentaciones de mquinas.j) Compactar el suelo.1.3 AlcanceLa materia de cimentaciones profundas y el diseo de cimentaciones mediante pilotaje cubre unamplio alcance, sobre el que existen muchas referencias bibliogrficas, tales como las que se presentanen las referencias. El propsito de estas notas es introducir los principales tipos de pilotes existentes ennuestro medio y presentar la evaluacin de la capacidad portante y asentamiento de pilotes bajo cargaaxial. Se presenta la evaluacin de la capacidad de carga y el asentamiento de pilotes individuales y engrupo, as como las frmulas de hinca y los ensayos de carga.En el Anexo se describe un programa de cmputo que permite determinar la capacidad de cargaaxial de un pilote en base 5 a frmulas empricas que utilizan resultados de ensayos de penetracinestndar. Se discuten algunos ejemplos de aplicacin de dichas frmulas en la experiencia del autor.2.0 CAPACIDAD DE CARGA DE PILOTES Y GRUPO DE PILOTESEl primer paso en el diseo de pilotes es calcular la capacidad de carga ltima de pilotesindividuales. Existen diversos procedimientos de diseo, los ms sencillos sern presentados en esteacpite. Despus de calculada la capacidad de carga ltima, deber determinarse la capacidad de cargaadmisible del pilote. Algunos comentarios sobre dicha determinacin sern indicados.En ciertas condiciones del terreno, el suelo que rodea la parte superior del pilote se puedeasentar con relacin al pilote, cambiando la direccin de las fuerzas de friccin en el lado del pilote ytendiendo a jalarlo hacia abajo. Este fenmeno, conocido como friccin negativa, produce una cargaadicional en el pilote, de modo que reduce su capacidad portante. Se presentarn los casos donde puedeocurrir friccin negativa y un mtodo para estimar la mxima fuerza impuesta por la friccin negativa.La capacidad portante de un grupo de pilotes puede no ser igual a la suma de las capacidadesportantes de todos los pilotes en el grupo, por lo que debe considerarse el comportamiento del grupocomo un todo.2.1 Capacidad de Carga Ultima de un Pilote en Suelo CohesivoLa capacidad de carga ltima de un pilote est compuesta por la 6 resistencia a la friccin y laresistencia en la punta. En arcillas la resistencia por friccin es mucho mayor que la resistencia por punta.Luego:Qu = Qs + QbLa resistencia por friccin lateral en un pilote est dada por:Qs = c AsDonde:As = superficial lateral empotrada del pilote.= resistencia cortante no-drenada promedio de la arcilla a lo largo de loslados del pilote. = factor de adhesin.Se ha encontrado que el valor de puede variar significativamente, por lo que es difcil asignarleun valor. Para pilotes hincados se emplean los valores propuestos por Nordlund (1963) y para pilotesexcavados se utilizan los valores de Tomlinson (1975).La resistencia por punta se obtiene de la ecuacin de Meyerhof (1953) para la capacidadportante de suelos cohesivos.Qb = cNc AbcFACTOR DE ADHESION PARA PILOTESHINCADOS (NORDLUND)FACTORES DE ADHESION PARA PILOTESEXCAVADOS (TOMLINSON).Se usa un factor de adhesin de 0.45para pilotes excavados en muchas arcillas;aunque para pilotes cortos en arcilla muyfisurada, un valor de 0.3 es ms usual. Sehan reportado valores de 0.49 a 0.52 paraarcilla de California. Para arcilla dura puede ser tan bajo como 0.1.Tomlinson recomienda utilizar un valorde 0.45 si no se tiene experiencia previa conla arcilla, hasta un valor mximo de 100KN/m2. Esto puede ser conservador paraarcillas blandas y optimista para arcillasmuy rgidas y fisuradas. 7 Donde:c = resistencia cortante inalterada en la base del pilote.Ab = rea de la base del pilote.Nc = factor de capacidad de carga de Meyerhof, generalmente se toma 9.2.2 Capacidad de Carga Ultima de un Pilote en Suelo GranularLa capacidad de carga ltima de un pilote est compuesta por la resistencia a la friccin y laresistencia por punta. En suelos granulares la resistencia por punta es generalmente mayor que laresistencia por friccin lateral, luego:Qu = Qs + QbLa friccin lateral f a la profundidad z est dada por:f = Ks pd tg Donde:Ks = coeficiente lateral de tierra, la relacin de la presin lateral a vertical en los ladosdel pilote.pd = esfuerzo efectivo vertical a la profundidad z. = ngulo de friccin entre el pilote y el suelo.Para un pilote rodeado por suelo granular entre las profundidades z1 y z2, la resistencia porfriccin lateral esQs = Ks ( z1 + z2 ) tg Asdonde As es el rea empotrada de z1 a z2. Si el pilote est parcialmente sumergido, las contribuciones porencima y por debajo del nivel fretico deben calcularse separadamente.Los valores de Ks y presentados por Broms (1966) se presentan en la Tabla 2.1. Estos valoresson vlidos hasta un valor de friccin lateral f de 110 KN/m2, que es el valor mximo que puede ser usadopara pilotes de seccin constante.En el clculo de la resistencia por punta, el tercer trmino de la ecuacin de Meyerhof(relacionado a la 8 friccin en la base) es relativamente pequeo para pilotes largos y esbeltos, por lo queusualmente se ignora. Luego, la resistencia en la base es:Qb = pb ( Nq - 1 ) AbDondepb = esfuerzo efectivo de sobrecarga en la base del pilote.Ab = rea de la base del pilote.Los valores de se obtienen de los resultados del ensayo de penetracin estndar (sin aplicarcorrecciones por profundidad, nivel fretico o contenido de limo).Los valores de Nq de Meyerhof tienden a ser extremadamente altos para cimentaciones porpilotes, cuando se comparan con fallas reales, por lo que los valores obtenidos por Berezantsev (1961) ypresentados en la Figura 2.1, son ms adecuados. El valor mximo de resistencia por punta a ser usadoes de 1,100 KN/m.yCuando se calcula la resistencia por friccin y por punta en pilotes excavados en suelo granular,deber asumirse siempre una densidad relativa baja, independientemente del estado inicial del suelo.Tabla 2.1 Valores de Ks y para pilotes hincadosMaterial del PiloteKsDensidad relativa baja( 35)Densidad relativa alta( > 35)AceroConcretoMadera203/42/30.51.01.51.02.04.02.3 Capacidad de Carga Admisible de un PiloteLa capacidad admisible se obtiene dividiendo la carga ltima por un factor de seguridad. Losfactores de seguridad se pueden aplicar a la capacidad de carga ltima o a las capacidades de carga porfriccin y por punta 9 separadamente. La capacidad de carga admisible se toma como la menor de:2.5Qs + Qb3.0+ Q1.5Qs bdonde Qs y Qb son las cargas ltimas por friccin y por punta respectivamente. El valor de Qs en laprimera ecuacin se basa en factores que utilizan valores promedio de resistencia cortante, mientras queen la segunda ecuacin se emplean valores en el rango bajo de la resistencia cortante.Las frmulas de capacidad de carga de pilotes solo presentan un rango aproximado de lacapacidad de carga ltima. Excepto cuando se hincan pilotes hasta el rechazo, es usual realizar por lomenos un ensayo de carga en cada sitio. Se pueden hincar pilotes de prueba y ensayarlos hasta la falla.En base a los resultados alcanzados, el ingeniero puede decidir la modificacin de las longitudesrequeridas.Es preferible demorar el ensayo de los pilotes tanto cuanto sea posible despus del hincado,para permitir el asentamiento del pilote. Esto no es importante en pilotes en suelo granular, donde no sonsignificativos los efectos del tiempo, pero en limos y arenas limosas la capacidad de carga ltima de unpilote puede ser mucho ms alta inmediatamente despus del hincado, que una vez que ha transcurridoun perodo de tiempo. En arcillas lo contrario es usualmente (pero no siempre) cierto; la capacidadportante aumenta con el tiempo, particularmente en arcillas blandas o sensibles.Para un grupo de pilotes debe verificarse la 10 capacidad portante del grupo como un todo.2.4 Friccin NegativaLa friccin negativa puede ocurrir en los siguientes casos:a) Un pilote hincado a travs de una arcilla blanda sensible llega a un estrato relativamenteincompresible. El remoldeo de la arcilla durante el hincado puede ser suficiente para causarasentamiento. Las arcillas blandas marinas o de estuario pueden ser particularmentesusceptibles a desarrollar friccin negativa.b) Un pilote hincado a travs de una arcilla blanda llega a un estrato relativamente incompresiblecon sobrecarga en la superficie. Normalmente una arcilla blanda