1-Pilotes y Cabezales

7/23/2019 1-Pilotes y Cabezales

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PILOTES Y CABEZALES

Septiembre de 2015 Cátedra de Hormigón II 1



FUNDACIONES INDIRECTAS o PROFUNDAS(Df /B>10 con Df: profundidad del cimiento y B: lado menor del cimiento)

•Estas resultan necesarias, seguras, prácticas y económicas, cuando:

1 !e de"a fundar so"re un terreno de escasa capacidad portante#asta gran profundidad,

$ %as capas de suelo resistente están a profundidades mayores de& o ' metros,

ay *ue descargar cargas +erticales de gran en+ergadura,

& ay presencia de gran cantidad de agua su"terránea a escasa profundidad

Es necesario resistir acciones #ori-ontales de cierta importancia,

Agosto de 2014 Cátedra de Hormigón II 2



TIPOS DE CIMENTACIONES PROFUNDAS

a) .ilotes: Df/ >

") .ilas: Df/ 2 3 se usan en suelos firmes

c) 4ilindros de 5undación

d) 4a6ones de 5undación 3 !e usan en aguas profundasAgosto de 2014 Cátedra de Hormigón II 3



Generalidades

• 7demás de los es*uemas de cimentaciones profundas mostradas, semencionan los muros colados o muros pantalla, *ue tam"i8n cumplen la

función de recalce y/o cerramiento de e9ca+aciones para su"suelos, *ue se+erán con algn detalle en el tema muros de sostenimiento

• 4on relación al Proyecto de Pilotes es destaca"le mencionar *ue no e9isteen el pa;s un reglamento normati+o al respecto y *ue cada proyectista oempresa e6ecutora, se gu;an por distintas normas, generalmente europeas onorteamericana

• En cam"io, el 4irsoc $01<$00&, rige para todo lo concerniente a la calidad,recepción, control y aceptación de los materiales utili-ados en la ela"oracióndel #ormigón armado y pretensado a usar en pilotes y sus ca"e-ales , comotam"i8n en la disposición, do"lado y recu"rimiento de las armaduras a utili-aren los mismos

• De todos ellos, se considerarán los .ilotes por ser la alternati+a mas usadaen nuestro medio por "rindar una rápida, económica y efecti+a respuesta al

re*uerimiento de las cimentaciones profundas




PILOTES• %os .ilotes son elementos estructurales

prismáticos o cil;ndricos es"eltos (l/a ó l/ > )*ue se introducen profundamente en el terreno

en forma +ertical o inclinada para formar partede una cimentación *ue tra"a6ando a modo decolumna empotrada superiormente en unca"e-al o encepado, transmite efica-mente lascargas de la superestructura al suelo

• El ca"e-al r;gido, de forma prismática acorde ala distri"ución de los pilotes *ue llegan a 8l,reparte uniformemente las cargas a los mismos

• 7simismo y para cortar la longitud de pandeo del con6untocolumna<pilote y e+itar la formación de una li"re articulación en launión de la columna con el ca"e-al, se de"en rigidi-ar losca"e-ales uni8ndolos mediante riostras, como m;nimo en $direcciones ortogonales, sal+o *ue dic#a +inculación se realicecon una losa de espesor m;nimo de $0 cm




") Esta $= diferencia se de"e a *ue en los pilotes in<situ no puede garanti-arse lacalidad de los materiales usados (= y 7=) por las circunstancias *ue rodean su

e6ecución y en cuanto a los pilotes prefa"ricados #incados, el trato *ue reci"en estan duro *ue pueden pro+ocar fisuras .or tal moti+o y como se +erá en mayordetalle luego, las tensiones de tra"a6o del acero y del #ormigón son tomadas con+alores muy reducidos respecto de sus +alores nominales

Diferencias con las columnas:

a) ?enor peligro de pandeo, y

") ?enor capacidad de carga

a) !e de"e al impedimento *ue el terreno produce al mo+imiento lateral, disminuyendomuc#o el peligro de .andeo, an *ue el terreno sea muy "lando, especialmentecuando tra"a6a por fricción lateral

!egn @?, cuando el pilote tra"a6a de punta de"erá tomarse como longitud de

pandeo:)

