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IMPLEMENTACIÓN INFORMÁTICA PARA EL CÁLCULO DE PILOTES DE HORMIGÓN “IN SITU” SEGÚN EL CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN 1 PEDRO PÉREZ CARBALLO, ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS DE SEVILLA MARZO DE 2010 1 PLANTEAMIENTO Y OBJETIVOS 1.1 INTRODUCCIÓN Este documento presenta la realización y desarrollo del Proyecto Fin de Carrera “IMPLEMENTACIÓN INFORMÁTICA PARA EL CÁLCULO DE PILOTES <<IN SITU>> SEGÚN EL CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN”. Elaborado bajo la tutoría del profesor D. Francisco Campos García, perteneciente al departamento de Ingeniería del diseño de la Universidad de Sevilla. La aplicación proporciona ante la entrada de los parámetros típicos necesarios para un proyecto de cimentaciones, una solución pilotada óptima según el Código Técnico de la Edificación (en adelante simplificado por CTE). Empecemos por definir los parámetros típicos necesarios para el proyecto y construcción de cualquier cimentación, ya sea superficial o profunda; se requiere un conocimiento previo de las siguientes características: Las características geotécnicas del terreno de apoyo de la estructura. Normalmente vienen descritas en un estudio geotécnico donde se indican los parámetros de cada estrato de terreno bajo la cimentación. Las cargas transmitidas por la estructura a la cimentación. Son las cargas que el conjunto de la estructura

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CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN

1

PEDRO PÉREZ CARBALLO, ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS DE SEVILLA

MARZO DE 2010

1 PLANTEAMIENTO Y OBJETIVOS

1.1 INTRODUCCIÓN

Este documento presenta la realización y desarrollo del Proyecto Fin de Carrera

“IMPLEMENTACIÓN INFORMÁTICA PARA EL CÁLCULO DE PILOTES <<IN

SITU>> SEGÚN EL CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN”. Elaborado bajo la

tutoría del profesor D. Francisco Campos García, perteneciente al departamento de

Ingeniería del diseño de la Universidad de Sevilla.

La aplicación proporciona ante la entrada de los parámetros típicos necesarios para

un proyecto de cimentaciones, una solución pilotada óptima según el Código

Técnico de la Edificación (en adelante simplificado por CTE).

Empecemos por definir los parámetros típicos necesarios para el proyecto y

construcción de cualquier cimentación, ya sea superficial o profunda; se requiere un

conocimiento previo de las siguientes características:

• Las características geotécnicas del terreno de apoyo de la estructura.

Normalmente vienen descritas en un estudio geotécnico donde se indican los

parámetros de cada estrato de terreno bajo la cimentación.

• Las cargas transmitidas por la estructura a la cimentación. Son las cargas que el

conjunto de la estructura transmite a la cimentación mediante los pilares u otros

elementos portantes.

• La tipología e importancia de la estructura prevista. Es importante para

seleccionar los coeficientes de seguridad adecuados según el CTE.

Una vez introducidos estos parámetros, la aplicación ofrecerá la solución óptima

teniendo en cuenta el CTE en el sentido de los estados límites últimos (hundimiento,

arrancamiento, tope estructural) y de servicio (asientos y desplazamientos

transversales).

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1.2 PLANTEAMIENTO Y OBJETIVO DEL PROBLEMA

El planteamiento del problema se inicia definiendo el terreno sobre el que se va a

construir la cimentación en función de los datos recogidos en un estudio geotécnico,

teniendo en cuenta la morfología del terreno, según los diferentes estratos de que

conste el suelo a cimentar, que pueden ser cohesivos, granulares o mixtos y que

descansan sobre un estrato que puede ser blando, rígido, o rocoso.

Por otro lado, se introducen las solicitaciones actuantes sobre la cimentación,

provenientes de la estructura.

Por último es necesario identificar la tipología estructural según el CTE para

seleccionar los coeficientes de seguridad oportunos, es decir, si se trata de una zona

residencial, administrativa, etc. También habría que conocer la ubicación de la

construcción para seleccionar los coeficientes de simultaneidad correspondientes

asociados tanto a las acciones variables como a las accidentales, por ejemplo, para

el caso de la consideración del coeficiente de simultaneidad para la acción producida

por la nieve, hay que tener en cuenta si la altitud es mayor o menor de 1000 metros

sobre el nivel del mar. Más adelante hablaremos de estos coeficientes en mayor

profundidad.

