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Diseño y Construcción / Pilotes y Micropilotes

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MICROPILOTES

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13Pilotes y Micropilotes13.1 HISTORIALEl micropilote se empez a utilizar en Italia (entre 1950-52) y en muchos otros pases por la empresa FONDEDILE. Este termino es utilizado casi universalmente pero entendido como refirindose a pilotes ejecutados con tcnicas diferentes.

Captulo

Cap.13-Imagen 1 Cortesa C. Arenas

La primera referencia que se ha encontrado es en el libro de Sansn (1993). En el se describe los pali radice como pilotes de pequeo dimetro, ejecutados con perforacin a rotacin y una tubera de entubacin de unos 100 mm de dimetro; despus se coloca una armadura central (de una o ms barras) y se hormigota manteniendo la presin del mortero en cabeza con aire comprimido, mientras se extrae la tubera de entibacin. Se utiliza una mezcla con una dosificacin elevada de cemento y aditivos. PROYECTO DE FIN DE CARRERA Antonio Ros Esteban 263

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13.2

FORMA DE TRABAJOComo cimentacin y/o recalce de estructuras, trabajando bsicamente a compresin. Constituyendo cortinas o muros discontinuos para contencin de terrenos o excavaciones profundas. Trabajando a flexin, traccin o flexotraccin en la correccin de corrimientos o deslizamientos. En paraguas de presostenimiento de tneles tanto en las bocas (es ya una prctica comn en la mayora de los tneles) como para el paso de terrenos muy difciles o para la recuperacin de tramos con hundimientos.

Los micropilotes se usan cada vez ms. Hay cuatro grandes reas de utilizacin:

Cap.13-Imagen 1 Pantalla de micropilotes (C. Arenas)

En el mercado anglosajn a veces se diferencia entre minipilote con dimetro entre 150 y 250 mm, y micropilote con dimetro menos de 150 mm (Herbert, 1985). En Espaa apenas se utiliza el trmino minipilote. Tras un largo abandono de los pilotes con dimetros pequeos, durante los ltimos aos, stos han alcanzado una gran importancia. La aparicin de normas y homologaciones, han dado al usuario confianza en esta nueva tecnologa. Los pilotes con dimetros pequeos y muy pequeos se conocen con distintos nombres:

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MICROPILOTES micropilotes pilotes de raz; minipilotes

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Adems de las soluciones especiales, se utiliza frecuentemente para el saneamiento de obras, en los que han de reforzarse cimentaciones antiguas. Tambin se utiliza en la instalacin de recintos de trabajo con acceso limitado, dimensiones reducidas y pequeas alturas de trabajo. Entre los distintos tipos, el micropilote es el que ms se ha desarrollado, especialmente en la minimizacin del dimetro de la perforacin manteniendo de una alta capacidad de carga.

Cap.13-Imagen 2 (Cortesa C. Arenas)

La figura muestra que la relacin del contorno del pilote con respecto a la seccin transversal del pilote es extremadamente alta, la superficie envolvente es el factor ms importante para la transmisin de la carga como en el caso de los anclajes inyectados. La elevada capacidad portante del pilote GEWI se debe al ncleo de acero, que por lo general se considera en el clculo como la nica seccin resistente. El mortero de cemento envolvente sirve como proteccin contra la corrosin, para la transmisin de la carga al suelo y como refuerzo contra el pandeo, as como lecho del

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pilote en el subsuelo. Entre el mortero de cemento y el ncleo de acero debe haber buena adherencia, para que ambos componentes puedan actuar conjuntamente. En stos justifica la utilizacin del acero GEWI, cuyas corrugas garantizan la adherencia necesaria. La rosca gruesa continua provee adems la posibilidad del anclaje final mediante elementos roscados, tales como tuercas de anclaje o la unin por medio de manguitos roscados. La inyeccin del mortero de cemento a travs del tubo de la perforacin consigue la fijacin al suelo en funcin de las caractersticas del mismo. En los suelos peores, se aplica adems una inyeccin posterior para el tramo adherente, con el fin de aumentar el rozamiento. Los pilotes GEWI pueden ser utilizados como pilotes individuales, en filas o en grupo. Para evitar cargas excntricas accidentales, que no pueden ser soportadas por otros elementos estructurales, es conveniente colocar los pilotes por parejas en cada direccin. Los pilotes Gewi se utilizan sobre todo para la transmisin directa de la carga. Debe comprobarse que el suelo afectado por un grupo de pilote no est sobrecargado y no tenga asentamientos. Dado que la barra resiste cargas de traccin y compresin, los pilotes Gewi son utilizados tambin para solicitacin a traccin y para contrarrestar presiones ascendentes. Precisamente en estos casos son muy tiles, ya que no perforan la placa de la solera, evitando as puntos difciles de obturar. Slo un pequeo porcentaje de pilotes son sometidos a pruebas de carga lo que en comparacin con los anclajes inyectados, da lugar a un menor grado de seguridad. Por lo tanto hay que tener muy en cuenta al elegir el coeficiente de seguridad de adherencia, principalmente con los de pilotes a traccin el cual debe ser como mnimo f=2. El pilote Gewi con su ncleo de acero resiste cargas alternas en el campo de traccincompresin, tal y como se presenta en el caso de cimentaciones de torres, chimeneas, lneas de alta tensin, etc. Las investigaciones ms recientes (Koreck, Schawarz 1985) han demostrado, que ciertos suelos, como por ejemplo en el caso de arena estratificada semidensa debido a las cargas alternantes y escalones de carga, sufren mermas considerables del rozamiento, en comparacin con el caso de carga esttica y por PROYECTO DE FIN DE CARRERA Antonio Ros Esteban

