Universidad autónoma de Chiapas

Facultad de ingeniería

Materia:

Cimentaciones

Alumno:

Solórzano Penagos Eduardo de Jesús

Grado y grupo:

9:C

Catedrático:

Ing. Rommel de Jesús Miranda Cuesta

Trabajo:

Determinar la capacidad portante de un pilote de fricción y de punta

profunda un ejemplo

PILOTES DE PUNTA.

Los pilotes de punta transmiten cargas a través de agua o suelos blandos hasta

estratos con suficiente capacidad portante, por medio del soporte en la punta del

pilote.

Los pilotes de punta son los que transmiten la mayor parte de la carga a un

estrato resistente por medio de su punta. Generalmente, se llama pilas a los

elementos de más de 60 cm de diámetro colados en perforación previa.

Pilotes por punta son los que en aquellos terrenos en los que al existir, a cierta

profundidad, un estrato claramente más resistente, las cargas del pilotaje se

transmitirán fundamentalmente por punta. Se suele denominar pilotes “columna”.

(Graux, Sanz Llano, 1975)

Cimentación Rígida de Primer Orden.

El pilote trabaja por punta, clavado a gran profundidad.

Las puntas de los pilotes se clavan en terreno firme; de manera que se confía en el

apoyo en ese estrato, aún si hubiere una pequeña descarga por rozamiento del

fuste al atravesar estratos menos resistentes. Lo cual denota que las fuerzas de

sustentación actúan sobre la punta del pilote, y en menor medida mediante el

rozamiento de la superficie lateral del pilote.

Es el mejor apoyo y el más seguro, porque el pilote se apoya en un terreno de

gran resistencia.

Cimentación Rígida de Segundo Orden.

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 también descarga gran

parte de los esfuerzos de las capas de terreno que ha atravesado por rozamiento

lateral. Si la punta del pilote perfora la primera capa firme, puede sufrir asientos

diferenciales considerables. Como en los de primer orden, las fuerzas de

sustentación actúan sobre la planta del pilote y por rozamiento con las caras

laterales del mismo.

Los pilotes de punta son aquellos que funcionan principalmente como una columna

que al soportar una carga sobre su extremo superior, desarrollan su capacidad de

carga con apoyo directo sobre un estrato resistente, pudiendo desarrollarse una

pequeña resistencia sobre la superficie del mismo.

(Cambefort, 1975)

PILOTE DE FRICCIÓN

Pilote de Fricción o flotante transmite cargas a un cierto espesor de suelo

relativamente blando mediante fricción desarrollada sobre la superficie lateral del

pilote, a lo largo de la longitud del mismo. Es aplicable cuando, dentro de

profundidades alcanzables, no se encuentran estratos que provean soporte

significativos en la punta en aquellos terrenos en los que al existir un nivel

claramente más resistente, al que trasmitir la carga del pilotaje, éste transmitirá su

carga al terreno fundamentalmente a través del fuste. Suele denominarse pilotes

“flotantes”.

Cimentación Flotante

Cuando el terreno donde se construye posee el estrato a gran profundidad; en

este caso los pilotes están sumergidos en una capa blanda y no apoyan en ningún

estrato de terreno firme, por lo que la carga que transmite al terreno lo hace

únicamente por efecto de rozamiento del fuste del pilote.

Se calcula la longitud del pilote en función de su resistencia. En forma empírica

sabemos que los pilotes cuya longitud es menor que la anchura de obra, no

pueden soportar su carga.

Pilotes de fricción son aquellos que al estar soportando una carga sobre su cabeza

dentro de un estrato profundo de suelo granular o coherente, desarrollan su

resistencia por el rozamiento que se genera a lo largo de éste y el suelo que lo

rodea. La rugosidad de la superficie del pilote puede ayudar en algo, pero tal

parece que sus efectos son relativamente importantes, salvo en aquellos casos que

se utilicen pilotes de madera sin descortezar.

Pilote de fricción, compactación, compacta suelos granulares relativamente sueltos

incrementando su compacidad y, en consecuencia, su capacidad de carga por

fricción (también, una parte significativa por punta).

(Cambefort, 1975)

En todos los casos, H corresponde a la altura enterrada del pilote, en contacto con

el suelo. La figura siguiente da algunos valores promedio de la capacidad portante

de los diferentes tipos de pilotes.

Los pilotes trabajan por punta cuando están ubicados en un estrato poco apto para

resistir cargas, pero su altura alcanza un estrato resistente, de modo que su

comportamiento es similar al de una columna, transmitiendo las cargas de la

superestructura, directamente por compresión, al suelo firme. Ver la figura

siguiente.

Los pilotes trabajan por fricción cuando el suelo resistente se halla muy profundo y

el pilote debe “flotar” en un estrato de gran espesor con escasa capacidad

portante, de modo que lascar as transmitidas por la estructura son soportadas

principalmente por fricción lateral o adherencia entre el suelo y las caras del pilote

en toda la altura del fuste. (Esquema b).

Capacidad de carga de un pilote de punta Qp

La capacidad de carga de un pilote de punta, tiene una forma

semejante a la fórmula de cimentaciones poco profundas, expresada como

esfuerzo se puede representar:

Considerando que el diámetro del pilote D, es relativamente pequeño,

el primer término de la ecuación se puede eliminar sin una afectación considerable

de la determinación de la capacidad de carga, quedando la ecuación:

Dónde:

c= cohesión del suelo que soporta la punta del pilote

q´=esfuerzo vertical efectivo a nivel de la punta del pilote

=factores de capacidad de carga para cimentaciones profundas

La capacidad de carga de un pilote de punta, expresada como fuerza,

se determina multiplicando el esfuerzo por el área transversal del pilote Ap, y se

puede representar como:

Ejemplo

Determinar la capacidad de carga por punta de un pilote de 10 metros

de largo y una sección transversal circular de 30 centímetros de diámetro, hincado

en un estrato de arena (c=0) con las siguientes características:

Datos:

Suelo: Arena homogénea

γ= 1.7 t/m3

ϕ= 31°

Nq =60 (Meyerhof)

De acuerdo a la fórmula para capacidad de carga por punta:

Por ser un suelo puramente friccionante c=0, la formula se reduce:

Qp = Ap qp = Ap (q´ Nq*)

Ap =

q´= (10)(1.7)=17

Qp = (0.071)(17)(60) = 72.42 t

Considerando que existe una la resistencia límite por punta definida por la fórmula:

Aplicando los valores para hacer la comparación.

Por lo tanto la capacidad de carga última por punta del pilote es la menor:

Qp=13 tons.