Una vez introducidos los datos de entrada, la aplicación resuelve el problema de

minimización de costes de la cimentación, imponiendo la restricción de cumplimiento

del CTE en el sentido de los estados límite y de forma automática. Es decir, la

aplicación, resuelve un problema de dimensionado pero sujeto a criterios

económicos y siempre cumpliendo la normativa vigente española para edificación,

es decir, el CTE.

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A continuación se muestra un pequeño diagrama donde se describe

esquemáticamente lo anteriormente mencionado.

CARGAS TRANSMITIDAS POR LA CIMENTACIÓN

DIÁMETRO DE PILOTE

APLICACIÓN NÚMERO DE PILOTES

DATOS GEOTÉCNICOS

LONGITUD DE PILOTE

NORMATIVA

Diagrama 1. Funcionamiento de la aplicación.

Antes de proseguir con este documento, conviene que definamos ciertos conceptos

que posteriormente serán necesarios.

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1.3 CONCEPTOS BÁSICOS

A la hora de realizar un proyecto referente a cimentaciones, tanto profundas como

superficiales, debemos tener claro el concepto de cimentación. Así pues, podemos

definir una cimentación como el conjunto de elementos que en una edificación se

encargan de transmitir al terreno las cargas transmitidas por la estructura de manera

adecuada, es decir, permitiendo unas deformaciones tolerables y garantizando una

seguridad suficiente frente a la rotura o hundimiento.

Se trata de un sistema estructural que tiene que actuar como elemento de

transmisión entre otros dos de características muy diferentes. Por un lado la

estructura, con una geometría definida a través de un proyecto que normalmente es

anterior al de la cimentación, e incluso puede haber sido realizado por otras

personas, y que usualmente está hecha de materiales con buenas características

mecánicas como el hormigón y el acero. Como datos orientativos, un acero típico de

construcción S-275 tiene un valor característico del límite elástico de 275 MPa, y un

hormigón típico HA-25 tiene una tensión de rotura a compresión de 25 MPa. Por

otro lado el terreno, cuyos materiales constituyentes, especialmente si se trata de

suelos (agregados naturales o partículas minerales que pueden separarse por

medios mecánicos relativamente suaves, como puede ser su agitación en agua,

frente a rocas que son agregados de partículas minerales unidas por fuerzas

cohesivas fuertes) tienen unas características mecánicas varios órdenes de

magnitud inferior, un valor típico de tensión de hundimiento para un suelo de

resistencia normal está entre 0’10 y 0’50 MPa. Además, su conocimiento

(disposición de las capas, propiedades de los materiales, etcétera) siempre es

limitado, es decir, siempre existe un cierto grado de incertidumbre en las hipótesis y

valores asumidos.

Las cimentaciones deben diseñarse para que el conjunto estructural sea estable

(que no sufra movimientos excesivos) y para que todas las acciones sean

transmitidas adecuadamente al terreno. Para cumplir este punto, hay que considerar

el comportamiento tanto del terreno que recibe las cargas (aspectos geotécnicos)

como el elemento de cimentación que las transmite (aspectos estructurales).

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1.3.1 DISEÑO GEOTÉCNICO

Las cimentaciones deben diseñarse de acuerdo con unos límites o restricciones

establecidas según el CTE en cuanto a seguridad frente a hundimiento y

deformaciones del terreno.

El hundimiento es un fallo del terreno, producido por el deslizamiento relativo de

unas zonas del mismo respecto a otras, y que provoca un aumento desmesurado de

los asientos con aumentos pequeños de carga, es decir, existe una carga

denominada carga de hundimiento Qh, que representa la máxima capacidad portante

del terreno bajo la cimentación.

Las deformaciones del terreno deben limitarse por razones estéticas, funcionales y

resistentes, deben limitarse restringiendo tanto los movimientos verticales (asientos),

como los horizontales. Los criterios utilizan varias definiciones de movimientos,

ilustradas en la siguiente figura (figura 1) donde si es el asiento absoluto, δsij = si -sj

asiento diferencial y αij = δsij / Lij el asiento angular.