%a longitud total del pilote %pA, para suelos de poca consistencia,) $/%p, para suelos de consistencia media, y ) 1/%p, para suelos de "uena consistencia




1 ransmitir, tra"a6ando por punta, como una columna, las cargas de lasuperestructura, #asta un estrato firme del su"suelo

FUNCIONES BASICAS DE LOS PILOTES

$ Distri"uir cargas concentradas de gran magnitud, por ad#erencia o fricción, en suelos#omog8neos de espesor considera"le

Densificar y compactar suelos sueltos sin co#esión, incrementando su resistencia

Cesistir cargas #ori-ontales o inclinadas, de"idas al +iento, sismos o empu6es actuandoso"re la superestructura

& 7nclar estructuras, e+itando *ue se inclinen o +uel*uen' 4ontrolar los asentamientos, cuando los suelos son compresi"les o e9pansi+os

ransmitir las cargas de las estructuras mar;timas o flu+iales #asta el suelo firme, por de"a6o del ni+el de las aguas

.roteger la cimentación de los daos producidos por la soca+ación en el lec#o de

lagos, r;os o maresF 5ormar pantallas impermea"les, colocadas en fila, en contacto entre si o ta"lestacas

para resistir el empu6e lateral de tierras o del agua, actuando como muros de contencióno presas temporales

10 Esta"ili-ar taludes, e+itando el desli-amiento de laderas y controlar los mo+imientosdel terreno




PILOTES PREFABRICADOS

• E9isten numerosas clasificaciones de pilotes, discriminados por sumaterial, construcción, colocación, forma de #inca, sección,

funcionamiento, dirección, cantidad, +inculación, etc

• Dado su uso mas e9tensi+o en el pa;s, se tratarán los pilotes de#ormigón armado en sus formas prefa"ricada, in situ y mi9tos

TIPOS DE PILOTES

• !e #incan en el terreno mediante má*uinas del tipo martillo• !on relati+amente caros, ya *ue de"en ir fuertemente armados para

resistir su transporte, i-ado e #inca

• ienen el incon+eniente de las +i"raciones y contaminación sonora producida durante su #inca

• ienen la +enta6a, una +e- fa"ricados, la rapide- de su colocación y puesta en ser+icio de la G"ra .ueden ser e6ecutados con = .=

• !u #inca constituye una "uena prue"a de cargaAgosto de 2014 Cátedra de Hormigón II 8



!e recomienda *ue la armadura longitudinal, cumpla con las siguientescuant;as m;nimas:

r 2 1,00 H cuando la relación %p/ 0

r 2 1,$& H cuando la relación %p/ 2 0

r 2 1,&0 H cuando la relación %p/ > 0 y 2 0

r 2 $,00 H cuando la relación %p/ > 0

iempo medio de fraguado: 1 a $ d;as

4a"e acotar *ue los martinetes son reempla-ados por #incadoras del tipoDelmag Diesel *ue aplican la energ;a e*ui+alente a la causada por la ca;da del pilón desde una determinada altura con reducción de +i"raciones y ruidos

7 medida *ue el pilote penetra en el terreno, aumenta la resistencia por fricción, por lo *ue el criterio de rec#a-o, se determina a partir de *ue a igual cantidadde golpes, la penetración es menor

7s;, se define el CE47IG 7B!G%JG, *ue en la colocación de pilotesdetermina el fin del #incado y sal+o disposiciones particulares, generalmente seregistra cuando en las dos ($) ltimas andanadas de die- (10) golpes se acusauna penetración de tres () cm Este dato, como el de .enetración .romedio(cm) se e9trae del estudio de suelosAgosto de 2014 Cátedra de Hormigón II 10



!e e6ecutan en perforaciones practicadas pre+iamente con sondas de tiporotati+o, ya sea a tr8pano o con #8lice continua, con o sin camisa o lodos

"enton;ticos, dependiendo de las condiciones del terreno en *ue se pretendafundar Keneralmente son de mayor diámetro *ue los prefa"ricados (#asta $,00m) y resisten mayores cargas (#asta $000 tn)