que suprayace a una arcilla durano tiene problemas. Sin embargo, la carga en la superficie producir asentamiento que puedegenerar friccin negativa en el pilote. El drenaje de reas pantanosas puede tener un efectosimilar.c) Un pilote hincado a travs de relleno recientemente colocado llega a un estrato compresible orelativamente incompresible. La friccin negativa resultar de la consolidacin del relleno. Enrellenos antiguos la friccin negativa disminuye o no existe.Actualmente es imposible predecir con precisin la friccin negativa que se producir en unpilote. Sin embargo, la mxima fuerza que se desarrollar por friccin negativa puede evaluarse si seasume la distribucin de esfuerzos de friccin propuesta por Tomlinson (1987). Aunque dicho autordiferencia los casos entre estrato compresible e 11 incompresible en la base, el mismo procedimiento puedeemplearse en todos los casos con suficiente precisin.La mxima carga hacia abajo producida por friccin negativa que se permite para propsitos dediseo puede calcularse asumiendo la distribucin de esfuerzos mostrada en la Figura 2.2.La friccin (o adhesin) en los puntos A y B, que corresponden a las resistencias cortantes pico yresidual del suelo respectivamente, sern:fA = cp y fB = crdonde cp y cr son las resistencias cortantes pico y residual y es un factor de adhesin, generalmentetomado como 1.Luego la fuerza hacia abajo en el pilote causada por friccin negativa ser:[ ( 0.1 H x21 cp ) + ( 0.1 H x21 cr ) + ( 0.8 H x21 ( cp + cr ) ) ] S= 0.45 H ( cp + cr ) Sdonde S es la circunferencia del pilote.Cuando se calcula la longitud requerida del pilote, la friccin negativa debe aadirse a la cargapermisible.Los efectos de la friccin negativa pueden reducirse o eliminarse si se protege la seccin delpilote dentro del relleno o de la arcilla blanda. Como alternativa se puede cubrir el pilote con unamembrana plstica de baja friccin o con una capa de bitmen. Si se emplea bitmen debe tenersemucho cuidado en su aplicacin para asegurar que ste se adhiere bien al pilote y tiene un espesormnimo de 3 milmetros.2.5 Capacidad de Carga de Grupos de Pilotes2.5.1 Eficiencia de GrupoEste valor est definido por: 12 Ef =carga de falla en pilote individualcarga promedio en pilote en grupo en la falla2.5.2 Suelos GranularesLos pilotes hincados compactan al suelo granular, aumentando su capacidad portante. Ensayosen modelos han demostrado que los factores de eficiencia de grupo de pilotes hincados en arena puedenllegar hasta 2. En pilotes excavados, la accin de excavacin ms bien reduce que aumenta lacompactacin, por lo que el factor de eficiencia de grupo es difcil que sea mayor que 1.En diseo se usa un factor de eficiencia de grupo de 1 para todo tipo de pilotes en suelo granular.Esto significa que se ignoran los efectos de grupo al predecir la capacidad portante. Sin embargo, lospilotes excavados deben tener un espaciamiento mayor que 3 dimetros (centro a centro).2.5.3 Suelos CohesivosEn suelos cohesivos se considera al grupo (pilotes y suelo contenido) como una cimentacinprofunda; la carga ltima del grupo se puede evaluar con la ecuacin de Meyerhof. Por ejemplo, para unancho de grupo B1, longitud B2, profundidad D, la carga de falla es:Qu = B1 B2 c Nc Donde:Nc = factor de capacidad de carga de Meyerhof. = factor de forma.c = cohesin promedio de la arcilla que rodea al grupo.La Figura 2.3 presenta los resultados de ensayo en modelos de Whitaker (1957) para grupos de3 x 3 y 9 x 9. Se puede utilizar como un mtodo alternativo para estimar eficiencias de grupo. Por lo tanto,la carga de falla 13 del grupo es:Qu = n Qu Efdonde n es el nmero de pilotes en el grupo y Qu es la carga de falla de un pilote individual.2.5.4 Pilotes de Punta Hincados al RechazoDebido a que la carga ltima est limitada por la resistencia del pilote y no por la capacidadportante del terreno, no existe efecto de grupo.2.5.5 Suelos que Contienen Estratos BlandosCuando existen capas de arcilla blanda por debajo de los grupos de pilotes puede ocurrir unsobreesfuerzo, por lo que es necesario realizar una verificacin. Se asume que la carga del grupo depilotes se repartir como se indica.a) Pilotes de friccin en arcillaSe asume que la carga se distribuye como se muestra en la Figura 2.4, de los dos tercios delempotramiento del pilote en el estrato resistente.b) Pilotes de punta en arena o gravaSe asume que la carga se distribuye como se muestra en la Figura 2.5, a partir de la base de lospilotes.En cada uno de los casos indicados, para un grupo de pilotes de dimensiones en planta B x L,que soporta una carga Q, el rea esforzada del material blando ser:( B + 2 H tg30 ) ( L + 2 H tg30 )= ( B + 1.15 H ) ( L + 1.15 H )= ( Q + Qj ij )kj ij=1 i 1 i Luego, el esfuerzo en la parte superior del estrato blando ser:( B + 1.15 H ) ( L + 1.15 H )Q2.5.6 Longitudes de Pilotes CercanosEn tanto sea posible, todos los pilotes de un grupo deben tener aproximadamente la mismalongitud.Cuando se tengan 14 pilotes de diferente longitud, cercanos, es usual disear al pilote ms corto losuficientemente largo, de modo que una lnea inclinada a 45 de su base no intersecte al pilote vecinoms largo. Esto es para evitar que la carga de la punta del pilote corto sea transmitida al pilote largo.3.0 ASENTAMIENTO DE PILOTES Y GRUPO DE PILOTESEl asentamiento de un pilote individual bajo carga de trabajo es usualmente tan pequeo que nopresenta problemas. Sin embargo, el efecto combinado de un grupo de pilotes puede producir unasentamiento apreciable, debiendo ser considerado. El estado del conocimiento actual no permite unaprediccin precisa del asentamiento, sin embargo existen mtodos que permiten realizar estimadosrazonables del asentamiento de pilotes y grupos de pilotes.Los procedimientos presentados a continuacin permiten realizar una estimacin aproximada delasentamiento de un grupo de pilotes o de un pilote individual dentro del grupo. La interaccin entre lospilotes y el suelo circundante es compleja y no est apropiadamente entendida; en consecuencia, losvalores obtenidos por los mtodos simples presentados a continuacin no producen valores exactos.3.1 Asentamiento de un Pilote Individual en ArcillaEl asentamiento de un pilote en una capa de espesor finito que suprayace a un materialincompresible puede obtenerse de la expresin.IL E= Qs DondeQ = carga en el pilote.L = longitud del 15 pilote.Es = mdulo de Young del suelo para asentamiento a largo plazo.Es =m ( 1 - )( 1 + ) ( 1 - 2 )v mves el valor promedio de la capa y es la relacin de Poisson: 0.4 arcilla SC, arcillaNC rgida y 0.2 arcilla NC blanda a firme.I = factor de influencia, obtenido de las Figuras. 3.1 y 3.2.Debe tenerse cuidado en utilizar sistemas de unidades consistentes.3.2 Asentamiento de Pilotes dentro de un Grupo en ArcillaEl asentamiento i del pilote i dentro de un grupo puede calcularse de la expresin:Donde:i = asentamiento del pilote i bajo carga unitaria.Qi = carga del pilote i.Qj = carga en el pilote j, donde j es cada uno de los otros pilotes en el grupo, en turno.ij = es el factor de interaccin entre los pilotes i y j. El valor de depende del espaciamientode los pilotes y se obtiene de la Figura 3.3.Aunque el grfico est dibujado para = 0.5, el valor de no es crtico, pudiendo ser utilizadopara todos los valores de .Para un pilote individual dentro de un grupo, se encuentra usualmente que el asentamiento delpilote debido a la influencia de los pilotes vecinos excede al asentamiento producido por la carga en elpilote. De este modo, aunque el asentamiento de un pilote individual pueda parecer pequeo en unensayo de carga, el asentamiento de una estructura apoyada en un grupo de pilotes similares puede serbastante grande.El proceso de aadir las interacciones de cada 16 pilote con los otros en un grupo grande de pilotespuede ser tedioso y tomar tiempo. Sin embargo, se encuentra que la mayor parte de pilotes en el grupoest tan lejos que su influencia pueda ignorarse, o quizs se puede asignar una participacin para elefecto de todos los pilotes mas all de determinada distancia del pilote en estudio.Cuando los pilotes no son de la misma longitud, el efecto en la relacin (H/L) es pequeo, por loque el mtodo todava puede utilizarse. Cuando los pilotes tienen diferentes