Figura 1. Asiento absoluto, diferencial y angular.

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1.3.2 DISEÑO ESTRUCTURAL

La cimentación también es un elemento estructural, por lo que es necesario

comprobar su seguridad frente al su propio agotamiento (debe ser capaz de

transmitir las cargas al terreno sin romperse). Además, debe de asegurarse una

durabilidad adecuada, es decir, ha de mantenerse la integridad estructural a lo largo

de toda la vida útil de la estructura frente a la acción agresiva del terreno (acidez,

sulfatos, yeso, humedad…).

1.4 TIPOLOGÍA DE CIMENTACIONES

Quizás la forma más común de clasificar las cimentaciones es en función de la

profundidad de los estratos a los que se va a transmitir la mayor parte de las cargas

provenientes de la estructura. Así se habla de cimentaciones superficiales y

profundas.

Podemos definir las cimentaciones superficiales o directas como aquellas que se

disponen cuando en la zona inferior de la estructura el terreno es firme, es decir,

cuando tiene características adecuadas para cimentar en él. Este concepto no

obstante queda un poco indefinido respecto a lo que se entiende por cimentación

superficial. Quizás sea mejor pensar en cimentaciones de tipo superficial según

donde se encuentre el plano de desplante. Así, si este está cerca de la superficie del

terreno, digamos a una profundidad menor de unos 3’00 metros podemos hablar de

cimentación superficial. Aun así el concepto no queda del todo bien definido pues las

losas que son un tipo de cimentación superficial pueden estar en el fondo de una

excavación (edificio con sótanos por ejemplo) y en consecuencia lejos de la

superficie del terreno.

Existen clasificaciones empíricas que permiten distinguir las cimentaciones según su

posición en el terreno; se basan en la relación que existe entre la anchura B

(dimensión menor de la superficie de apoyo) y la profundidad en la que se ubica el

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desplante o plano de implantación, D. Así, a modo nada más que orientativo,

podemos señalar los siguientes tipos:

• Cimentación superficial, si cumple D/B ≥ 4 (figuras 2 y 3).

• Cimentaciones semiprofundas (pozos), si cumple D/B ≥ 8.

• Cimentación profunda, si cumple D/B < 8 (figura 4).

Esta es la clasificación que toma el CTE.

Figura 2.Cimentaciones superficiales, zapatas.

Figura 3.Cimentaciones superficiales, emparrillado y losa.

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Figura 4.Cimentaciones profundas. Pilotes prefabricados y pilotes in situ.

Clasificaciones como esta, entre profundidad y anchura no son suficientes para

determinar el tipo de cimentación, puesto que lo que realmente marca la diferencia

entre las distintas tipologías es su respuesta tenso-deformacional, ligada a la forma

de la respuesta resistente. Así, si se considera la respuesta resistente solo en

relación con la base de la cimentación se tratará de tipología superficial, y en la

medida en que se vaya involucrando también la respuesta resistente debida al

contacto lateral con el suelo (rozamiento con el terreno), tendera a considerarse la

tipología de semiprofunda o profunda. Como caso extremo, la respuesta resistente

puede deberse solo al contacto lateral como es el caso de los pilotes flotantes.

Por otro lado hay que mencionar aquí que aunque en rigor, no son elementos

propiamente de cimentación, en el sentido de que no transmiten cargas al terreno,

también se engloban dentro de las cimentaciones, las vigas de atado y las vigas

centradoras.

• Vigas riostras o de atado: Su función principal es evitar movimientos horizontales

entre pilares, trabajando principalmente a tracción / compresión, esto es

especialmente importante en el caso de diseñar cimentaciones en zona sísmica.

De forma secundaria, también se emplean para absorber esfuerzos debidos a

excentricidades constructivas y para apoyar sobre ellas muros y cerramientos

(figura 5).

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Figura 5.viga de atado entre zapatas.

• Vigas centradoras: Se utilizan para centrar el momento que transmite la carga del

pilar respecto al centro de gravedad de la zapata, trabajan principalmente a

flexión y a cortante (figura 6).

Figura 6.Viga centradora entre zapatas.