PILOTES MOLDEADOS IN SITU

El lodo "enton;tico es una arcilla formada por silicatos (&FH s;lice, 1&Haluminio, H #ierro, titanio, calcio, magnesio, sodio y potasio) *ue se e9pende

en forma de pol+o !u propiedad mas importante es #enc#irsee9traordinariamente aumentando +arias +eces su +olumen con el agua (%im%i*2 &00 H) !u densidad +aria entre 1,0' y 1,1 gr/cmL

!us part;culas coloidales en suspensión penetran en el suelo de las paredes dela perforación y por efecto de la ti9otrop;a se con+ierten en un gel plástico,

otorgando co#esión y disminuyendo la permea"ilidad, formando una costra otorta de +arios cent;metros de espesor *ue esta"ili-an de forma duradera las paredes del po-o, e+itando su derrum"e y posi"ilitando el #ormigonado del pilote




• !e aconse6a la lectura y la comparaciónde las recomendaciones anteriores con lade la página siguiente donde se e9presanlas exigencias del 4irsoc respecto de lascaracter;sticas del #ormigón a usar en

pilotes colados "a6o agua




PILOTES

CARGA ADMISIBLE DE UN PILOTE “Qad!

7ctualmente, las cargas admisi"les de los pilotes +ar;an de 0 a $000 n,dependiendo del tipo y diámetro del pilote, mencionándose *ue cuandotra"a6an a tracción estas cargas se +en sensi"lemente disminuidasEn consecuencia, la carga admisi"le dependerá de la sección del pilote,de las calidades de los materiales a utili-ar, de la solicitación y de las

condiciones del suelo en el se pretenda fundar

"# CALCULO DE LA CARGA ESTRUCTURAL “Q"!

$# CALCULO DE LA CARGA POR DEFORMACION ADMISIBLE “Q$!

%# CALCULO DE LA CARGA DE &UNDIMIENTO “Q%!

Determinaremos :




%# CALCULO DE LA CARGA DE &UNDIMIENTO “Q%!

1 ! p " # ! $p%Ap " $# %A#

Donde:M p2 Cesistencia de .unta y 7 p2 Nrea de la puntaMf 2 Cesistencia del 5uste y 7f 2 Nrea del fuste




!egn el criterio de ?eyer#of:

“LA CARGA ADMISIBL S !RA"SMI!IDA S#L# P#R LA

P$"!A DL PIL#!%

!iendo:* p 2 resistencia unitaria 2 poO *

7demás: po2 .resión efecti+a en Df 2 S gi P#i

O *2 5actor capacidad de carga 2

Q 2 4oeficiente de fricción drenado21

O 2Omero de golpes del ensayo !.

Q1 = Qp = qp.Ap%uego será '




7simismo Delft, al igual *ue @im8ne- ?ontoya, utili-an el ensayo de penetración de er-ag#i o !. para el cálculo de la carga de#undimiento del pilote :

Siendo: q p = 4.N [kg/cm²] ; A p = Área de la punta del pilote

qf = N/!! [kg/cm²] " con N =N#mero de golpe$ del en$a%o S&' ; Af = Área delfu$te del pilote

1 ! p " # ! $p%Ap " $# %A#

()pre$ione$ que coinciden con *.+." pag 4,- imentacione$ de 01A12" como:

Nu = 4.N.A p 3 Nm /!!5 . Af 6 para pilote$ perforado$.

6 0a% adem7$" una e)pre$i8n p/pilote$ 9incado$.

IMPORTANTE: ei$ar lo$ $igni<cado$ de cada termino para la utiliaci8n de la$e)pre$ione$. Se recomienda" para ma%or $eguridad" calcular la carga de9undimiento por am>o$

criterio$ +e%er9o? @ elft 8 *. +onto%a5.Agosto de 2014 Cátedra de Hormigón II 24



4omo esta carga es de #undimiento, es decir a*uella carga *ue produce la fluencia del suelo en la punta del pilote y el desli-amientodel fuste, situación a la *ue no *ueremos llegar .ara e+itarlo

tomaremos una seguridad para tra"a6ar con una carga admisi"le al#undimiento

%uego será:

Dic#o coeficiente de seguridad nA es función de los estados de cargadel pilote, as; será:

n2 $ 3 para estados de carga poco pro"a"les n2 $,& 3 para estados de carga medianamente pro"a"les n2 3 para estados de carga muy pro"a"les