dimetros o anchos, larelacin (S/B) del pilote j deber usarse para obtener el valor de ij.3.3 Asentamiento de un Pilote Individual en Arena o GravaEl asentamiento de un pilote hincado en suelo granular denso es muy pequeo y debido a que elasentamiento en suelo granular es rpido, generalmente no hay problema. En pilotes excavados o piloteshincados en suelo granular suelto, el asentamiento puede ser significativo, pero no existen mtodosaceptados de predecir asentamientos con exactitud. Como una aproximacin gruesa, el desplazamientovertical de un pilote puede estimarse como una carga puntual en la base del pilote.Sin embargo, el nico mtodo confiable para obtener la deformacin de un pilote en un suelogranular es ejecutar un ensayo de carga.3.4 Asentamiento de un Grupo de Pilotes en Arena o GravaUna aproximacin al asentamiento de un grupo de pilotes en suelo granular en base alasentamiento de 17 un pilote individual puede obtenerse de la Figura 3.4, donde =( asentamiento del pilote individual bajo la misma carga de trabajo )( asentamiento del grupo de pilotes )3.5 Un Mtodo Simple para Estimar el Asentamiento de un Grupo de PilotesEl asentamiento promedio de un grupo de pilotes puede estimarse tratando al grupo como unacimentacin equivalente con un rea en planta igual al rea del grupo.Para pilotes que trabajan predominantemente por punta (arenas), se asume que la cimentacinestar en la base de los pilotes. Para pilotes por friccin (arcillas), se asume los dos tercios de la longitudde empotramiento, y si existe una capa superior granular o arcilla blanda, los dos tercios de laprofundidad de empotramiento en la arcilla portante. Lo anterior se ilustra en la Figura 3.5.3.6 Compresin del PiloteLa compresin del pilote puede ser una parte significativa del asentamiento total, pero, adiferencia del asentamiento por consolidacin, ocurrir instantneamente cuando se aplica la carga alpilote. Se puede evaluar asumiendo que bajo la carga de trabajo ( o carga de ensayo), las proporcionesde la carga por friccin y por punta son las mismas que en la falla. Por lo tanto, si la carga ltima es Qu,formada por la carga ltima en el fuste y en la punta, luego bajo la carga Q,Q xQQub ser soportado por la punta yQ xQQus ser soportado por friccin.La carga por punta ser 18 transmitida en toda la longitud del pilote y la carga por friccin serreducida con la profundidad. En arcillas, donde la friccin (adhesin) permanece constante con laprofundidad, el esfuerzo promedio ser la mitad del de la superficie. En arenas, donde la friccin aumentalinealmente con la profundidad, el esfuerzo promedio equivalente ser dos tercios del valor de superficie.Por lo tanto, para un pilote de longitud L y seccin AP, el esfuerzo promedio equivalente ser:en arcillas pr = QQ2+ 1 QAQub spen arenas pr =QQ3+ 2 QAQub sp y la compresin elstica del pilote ser:e =ELp prdonde Ep es el mdulo de Young para el material del pilote en la direccin longitudinal.4.0 FORMULAS DE HINCALas frmulas de hinca de pilotes tratan de relacionar la capacidad portante de un pilote con suresistencia al hincado. Aunque desacreditadas por muchos ingenieros, las frmulas de hinca todava seutilizan en el sitio, como una verificacin de las predicciones de diseo utilizando la mecnica de suelos.No se recomienda el empleo de las frmulas de hinca en el diseo de pilotes; sin embargo, a pesar desus limitaciones puede utilizarse para ayudar al ingeniero a evaluar las condiciones del terreno en unpilotaje, revelando probablemente variaciones que no fueron aparentes durante la investigacin decampo. Las 19 capacidades de carga de pilotes determinadas en base a las frmulas de hincado no sonsiempre confiables. Deben estar apoyadas por experiencia local y ensayos; se recomienda precaucin ensu utilizacin.Existe un gran nmero de frmulas de hincado, tal como la muy conocida frmula delEngineering News Record. La Tabla 4.1 de US Navy (1982) recomienda el empleo de frmulas de hincasegn el martillo a ser utilizado. Estas frmulas pueden utilizarse como una gua para estimar lascapacidades admisibles de los pilotes y como control de construccin cuando estn complementadas porensayos de carga.Tabla 4.1: Frmulas Bsicas de Hincado de Pilotes (Design Manual DM 7.2, 1982)Para martillos en cada libre Para martillos de accin simple Para martillos de doble accindiferencialS+1(Q )c = 2WHv adS+ 0.1(Q )a,c = 2WHv adS+ 0.1(Q )a = 2Ev adWS+ 0.1W) = 2WH (QDb,cv adWS+ 0.1W) = 2E (QDbv ada = usar cuando los pesos hincados son menores que los pesos del martillo.b = usar cuando los pesos hincados son mayores que los pesos del martillo.c = frmula de hincado de pilotes basada en la frmula de Engineering News.(Qv)ad = carga admisible del pilote en libras.W = peso del martillo en libras.H = altura efectiva de cada en pies.E = energa real liberada por el martillo por golpe en pie-libra.S = promedio neto de penetracin en pulgadas por golpe para las ltimas 6 pulgadas del 20 hincado.WD = pesos hincados incluyendo el pilote.Nota : la relacin de pesos (WD / W) debe ser < 3.5.0 ENSAYO DE CARGA EN PILOTES5.1 GeneralidadesLa nica manera segura de saber si un pilote es capaz de soportar la carga requerida, esejecutar un ensayo de carga. Este ensayo tambin puede utilizarse para medir las caractersticas decarga-deformacin del pilote. En un trabajo de pilotaje, uno o ms pilotes se ensayan; los pilotes deensayo se seleccionan de manera aleatoria entre los pilotes que se estn instalando o pilotes especialespueden hincarse con antelacin para verificar el diseo.La prueba de carga se realiza generalmente por las siguientes razones, Vesic (1977):1 Verificar experimentalmente que la actual respuesta del pilote a la carga (reflejada en la relacincarga-asentamiento) corresponde a la respuesta asumida por el diseador.2 Que la carga ltima actual del pilote no es menor que la carga ltima calculada y que fue usadacomo base en el diseo de la cimentacin.3 Obtener datos del suelo deformado y facilitar el diseo de otro pilote.4 Determinar el comportamiento carga-asentamiento de un pilote, especialmente en la regin decarga de trabajo.5 Para indicar la dureza estructural del pilote.5.2 Formas y Tipos de Aplicacin de CargaLos equipos para aplicar la carga a compresin pueden ser los de la norma ASTM-D-1143-81."Pilotes bajo Carga Axial Esttica de 21 Compresin", u otros, construidos de tal forma que la carga seaaplicada al eje central y longitudinal del pilote; el equipo del sistema de carga incluye una gata hidrulica,una bomba hidrulica y manmetros. La norma ASTM menciona los siguientes arreglos o dispositivospara aplicar la carga al pilote:1) Carga aplicada al pilote o grupo de pilotes por gata hidrulica actuando frente a un marco dereaccin anclado. Puede realizarse de dos formas, con pilotes de anclaje o con anclajeenterrado.a. Pilotes de anclaje.Se instala un nmero suficiente de pilotes de anclaje a cada lado del pilote de prueba de tal formaque proporcionen adecuada capacidad de reaccin. Dichos pilotes estarn ubicados a una distancia libredel pilote de prueba de al menos 5 veces el mayor dimetro del pilote de prueba, pero no menor que 2mts. Sobre los pilotes de anclaje va una viga de prueba de medida y resistencia suficiente para impediruna deflexin excesiva, esta viga est sujeta por conexiones diseadas para transferir la carga a lospilotes. Entre el fondo de la viga y la cabeza del pilote de prueba existe una luz suficiente para podercolocar la gata hidrulica y dos planchas de acero de espesor mnimo de 2"; el sistema trabaja alreaccionar la gata hidrulica al cargar el pilote, transmitiendo esta carga (mediante la viga de reaccin) aun par de pilotes de anclaje. La Figura 5.1 muestra este tipo de arreglo.b. Anclaje 22 enterrado.Usualmente transfieren la reaccin a estratos ms duros debajo del nivel de la punta del pilote,pudiendo ser puestos ms cercanamente al pilote de prueba. La Figura 5.2 presenta este tipo de arreglo.2) Carga aplicada al pilote o grupo de pilotes por gata hidrulica actuando frente a caja o plataformacargada.La norma ASTM especifica que se debe centrar sobre el pilote o grupo de pilotes una viga deprueba de medidas y resistencia suficiente para impedir una deflexin excesiva bajo carga, permitiendoespacio suficiente