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consiguiente ha de contarse con coeficiente de seguridad muy elevados. Los anclajes en roca son los que tienen mayores seguridades. Los pilote Gewi pueden ser instalados tambin con el fin de reforzar el terreno de forma similar a como se efecta con los clavos para conseguir resistencias ms elevadas., principalmente resistencia a traccin y cortante. En suelos con buenas caractersticas de rozamiento pueden formarse autnticos bloques de barras-suelo para muros de contencin, pantallas sobre tneles o similares. Los pilotes Gewi tambin pueden utilizarse como pasadores atravesando las juntas en una pendiente inestable. En estos casos los pilotes trabajan a flexin. La solucin ms econmica es una combinacin de transferencia de carga y refuerzo del suelo. En la siguiente tabla se puede observar que la mayor elasticidad de un pilote Gewi respecto a la de los pilotes perforados, hace que el subsuelo tambin soporte las cargas, sobre todo cuando la placa de la cabeza del pilote se transmite la carga tanto al suelo como los pilote Gewi. Asentamiento del suelo reforzado Pilote perforado D = Dimensin Seccin transversal Longitud Mdulo de elasticidad Tensin con 500 KN de carga Asentamiento elstico Unidades cm2 m N/mm2 N/mm2 mm Pilote Distribucin de la carga con el perforado+sue mismo asentamiento en % lo Pilote Gewi+suelo PROYECTO DE FIN DE CARRERA 77 23 267 97 3 50 cm 1.960 10 300 2,55 0,64 0 2,55 6,1 Pilot e Gewi o 1210 19,6 0 10 210 2 0,41 20,5 10 Suel

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Otra ventaja a tener en cuenta es que la carga a compresin permite al suelo soportar fuerzas horizontales que se presentan con frecuencia. Esto tiene lugar con una deformacin pequea, mientras que los pilotes inclinados requieren deformaciones ms intensas para entrar en accin. Una eficaz combinacin del pilote Gewi con otros mtodos de construccin tiene lugar cuando son utilizados como armadura para suelos en condiciones normales o inyectados a alta presin (es decir Jet-Gouting). Como elementos prefabricados y por consiguiente como elementos controlados su calidad en un suelo cuya mejora depende en alto grado de la inyeccin, pueden proporcionar un alto grado de seguridad frente a solicitaciones a traccin, a cortadura y asentamientos.

13.3

TIPOS

14.3.1 Segn el tipo de barra:a. Amados con barras corrugadas. b. Armados con tubos de acero

Cap.13-Imagen 3 Cortesa C Arenas

14.3.2 Segn el tipo de construccin.a. PILOTES GEWI CON LONGITUD ELSTICA LIBRE En terrenos desiguales ha de vigilarse que el asentamiento de los pilotes Gewi sea igual para todos los elementos, a fin de que no se produzcan sobrecargas. En estos casos se pueden utilizar pilotes Gewi con un tramo elstico libre, en el que es exactamente conocido el comportamiento de asentamiento elstico. En esta zona se

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determina la fuerza transmitida al suelo. La barra de acero debe colocarse en el centro del orificio de la perforacin. b. PILOTES GEWI CON DOBLE PROTECCIN CONTRA LA CORROSIN. Una capa de mortero de cemento de 20 mm de espesor como mnimo para la barra Gewi se considera, en condiciones normales, como proteccin suficiente para pilotes permanentes. Si se imponen condiciones ms severas principalmente en el caso de pilotes a traccin o suelos agresivos o terrenos hmedos, debe buscarse una doble proteccin contra la corrosin en pilotes permanentes, no en los pilotes perforados normales, proteccin que se aplica de forma anloga al caso de los anclajes inyectados en forma de un tubo nervado de plstico inyectado con mortero de cemento. Los pilotes protegidos de esta forma pueden ser instalados en suelos cuya agresividad para el acero limitara la utilizacin de pilotes convencionales de hormign armado. 14.3.3 Segn el tipo de cabeza del pilote. Tipos de cabezas de micropilotes a SOLDADAS

Cap.13-Imagen 4 Cortesa C. Arenas

b MECANIZADAS

Cap.13-Imagen 5 Cortesa C. Arenas

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