INTRODUCCION
En ocasiones , cuando comenzamos a realizar la excavacion para la ejecucion de una obra , podemos encontrarnos diversas dificultades para encontrar el estrato resistente o firme donde queremos cimentar . O simplemente se nos presenta la necesidad de apoyar una carga aislada sobre un terreno sin firme , o dificilmente accesible por metodos habituales .
En estos casos se recurre a la solucion de cimentacion profunda , que se constituye por medio de muros verticales profundos , los muros pantalla o bien a base de pilares hincados o perforados en el terreno , denominados pilotes .
En cualquier caso el objetivo es adoptar una solucion constructiva que reuna las siguientes condiciones :
Facilidad en la ejecucion
Garantia en el comportamiento resistente
Cuando la relacion que existe entre la profundidad y el ancho de la base de un cimiento es mayor que 5 , calificamos a la cimentacion como profunda .
Denominamos pilote a un soporte , normalmente de hormigon armado , de una gran longitud en relacion a su seccion transversal , que puede hincarse o construirse “ in situ “ en una cavidad abierta en el terreno . Constituye un sistema constructivo de cimentacion profunda al que denominaremos : cimentacion por pilotaje .
2) Encepado : Pieza prismatica de hormigon armado similar a una zapata aislada , encargado de recibir las cargas del soporte y repartirlas a los pilotes .
3) Vigas riostras : Elemntos de atado entre encepados . Son obligatorias en las dos direcciones si el encepado es de un solo pilote . En encepados de dos pilotes es obligatorio el arriostramiento en al menos una direccion , la perpendicular a la direccion de su eje de menor inercia .
4) Fuste del pilote : Cuerpo vertical longitudinal del pilote . Las cargar son transmitidas al terreno a traves de las paredes del fuste por efecto de rozamiento con el terreno colindante .
5) Punta del pilote : Extremo inferior del pilote . Transmite las cargas por apoyo en el terreno o estrato resistente
6) Terreno circundante
Los pilotes pueden alcanzar profundidades superiores a los 40 mts teniendo una seccion transversal de 2-4 mts , pudiendo gravitar sobre ellos una carga de 2000 t .
La eficacia de un pilote depende de :
a) El rozamiento y la adherencia entre el suelo y el fuste del pilote
b) La resistencia por punta , en el caso de transmitir compresiones . Ante posibles esfuerzos de traccion , se puede ensanchar la parte inferior del pilote , de forme que trabaje el suelo superior .
c) La combinacion de las dos anteriores
El empleo de cimentaciones mediante pilotaje esta indicado en los siguientes casos :
· Cuando la carga transmitida por las estructuras no puede ser distribuida en el terreno de forma uniforme mediante el empleo de sistemas de cimentacion directa como zapatas o losas .
· Cuando el nivel del firme no puede ser alcanzado de forma sencilla o se encuentra a gran profundidad
· Cuando los estratos superiores del terreno son poco consistentes hasta cotas profundas , contienen gran cantidad de agua o bien se necesita cimentar por debajo del nivel freatico
· Cuando se prevea que los estratos inmediatos a la superficie de cimentacion pueden determinar asientos imprevisibles de cierta importancia
· Si se quiere reducir o limitar los posibles asientos de la edificacion
· En presencia de grandes cargas y concentradas
· Si las distintas capas superficiales de los terrenos pueden sufrir variaciones estacionales como hinchamientos , retracciones , etc...
· En edificaciones sobre el agua.
CLASIFICACION DE LOS PILOTES
Según su forma de trabajo :
a) Pilotes rigidos de primer orden
Aquellos cuya punta llega hasta el firme transmitiendole la carga aplicada a la cabeza . La accion lateral del terreno elimina el riesgo de pandeo .
Aquellos cuya punta no llega al firme , quedando hincado en el terreno suelto y resistiendo por adherencia , su valor resistente es funcion de la profundidad , diametro y naturaleza del terreno . Se situan en terrenos de resistencia media baja , y transmiten su carga por rozamiento , a traves del fuste .
Aquellos cuya punta llega hasta el firme , pero este esta tan profundo , o es tan poco firme , que el pilote resiste simultaneamente por punta y por adherencia .
a) pilotes de hinca prefabricados
Se hincan en el terreno mediante unas maquinas a golpe de mazas , con martillo neumatico y son prefabricados , constituidos en toda su longitud mediante tramos ensamblables . Son relativamente caros ya que estan fuertemente armados para resistir los esfuerzos durante el transporte y el hincado en el terreno .
Una vez hincado en el terreno , este ejerce sobre el pilote y en toda su superficie lateral , una fuerza de adherencia que aumenta al continuar clavando mas pilotes en las proximidades , pudiendo conseguir mediante este procedimiento , una consolidacion del terreno .
Es importante indicar que la operación de hincado del pilote debe de realizarse siempre de dentro hacia fuera .
Su tecnica de ejecucion es similar a la de una zapata profunda , realizada mecanicamente desde la superficie .
Los pilotes in situ se subdividen :
1- pilotes de hinca o apisonados , realizados con entubacion , recuperable , disponiendo un tapon perdido o azuche en la punta .
2- pilotes perforados , mediante la utilizacion de cucharas especiales , que permiten realizar perforaciones en el terreno , pudiendo utilizar o no , una entubacion recuperable .
3- pilotes barrenados , en el que se introduce el hormigon a la vez que se extrae el terreno .
4- pilotes perforados por helice o berbiqui , sin entubacion ; hormigonados con trompa desde el fondo de la perforacion .
5- pilotes de entubacion perdida , normalmente empleados cuando el nivel freatico existente , es de considerable importancia . Generalmente se ejecutan con doble entubacion , una recuperable , la que sirve de guia y otra perdida .
Según el sistema constructivo :
a) Pilotes prefabricados hincados , o apisonados , ejecutados a base de desplazamiento del terreno .
b) Pilotes excavados o perforados , ejecutados a base de extraccion de tierras y relleno de hormigon armado .
Según el diametro del pilote :
a) micropilotes : diametro menor de 200 mm . Se emplean en obras de recalce .
b) pilotes convencionales : de 300 a 600 mm
c) pilotes de gran diametro : diametro mayor de 800 mm
d) pilotes pantalla , de seccion pseudorrectangular
e) pilotes de seccion en forma de cruz .
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