entre el cabezal del pilote y el fondo de la viga para poder ubicar las planchas y la gata;los extremos de la viga se deben soportar sobre cajones temporales.Se centra una caja o plataforma sobre la viga de prueba, la cual estar soportada por durmientesubicadas tan lejos como sea posible del pilote de prueba, pero en ningn caso la distancia ser menorque 1.5 mts de luz entre caras. La carga de la caja o plataforma ser de material apropiado tal comosuelo, roca, concreto o acero. Con este dispositivo de carga la gata hidrulica reacciona frente a estacarga como lo muestra la Figura 5.3.3) Carga aplicada directamente a un pilote o grupo de pilotes.La norma ASTM especifica que se debe centrar sobre la plancha de acero una viga de prueba depeso conocido y suficiente medida y resistencia, con los extremos soportados sobre durmientestemporales; centrar una plataforma de peso 23 conocido sobre la viga, esta plataforma es soportada pordurmientes ubicadas a una distancia libre no menor de 1.5 mts. La carga de la plataforma puede ser conacero o concreto. La Figura 5.4 muestra este arreglo.En lo referente al asentamiento de la cabeza del pilote, ste se puede medir de tres formas:a) Nivelacin directa con referencia a un datum fijado (BM).b) Por un alambre sostenido bajo tensin entre dos soportes y pasando a travs de una escalapegada al pilote de prueba.c) Por medio de vigas de referencia una a cada lado del pilote de prueba, las cuales tienen unmnimo de dos deformmetros, con las espigas paralelas al eje longitudinal del pilote y soportadapor orejas firmemente pegadas sobre los lados del pilote debajo de la plancha de prueba;alternativamente, los dos deformmetros podran montarse en lados opuestos del pilote deprueba, pero encima de las vigas de referencia; estos deformmetros deberan tener unaprecisin de al menos 0.01 pulgadas (0.25 mm).5.3 Procedimiento de CargaExisten diversos tipos de procedimientos de carga, la norma ASTM-D-1143-81 resume lamayora de stos, pero tan slo se presentarn los ms comunes, que son:a) Prueba de carga mantenida.b) Razn de penetracin constante.a) Prueba de carga mantenida.-LLamada tambin ML y es el denominado por el ASTM-D-1143-81 como el procedimientoestndar de carga; el procedimiento a seguir es el siguiente: Siempre y cuando 24 no ocurra la falla primero,cargar el pilote hasta 200% de su carga de diseo, aplicando la carga en incrementos del 25% de lacarga de diseo del pilote. Mantener cada incremento de carga hasta que la razn de asentamiento nosea ms grande que 0.01 pulgadas (0.25 mm)/hora, pero no mayor que 2 horas. Si el pilote de prueba noha fallado, remover la carga de prueba total en cualquier momento despus de 12 horas si elasentamiento del tope sobre un perodo de 1 hora no es ms grande que 0.01 pulgadas (0.25 mm); siocurre lo contrario, permita que la carga total permanezca sobre el pilote por 24 horas. Despus deltiempo requerido de espera, remover la carga de prueba en decrementos de 25% de la carga total con 1hora entre decrementos. Si la falla del pilote ocurre, contine aplicando carga con la gata al pilote hastaque el asentamiento sea igual al 15% del dimetro del pilote o dimensin diagonal.b) Razn de penetracin constante.-Fue un mtodo desarrollado por Whitaker en 1957 para modelos de pilotes (pilotes de pruebapreliminares) y posteriormente usado para ensayos de pilotes de tamao natural; este mtodo tambin esllamado CRP y tiene la ventaja de ser rpido en su ejecucin, no dando tiempo a la consolidacin delterreno. El mtodo consiste en hacer penetrar el pilote a una velocidad constante y medir continuamentela fuerza aplicada en la cabeza del pilote para mantener la razn de aplicacin. La norma 25 ASTM-D-1143-81 especifica que la razn de penetracin del pilote debe ser de: 0.01 a 0.05 pulgadas (0.25 a 1.25mm)/min. en suelo cohesivo y 0.03 a 0.10 pulgadas (0.75 a 2.5 mm)/min. en suelo granular.5.4 Criterios de Carga de FallaEl criterio ms usado para definir la carga de rotura en un grfico carga vs. asentamiento, esaquel que muestra un cambio brusco en la curva obtenida, pero en la mayora de los casos, la pendientede la curva vara gradualmente, no pudiendo establecerse en forma definida la carga de rotura.Otra observacin hecha a este criterio, es que frecuentemente la escala adoptada para el trazadocarga vs. asentamiento no es escogida con criterio bien definido. Para uniformizar los criterios de escala,se ha sugerido que la curva carga vs. asentamiento sea escogida de tal forma que la recta quecorresponde a la deformacin elstica del pilote PL/AE forme un ngulo de 20 con la horizontal. Sinembargo ste no es criterio reglamentado, y en vista de que en mecnica de suelos no existe un criteriouniforme para establecer la carga de rotura se mencionarn algunos de estos criterios.Los criterios recopilados por Vesic (1975) son:1 Limitando el asentamiento totala) absoluto: 1" (25.4 mm) (Holanda, Cdigo de Nueva York).b) relativo: 10% del dimetro del pilote (Inglaterra)2 Limitando el asentamiento plsticoa) 0.25 pulgada (6.35 mm) (AASHTO)b) 0.33 pulgada (8.40 mm) (Magnel)c) 0.50 26 pulgada (12.7 mm) (Cdigo de Boston)3 Limitando la relacin asentamiento plstico/asentamiento elstico a1.5 (Cristiani y Nielsen).4 Relacin mximaIncremento asentamiento plsticoIncremento asentamiento elsticoSzechy (1961).5 Limitando la relacin asentamiento/cargaa) Total 0.01 in/ton (California, Chicago).b) Incremental 0.03 in/ton (Ohio)0.05 in/ton (Raymond Co).6 Limitando la relacin asentamiento plstico/cargaa) Total 0.01 in/ton (New York)b) Incremental 0.03 in/ton (Raymond Co).7 Relacin mximaIncremento de cargaIncremento asentamientoVesic (1963)8 Curvatura mxima de la curva log W/log Q (De Beer, 1967)9 Postulado de Van der Veen (1953) ln (1 )maxQWQ = Fellenius (1980) recopil varios criterios de falla aplicables al grfico carga vs. asentamiento.a) Mtodo de Davisson.- La carga lmite propuesta es definida como la carga que corresponde a unasentamiento que excede la compresin elstica del pilote por un valor X dado por:120X = 3.8 + Ddonde:D = dimetro (mm)X = en (mm)El mtodo de Davisson se aplica a ensayos de velocidad de penetracin constante, si se aplica aensayos con carga mantenida, resulta conservador.b) Mtodo de Chin.-Se admite que la curva carga-asentamiento cerca a la rotura es hiperblica. En este mtodo elasentamiento es dividido por su correspondiente carga y el grfico pasa a ser una curva deasentamiento/carga vs. 27 asentamiento. Los puntos obtenidos tienden a formar una recta y la inversa de lapendiente es la carga de rotura. Este mtodo se aplica a pruebas rpidas o lentas, ya que el tiempo deaplicacin de los estados de carga es constante.c) Mtodo de De Beer.-La curva carga vs. asentamiento es llevada a un grfico log-log. Para los valores de cargamayores, los puntos tienden a caer en dos rectas y su interseccin es la carga de rotura.d) Criterio de 90% de Brinch-Hansen.-La carga de rotura ser aquella cuyo asentamiento es el doble del asentamiento medido parauna carga que corresponde al 90% de la carga de rotura.e) Mtodo de Fuller y Hoy.-De acuerdo a este criterio, la carga de rotura es aquella que corresponde al punto en la curvacarga-asentamiento tangente a una recta de inclinacin 0.05 in/ton.f) Mtodo de Butler y Hoy.-La carga de rotura es definida como aquella correspondiente al punto de interseccin de dosrectas tangentes, la primera corresponde a la tangente a la curva y que tenga una inclinacin de 0.05in/ton. y la segunda recta tangente es aquella paralela a la lnea de compresin elstica del pilote ytangente a la curva.En las Figuras 5.5 y 5.6 se presenta la descripcin grfica de los distintos criterios para evaluar lacarga de falla.REFERENCIAS1) Aoki N. y Velloso D.A. 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La forma de su seccin transversal podr ser circular o casi circular (cuadrada, hexagonal u octogonal) de manera que no sea difcil asimilar la mayora de los pilotes a elementos cilndricos de una cierta longitud y de un cierto dimetro. Como caso excepcional deben considerarse los pilotes pantalla. Los pilotes pantalla o elementos portantes de pantalla, suelen ser de hormign con una proporcin longitud anchura tal que la asimilacin a la forma circular es difcil.

