CONCRETO ARMADO II

TEMA: PILOTES

DOCENTE: ING GLORIA YULISSA ARANGURI

ALUMNOS: CASAHUAMANA VEGA EMER

YRAITA PEARAN ABEL

CICLO : IV 2015

PILOTES Los pilotes son elementos

estructurales hechos de concreto,

acero o madera y son usados para

construir cimentaciones en los

casos que sea necesario apoyar la

cimentacin en estratos ubicados a

una mayor profundidad que la usual

para cimentaciones superficiales.

Se caracterizan por:

(Df/B) > 10

Por la forma de puesta en obra con respecto al terreno

Pilotes de desplazamiento o hincados: se instala en el terreno

desplazando en el terreno un volumen de suelo equivalente. Primero el

terreno sube, pero luego solo se comprime.

Se caracterizan por: - fuerte friccin suelo - pilote (el pilote queda

fuertemente confinado) - alteracin del suelo: en general mejora por

compresin del terreno - para reducir el coste de hinca puede interesar

que el pilote sea liso

Pilotes de extraccin: se excava previamente el terreno donde se va a

instalar el pilote. A continuacin se ejecuta el pilote.

Se caracterizan por: - dbil friccin suelo - pilote debido a la dbil tensin

normal - interesa que el pilote sea rugoso para mejorar la contribucin por

fuste.

De extraccin - desplazamiento: se excava previamente un volumen de

suelo inferior al que ocupar el pilote terminado. Se hace para reducir el

coste de la hinca en un terreno medio.

por el lugar de fabricacin y la forma de ejecucin

- Prefabricados: en este caso se transportan desde una planta de

fabricacin y se hincan por percusin, por presin o vibracin, mediante

gatos hidrulicos, roscados al terreno o, se instalan en perforaciones

previamente perforadas.

- Ejecutados in situ: hay varios tipologias

Hinca de entubacin recuperable con un azuche (tapn perdido en la punta de la entubacin). Se hormigona en el interior de la entubacin que

se va extrayendo simultneamente al hormigonado. Siempre deben

quedar 2 dimetros de hormign dentro de la camisa para evitar la

entrada de agua. Se extrae la entubacin mediante golpeo lateral que

sirve para vibrar el hormign. CPI 2

Idem pero con tapn de gravas en lugar del azuche. En este caso el golpeo se hace con un martillo interior que golpea sobre el tapn . CPI 3

Extraccin mediante cuchara (trpano si es terreno duro) con entubacin recuperable. Al hormigonar se quita la entubacin. CPI-4.

Extraccin mediante cuchara (trpano si es terreno duro) con entubacin no recuperable. CPI-5.

Perforados con hlice y manteniendo la excavacin con lodos tixotrpicos (mezcla de agua con arcilla bentontica) que mantienen las

paredes evitando los derrumbes (su densidad puede ser de 1.3 a 1.4,

supongo). CPI-6

Barrenados: introduciendo un mortero por el eje de la barrena que desplaza el terreno triturado. Finalmente se va extrayendo la barrena y

al mismo tiempo se hormigona. Las armaduras se introducen en el

hormign fresco. CPI-7

segn el material

Madera: bajo el agua se conserva bien Metlicos: aprovechar perfiles laminados. Velocidad de

oxidacin es lenta

Hormign: armado o pretensado. - Mixtos: combinacin de perfiles con hormign.

FUNCIONES DE PILOTES

-Transferir carga a travs de estratos blandos hasta estratos

inferiores con la suficiente

capacidad de carga como para

soportar la estructura

FUNCIONES DE PILOTES

Transferir o repartir la carga sobre un

suelo relativamente suelto a travs de la

friccin de superficie entre el pilote y el

suelo. Este tipo de pilote se le denomina

"pilote de friccin" y a su vez se puede

subdividir, segn Terzaghi, en pilotes de

friccin en suelos de grano grueso muy

permeable y pilote de friccin en suelos

de grano fino o de baja permeabilidad.

En la naturaleza es difcil encontrar

estratos de suelos homogneos, por lo que

no existe un lmite real entre estas

categoras

FUNCIONES DE PILOTES

En situaciones donde el suelo alrededor de

un pilote lo mueve hacia abajo, a esto se

le denomina "friccin negativa", esta

friccin tiende a hundir el pilote y si ste

no puede penetrar ms, en la punta del

pilote se generar una presin

concentrada. Este caso se puede presentar

cuando se hinca un pilote en un estrato

blando en cuya superficie se coloca un

relleno que consolide el terreno, entonces

ste al consolidarse generar en las caras

del pilote unas fuerzas de friccin hacia

abajo que se denominan friccin negativa

FUNCIONES DE PILOTES

Proporcionar anclaje a estructuras

sujetas a subpresiones, momentos

de volteo o cualquier efecto que

trate de levantar la estructura.

