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pilotes
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Universidad autónoma de Chiapas
Facultad de ingeniería
Materia:
Cimentaciones
Alumno:
Solórzano Penagos Eduardo de Jesús
Grado y grupo:
9:C
Catedrático:
Ing. Rommel de Jesús Miranda Cuesta
Trabajo:
Determinar la capacidad portante de un pilote de fricción y de punta
profunda un ejemplo
PILOTES DE PUNTA.
Los pilotes de punta transmiten cargas a través de agua o suelos blandos hasta
estratos con suficiente capacidad portante, por medio del soporte en la punta del
pilote.
Los pilotes de punta son los que transmiten la mayor parte de la carga a un
estrato resistente por medio de su punta. Generalmente, se llama pilas a los
elementos de más de 60 cm de diámetro colados en perforación previa.
Pilotes por punta son los que en aquellos terrenos en los que al existir, a cierta
profundidad, un estrato claramente más resistente, las cargas del pilotaje se
transmitirán fundamentalmente por punta. Se suele denominar pilotes “columna”.
(Graux, Sanz Llano, 1975)
Cimentación Rígida de Primer Orden.
El pilote trabaja por punta, clavado a gran profundidad.
Las puntas de los pilotes se clavan en terreno firme; de manera que se confía en el
apoyo en ese estrato, aún si hubiere una pequeña descarga por rozamiento del
fuste al atravesar estratos menos resistentes. Lo cual denota que las fuerzas de
sustentación actúan sobre la punta del pilote, y en menor medida mediante el
rozamiento de la superficie lateral del pilote.
Es el mejor apoyo y el más seguro, porque el pilote se apoya en un terreno de
gran resistencia.
Cimentación Rígida de Segundo Orden.
Cuando el pilote se encuentra con un estrato resistente pero de poco espesor y
otros inferiores menos firmes.
En este caso se debe profundizar hasta encontrar terreno firme de mayor espesor.
El pilote transmite su carga al terreno por punta, pero también descarga gran
parte de los esfuerzos de las capas de terreno que ha atravesado por rozamiento
lateral. Si la punta del pilote perfora la primera capa firme, puede sufrir asientos
diferenciales considerables. Como en los de primer orden, las fuerzas de
sustentación actúan sobre la planta del pilote y por rozamiento con las caras
laterales del mismo.
Los pilotes de punta son aquellos que 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, pudiendo desarrollarse una
pequeña resistencia sobre la superficie del mismo.
(Cambefort, 1975)
PILOTE DE FRICCIÓN
Pilote de Fricción o flotante transmite cargas a un cierto espesor de suelo
relativamente blando mediante fricción desarrollada sobre la superficie lateral del
pilote, a lo largo de la longitud del mismo. Es aplicable cuando, dentro de
profundidades alcanzables, no se encuentran estratos que provean soporte
significativos en la punta en aquellos terrenos en los que al existir un nivel
claramente más resistente, al que trasmitir la carga del pilotaje, éste transmitirá su
carga al terreno fundamentalmente a través del fuste. Suele denominarse pilotes
“flotantes”.
Cimentación Flotante
Cuando el terreno donde se construye posee el estrato a gran profundidad; en
este caso los pilotes están sumergidos en una capa blanda y no apoyan en ningún
estrato de terreno firme, por lo que la carga que transmite al terreno lo hace
únicamente por efecto de rozamiento del fuste del pilote.
Se calcula la longitud del pilote en función de su resistencia. En forma empírica
sabemos que los pilotes cuya longitud es menor que la anchura de obra, no
pueden soportar su carga.
Pilotes de fricción son aquellos que al estar soportando una carga sobre su cabeza
dentro de un estrato profundo de suelo granular o coherente, desarrollan su
resistencia por el rozamiento que se genera a lo largo de éste y el suelo que lo
rodea. La rugosidad de la superficie del pilote puede ayudar en algo, pero tal
parece que sus efectos son relativamente importantes, salvo en aquellos casos que
se utilicen pilotes de madera sin descortezar.
Pilote de fricción, compactación, compacta suelos granulares relativamente sueltos
incrementando su compacidad y, en consecuencia, su capacidad de carga por
fricción (también, una parte significativa por punta).
(Cambefort, 1975)
En todos los casos, H corresponde a la altura enterrada del pilote, en contacto con
el suelo. La figura siguiente da algunos valores promedio de la capacidad portante
de los diferentes tipos de pilotes.
Los pilotes trabajan por punta cuando están ubicados en un estrato poco apto para
resistir cargas, pero su altura alcanza un estrato resistente, de modo que su
comportamiento es similar al de una columna, transmitiendo las cargas de la
superestructura, directamente por compresión, al suelo firme. Ver la figura
siguiente.
Los pilotes trabajan por fricción cuando el suelo resistente se halla muy profundo y
el pilote debe “flotar” en un estrato de gran espesor con escasa capacidad
portante, de modo que lascar as transmitidas por la estructura son soportadas
principalmente por fricción lateral o adherencia entre el suelo y las caras del pilote
en toda la altura del fuste. (Esquema b).
Capacidad de carga de un pilote de punta Qp
La capacidad de carga de un pilote de punta, tiene una forma
semejante a la fórmula de cimentaciones poco profundas, expresada como
esfuerzo se puede representar:
Considerando que el diámetro del pilote D, es relativamente pequeño,
el primer término de la ecuación se puede eliminar sin una afectación considerable
de la determinación de la capacidad de carga, quedando la ecuación:
Dónde:
c= cohesión del suelo que soporta la punta del pilote
q´=esfuerzo vertical efectivo a nivel de la punta del pilote
=factores de capacidad de carga para cimentaciones profundas
La capacidad de carga de un pilote de punta, expresada como fuerza,
se determina multiplicando el esfuerzo por el área transversal del pilote Ap, y se
puede representar como:
Ejemplo
Determinar la capacidad de carga por punta de un pilote de 10 metros
de largo y una sección transversal circular de 30 centímetros de diámetro, hincado
en un estrato de arena (c=0) con las siguientes características:
Datos:
Suelo: Arena homogénea
γ= 1.7 t/m3
ϕ= 31°
Nq =60 (Meyerhof)
De acuerdo a la fórmula para capacidad de carga por punta:
Por ser un suelo puramente friccionante c=0, la formula se reduce:
Qp = Ap qp = Ap (q´ Nq*)
Ap =
q´= (10)(1.7)=17
Qp = (0.071)(17)(60) = 72.42 t
Considerando que existe una la resistencia límite por punta definida por la fórmula:
Aplicando los valores para hacer la comparación.
Por lo tanto la capacidad de carga última por punta del pilote es la menor:
Qp=13 tons.