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Diseño de Cimentaciones sobre Pilotes.
Diseño de Cimentaciones sobre Pilotes.
Autor: Dasley Soto Luis. Estudiante 5to año Ingeniería Civil.
dsluis@uclv.edu.cu
Tutor: Dr. Ing. Luis O. Ibañez. Dpto Ingeniería Civil.
Universidad Central de Las Villas. Villa Clara. Cuba
Ibanez@uclv.edu.cu
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Resumen.
El objetivo de este capítulo es redactar un estado del arte sobre las metodologías de
diseño y revisión de las cimentaciones sobre pilotes, que nos permita un posterior
análisis sobre el tema. Con este propósito se presenta de forma simplificada, un
estudio y crítica de los diferentes métodos utilizados para la determinación de la carga
a nivel de pilote aislado, la determinación de la capacidad de carga, y el cálculo de las
deformaciones. Además se analizan las recomendaciones para el diseño estructural
de los pilotes y por último el empleo de la computación en el diseño de este tipo de
cimentaciones.
Para ello fueron consultados 49 libros, 53 artículos de revistas y una amplia revisión
de trabajos en Internet, con el objetivo de identificar las tendencias actuales
relacionadas con el diseño de cimentaciones sobre pilotes.
1.2
Introducción.
Los pilotes son elementos de cimentación, de gran longitud si es comparada con su
sección transversal, que se hincan o se construyen en una cavidad previamente
abierta en el terreno.
Las cimentaciones sobre pilotes se utilizaran en la práctica en problemas de relativa
complejidad, normalmente con condiciones ingiero-geológicas complejas y/o sistemas
de cargas actuantes con particularidades que traigan consigo la imposibilidad de
resolver el problema con la utilización de cimentaciones superficiales.
Diseño de Cimentaciones sobre Pilotes.
Clasificación de las cimentaciones sobre pilotes:
Condiciones de utilización:
Las cimentaciones por pilotaje se utilizan cuando:
No existe firme en una profundidad alcanzable con zapatas o posos
Se quieren reducir o limitar los asientos del edificio.
La permeabilidad u otras condiciones del terreno impiden la ejecución de
cimentaciones superficiales.
Las cargas son muy fuertes y concentradas(caso de torres sobre pocos pilares)
En la cimentación los pilotes están sometidos predominantemente a cargas verticales,
pero en algunos casos deben tenerse en cuenta otros tipos de solicitaciones como
son:
Cargas horizontales debidas al viento, empujes de arcos o muros etc.
Rozamiento negativo al producirse el asiento del terreno en torno a pilotes
columna por haber extendido rellenos o sobrecargas, rebajar el nivel freático a
través de suelos blandos aun en proceso de consolidación.
Flexiones por deformación lateral de capas blandas bajo cargas aplicadas en
superficie.
Esfuerzos de corte, cuando los pilotes atraviesan superficies de deslizamiento
de taludes.
La capacidad de una cimentación sobre pilotes para soportar cargas o asentamientos,
depende de forma general del cabezal, el fuste del pilote, la transmisión de la carga
del pilote al suelo y los estratos subyacentes de roca o suelo que soportan la carga de
forma instantánea. Al colocar un pilote en el suelo, se crea una discontinuidad en el
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Diseño de Cimentaciones sobre Pilotes.
medio según la forma de instalación del mismo. Para el caso de pilotes fundidos "in-
situ", la estructura de las arcillas se desorganiza y la capacidad de las arenas se
reduce. En la hinca, dentro de la zona de alteración (1 a 3 diámetros) se reduce la
resistencia a cortante en arcillas, sin embargo, en la mayoría de los suelos no
cohesivos se aumenta la compacidad y el ángulo de fricción interna. En el análisis de
la transferencia de la carga, todos los autores, [Jiménez (1986), Juárez (1975), Sowers
(1977), Lambert (1991), Zeeveart (1992), Bras(1999), Poulos and Davis(1980),
Marquez(2006), Smith (2001)] coinciden que la carga se trasmite por la punta del
pilote, a compresión, denominada "resistencia en punta" y/o por esfuerzo a cortante a
lo largo de la superficie del pilote llamada "fricción lateral". Sin embargo, en todos los
casos no se desarrollan ambas resistencias, y el estado deformaciones para
alcanzarlas difiere grandemente. Para las arcillas, el aporte a fricción predomina sobre
el aporte en punta, no siendo así para el caso de las arenas. La determinación de los
asentamientos, constituye, para estas cimentaciones un problema teóricamente muy
complejo, por las incertidumbres que surgen al calcular la variación de tensiones por
carga impuesta y por no conocer que por ciento de la carga es la que provocará
deformaciones.
Finalmente, al analizar estas cimentaciones, no deben se deben ver como un pilote
aislado, sino como un conjunto, donde también intervienen el cabezal y el suelo
adyacente al mismo, y donde el comportamiento de un pilote dependerá en gran
medida de la acción de los pilotes vecinos.
Figura 1.1 Ejemplo de una cimentación sobre pilote.
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1.3
Diseño de Cimentaciones sobre Pilotes:
En el proceso de diseño de una cimentación es necesario seguir una secuencia de
pasos para obtener un resultado satisfactorio. Para el caso de los pilotes, son varios
los factores a tener en cuenta en su selección y posterior proceso de diseño. A
continuación se presenta un diagrama flujo que describe de forma general el proceso
de diseño de este tipo de cimentaciones.
En este trabajo se profundizara en lo relacionado al diseño geotécnico de la
cimentación sobre pilotes,
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