Las fuerzas horizontales se

resisten por pilotes en flexin o

por grupos de pilotes verticales e

inclinados que actan como un

sistema estructural, combinando

las resistencias axiales y laterales

de todo el grupo.

FUNCIONES DE PILOTES

Alcanzar con la cimentacin

profundidades que no estn

sujetas a erosin, socavaciones u

otros efectos.

Para evitar los daos que puede

producir una futura excavacin a

la cimentacin de una edificacin

adyacente; en este caso el pilote

lleva la carga de la cimentacin

debajo del nivel de excavacin

esperado

FUNCIONES DE PILOTES En reas de suelos expansivos o colapsables, para asegurar que los

movimientos estacionales no

sucedern.

Proteger estructuras marinas como muelles, atracaderos, contra impactos

de barcos u objetos flotantes.

Soportar muros de contencin, contrafuertes o cimentaciones de

mquinas.

Compactar el suelo.

TIPO DE PILOTES SEGN SU

FORMA DE TRABAJO

a) Pilotes por fuste:

En aquellos terrenos en los que al

no existir un nivel claramente ms

resistente, al que transmitir la

carga del pilotaje, ste transmitir

su carga al terreno

fundamentalmente a travs del

fuste. Se suelen denominar

pilotes flotantes

PILOTES DE FRICCION EN

ARCILLA

Se asume que la carga se distribuye de los dos tercios

del empotramiento del pilote en el estrato resistente.

TIPO DE PILOTES SEGN DU

FORMA DE TRABAJO

b) Pilotes por punta:

En aquellos terrenos en los que

al existir, a cierta profundidad,

un estrato claramente ms

resistente, las cargas del

pilotaje se transmitirn

fundamentalmente por punta.

Se suelen denominar pilotes

columna.

PILOTES DE PUNTA EN ARENA

O GRAVA

Se asume que la carga se distribuye a partir de la base

de los pilotes.

ESTIMACION DE LA LONGITUD Y DE

LA CAPACIDAD DE LA CARGA DEL

PILOTE

Los pilotes se dividen en dos categoras principales,

dependiendo de sus longitudes y del mecanismo de

transferencia de carga al suelo:

a) Si los registros de la perforacin establecen la

presencia de roca a una profundidad razonable, los

pilotes se extienden hasta la superficie de la roca. En

este caso la capacidad ltima de los pilotes depende

por completo de la capacidad de carga del material

subyacente.

ESTIMACION DE LA LONGITUD

Y DE LA CAPACIDAD DE LA

CARGA DEL PILOTE b ) Si en vez de roca se encuentra un estrato de

suelo bastante compacto y resistente a una

profundidad razonable, los pilotes se prolongan unos

cuantos metros dentro del estrato duro.

Carga ltima del pilote se expresa como:

Qu = Capacidad ltima del pilote.

Qp = Capacidad ltima tomada por la punta del pilote.

Qf = Capacidad ltima tomada por la friccin superficial

desarrollada en los lados del pilote, por los estratos que

intervienen en el efecto de friccin.

ESTIMACION DE LA LONGITUD

Y DE LA CAPACIDAD DE LA

CARGA DEL PILOTE Ap = rea de la seccin en la punta

qp =Capacidad portante en la punta

fs= Resistencia unitaria a la friccin

Cd= Permetro efectivo del pilote

L= Longitud del pilote en contacto con el suelo

Z= Profundidad

Si Qf es muy pequea: Qu=Qp, aqu, la longitud

requerida de pilote se estima con mucha precisin si se

dispone de los registros de exploracin del subsuelo.

ESTIMACION DE LA LONGITUD

Y DE LA CAPACIDAD DE LA

CARGA DEL PILOTE c) Cuando no se tiene roca o material resistente a una

profundidad razonable, los pilotes de carga de punta resultan

muy largos y antieconmicos.

Para este tipo de condicin en el subsuelo, los pilotes se

hincan a profundidades especficas. La carga ltima de esos

pilotes se expresa por la ecuacin:

Sin embargo, si el valor de Qp es pequeo: Qu = Qf

stos se denominan pilotes de friccin porque la mayor parte

de la resistencia se deriva de la friccin superficial.

La longitud de estos pilotes depende de la resistencia cortante

del suelo, de la carga aplicada y del tamao del pilote.

CALCULO DE ASENTAMIENTOS La prediccin del asentamiento de un pilote es un problema

complejo, debido a la perturbacin y cambios en instalacin del

pilote y la incertidumbre sobre la posicin exacta de la

transferencia de carga Los mtodos recomendados determinar el

asentamiento de pilotes en suelo son:

Mtodo semiemprico

Ensayo de carga.