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En el caso de que las vigas de atado o centradoras se hormigonen sobre el terreno

es importante tener en cuenta que debemos considerar los posibles esfuerzos

derivados del asiento previsto en las zapatas que unen estas vigas.

También deben tenerse en cuenta los efectos derivados de cualquier otro

movimiento relativo que pueda inducir esfuerzos sobre dichas vigas y sobre los

demás elementos de cimentación unidos a ellas. En especial no es muy aconsejable

recurrir al apoyo directo de las vigas de unión entre zapatas en el caso de cimentar

sobre terrenos metaestables como son los expansivos o colapsables.

A continuación se puede observar un esquema simplificado de los tipos de

cimentación más comunes.

SUPERFICIAL

ZAPATAS

LOSAS

CIMENTACIÓN SEMIPROFUNDA POZOS DE CIMENTACIÓN

PROFUNDA

OTROS

PILOTES

MICROPILOTES

PANTALLAS

VIGAS DE ATADO Y CENTRADORAS

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1.4.1 ZAPATAS

La zapata es una cimentación somera que se usa cuando las cargas a transmitir

al terreno no son muy grandes y existen, a poca profundidad, estratos de suelo con

la capacidad de carga y rigidez suficiente para soportar las presiones que se le van a

transmitir, sin que se produzcan roturas ni asientos excesivos.

CONDICIONES DE UTILIZACIÓN

Cuando se cimenta en roca sana, este sistema de cimentación puede utilizarse

con sistemas estructurales de cualquier altura (por ejemplo el Empire State y las

desaparecidas torres del Word Trade Center, están cimentadas por zapatas sobre

granito). En suelos normales, con presiones admisibles entre 0'10 y 0'30 MPa, las

alturas edificables se reducen hasta 15 pisos. Por último, para edificios de menos de

3 plantas, las condiciones deben de ser muy desfavorables para que no se puedan

emplear zapatas.

Cuando, para transmitir las cargas de la estructura al suelo, sin que se produzcan

presiones excesivas, se requieren grandes superficies de contacto, la solución con

zapatas se vuelve ineficiente, ya que estamos ante elementos que trabajan en

voladizo en los que pueden aparecer flexiones importantes. En estos casos lo más

conveniente es recurrir a las losas de cimentación o bien irnos a apoyar a estratos

más firmes mediante pilotes o algún otro tipo de cimentación profunda. En términos

de producción y costes, suele recomendarse que cuando el área del terreno cubierta

por las zapatas se acerca a la mitad de la total, conviene buscar otra solución para la

cimentación.

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CLASIFICACIÓN DE LAS ZAPATAS

Las zapatas se pueden clasificar según distintos criterios: Por su comportamiento

estructural, por su forma de trabajar, por su morfología y por su forma geométrica en

planta.

Por el número de elementos soportados

• Aisladas: cuando soportan un solo pilar. Se emplea cuando el terreno es firme y

competente, es decir, cuando se pueda cimentar con una presión media-alta y

esperamos asientos pequeños o moderados. Suele ser la cimentación normal de

los pilares de un edificio.

• Combinadas: Cuando soportan dos o más pilares. Se utilizan en medianeras para

evitar la carga excéntrica sobre la última zapata o cuando dos pilares o más están

muy próximos entre sí, o en general para aumentar la superficie de carga o

reducir asientos diferenciales.

Estas zapatas en general las dispondremos cuando la capacidad portante del

terreno sea pequeña o moderada y existan varios pilares muy próximos entre sí o

bien cuando las cargas del pilar sean muy grandes que pueden dar lugar a

zapatas muy próximas incluso solapadas unas con otras. La unión de estas

zapatas en una sola da lugar a lo que se denomina “zapata combinada”. El CTE,

llama "zapata combinada" cuando la zapata recoge 2 pilares dejando el nombre

de “Zapata corrida” cuando recoge 3 o más pilares.

El diseño de zapatas combinadas o corridas (en el sentido del CTE) es

recomendable para evitar movimientos o asientos diferenciales excesivos entre

varios pilares, ya sea por una variación importante de sus cargas o por eventuales

heterogeneidades del terreno de cimentación. Así mismo, si en la base de un

pilar, tenemos momentos flectores importantes, que pueden dar lugar a grandes

excentricidades, las zapatas combinadas y corridas podrán ser una buena

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solución ya que pueden facilitar que en su conjunto, la carga total se sitúe

relativamente centrada con el centro de gravedad de la zapata.