FIGURA9. FORMA SECCIONAL PILOTES

2.5 DIMENSIONES DE LOS PILOTES DE HORMIGON Los ms frecuentes son de 60 80 cm o incluso ms.

Segn el dimetro del pilote:a) Micro pilotesDimetro menor de 20 cm. Se emplean en obras de recalce.b) Pilotes convencionalesDe 30 a 60 cm.c) Pilotes de gran dimetroDimetro mayor de 80 cm.d) Pilotes pantallaDe seccin pseudo rectangular.e) Pilotes de seccin en forma de cruz.

2.6 MATERIALESAntiguamente se utilizaba la madera, pero actualmente se usan de hormign armado y acero.

FIGURA10. PILOTES DE HORMIGON 2.6.1 PILOTES DE HORMIGONEn un principio se crey que a la accin de los martinetes de hincamiento; el hormign se desintegrara. La prctica demostr lo contrario. Los pilotes de hormign se utilizan solo en pequeas profundidades, existiendo infinidad de tipos.

2.6.2 DOSIFICACION DE HORMIGONLa mezcla para el hormign de pilotes es de 350 kg de portland artificial de primera clase por 0.800 m de gravilla y 0.400 m de arena. En la cabeza y punta de los pilotes y en una longitud de unos 0.60 m puede aumentarse la dosificacin a 400 kg de cemento, cuando la dureza del terreno o la profundidad a que han de hincarse as lo aconseje. Como estos pilotes estn en constante contacto con el agua, necesitan los hormigones ser muy compactos, para impedir la penetracin del agua y la oxidacin de las armaduras, que es sobre todo peligrosa en obras martimas, no solo conviene aumentar a 400 kg la dosificacin del cemento en toda la longitud del pilote, sino poner especial cuidado en la clasificacin de las arenas. La composicin granulomtrica, que produce hormigones menos porosos, es muy aproximadamente la de 2/3 de granos gruesos (entre 2 y 5 mm) y de 1/3 de granos finos (menores de 0.55mm)

2.6.3 EMPARRILLADO DE LOS PILOTESConformado por un conjunto de pilotes. Las cabezas de los pilotes soportan las cargas de la obra, bien sea directamente o a travs de una estructura de cimentacin que las distribuya.Las armaduras de los pilotes, de las zapatas corridas o aisladas y las de las losas de cimentacin que los conectan, se deben entrelazar. En el caso de los pilotes de hormign prefabricados se tiene que despejar primero la armadura en la cabeza de los pilotes despus del hincado. Por regla general, los pilotes son verticales; sin embargo, tambin puede estar inclinado cuando tienen gran longitud, y los esfuerzos horizontales son importantes (ms del 3% de cargas verticales). figura11 Puesto que los esfuerzos horizontales pueden ser variables, los pilotes inclinados suelen disponerse en pares, donde un pilote de compresin y otro de traccin se acoplan entre s. Exceptuando en el caso de pantallas de pilotes; los pilotes deben distanciarse entre s lo mximo posible y, si se encuentran en hileras prximas, deben colocarse al tresbolillo con el fin de que el reparto de la carga al terreno sea lo ms uniforme posible.

FIGURA11. PILOTES INCLINADOS

2.6.5 COLOCACION DE LOS PILOTESLos pilotes se colocan al tresbolillo o formando otras figuras semejantes. De entre ellos se retira la tierra removida, cuyo hueco se rellena con hormign. Posteriormente se forma (enmarcndolos a todos) un emparrillado de madera chapada para formar el cabezal, sobre la que se apoya toda la construccin o edificio. figura12 Para mayor facilidad de hincar el pilotaje oblicuamente, se usan pilotes de tornillo, que son los que, en vez de una punta caracterstica, tienen un tornillo.

FIGURA12. COLOCACION DE LOS PILOTES

2.6.6 TIPOS DE PILOTES2.6.6.1 PILOTE VIBROSon los formados mediante tubos de un largo mximo de 20 metros. Los pilotes vibro tienen de dimetro 34, 42 y 48 cm, correspondientes a las cargas de 40, 60 y 75 toneladas. Estas cargas corresponden a un fatiga del hormign de 40 kg/cm.

FIGURA13. PUNTA VIBRO La armadura longitudinal est formada, generalmente, por 4 o 6 barras de 12 a 22 mm. Las armaduras secundarias estn formadas por una armadura helicoidal de 6mm de dimetro y paso de 15 cm. Si el efecto de punta es predominante, la capacidad portante puede aumentarse con el empleo de azuches Vibro , o de asiento ensanchado. Existen azuches de dimensiones de hasta 75 cm.figura13Si el efecto predominante es el lateral, se puede proceder a un segundo hincado (pilote Vibro ensanchado). figura14 Para aumentar el rozamiento lateral en el caso de pilotes flotantes se puede, o bien emplear un dimetro mayor, o proceder a un segundo hincado.

FIGURA14. PILOTE VIBRO Y ENSANCHADO (C)2.6.6.2 PILOTE SIMPLEX Es muy utilizado en los Estados Unidos. Consiste en clavar un tubo de acero provisto, en su parte inferior, de una punta resistente. Este tipo de pilote tiene un dimetro de 40 a 60 cm. figura15La forma de operar es la siguiente:1. El tubo se hinca en el suelo por percusin hasta el rechazo, con un martillo de aproximadamente 2 ton. La cabeza del tubo est protegida por un sombrerete de acero, para evitar que los golpes del martillo lo deterioren. La punta de avance del pilote est formada por una punta tipo de caimn o una punta removible de fundicin. En el caso de la punta de fundicin, esta queda perdida en el fondo de la perforacin.2. Se coloca la armadura de ser necesaria.3. Se va echando el hormign al mismo tiempo que se va extrayendo el pilote poco a poco. El concreto fresco vaciado, se va compactando con la ayuda de un pisn. 4. El bulbo se compacta cada metro lineal. En esta parte del pilote se usa concreto semi-seco al cual se le puede agregar arena y grava, luego de su vaciado.

FIGURA15. PUNTAS PILOTE. CONSTRUCCIONOtro pilote similar al SIMPLEX es el Strauss, diferencindose nicamente en que la introduccin del tubo se ejecuta mediante taladro

2.6.6.3 PILOTE WILHEMEste es un sistema perfeccionado del simplex, en el sentido de darle ms superficie a la base, para lo que utiliza un explosivo que al estallar hace un cono esfrico, por donde se introduce el hormign. figura16Su proceso de construccin es el siguiente:1 En el terreno se hinca un tubo de acero en cuyo seno inferior se deposita una carga de dinamita protegida con un tablero de madera.2 Se rellena el tubo con hormign fluido.

FIGURA16. PILOTE WILHEM3 Se extrae un poco de tubo y se provoca la explosin, a cuyo efecto el terreno se comprime, producindose el vano esfrico mencionado anteriormente, y que pasa a ocupar el hormign fluido.4 Se rellena el tubo, que se va sacando poco a poco hasta la formacin del pilote.

2.6.6.4 PILOTE RADIOEs uno de los ms usados en Espaa. La perforacin se efecta como si se tratara de un sondeo de gran dimetro, con diversos elementos, de forma que se van conociendo las diversas zonas de terreno que se van atravesando, con lo que se adapta la longitud del pilote a la resistencia de estos.Una vez perforado, se coloca la armadura y acto seguido se rellena con hormign mediante una cuchara especial, cerrada en un extremo inferior por una vlvula automtica que se abre cuando se apoya en el fondo, con lo que se evita que el hormign se mezcle con el agua que puede existir entre el tubo y la forma. Se va rellenando por partes y lentamente se apisona a la vez y se va retirando el tubo de forma, con lo que el pilote no sale cilndrico sino con protuberancias que son como las resultantes de su herencia en el terreno.El dimetro de los tubos es entre 35 y 45 cm, lo que resulta para el pilote de 40 a 60 cm segn el terreno y sus caractersticas. Para terrenos de poca consistencia son de gran aplicacin.2.6.6.5 PILOTE DERQUIOtro tipo de pilote de los ms empleados en Espaa es el Derqu. Sus caractersticas corresponde al de tipo Strauss, aunque ms perfeccionado. El hormigonado se efecta mediante una campana de cierre estanco. Las tuberas de moldeo y perforacin se recuperan por fases.El vertido del hormign en el interior del tubo se efecta disponiendo una tolva o campana en su parte superior con cierre totalmente estanco y el llenado se realiza sin disgregacin del rido, con lo que se logra una mayor homogeneidad del material.Otro tipo de pilote de Derqu es el conocido con el nombre de Con estroma figura 17 y que es muy adecuado para terrenos muy blandos, caracterizndose por tener la base ensanchada y una doble armadura, la normal y otra de tela metlica cuya forma recuerda los antiguos corss femeninos y que se coloca despus de vertido el hormign en la base ampliada. Se emplean dos tubos de diferente dimetro, el mayor para dar a la base el ensanche necesario y una vez hormigonado ste y colocado el cors de tela metlica se coloca el segundo tubo. A medida que se va hormigonando se retiran los dos tubos, realizando el vertido del hormign como en el pilote descrito en primer lugar por medio de la tolva o campana Derqu.