Q1adm= Q1/n




($ funci8n de la calidad de lo$ materiale$ % el modo deeBecuci8n

2( CA)C*)+ ,- )A CA./A -S.*C*.A)2

ara iotes re#abriados de Hormigón

ara iotes de H modeados in sit en medioseo on tberas

ara iotes de H modeados in sit en medioi$ido on tberas :dentro de odos bentontios(

2 ! 0;25%#<5%=5 "

0;40%# >%As

2 ! 0;22%#<5%=5 "0;35%# >%As

2 ! 0;20%#<5%=5 "0;32%# >%As

Siendo: fC c = re$i$tencia caracterD$tica del 9ormig8n; Ec = Secci8n &ran$er$al del pilote

f % = ten$i8n de Fuencia del acero; A$ = Área de la $ecci8n del acero longitudinaldel pilote




3( CA)C*)+ ,- )A CA./A +. ,-?+.@ACI+ A,@ISI=)- 3

4omo su nom"re lo indica, esta carga está marcada por la e9igencia de o"tener unadeformación compati"le con el asentamiento má9imo admisi"le de la cimentaciónA

!u calculo no se #ará en este curso por ser su e+aluación dominio de la Keotecnia y de losespecialistas en ?ecánica de !uelos, por la fuerte interacción suelo R pilotes *ue se presenta en sue+aluación, especialmente cuando se usan en grupo y solicitados por cargas #ori-ontales, ancuando se trate de fuer-as modestas




adm

B 1

adm

>2

Entonces la má9ima carga admisi"le para el diseo de un pilote será lamenor de las o"tenidas:

Seg&n '( Montoya) el me*or +rocedimiento +ara estimar la carga

admisi,le de un +ilote es un ensayo de carga(

.or ello, y teniendo en cuenta la relación costoR"eneficio del caso, ya*ue su e6ecución implica tiempos y costos ele+ados, será importanteespecificar la e6ecución de dic#o ensayo en los primeros momentos de laG"ra con el o"6eto de +erificar el comportamiento de los pilotes respectoal esperado por el .royecto

Esto podr;a significar importantes econom;as a la G"ra en el caso deo"tenerse resultados superadores al .royecto o permitir su oportunacorrección en el caso de e+idenciarse d8ficit en los re*uerimientos decarga o de los asentamientos e9igidos




El Ceglamento 4SC!G4 $01 < 4ap1&: Iapatas y 4a"e-ales de .ilotes, R .ag 'F, e9presa:

15.2. CARGAS Y REACCIONES

15.2.1. )as apatas > os abeaes se deben diseDar pararesistir as argas

ma>oradas > as reaiones indidas; de aerdo on os

re$isitos de diseDo $e se eEigen en este .egamento > en esteCapto 15%

15.2.2. - área de a apata; o e nFmero > a distribión de

pilotes; se debe

determinar a partir de as #eras > momentos noma>orados transmiG

tidos a seo o a os piotes a tras de a apata óde abea; > a

tensión admisible del suelo o a capacidad

admisible de os piotes se

CALCULO DE ESFUERZOS EN LOS PILOTES




S.GE!S! 5JOD7?EO7%:

CALCULO DE ESFUERZOS EN LOS PILOTES

3 Esfuer-os de fle9ión3 !on esfuer-os secundarios 3 despreciados

“Los Pilotes funcionan como ,iarticulados%

3 .ilotes 3 Bielas 3 Esfuer-os Oormales

Ello, en +irtud de la gran fle9i"ilidad *ue poseen los pilotes por su ele+ada

es"elte-, ya *ue realmente no están "iarticulados, sino empotrados en elca"e-al y en algunos casos parcialmente en terreno cuando 8ste tiene laresistencia suficiente

7demás de la #ipótesis anterior se plantean dos más, *ue son:

odos los pilotes *ue concurren a un mismo ca"e-al tienen la mismalongitud

El ca"e-al de +inculación es infinitamente r;gido

%as dos ltimas #ipótesis aseguran la misma deformación para el pilota6eanali-ado TTT Agosto de 2014 Cátedra de Hormigón II 30