• Continúa bajo pilares: Cuando haya que soportar pilares alineados como sucede

por ejemplo en las naves industriales.

• Continuas o corridas bajo muros: las que soportan muros, son muy frecuentes en

pequeños edificios como las viviendas unifamiliares.

Clas ificación por su morfología

Recta (lo más habitual), escalonada, ataluzada, aligerada o nervada (figura 7).

Figura 7. Tipología de zapatas según su forma en alzado: (a) recta, (b) escalonada, (c) ataluzada, (d) y (e)

aligerada o nervada

Clas ificación por su forma en planta

Rectangulares (lo más habitual), cuadradas, circulares, anulares, poligonales

(hexagonales, octogonales), etc.

En general las zapatas interiores deben ser zapatas cuadradas, tanto por su fácil

ejecución como por lo sencillo de su modo estructural de trabajar. Hay casos, no

obstante, en que es mejor diseñar zapatas rectangulares.

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En cuanto a la forma de las zapatas medianeras y de esquina, si las condiciones

geométricas lo permiten, las medianeras serán de planta rectangular y las de

esquinas cuadradas.

La forma habitual de las zapatas combinadas es la rectangular, aunque en algunos

casos se recurra a formas irregulares, especialmente trapezoidales. La de las

zapatas corridas es la rectangular.

Conviene que las zapatas aisladas bajo pilares sean cuadradas en planta, ya que

esta es la forma en la que los momentos flectores son menores; la forma rectangular

se empleara solo cuando las condiciones del terreno impida extenderse en alguna

dirección o cuando el pilar transmita, además de la carga axial, momentos flectores

importantes en una dirección. A este respecto se debe señalar que la zapata no es

un elemento eficiente para transmitir al suelo momentos flectores importantes, ya

que ello implica aumentos importantes de las dimensiones de la zapata que la hace

ineficiente. Además, cuando el suelo de apoyo no tiene gran rigidez, la distribución

excéntrica de presiones ocasiona giros en la zapata que dan lugar, habitualmente, a

deformaciones no deseables en la construcción o a condiciones de continuidad

distintas de las que supusimos en el análisis. En estas situaciones resulta casi

siempre conveniente unir dos zapatas formando una zapata combinada en que la

resultante de la carga coincide con el centro de gravedad de la zapata, o recurrir a

unir dos zapatas con una viga centradora que tome los flectores, o finalmente al

empleo de pilotes.

En cuanto a las zapatas corridas serán preferentemente simétricas, excepto bajo

muros medianeros en cuyo caso hay que considerar en su diseño el efecto de la

excentricidad. Estas zapatas están sujetas generalmente a una sobrecarga uniforme

en toda su longitud, por lo cual nos bastara analizarlas por unidad de longitud.

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Clasificación por su situación en planta de la construcción

Según la situación del pilar y en consecuencia el punto de transmisión de la

carga, pueden ser:

• Centradas: Cuando el pilar carga en la vertical del centro de gravedad de la

zapata; son las zapatas ordinarias o interiores de un edificio.

• Excéntricas, cuando no sucede lo anterior. Se consideran dos tipos:

▪ De esquina, cimentan un pilar de esquina del solar.

▪ De medianería, cimentan un pilar de borde de la estructura.

Clas ificación por su comportamiento estructural

La EHE, y el EC-2, clasifican las zapatas en dos grupos: Flexibles (v/h > 2) o

rígidas (v/h ≤ 2), donde v es el vuelo y h el canto de la zapata, definidos en la

siguiente figura (figura 8). Aunque se trata de un criterio puramente geométrico,

existe una diferencia fundamental en el comportamiento estructural de ambos tipos:

en el primer caso la teoría de flexión es aplicable, y en el segundo caso no.

En las zapatas rígidas solo es aplicable la teoría de la elasticidad; sin embargo,

existe un método simplificado para calcular las tensiones, el método de bielas y

tirantes, que consiste en sustituir la zapata por una estructura de barras articuladas

que representa su comportamiento.