FIGURA17. PILOTE DERQUI CON ESTROMA

2.6.6.6 PILOTE COMPRESSOLTambin se ha aplicado en un gran nmero de obras, entre ellas puentes. El sistema de pilono compressol es una variante de los pilotes simplex. Con el martinete se deja caer de gran altura un cono de acero de unos 2000 kg de peso, que perfora y comprime el terreno. figura17 Cuando la flojedad de este haga temer el desprendimiento de sus paredes; se blindan con tubos de acero telescpicos. Una vez alcanzado por el mazo cnico la profundidad que se desea, se vierte en el fondo del pozo piedras duras y hormign, que se apisonan enrgicamente con otro mazo apisonador de forma ojival y tambin de 2000 kg de peso. Se obtienen as una serie de pilonos de hormign, que resisten, no solo por su seccin y la de las armaduras con que pueden reforzarse, sino por la fuerte compresin que han sufrido las paredes y todo el terreno en las inmediaciones.

FIGURA17. PILOTE COMPRESSOL2.6.6.7 PILOTE FRANKIEs un pilote hincado que puede alcanzar los 30m de longitud y pueden soportar entre 100 y 800 toneladas cada uno. Se hinca un tubo molde mediante un pisn de 1.8 toneladas a 5 toneladas de peso, en cada libre de 8 m a 10 m. figura18 El pisn golpea un tapn de material granular o concreto seco muy resistente que se encuentra en el extremo inferior del tubo. El pisn desarrolla una energa de impacto entre 15 a 50 toneladas por golpe.En este tipo de pilotes se debe dejar un sobrante o rechazo el cual es determinado por clculo. Cuando el rechazo obtenido es satisfactorio se procede a expulsar el tapn de la punta con golpes de pisn y sujetando al mismo tiempo el tubo molde por medio de guayas. Luego se construye el bulbo con golpes del pisn y el vertido sucesivo de concreto semi-seco. Cuando el suelo de fundacin ya no admite ms concreto, provocara un ligero ascenso del tubo, dndose por terminado la construccin de la base ensanchada. Las dimensiones del bulbo dependen del suelo donde se apoya el pilote. Usualmente para el bulbo, se inyecta un metro cubico de concreto.Luego se coloca la armadura de refuerzo, barras longitudinales unidas entre si por medio de un zunchado en espiral soldado a las mismas.Se contina con la construccin del fuste del pilote golpeando progresivamente cantidades limitadas de concreto, algo ms hmedo que el anterior. Durante esta operacin se alza en una pequea magnitud el tubo molde. Siempre debe mantenerse una cantidad suficiente de concreto en el tubo molde para no permitir la penetracin del agua o barro dentro del tubo.

FIGURA18. FASES CONSTRUCCION DE PILOTE2.6.6.8 ESCALONADOS

FIGURA19. PILOTE ESCALONADOSon especiales para compactar terrenos granulares sueltos, resistiendo la carga por friccin lateral. Generalmente el tubo que sirve de molde no cumple funciones estructurales o resistentes, sino que evita que el suelo este en contacto directo con el concreto del pilote. Usualmente la camisa metlica es delgada, y se oxida y desintegra, por lo cual su colaboracin en la resistencia del pilote no se toma en cuenta. Por lo mismo no se refuerza, porque estn en compresin cuando soportan cargas verticales; sin embargo, si el pilote va a estar sometido a traccin o flexin, se puede reforzar con barras colocando estas antes de verter el hormign.

Se construyen con sucesivas dovelas cilndricas de lminas corrugadas de acero. Cada tramo tiene una longitud de 1.5 a 2.4 m, y dimetros variables en 1con respecto al tramo sucesivo, disminuyendo de dimensiones hacia abajo. figura 19 Los elementos se colocan roscados entre si, obtenindose un conjunto de forma telescpica de dimetro decreciente con la profundidad. El dimetro mnimo en la punta es de 22 cm pero se pueden usar puntas de dimetro hasta 34 cm empezando el pilote con tramos cilndricos mayores. El pilote se hinca con un mandril que no queda ajustado al tubo y que empuja contra la punta del pilote y el anillo que se forma en la unin de cada tramo. Se usa en longitudes hasta de 29 m y cargas de 40 a 75 ton, dependiendo del dimetro de la punta.

2.6.6.9 PILOTE RAYMOND ESTANDARSon tubos cnicos de pared delgada. Dentro del tubo se coloca mandril que ajusta perfectamente a las paredes. El tubo est formado por una lmina de acero corrugada en espiral, que incrementa la friccin entre el suelo y el pilote. Luego de hincado, se retira el mandril y se vaca el concreto. Puede colocarse o no armadura de refuerzo. El dimetro de la punta es de 20 cm, incrementando 3.3 cm por metro de longitud, hasta el extremo superior, pudiendo alcanzar los 15 m de profundidad.Ventajas:a. Fcil penetracin por su forma cnica, hasta en terrenos duros

FIGURA20. PILOTE RAYMONb. Incremento de la resistencia friccionante por la forma corrugada de la camisac. El aislado del concreto con relacin al suelo de fundacin, evita la accin desintegrante que puede sufrir el concreto.

FIGURA21 (a) ACOPLAMIENTO (b) DIMENSION

2.6.6.10 PILOTE EXPRESSSon construidos con camisas de 50 cm a 60 cm de dimetros y de unos 15 m de altura. El tubo tiene un tapn de concreto de forma cnica y de 1m de altura, fuertemente adherido a la parte interna del tubo. El tapn impide que el suelo y el agua penetren dentro del tubo, durante la hinca. El tubo penetra en el suelo, con el uso de un martillo de 0.5 a 1 ton, que golpea la cabeza de un vstago o mandril que va dentro del tubo o camisa. El mandril, lo conforma un perfil de acero de seccin H, el cual tiene soldado en el extremo inferior una punta de acero tronco cnico de unos 25 cm de dimetro.El perfil de acero golpea un segundo pistn concntrico con la punta tronco cnico del mandril, ubicado y por encima del tapn de concreto est conectado a la cabeza del mandril mediante cables. La punta de acero golpea el tapn de concreto, arrastrando la camisa hasta la profundidad necesaria. Cuando se alcanza la profundidad prevista, se comienza a verter concreto fresco, que desciende por el espacio que existe entre las paredes internas del tubo y el mandril. El mandril comienza a levantarse, y por tanto el tubo, con la ayuda de la conexin hecha con el guayas al extremo inferior del tubo, permitiendo as la salida del concreto al fondo del pilote donde est el tapn.Con el levantamiento y cada, en forma alternada del mandril, se presiona el concreto fresco dentro del tubo, que lo obliga a salir y presionar contra el tapn y las paredes del suelo en contacto con el concreto. Si el pilote express es armado, el espacio interno de la armadura debe ser lo suficientemente grande para el desplazamiento del mandril.

FIGURA21. CONSTRUCCION PILOTE EXPRESS

FIGURA22. MICROPILOTES2.6.7 MICROPILOTESLos micropilotes son elementos con una capacidad portante inferior a la de los pilotes, pero que son necesarios en trabajos en los cuales no es factible la ejecucin de pilotes convencionales, ya sea debido a la naturaleza de los terrenos a perforar, dificultades de accesos, etc.

