CIMENTACION PROFUNDA POR PILOTES DE HORMIGN TORRES PETRONASJaviera Neira_ Javiera RamosEdificacin II Profesor : Rodrigo Perez 16 Mayo 2008

Los sismos representan uno de los ms graves peligros naturales para la vida en este planeta; a travs del tiempo han causado la destruccin de incontables ciudades y poblaciones en casi cada uno de los continentes. Los sismos, terremotos o temblores de tierra, son vibraciones de la corteza terrestre, generadas por distintos fenmenos como la actividad volcnica, la cada de techos de cavernas subterrneas y hasta por explosiones. Sin embargo, los sismos ms severos y los ms importantes desde el punto de vista de la ingeniera, son los de origen tectnico, que se deben a desplazamientos bruscos de las grandes placas en que esta subdividida dicha corteza.

El movimiento ssmico de suelo se transmite a los edificios que se apoyan sobre este. La base del edificio tiende a seguir el movimiento del suelo, mientras que, por inercia, la masa del edificio se opone a ser desplazada dinmicamente y a seguir el movimiento de su base.

La causa ms frecuente de colapso de los edificios es la insuficiente resistencia a carga lateral de los elementos verticales de soporte de la estructura (columnas o muros). La configuracin inadecuada del sistema estructural produce una respuesta desfavorable de la estructura o un flujo de fuerzas que genera concentraciones de esfuerzos y posibles fallas locales. Por otra parte, la asimetra en la distribucin en planta de los elementos resistentes causa una vibracin torsional de la estructura y genera fuerzas elevadas en algunos elementos de la periferia.

Son un tipo de Cimentaciones que solucionan la trasmisin de cargas a los sustratos aptos y resistentes del suelo.

Las cimentaciones profundas son las siguientes:

Muro pantalla

Constituyen un tipo de Cimentacin Profunda muy usada en edificios de altura, que acta como un muro de contencin.

Sustitucin

Esta cimentacin se realiza mediante la excavacin del terreno, donde el peso del material excavado y extrado ser igual o proporcional al peso de la construccin a realizar.

Flotacin

Esta clase de cimentacin se basa con el principio de Arqumedes que dice que todo cuerpo sumergido en el liquido experimenta un empuje vertical ascendente igual al peso del volumen del liquido desalojado.Pilotes El Pilote o sistema por pilotaje, es un tipo de cimentacin profunda de tipo puntual, que se hinca en el terreno buscando siempre el estrato resistente capaz de soportar las cargas transmitidas.

La principal razn de la utilizacin de cimentacin profunda por pilotes es que los suelos superficiales no ofrecen la resistencia requerida para el asentamiento de la estructura

Cuando las cargas transmitidas por el edificio no se pueden distribuir adecuadamente en una cimentacin superficial excediendo la capacidad portante del suelo.

Puede darse que los estratos inmedios a los cimientos produzcan asientos imprevistos y que el suelo resistente est a cierta profundidad; es el caso de edificios que apoyan en terrenos de baja calidad.

Cuando el terreno est sometido a grandes variaciones de temperatura por hinchamientos y retracciones producidos con arcillas expansivas.

Cuando la edificacin est situada sobre agua o con la capa fretica muy cerca del nivel de suelo.

Las puntas de los pilotes se clavan en terreno firme; de manera que se confa en el apoyo en ese estrato, an si hubiere una pequea descarga por rozamiento del fuste al atravesar estratos menos resistentes.

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 tambin descarga gran parte de los esfuerzos de las capas de terreno que ha atravesado por rozamiento lateral.

Cuando el terreno donde se construye posee el estrato a gran profundidad; en este caso los pilotes estn sumergidos en una capa blanda y no apoyan en ningn estrato de terreno firme, por lo que la carga que transmite al terreno lo hace nicamente por efecto de rozamiento del fuste del pilote.

Existen 3 tipos de pilotes de acuerdo a su materialidad ;

Madera, acero y hormign

PARTES DE UNA CIMENTACIN POR PILOTAJE

Soporte o pilar : Elemento estructural vertical , que se inicia despues de encepado.

Vigas riostras : Elementos de atado entre encepados .

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

Punta del pilote : Extremo inferior del pilote . Transmite las cargas por apoyo en el terreno o estrato resistente

Las armaduras se conforman como si fuesen jaulas; las armaduras longitudinales estn constitudas por barras colocadas uniformemente en el permetro de la seccin, y el armado transversal lo constituyen un zuncho en espiral o cercos de redondos de 6 mm. de seccin, con unaseparacin de 20 cm. El dimetro exterior del zuncho ser igual al dimetro de pilote, restndole 8 cm; as se obtiene un recubrimiento mnimo de 4 cm.

TIPOS DE HORMIGONADOEl hormign debe ser colocado en cada perforacin o camisa sin interrupcin. Si es necesario interrumpir el proceso de vaciado de hormign por un intervalo de tiempo lo suficientemente largo como para que se d un endurecimiento inicial del hormign, se deben colocar dovelas de acero en la parte superior del hormign del pilote.