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Figura 8. Criterio de clasificación de las zapatas según la EHE-08.

1.4.2 EMPARRILLADOS Y LOSAS DE CIMENTACIÓN

Son cimentaciones cuyas dimensiones en planta son mucho mayores

comparadas con su espesor o canto. Ocupan toda la planta del edificio definiendo

así un plano donde se apoyan todos los elementos verticales resistentes de la

estructura. Por tanto son elementos en forma de placa que trabajan esencialmente a

flexión.

CONDICIONES DE UTILIZACIÓN

La cimentación por losa resulta apropiada cuando:

• El área teórica de las zapatas ocupa más del 50% del área en planta de la

construcción si el suelo es arcilloso, si el suelo es granular, un 30%.

• Se requiere un sótano estanco bajo el nivel freático.

• Se desea reducir en todo lo posible los asientos diferenciales.

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• Interesa conseguir una mayor presión de trabajo sobre el terreno debido a la

descarga del mismo (vaciado de sótano). Son las llamadas cimentaciones

compensadas o parcialmente compensadas.

• Es una solución adecuada cuando las cargas son relativamente importantes (a

título orientativo edificios de 8 plantas o más) y la capacidad portante del terreno

es media o baja (< 150KPa)

CLASIFICACIÓN

Podemos distinguir los siguientes tipos de losas de cimentación (figura 9).

Figura 9. (a) Losa de espesor contante, (b) losa regruesada, (c) losa nervada, (d) losa con pedestales, (e) y (f)

losas aligeradas.

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• Placas de espesor constante: Poseen una resistencia a flexión moderada, es por

eso que se utilizan para cargas en pilares moderadas. Económicamente hablando

son las más adecuadas pues poseen una gran sencillez de ejecución.

• Losas regruesadas. Se utilizan cuando los pilares transmiten una gran carga axil

para así tener una mayor resistencia a punzonamiento.

• Losas con pedestales. Al igual que el caso anterior utilizan cuando los pilares

transmiten una gran carga axil, mayor que en el caso anterior para así tener una

mayor resistencia a punzonamiento.

• Placas nervadas o emparrillados. Poseen una mayor resistencia a la flexión,

permiten grandes espacios entre pilares y cargas desiguales entre ellos.

• Losas aligeradas. Se realizan con encofrados perdidos, piezas de hormigón u

otros materiales. Soportan unas cargas en pilares extremadamente grandes.

1.4.3 POZOS DE CIMENTACIÓN

Es un tipo de cimentación que se engloba entre las cimentaciones profundas y

superficiales. Comprenden así tanto pilotes cortos de gran diámetro a simples

excavaciones rellenas posteriormente de hormigón en masa. Tienen la característica

principal de transmitir las cargas a un estrato resistente que se encuentra a unos

pocos metros de profundidad con respecto al nivel más bajo del edificio, profundidad

que será de 3 a 6 metros (figura 10).

En edificación se utilizan dos soluciones principales:

• Construir una zapata a la profundidad requerida y elevar un plinto de gran rigidez,

pedestal o enano, que sirve de elemento de transición entre el soporte y la

zapata.

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• Realizar un relleno de hormigón pobre que transmite las cargas al terreno firme y

sirva de apoyo a una zapata como las vistas anteriormente. Cimentación por

pozos. Este suele ser el método más económico y por tanto el más empleado.

Figura 10. Pozos de cimentación.

CONDICIONES DE UTILIZACIÓN

• La primera condición para que su uso sea adecuado, es que el estrato resistente

al que pueden transmitirse las cargas esté a una profundidad comprendida entre 3

y 6 metros.

• Son adecuados en el caso de que haya que cimentar sobre arcillas expansivas,

puesto que permiten salvar los primeros metros del terreno, que son los más

activos, por estar sometidos a cambios de humedad estacionales, transmitiendo

las carcas a las zonas estables más profundas, y además, el peso propio del

cimiento, normalmente importante contribuye a estabilizar el conjunto frente a los

posibles levantamientos.

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• Cuando es necesario transmitir cargas horizontales y momentos elevados (caso

de torres de alta tensión).