Se aplican en recalces, contenciones, consolidaciones de terreno. Con dimetros comprendidos habitualmente entre 100 y 300 mm., inyectando el ncleo interior de la perforacin con lechada de cemento o mortero y disponiendo armadura formada por redondos o tubulares de acero. Los micropilotes de dimetros ms elevados en algunas ocasiones pueden ser realizados mediante las tcnicas de hormigonado de pilotes convencionales.Los sistemas de perforacin son muy variados, en general utilizan un fluido (aire/agua) para evacuar el detritus que se va generando al tiempo que refrigeran las cabezas de corte.figura22Cuando el terreno es inestable habiendo riesgos de colapso de las paredes de la perforacin, se emplean varios sistemas para su contencin: lodos bentonticos, entubaciones recuperables, espumas qumicas, etc.La eleccin del mtodo de perforacin se realiza en funcin del terreno a atravesar, teniendo en cuenta que debe quedar una perforacin limpia para permitir la correcta inyeccin y posterior adherencia a las paredes de sta.

2.6.8 PANTALLA DE PILOTES Laspantallas de pilotesson un tipo depantalla, oestructura de contencinflexible, empleada previamente a la realizacin de vaciados que no puedan ser acometidos directamente, debido a la existencia de terrenos poco estables, o a razones de seguridad por cercanas de edificios, carreteras, lneas frreas, etc figura23 Es decir: En terrenos duros: se emplean mquinas piloteras de terrenos en roca. figura24 FIGURA23. PANTALLA DE PILOTEEn zonas medianeras en las que hacerlo de otra forma pueda suponer riesgos, o porque la anchura de la zanja es muy pequea.TIPOS DE PANTALLAS DE PILOTESLas pantallas pueden realizarse de forma continua (muros-pantalla), mediante equipos especficos, o bien de forma discontinua (pantalla de pilotes) empleando perforadoras a rotacin.Los tipos de pantallas de pilotes, segn la disposicin de los mismos, son:

Pantallas depilotes separados. Se han de emplear en terrenos cohesivos. El terreno se mantiene trabajando porefecto arco. Pantallas depilotes tangentes. Se emplean si no hay problemas por elnivel fretico. Pantallas depilotes secantes. Se emplean cuando las filtraciones entre pilotes (tangentes o separados), pueden poner en riesgo la pantalla o los terrenos que sustenta.

FIGURA24. CUCHARA DE PANTALLA2.7 FORMA DE TRABAJO ESTRUCTURAL2.7.1 SEGN TRANSMISION DE CARGA2.7.1.1 PILOTES RIGIDOS 1 ORDENO por punta, utilizado cuando el estrato resistente es profundo, las cargas se transmiten por el rozamiento de la punta del pilote. Funcionan principalmente como una columna que al soportar una carga sobre su extremo superior, desarrollan su capacidad de carga con apoyo directo sobre un estrato resistente.El pilote trabaja por punta, clavado a gran profundidad. Las puntas de los pilotes se clavan en terreno firme; de manera que se confa en el apoyo en ese estrato, an si hubiere una pequea descarga por rozamiento del fuste al atravesar estratos menos resistentes. Lo cual denota que las fuerzas de sustentacin actan sobre la punta del pilote, y en menor medida mediante el rozamiento de la superficie lateral del pilote. Esta accin lateral del terreno elimina el riesgo de pandeo. Los pilotes rgidos de primer orden son el mejor apoyo y el ms seguro, porque se apoya en un terreno de gran resistencia. figura25

FIGURA25. PILOTES RIGIDOS 1ER ORDEN

2.7.1.2 PILOTES RIGIDOS 2 ORDENPor punta y fuste, son los ms habituales, las cargas se transmiten por rozamiento de punta y fuste del pilote.Son aquellos que al estar soportando una carga sobre su cabeza dentro de un estrato profundo de suelos menos firmes como un estrato profundo de suelo granular o coherente. En este caso se debe utilizar un pilote rgido de segundo orden y ste se debe profundizar hasta que la punta llegue a encontrar terreno firme de mayor espesor.

FIGURA26. PILOTE RIGIDO 2DO ORDENEste tipo de pilote transmite su carga al terreno por punta, pero tambin descarga gran parte de los esfuerzos de las capas de terreno que ha atravesado por rozamiento lateral. La punta al perforar la primera capa firme, puede sufrir asientos diferenciales considerables. figura 26

FIGURA27. PILOTE RIGIDO 3ER ORDEN2.7.1.3 PILOTES FLOTANTESSolo el fuste transmite las cargas al estrato resistente.Cuando el terreno donde se construye posee el estrato a gran profundidad; en este caso los pilotes estn sumergidos en una capa blanda y no apoyan en ningn estrato de terreno firme, por lo que la carga que transmite al terreno lo hace nicamente por efecto de rozamiento del fuste del pilote, su valor resistente es en funcin de la profundidad, dimetro y naturaleza del terreno.Se calcula la longitud del pilote en funcin de su resistencia. En forma emprica sabemos que los pilotes cuya longitud es menor que la anchura de obra, no pueden soportar su carga. figura27

2.7.2 SEGN SISTEMA CONSTRUCTIVO2.7.2.1 PILOTES PREFABRICADOSSe realizan directamente por hincado sobre el terreno. El fuste de los pilotes prefabricados de concreto, son de seccin: circular, cuadrado y octogonal. figura 28

FIGURA28. FORMA SECCION PILOTESLas longitudes comunes de los pilotes slidos pequeos varan entre 15 y 18 m y para los pilotes largos, huecos (para reducir el peso), se puede llegar hasta 60 m.La carga tpica para los pilotes pequeos est entre 30 y 50 toneladas y para los pilotes grandes hasta ms de3 200 toneladas.Usados en construcciones martimas y puentes por su resistencia y durabilidad.2.7.2.2 PILOTES DE DESPLAZAMIENTOLos pilotes de desplazamiento son los pilotes que se construyen sin extraer las tierras del terreno y tienen dos sistemas de ejecucin diferentes.2.7.2.2.1 PILOTE DE DESPLAZAMIENTO CON AZUCHE

FIGURA 29. CON AZUCHESe utilizan cuando los pilotes poseen dimetros pequeos (se considera entre 30 y 65 cm. aproximados) y el terreno es resistente pero poco estable.Se ejecuta la hinca con una entubacin que posee un azuche de punta cnica o plana en su extremo inferior, la entubacin puede ser metlica o de concreto.El azuche posee un dimetro exterior mayor en aproximadamente 5 cm. que el pilote, con la parte superior cilndrica ya preparada para introducir en el extremo inferior de la entubacin. figura29Con golpes de maza o martillo se hinca desde la parte superior de la entubacin y se encaja hasta la profundidad que se requiere para el pilotaje.Luego se extrae la entubacin con la precaucin de que quede un mnimo de concreto igual a 2 veces el dimetro interior; de esta manera se impide la entrada de agua por la parte inferior. La forma de extraer la entubacin es con un golpe en la cabeza, logrando el efecto de vibrado del concreto.

2.7.2.2.2 PILOTE DE DESPLAZAMIENTO CON TAPON DE GRAVASEste sistema se realiza por una hinca y entubacin por golpe sobre un tapn de gravas u concreto, introducido antes en la entubacin. figura 30El concreto se coloca en pequeas tongadas y se va compactando hasta obtener un tapn que debe tener como mnimo tres veces el dimetro del pilote.Con la presin ejercida por las paredes del tubo se va progresivamente efectuando un desplazamiento lateral del terreno, llegando con el tubo hasta la profundidad calculada para el pilotaje. El golpe de maza desaloja el tapn del tubo y queda ensanchada la punta de los pilotes.Luego se coloca la armadura, se quita la camisa y se realiza la hormigonada por tongadas.Finalmente se apisona o se vibra para garantizar la continuidad del cuerpo del pilote.

FIGURA 30. CON TAPON DE GRAVASe procede a extraer el tubo cuidando que quede un mnimo de concreto que deber ser el doble de su dimetro interno, para impedir el ingreso de agua por la parte inferior de la entubacin.2.7.2.3 PILOTES CON EXTRACCION DE TIERRAEste sistema de Pilotaje por Extraccin de Tierras requiere que las tierras de la excavacin sean extradas antes de la ejecucin del hormigonado de pilotes. La excavacin se puede realizar de diferentes modos, de acuerdo a las caractersticas del terreno. Para lo cual se utilizan maquinarias diferentes como cucharas, trpanos, barrenas y otros. figura31En terrenos poco cohesivos o cuando el terreno resistente queda debajo del Nivel Fretico, se pueden producir desmoronamientos o filtraciones de la napa. Para evitar estos problemas se recurre a unacamisa metlica, es un tubo que tiene la misma funcin de un encofrado; esta camisa se va clavando al tiempo que se efecta la excavacin. Estas camisas pueden ser recuperables o perdidas si se dejan en el terreno; en este caso, el tubo metlico ha sido tratado en su cara externa con pinturas adecuadas para evitar la corrosin.Existen otras soluciones que utilizan lodos tixotrpicos para garantizar la estabilidad de las paredes de la excavacin; o por extraccin de tierras con barrena helicoidal, en terrenos coherentes donde no ocurran desmoronamientos.Dentro de la clasificacin de pilotes con extraccin de tierras, podemos mencionar: Pilotes de Extraccin con Entubacin Recuperable: por lo general son pilotes de grandes dimensiones, con dimetros entre 45 y 125 cm.

