Cimentaciones sobre pilotes en Roca.
Pruebas de hinca.
Autor: Eliezer Castillo Martínez. Estudiante 5to año Ingeniería Civil.
Tutor: Dr. Ing. Luis O. Ibañez. Dpto Ingeniería Civil.
Universidad Central de Las Villas. Villa Clara. Cuba
Resumen
En este trabajo se realizara un estudio y crítica de las expresiones para determinar la
capacidad de carga de pilotes en roca así como también de las expresiones dinámicas
para la determinación de la capacidad de carga en pilotes. También se hará un estudio y
critica de los métodos para la realización de ensayos de carga in-situ en pilotes. Para esto
es necesario desarrollar una búsqueda bibliográfica con el fin de que nos permita realizar
un análisis adecuado para el desarrollo de la tesis.
Introducción
La capacidad de una cimentación sobre pilotes para soportar cargas o asentamientos,
depende de forma general de la resistencia por el fuste del pilote y de la resistencia por la
punta del mismo. Para el caso que analizaremos es específico ya que son pilotes
hincados en roca, y esto lo diferencia de la capacidad de carga de los pilotes no hincado
en roca. En casos de responsabilidad donde se requieran garantías excepcionales es
recomendable realizar pruebas de carga sobre los pilotes construidos. Éstas pueden ser
destructivas y no destructivas. Los cálculos asociados al estudio de las cimentaciones
profundas son poco precisos, y por ello, la realización de pruebas de carga “in situ” resulta
especialmente recomendable. Las pruebas de carga deben realizarse sobre pilotes de
tamaño semejante (longitud y diámetro) a aquéllos a cuyo estudio vayan a aplicarse los
resultados; de esa forma no será necesario introducir imprecisiones importantes a la hora
de considerar el efecto escala. Las pruebas de carga deben realizarse sobre pilotes
construidos en terrenos semejantes (preferiblemente, en la propia obra) al caso en estudio
y, sobre todo, deben ser construidos con técnicas análogas. La máxima utilidad de los
ensayos de carga “in situ”, se obtiene cuando los pilotes ensayados son los propios
pilotes cuyo comportamiento se quiere conocer, pero el ensayo sobre los propios pilotes
de obra, sin embargo, impide alcanzar la carga de rotura, ya que si esta se alcanza sería
destructiva. La medida de cargas y movimientos, debidamente interpretada, conduce a un
conocimiento bastante preciso de la resistencia por punta y fuste. Las fórmulas de hinca
de pilotes tratan de relacionar la capacidad portante de un pilote con su resistencia al
hincado. Aunque desacreditadas por muchos ingenieros, las fórmulas de hinca todavía se
utilizan en el sitio, como una verificación de las predicciones de diseño utilizando la
mecánica de suelos. No se recomienda el empleo de las fórmulas de hinca en el diseño
de pilotes; sin embargo, a pesar de sus limitaciones puede utilizarse para ayudar al
ingeniero a evaluar las condiciones del terreno en un pilotaje, revelando probablemente
variaciones que no fueron aparentes durante la investigación de campo. Las capacidades
de carga de pilotes determinadas en base a las fórmulas de hincado no son siempre
confiables. Deben estar apoyadas por experiencia local y ensayos; se recomienda
precaución en su utilización.
1.1Capacidad de carga de pilotes en roca
1.1.1Resistencia por fuste de pilotes empotrados en roca
1.1.1.1Teorías existentes
Se distinguen, en principio, dos grandes grupos para la evaluación de la resistencia por
fuste de pilotes empotrados en roca. En uno se calcula su valor como función lineal de la
resistencia a compresión simple; mientras que en el otro grupo si obtiene a partir de la
raíz cuadrada de dicha resistencia a compresión simple (sc).
Además, y como casos particulares, se consideran otras teorías cuyas expresiones no
responden a ninguna de las dos formas de cálculo de la resistencia última por fuste
indicadas anteriormente:
Normativa DIN 4014 (1980).
Williams y Pells (1981).
Serrano y Olalla (2004; 2006).
Por último, completando a los distintos modelos existentes que permiten obtener la
resistencia por fuste como función lineal de la resistencia a compresión simple, se estudia
la formulación propuesta por Jiménez Salas et al. (1981) para el cálculo de dicha
resistencia por fuste.
1.1.1.1.1 Resistencia por fuste como función lineal de la resistencia a compresión
simple
Torne (1977) propone los siguientes valores mínimo y máximo para el cálculo de la
resistencia por fuste:
exp. 1.1
Poulos y Davis (1980) establecen una resistencia admisible por fuste de 0.05 sc.
Suponiendo un coeficiente de seguridad de 3, se obtiene una resistencia última de 0.15
sc, proporcionándose además una resistencia última de 0.45 MPa para el caso de rocas
que no estén meteorizadas:
exp. 1.2
Tanto en esta teoría como en las formuladas a continuación, se considera un coeficiente
de seguridad de 3. Aunque se trata de un valor elevado respecto del coeficiente de
seguridad de 2.5 usado tradicionalmente para la evaluación de la resistencia por fuste, en
el análisis comparativo la resistencia última por fuste se ha obtenido siempre multiplicando
el valor de la carga admisible por 3.
La formulación ofrecida por Hooley y Lefroy (1993) solamente es aplicable para ocas
fuertemente meteorizadas, con una resistencia a compresión simple muy baja, inferior a
0.25 MPa:
exp. 1.3
Resistencia por fuste de pilotes empotrados en roca como función lineal de la resistencia
a compresión simple: f(sc)
tult = a·sc
Autores
Thorne
Fecha
1977
Coeficiente a
0,05 ? 0.1
Limitaciones
–
Observaciones
Propone un valor
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