Entonces, para el caso de los sistemas isostáticos planos, las cargasen los pilotes se o"tienen simplemente descomponiendo la resultantede las cargas actuantes en +ectores *ue actan segn los e6es de los

pilotes

4omo se o"ser+a, es necesario solo

descomponer la resultante de U y en lasdos direcciones de los pilotes 1 y $<




En este caso, es necesario descomponer la fuer-a inclinada 5 en las

direcciones de los e6es de los pilotes 1, $ y , *ue se #ace mediante elm8todo de 4ulman

En cual*uiera de los dos casos +istos anteriormente, se puedensustituir por su resultante +arios pilotes paralelos y pró9imos entre si




4uando en el pie de la columna se tieneuna carga +ertical y un momentoactuante en la dirección de uno de sus

e6es, es aconse6a"le disponer comom;nimo de $ pilotes orientados en ladirección de la cupla

%a reacción por pilote será:

De"erá +erificarse *ue la C pma9 noso"repase la capacidad de cargaadmisi"le del pilote y *ue la C pmin no seanegati+a, en cuyo caso es necesarioconsiderar la capacidad del pilotetra"a6ando a tracción




Jna cantidad de pilotes +erticales mayor *ue dos, *ue no est8nalineados, representa un caso *ue en general es #iperestático

Entonces, "a6o las #ipótesis anteriores, es decir de pilotes de iguallongitud, de dirección paralela a las cargas actuantes, distri"uidosregularmente con simetr;a radial o a9ial respecto del centro degra+edad del con6unto de pilotes, empotrados en un ca"e-al de rigide-infinita, podemos o"tener la carga de un pilote cual*uiera decoordenadas (9 i , y i ) aplicando una formula análoga a la de fle9ióncompuesta, +ista en Cesistencia de ?ateriales

Donde Oi- 2 carga de un pilote cual*uiera,

producida por la carga +ertical 5-

5- 2 4arga Uertical (incluy peso encepado y carga de suelo)

e9, ey2 e9centricidades de la carga 5-

n2 nmero de pilotes +erticales iguales




S92 Sy i $ 2?to de Snercia del pilota6e respecto al e6e GV, *ue pasa por el 4K 0A

Sy2 S 9 i $ 2?to de Snercia del pilota6e respecto al e6e GW, *ue pasa por el 4K 0A




!i, además acta una fuer-a #ori-ontal 5 a, será necesario inclinar algunos de los pilotesun ángulo >i , con respecto a la +ertical, tal *ue:

Entonces, la carga *ue toma cada pilote inclinado será:

4omo lo e9presa la primeraecuación, todos los pilotesinclinados suministrarán las com<

ponentes #ori-ontales necesa<rias para a"sor"er 5 a

!i la carga #ori-ontal 5 a cam"ia de sentidose de"erán disponer de pilotes inclinados ensentido contrario

Oo será necesario disponer pilotes inclinados si las fuer-as #ori-ontales se de"ene9clusi+amente al +iento y no so"repasan el &H de las cargas +erticales




%a carga total del pilote se o"tiene sumando a la carga transmitida por el encepado, el peso propio del pilote y el ro-amiento negati+o

. ! 0;25 % % :$o"g% 2J2(

Este ltimo se presenta en los pilotes columna, situados en terrenos compresi"les y se

puede e+aluar:

Donde u 2 per;metro del pilote

*o2 so"recarga unitaria en la superficie del terreno

l 2 longitud del pilote

g 2 peso espec;fico del terreno




DIM"SI#"AMI"!# D PIL#!S

L#"GI!$D:

!i el pilote tra"a6a de punta, se tendrá en cuenta la profundidad del estrato resistente 7 esa

longitud de"erá sumarse el e*ui+alente a & diámetros y no menos de $,&0 m paraconsiderar como penetración m;nima en ese estrato, sal+o *ue sea roca en cuyo caso podrá ser menor

!i el pilote tra"a6a por ro-amiento, su longitud será la necesaria para proporcionar laresistencia re*uerida de acuerdo a los datos *ue indi*ue el estudio de suelos