El mtodo tremie, de llenado por flujo inverso, se usa para verter hormign a travs de agua, cuando la perforacin queda inundada. El hormign se carga por tolva o es bombeado, en forma continua, dentro de una tubera llamada tremie, deslizndose hacia el fondo y desplazando el agua e impurezas hacia la superficie.

Las Torres Petronas, en Kuala Lumpur, capital de Malasia, fueron los edificios ms altos del mundo entre 1998 y 2003, superados el 17 de octubre de 2003 por el edificio Taipei 101 en Taiwn. Estas torres cuentan con una altura de 452 metros. Las torres con 88 pisos de hormign armado y una fachada hecha de acero y vidrio, se han convertido en el smbolo de Kuala Lumpur y Malasia.

La seleccin del sistema estructural principal y de la cimentacin para las edificaciones de muchos niveles de la magnitud de las Torres Gemelas Petronas involucr a un grande y variado equipo de proyecto.

Se adopt un sistema compuesto que explota las ventajas tanto del acero como del concreto para resolver los retos de las Torres Gemelas Petronas. El equipo encargado del proyecto, una vez que hubo estudiado los sistemas optativos, dise un marco estructural econmico y construible capaz de resistir cargas tanto verticales como laterales para las edificaciones gemelas, las cuales estn sujetas a fuerzas de viento con una velocidad de viento para diseo de 35.1 m/s en velocidad X de rfagas de tres segundos a 10 m arriba del suelo para un periodo de retorno de 50 aos. La edificacin resultante tiene una densidad de alrededor de 260 kg/m3. Aproximadamente un milln de metros cbicos de concreto reforzado con 20 mil toneladas de acero estructural laminado se utilizaron para el sistema de piso construido en cada una de las torres.

Cimentacin por pilotesNcleo de concreto, que mide 23 x 23 m, +16 columnas de concreto colado en el lugar, con una separacin de 8 a 9 m entre una y otra, forman el marco perimetral circular con un dimetro de 46 m en su baseUn sistema de tubo de concreto cilndrico circular con un dimetro aproximado de 23 m est compuesto por columnas de concreto circulares y vigas,.Los pisos en voladizo, triangulares y semicirculares en planta, forman el perfil de planta de la torre.El sistema de piso compuesto de acero estructural convencional tienen vigas de acero laminado de 457 mm de peralte, espaciadas aproximadamente a 2.8 m en el centro

SISTEMA ESTRUCTURAL

Cuatro muros de transferencia enlazan el ncleo al tubo cilndrico en las cuatro esquinas del ncleo en el piso 38, que es un entrepiso mecnico de doble nivel. Una antena en forma de aguja de acero inoxidable de 140 toneladas mtricas, de 75 m de alto.El "Skybridge" de 560 t, una estructura de puente de dos niveles para peatones, conecta las dos torres.El puente se localiza entre los niveles 40 y 43 de las torres, con un claro aproximado de 48 metros. El "Skybridge" es un sistema de marco estructural de arco de tres

LA CIMENTACIN PARA CADA TORRE EST COMPUESTA DE UN CAJN DE 4.5 M DE PERALTE SOPORTADO SOBRE PILOTES DE FRICCIN DE 1.2 X 2.8 METROS. CADA TORRE EST SOPORTADA SOBRE 104 PILOTES QUE VARAN EN PROFUNDIDAD DESDE 40 HASTA 120 M ABAJO DEL NIVEL DEL CAJN. EL CAJN EST LOCALIZADO A UNA PROFUNDIDAD DE 19 M ABAJO DEL NIVEL DEL TERRENO NATURAL.

se utilizo un sistema de Aisladores Elastomricos, el cual est formado por un conjunto de lminas planas de goma intercaladas por placas planas de acero adheridas a la goma y cubierto en sus extremos superior e inferior por dos placas de acero en las cuales se conecta con la superestructura en su parte superior y la fundacin por pilotes en su parte inferior. Entre las placas planas de acero, la lmina de goma puede deformarse en un plano horizontal y de esta manera permitir el desplazamiento horizontal de la estructura relativo al suelo.

Se sitan en la continuidad de los pilotes con las columnas de la estructuraProporcionan flexibilidad al sistema estructural contrapesndose en flexin y compresin

Los objetivos principales del diseo sismo-resistente son dos:

Mayor seguridad ssmica de la estructura (y por consecuencia de las personas) a travs de la minimizacin o incluso eliminacin de daos en ella.

(b) Salvaguardar los contenidos de la estructura manteniendo el funcionamiento de ella

despus del sismo.En general una estructura aislada es al menos 5 veces ms segura que una estructura convencional fija al suelo. De hecho, los esfuerzos producidos por el sismo en la estructura con aislacin ssmica son del orden de 10 veces ms pequeos que los de una estructura anloga fija al suelo. Esta reduccin de esfuerzos es la que implica que la estructura permanecer sin dao incluso durante un sismo de grandes proporciones y su costo es alrededor de 0.5 a 1.0 UF/m2, dependiendo de la solucin adoptada.