El ensayo de carga se realiza por lo general previamente a la

construccin de la cimentacin y despus de construido el pilotaje

METODO SEMIEMPRICO El mtodo semiemprico indica que el asentamiento

de un pilote est dado por la siguiente ecuacin:

Donde :

Ss = asentamiento debido a la deformacin del fuste

Sp = asentamiento de la base por la transferencia de carga

Sps = asentamiento del fuste por la transferencia de carga

Las componentes se calculan separadamente y luego se

suman.

METODO EMPRICO El mtodo emprico para el asentamiento de un pilote

hincado se calcula con la siguiente expresin:

Donde:

B = dimetro del pilote en pulgadas

Qva = carga aplicada en libras

Ap = rea transversal del pilote en pulgadas cuadradas

L = longitud del pilote en pulgadas

Ep = mdulo de elasticidad en libras por pulgada2

FORMULA DE INCA Las frmulas de hinca tratan de relacionar la capacidad portante de un pilote con su resistencia al hincado. A pesar de sus limitaciones, las frmulas de hinca pueden ayudar al ingeniero a evaluar las condiciones del terreno en un pilotaje, revelando variaciones que no fueron aparentes en la investigacin de campo. Se utiliza las frmulas de hincado del Engineering News Record.

a = usar cuando los pesos hincados son menores que los pesos de martillo

b = usar cuando los pesos hincados son mayores que los pesos del martillo

c = frmula de hincado de pilotes basada en la frmula de Engineering News

(Q v)ad = carga admisible del pilote en libras

W = peso del martillo en libras

H = altura efectiva de cada en pies

E = energa real liberada por el martillo por golpe en pie-libra

S = promedio neto de penetracin en pulg por golpe para las ltimas 6 del hincado

W D = pesos hincados incluyendo el pilote

Nota : la relacin de pesos (W D / W) debe ser < 3

FRICCIN POSITIVA Cuando un pilote embebido en un

subsuelo conformado por diferentes

capas de arcilla es cargado

axialmente, el pilote tiene una

tendencia a moverse verticalmente

con relacin al suelo que lo rodea.

Esto genera la movilizacin de

resistencia o friccin hacia arriba

(friccin positiva) a lo largo del

fuste del pilote. Esta resistencia

positiva, acta en la misma

direccin que la resistencia por la

punta Qp, y entre las dos ayudan a

soportar las cargas externas PT.

FRICCIN NEGATIVA Condicin de friccin

negativa cuando un

relleno reciente se

consolida bajo

su propio peso.

Friccin negativa

cuando un estrato de

una arcilla blanda se

consolida debido a

desecacin y/o por

la colocacin de un

relleno reciente

sobre de esta.

ENSAYO DE CARGA Que la carga ltima actual del pilote no sea menor

que la carga ltima calculada y que fue usada como

base en el diseo de la cimentacin.

Obtener datos del suelo deformado y facilitar el

diseo de otro pilote.

Determinar el comportamiento carga-asentamiento

de un pilote, especialmente en la regin de carga de

trabajo.

Para indicar la dureza estructural del pilote.

PRUEBAS DE CARGA

PILOTES SIMPLE

PRUEBAS DE CARGAS

GRUPOS DE PILOTES

ejemplo: Pilote aislado, en suelo granular

(homogneo en la superficie

estudiada)

Con las caractersticas aportadas,

se plantea un primer supuesto

con las dimensiones del pilote

(Fig. 3), se aplican las frmulas

correspondientes, y se decide si

estas primeras medidas son

correctas, si no es el caso, se

vuelve a dimensionar el pilote,

hasta que se consigan unas

medidas optimas para las

condiciones dadas.

5.- OBRAS QUE SE COLOCARON PILOTES EN EDIFICACIONES

(CHIMBOTE)

Centro Comercial Mega Plaza Chimbote, (Saga, Sodimac, Ripley y Tottus), se ha realizado la cimentacin profunda con 1144 pilotes entre Barrenados, Mixtos,

Hincados y Micro Pilotes. Hincado de pilotes de concreto armado, para la cimentacin del Colegio Jos Olaya en Chimbote.

Edificacin sindicato de pescadores (se colocaron 63 pilotes) Nuevo taller de fundicin SIDER PERU (se colocaron100 pilote) Enrique Meiggs Telefnica del Per(se colocaron 22 pilotes) Centro educativo No 89013 INFES (se colocaron 46 pilotes) Colegio nacional san pedro INFES (se colocaron140 pilotes) Tribuna norte estadio olmpico municipal de Chimbote (se colocaron 179 pilotes)

Tribuna oriente estadio olmpico municipal de Chimbote (se colocaron 355 pilote)

Tribuna sur occidente estadio olmpico municipal de Chimbote (se colocaron 183 pilotes)

Tribuna occidente estadio olmpico municipal de Chimbote (se colocaron 261 pilotes)

Politcnico nacional del santa (se colocaron 29 pilotes)