FIGURA 31. MAQUINAS EXTRACCION DE TIERRA 2.7.2.4 PILOTES VACIADOS IN SITULos pilotes vaciados in situ son un tipo de pilotes ejecutados en obra, tal como su nombre lo indica, en el sitio, en el lugar.La denominacin se aplica cuando el mtodo constructivo consiste en realizar una perforacin en el suelo a la cual se le colocar un armado en su interior y posteriormente se rellenar con concreto.En ocasiones, el material en el que se est cimentando, es un suelo friccionante (como son arenas, materiales gruesos y limos, los cuales pueden ser considerados como materiales friccionantes ya que al poseer una estructura cohesiva tan frgil, cualquier movimiento como el que produce la broca al perforar, hace que se rompa dicha cohesin y el material trabaje como un suelo friccionantes), es por ello que se presentan desmoronamientos en el interior de las paredes de la perforacin; a este fenmeno se le denomina "cados", es por ello que se recurre a diversos mtodos para evitar que se presente.Uno de los principales mtodos de evitar "cados", consiste en vaciar "lodo bentontico" en el interior de la perforacin, y al vaciar posteriormente el concreto dentro, el lodo saldr por diferencia de densidades. Otro mtodo menos empleado, es el uso de "camisas" o "ademes" de acero recuperables, los cuales no son ms que secciones metlicas que se introducen en la excavacin y evitan que el material de las paredes caiga.

FIGURA 32. PILOTES EJECUTADOS EN OBRA

2.7.2.4.1 PILOTAJE IN SITU EN SECOEste tipo de pilotaje comprende diferentes fases como son la perforacin del subsuelo con hlice o cazo, colocacin de armadura de acero y vertido de concreto mediante tubo tremie que se realiza de abajo a arriba. figura 33

FIGURA 33. IN SITU EN SECO 2.7.2.4.2 PILOTAJE IN SITU CON CAMISA RECUPERABLE O PERDIDAEn terrenos fangosos o cercanos al nivel del mar o cuencas de ros. Este pilotaje comprende la introduccin de camisas para sujecin de las paredes a perforar, perforacin del terreno, colocacin de armaduras y vertido de concreto. figura 34

CAMISA NO SE EXTRAE

FIGURA 34. IN SITU CON CAMISA PERDIDA

2.7.2.4.3 PILOTAJE IN SITU CON AYUDA DE LODOS BENTONITICOS O TIXOTROPICOSEsta perforacin no se realiza en seco ya que hay que suministrar el lodo bentontico a la perforacin, el cual penetra en las fisuras del terreno para crear una pequea "costra" que impida la cada de las paredes perforadas. As estos lodos se recuperan en un tanque en el cual se filtra y se vuelve a reutilizar en la siguiente perforacin. Despus de este proceso se coloca la armadura y se vierte el concreto. figura 35

FIGURA 35. CON LODOS TIXOTROPICOS 2.7.2.5 PILOTES BARRENADOS2.7.2.5.1 PILOTES BARRENADOS POR INYECCIONLas inyecciones consisten en un conjunto de operaciones necesarias para rellenar huecos o fisuras no accesibles en el terreno. Su objetivo fundamental es mejorar las caractersticas mecnicas del suelo (incremento de resistencia, disminucin de la deformabilidad, etc.) as como la disminucin de la permeabilidad. Las presiones en las inyecciones convencionales no suele sobrepasar los 50 bar (medida de presin de lquido).El fluido de inyeccin es variable pudiendo ser exclusivamente qumico o natural.2.7.2.5.1.1 DE RESINAS Y MEZCLASLas soluciones gel suave y del silicato se utilizan en la ingeniera de la fundicin para la mejora del suelo necesaria para introducir el material utilizndose como elemento hidrulico de la compactacin o impregnacin evitando la dislocacin de tierra. figura 36

FIGURA 36 GEL SILICATO PARA MEJORA DEL SUELO

2.7.2.5.1.2 DE AGUAEs necesario cuando el terreno es muy seco. Se hace la inyeccin de agua a presin durante la hinca teniendo el cuenta el nivel del agua y estabilidad de la perforacin. Tambin se debe considerar la aplicacin al momento del vertido del concreto. figura 37

FIGURA 37. INYECCION DE AGUA 2.7.2.5.2 PILOTES BARRENADOS CON ENTUBACION

FIGURA 38. HINCADO, CAMISA RECUPERABLE2.7.2.5.2.1 PILOTES BARRENADOS CON ENTUBACION CAMISA RECUPERABLEEste tipo de pilote se ejecuta excavando el terreno y utilizando una camisa (tubo metlico a modo de encofrado) figura 38, que evita que se derrumbe la excavacin. Una vez completado el vaciado, y segn se va hormigonando el pilote, se va retirando gradualmente la camisa, que puede ser reutilizada nuevamente.Usualmente como pilotaje de poca profundidad trabajando por punta, apoyado en roca. Tambin como pilotaje trabajando por fuste en terreno coherente de consistencia firme, prcticamente homogneo.Son los que ms se usan para cargas entre 30 y 60 toneladas.

2.7.2.5.2.2 PILOTES BARRENADOS CON ENTUBACION CAMISA NO RECUPERABLESe construyen hincando un tubo de acero en el terreno con ayuda de un mandril colocado dentro del tubo. Cuando el tubo alcanza la profundidad apropiada, se retira el mandril y el tubo se llena de concreto. Son especiales para compactar terrenos granulares sueltos, resistiendo la carga por friccin lateral. Generalmente el tubo que sirve de molde no cumple funciones estructurales o resistentes, sino que evita que el suelo este en contacto directo con el concreto del pilote.2.7.2.5.3 SIN ENTUBACIONUsualmente como pilotaje trabajando por punta, apoyado en capa de terreno coherente duro. Tambin como pilotaje trabajando por fuste en terreno coherente de consistencia firme prcticamente homogneo o coherente de consistencia media en el que no se produzcan desprendimientos de las paredes.figura39

FIGURA 39. PILOTE SIN ENTUBACION

2.8 PRECAUCIONES CONSTRUCTIVASColocacin de concreto in situLa distancia mnima entre la piloteadora y la colocacin del concreto debe ser especificada. Se han realizado pruebas que muestran que las vibraciones provenientes de la piloteadora no tienen efectos contrarios sobre el concreto fresco, y un criterio de un pilote abierto entre las operaciones de perforacin y las de vaciado es considerado como satisfactorio.La camisa, cascarn, tubo o tubera, debe ser inspeccionado justo antes a rellenarlo con concreto y debe estar libre de material extrao y no contener ms de diez centmetros de agua, a menos que se utilice el mtodotremiepara introducir concreto. El concreto debe ser vertido en cada perforacin o camisa sin interrupcin. Si es necesario interrumpir el proceso de vertido de concreto por un intervalo de tiempo tal que endurezca el concreto, se deben colocar dovelas de acero en la zona superior hormigonada del pilote. Cuando el vaciado se suspende, todas la rebabas debe ser retiradas y la superficie del concreto debe ser lavada con unalechadafluida.2.9 REPARACIONES DE PILOTESHay fallas por corrosin o estructurales, muchas de las reparaciones son mediante un enchaquetado esto se hace mediante una cimbra en la forma del pilote pero con un dimetro mayor. En el espacio que queda se puede instalar varillas para reforzar la estructura y posteriormente vaciarmortero. En el caso de ser reparaciones submarinas hay grouts submarinos especiales que no se disgregan por ser ms pesados que el agua.

2.10 EXTRACCION DE PILOTESLa extraccin de pilotes se realiza generalmente solo en los casos en que se han colocado de forma transitoria, pudindose realizar esta operacin con un trozo de palanca figura 40 que, como podr observar el lector, por uno de sus extremos tiene dispuesta una tenaza, un anillo de agarre o una cadena, segn expresa la citada figura.

FIGURA 40 PALANCA EXTRACCIONOtro procedimiento, que para pilotes de gran longitud es ms eficaz, consiste en utilizar una prensa hidrulica figura 41 que colocada en forma fija permite un desarrollo de mayor fuerza extractora y de fcil manejo.

FIGURA 41 PRENSA HIDRAULICATambin, en ciertas ocasiones, se utilizan ciertos explosivos.

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