1.4.4 PILOTES

Las cimentaciones profundas son aquellas cuya profundidad de apoyo es mayor a

los 6 metros o bien h/D>10, donde D es el ancho o diámetro y h su profundidad. La

variedad más utilizada son los pilotes, aunque existen otros tipos como micropilotes,

etc.

CARACTERÍSTICAS GENERALES

Son elementos de cimentación de gran longitud, que se hincan en el terreno o se

construyen en una perforación previamente excavada en el mismo.

Una cimentación por pilotes, está formada por pilotes, encepados, vigas de atado y

vigas centradoras. Hay que decir que los encepados, aunque similares a las zapatas

en su forma geométrica, no son elementos propiamente de cimentación, en el

sentido de que no transmiten carga al terreno, más bien son elementos de transición

entre la estructura y la cimentación.

CONDICIONES DE UTILIZACIÓN

Este tipo de cimentación, resulta adecuado en los siguientes casos:

• Transferir cargas a un estrato resistente profundo h > 6m, porque las capas

superficiales son blandas o deformables.

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PEDRO PÉREZ CARBALLO, ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS DE SEVILLA

MARZO DE 2010

• La presencia de agua en superficie, como puede ser el caso de obras en puertos,

zonas de marisma, o la permeabilidad del terreno hacen inviable la utilización de

zapatas o pozos.

• Cuando exista riesgo de erosión del terreno de apoyo.

• Cuando las cargas son muy fuertes o muy concentradas, suelen ser la única

solución, especialmente si, además, actúan cargas horizontales o inclinadas

importantes, o los momentos a los que está sometida la cimentación, también lo

son. Este puede ser el caso de torres sobre pocos pilares.

• Para transferir tracciones elevadas al terreno.

• En aplicaciones de contención de tierras e impermeabilización mediante la

utilización de pantallas de pilotes trabajando a flexión.

Con los pilotes conseguimos que una amplia zona del terreno contribuya a resistir

las cargas (rozamiento fuste-terreno), y además se transfieren las cargas a zonas

más profundas del terreno, que por estar sometidas a presiones efectivas

mayores, son más resistentes y menos deformables. Además en suelos granulares

pueden mejorar el terreno compactándolo.

CLASIFICACIÓN DE LOS PILOTES

Atendiendo al material de que están he c hos: Pilotes de madera, metálicos y de

hormigón.

Los pilotes de madera son los que únicamente se utilizaban en la antigüedad. Son

pilotes prefabricados que se hincan a golpes. Son baratos aunque su carga de

trabajo es pequeña. Su durabilidad está condicionadas a cambios de humedad (no

son permanentes por encima del nivel freático).

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IMPLEMENTACIÓN INFORMÁTICA PARA EL CÁLCULO DE PILOTES DE HORMIGÓN “IN SITU” SEGÚN EL

CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN

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PEDRO PÉREZ CARBALLO, ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS DE SEVILLA

MARZO DE 2010

Los pilotes metálicos se usan muy poco en la actualidad, debido a los problemas

que presentan de corrosión.

Los pilotes de hormigón armado, ya sean prefabricados o construidos in situ, son

bastante permanentes, y con tratamientos especiales, son adecuados en terrenos

agresivos.

Atendiendo a su proceso cons t ructivo: Pueden ser pilotes de desplazamiento, o

pilotes de extracción.

Los pilotes de desplazamiento se hincan en el terreno a golpe de maza. Producen

un efecto de compactación del terreno circundante. Suelen ser pilotes prefabricados,

aunque también pueden ser pilotes in situ con clavado de entubación cerrada en su

punta.

Los pilotes de extracción son ejecutados mediante excavación del terreno. Son los

denominados pilotes “in situ” pues se construyen en el sitio que ha de ocupar en el

terreno.

Atendiendo a su fo r ma de transmisión de cargas al terreno: Pilotes columna, y

pilotes flotantes.

Los pilotes columna trabajan principalmente por punta. Es decir, se apoyan o

empotran en un estrato mucho más resistente que los estratos que atraviesa.

Los pilotes flotantes, trabajan principalmente por fuste, es decir, transmiten la carga

por rozamiento del fuste al terreno. En este caso, el pilote no alcanza un estrato

resistente, siendo todos los estratos que atraviesa de resistencia media-baja.