SCCI#":4omo se +io en la determinación de la carga admisi"le del pilote, la sección de #ormigóndel pilote está marcada por consideraciones resistentes en su tra"a6o como columna

!e adoptan seccionescuadradas por tener aigualdad de área con una

sección circular, mayorinercia y per;metro, lo*ue le "rinda mayor

posi"ilidad de resistir porro-amiento !ecc#a"itual 0 a & cm delado

!e adoptan secciones

circulares por suconstrucción!us diámetros mascomunes +an de & a 0cm




S-$R.#S

4omo se +io, se de"en considerar:

%a carga a9il de la superestructura y e+entualmente los momentos flectores y losesfuer-os de corte transmitidos por el ca"e-al,

El peso propio

El ro-amiento negati+o, si lo #ay

En pilotes *ue tra"a6an de punta, los esfuer-os de pandeo

En pilotes #incados, las acciones dinámicas durante el proceso de #inca

%os posi"les empu6es #ori-ontales del terreno y otras cargas

En pilotes prefa"ricados, los esfuer-os de transporte y mane6o 3


ARMAD$RAS L#"GI!$DI"ALS / !RA"S0RSALS



ARMAD$RAS L#"GI!$DI"ALS / !RA"S0RSALS

4ant ?in Barras %ong: en -ona s;smica 0 y de ' p/-onass;smicas 1y $

Diám ?in Barras %ong: 1$ mm

4uant;as entre 1 y $ H, segn es"elte- lp/, ya +isto 4a"eacotar *ue el Ceglamento 4irsoc 10 de 4onst!ismoresistentes indica *ue para las -onas s;smicas 1 y $ lacuant;a m;nima es de 0,010 (1H) para este tipo de .ilotes

Diám ?in Barras rans+ersales : $/&Ql y Qtmin2' mm para-ona sismica 0 y de mm para -onas s;smicas 1 y $

!eparación cercos trans+ersales: sma9 : 1$Ql y $& cm

Cecu"rimiento ?in: cm

Cefor-ar la ca"e-a y la punta del pilote en una longitud de#asta Qp o 1 m como m;nimo, densificando los estri"os conuna separación de & cm a los efectos de otorgarlesductilidad am"i8n en la punta del pilote suele colocarse una-uc#e metálico cuando las condiciones del terreno en el *uese lo #inca lo re*uiera




4ant ?in Barras %ong: '

Diám ?in Barras %ong: 1$ mm

4uant;a armadura longitudinal: > 0,& H segn @ ?ontoya4a"e acotar *ue el Ceglamento 4irsoc 10 de 4onst!ismoresistentes indica *ue para las -onas s;smicas 1 y $ lacuant;a m;nima será de 0,00 (0,H) para estos tipo de

pilotes e6ecutados in<situ

Diám ?in Barras rans+ersales : $/&Ql y Qtmin2' mm para-ona sismica 0 y de mm para -onas sismicas 1y$

!eparación cercos trans+ersales: sma9 : 1$Ql y $& cm

Cecu"rimiento ?in: de & a cm

En am"os tipos de pilotes las tensiones de tra"a6o de lasarmaduras de"en ser reducidas !e recomienda no superar

1/f y

%os pilotes *ue puedan estar sometidos a tracción, de"endimensionarse para un esfuer-o igual a 1,& +eces la tracciónmá9ima, considerando solo la armadura longitudinaltra"a6ando a una tensión de 0,& f y




DIM"SI#"AD# PIL#! 1 CAB.AL

4antidad ?;nima de .ilotes: De"en adoptarse para -apatas aisladas *ue soportanun pilar, si no están arriostradas trans+ersalmente, en cuyo caso puede "a6arse a $

!eparación entre pilotes : Oo menor de & cm entre e6es!i son circulares, se toma $Q p l Q p, y si son cuadrados se toma una separa<

ción de 1,& +eces la diagonal 4uando se tienen pro"lemas de alineación o se usan pilotes inclinados se

recomienda aumentar la separación a %p/1&

!egn e9presa @ ?ontoya, para calcular al ca"e-al como r;gido es necesario *uesea t 2 1,&# omando la condición de igual a 1,&#, se o"tendr;a para el ángulode inclinación de la "iela comprimida un +alor de a2 =, +alor sensi"lemente menoral recomendado en la teor;a del m8todo de las "ielas, como l;mite para la aplicacióndel mismo, la condición de 0= a &&=

!egn 4irsoc $01<0& (7rt 1&), la altura del ca"e-al no de"e ser menor de 0 cm por encima del ni+el de la armadura traccionada %os pilotes de"erán empotrarse enel ca"e-al un m;nimo de 10 cm y 8ste de"erá so"resalir un m;nimo de $0 cm so"re

el "orde de los pilotes

En general, para la cimentación de una o"ra es frecuente adoptar un determinado tipode pilote con una carga admisi"le dato Determinado su nmero se disponensim8tricamente los pilotes "a6o los ca"e-ales *ue reci"en las columnas o pilares de lasuperestructura




Snclinaciones de "ielas superiores a &&= tam"i8n dan resultados poco acepta"les con"a6os coeficientes de seguridad, agra+ado por el #ec#o de no ser posi"le utili-ar

plenamente la resistencia de las armaduras de tracción

Snclinaciones de "ielas con a 0= dan ca"e-ales de poca altura, o"teni8ndoseresultados inciertos con coeficientes de seguridad reducidos, recomendándose eneste caso el cálculo del ca"e-al como fle9i"le Es decir como una -apata sometidaa fle9ión, +erificándose además el corte y el pun-onado

S2$MA PIL#! 1 CAB.AL

4on la adopción del ?8todo de las Bielas, para el diseo del ca"e-al se cumplensimultáneamente las condiciones de rigide-recomendadas a la +e- *ue se satisfacen lase9igencias de corte y pun-onadoautomáticamente, sin producirse fenómenosde fle9ión 7s;, cuando &= a &&=, semateriali-a efica-mente el mecanismo detransmisión de fuer-as tipo "iela, es decir

se generan "ielas de compresión inclinadasentre columna y pilotes %as componentes#ori-ontales de estas "ielas se a"sor"encon armaduras *ue actan como tensores




!e dimensionará la capacidad mecánica de la armadura principal JA 2 Os, para elcaso de un ca"e-al de $ pilotes +erticales:

%a armadura de los tensores se dispone so"re los pilotes y está fuertementecomprimida en dirección +ertical en la -ona de ancla6e u"icada por encima de losmismos, de modo *ue en general son suficientes los e9tremos rectos, sin ganc#os

E9presión *ue coincide en un todo con la presentada en a"la $11 R .ilota6es ipo,de @ ?ontoya, para el mismo caso anali-ado




!i disponer la armadura J en una sola capa resulta una separación de "arras muyreducida (e$Q"), entonces es preferi"le disponer esta en +arias capas, en lugar decolocar algunas "arras #acia afuera de los pilotes

Keneralmente dic#a armadura essuficiente, por*ue en estas +igascortasA o estructuras atirantadas, aparte

de los esfuer-os de tracción del cordóninferior, no aparecen tracciones porcorteA significati+as

4omo en las +igas de gran altura, en este caso, puede o de"e u"icarse la armadura en sutotalidad so"re una altura de 0,10 a 0,$0d .ara grandes concentraciones de armadurasse recomienda colocar algunos estri"os en+ol+entes en la -ona de ancla6e




!i la carga se distri"uye espacialmente so"re o más pilotes, es decir repartida en+arias direcciones, las "ielas de compresión se forman naturalmente desde la carga#asta los pilotes, pues ellos constituyen los apoyos r;gidos más cercanos Enconsecuencia, las "arras de la armadura de tracción de"en disponerse uniendo lasca"e-as de los pilotes en la dirección de la menor separación, atensorando las "ielascomprimidas, a fin de completar materialmente el reticulado espacial ideal de diseoEs decir *ue, dentro de lo posi"le, las armaduras de"en concentrarse so"re los pilotesy no distri"uirse en forma uniforme so"re el anc#o del ca"e-al

111 %as l;neas ro6as muestran "ielas formadas por la carga, *ue se dirigen #acialos apoyos formando un tetrápodo<<<%as l;neas a-ules muestran "ielas formadas por la carga, *ue se dirigen #acia el

centro de la armadura traccionadaAgosto de 2014 Cátedra de Hormigón II 48



%as e9periencias #an demostrado *ue, aun*ue la armadura se disponga entre pilotes, parte del esfuer-o de compresión de las "ielas acta tam"i8n all; como se muestra en eles*uema y comprime el tensor #acia a"a6o, por*ue a la estructura atirantada le faltaapoyo en dic#o lugar

En el caso de grandes separaciones entre pilotes (l > Q) no puede de6arse de armar la-ona entre pilotes por lo e9presado anteriormente, entonces es necesario disponer en el"orde una armadura de suspensión para DU , como en el caso del apoyo indirecto

Dic#a armadura de suspensión de"e dimensionarse en total (suma entre todos los pilotes) para un esfuer-o de intensidad igual a ./(1,&n) (con n > 2 nmero de pilotes)




En consecuencia, si no se arma adecuadamente el tramo, se originan fisuras *ueconducen a una rotura prematura, por*ue la -ona despla-ada #acia a"a6o y #acia afueratiende a arrancar la malla de armadura an en las pro9imidades de los pilotes, como semuestra 3


.ara grandes cargas y dimensiones por e6emplo en pilota6es de grandes pilares de



!iendo:Q 2 0,& 5 n2 Cesistencia Oominal de la Biela de 4ompresión2 0,&fX c 7

4on:fXc: resistencia a compresión especificada para el #ormigón 7: Nreas de la columna y del pilote proyectadas normalmente

al e6e de la "iela, 7col /sena y 7 pil /sen a5 u2 esfuer-os en los e9tremos de la "iela producidos por las

cargas mayoradas de la columna, O u /sena, y del .ilote O u /$sena

.ara grandes cargas y dimensiones, por e6emplo en pilota6es de grandes pilares de puentes, resulta frecuentemente más fa+ora"le utili-ar tensión pre+ia en lugar dearmadura de acero para #ormigón, so"re todo cuando en el caso de esta ltima, sere*uiere disponer +arias capas de "arras gruesas, las *ue, por el peligro dearrancamiento por falta de ad#erencia en la -ona de ancla6e, de"en colocarse con

separaciones +erticales "astante grandes o para las cuales es necesario disponerarmaduras adicionales de -unc#a6e contra el estallido del #ormigón

!i se adopta el m8todo de la "ielas para el diseodel ca"e-al, se de"erá +erificar en los e9tremos dela "iela de compresión el cumplimiento de laecuación:




4omo se mencionó precedentemente, se incluye la a"la siguiente, donde se especifican el +alor dela altura del ca"e-al, la determinación de la armadura principal de tracción, la secundaria y tam"i8nlas e9presiones necesarias para #acer el control de las "ielas de compresión para los casos máscomunes de pilota6es, similares en esencia a las *ue se e9presaron precedentemente con el formatodel 4irsoc $01/0&

7 +eces se #a supuesto *ue parte de la carga a sustentar es transferida al suelo por los pilotes, y parte directamente por el ca"e-alDe"e ser remarcado el #ec#o de *ue el ca,e3al no +uede transferir cargas al suelo #asta *ue la carga en todos los pilotes no se apro9ima a su capacidad l;mite

En efecto, como los pilotes están r;gidamente unidos al ca"e-al, si 8ste actaso"re el suelo sufrirá un descenso, y con 8l los pilotes4omo regla general se puede sostener *ue un pe*ueo descenso inicial en los pilotes "astará para mo+ili-ar no solo la resistencia friccional, sino tam"i8n lamayor parte de la resistencia de punta

.or lo tanto, el ca"e-al no podrá e6ercer presión alguna so"re el suelo u"icadoinmediatamente por de"a6o #asta *ue la carga en los pilote e9ceda el punto defluencia de 8stos %a carga total a considerar es la transmitida por la columna, el peso propio yan el peso del suelo por encima del ca"e-al, si se encuentra profundo !i

estas cargas son a9iles o sea centrada con el ca"e-al y el grupo de pilotes, se puede considerar *ue todos están igualmente cargados


Cimentaiones de Hormigón Armado K )ibro Limne



@onto>a K ag% 495TABLA 21.4 - PILOTAJES TIPO

1-Pilotes y Cabezales

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