Tipos de Pilotes

N O M B R E S : M I C H A E L R O D R Í G U E Z D AV I D T O P Ó N

TIPOS DE PILOTES

GRUPO4

PILOTES

DEFINICION Un pilote se define como un elemento estructural de gran esbeltez, quesoporta cargas axiales y laterales, y el cual puede sufrir cierta flexión, aúnestando rodeado del suelo sobre el cual se hinca o se construye.

PILOTES• Algunos casos donde se requiere el uso de

pilotesEstrato blando.

Estrato blando ó arena poco densa donde el

pilote debe resistir flexión.

Estrato de gran espesor de arena poco densa.

Suelo expansivo.

Estructura sometida a fuerza de subpresión.

Pilotes soportando estribos ó torres.

CLASIFICACIÓN DE PILOTES• Por el material se pueden dividir:

MADERA ACERO

HORMIGON

• EN SITU• PRE

FABRICADOS

• PILOTES H• PILOTES DE

TUBO

PILOTES DE MADERA

• MADERA Generalmente son construidos de árboles que tienen sección transversal constante a lo largo de su longitud. Las longitudes van de 10-15 m.

VENTAJAS-Son económicos-Son fáciles de manipular-Si permanecen sumergidos permanentemente son resistentes al deterioro.

DESVENTAJAS-Se pueden dañar durante un proceso de hincado fuerte.-Tiene baja capacidad de carga.-Tienen baja resistencia a carga de tensión al estar empalmados.-Pueden ser atacados por organismos.

PILOTES DE ACERO

• En consecuencia se usa frecuentemente para alcanzar un estrato de gran capacidad de carga a gran profundidad. Si el hincado es difícil, y especialmente si el material superior contiene obstrucciones o grava gruesa

VENTAJAS-Se pueden manipular fácilmente con respecto al corte y la extensión a la longitud deseada.-Resiste altos esfuerzos de hincado.-Penetra a estratos duros como gravas densas y rocas blandas-Tienen una alta capacidad de carga.

DESVENTAJAS--El material es relativamente caro.-Alto nivel de ruido durante el hincado.-Son susceptibles a la corrosión.-Los pilotes de perfil H se dañan o reflexionan respecto a la vertical durante el hincado a través de estratos duros u obstrucciones mayores

PILOTES DE ACEROPILOTES DE SECCION H

Son usualmente preferidos debido a que el espesor del alma y el de las alas son relativamente pequeños, lo cual favorece la penetración en la masa de suelo, produciendo el mínimo desplazamiento, levantamiento y presión lateral

VENTAJAS• Alta resistencia en la punta.• El área de la sección

transversal de estos pilotes es pequeña, con una alta resistencia a la deformación.

• La longitud la limita solamente el hincado requerido, por tanto son fácilmente manejable con respecto al corte y extensión de la longitud.

DESVENTAJAS• Son relativamente flexibles.• La corrosión reduce el área

efectiva de la sección transversa., En suelos fuertemente ácidos como los rellenos ,materia orgánica y en el agua de mar, la corrosión es mucho más seria

PILOTES DE ACEROPILOTES DE TUBO

Los tubos circulares con extremo inferior abierto, se emplearán cuando es esencial un desplazamiento mínimo del suelo

VENTAJAS• Son ligeros, fáciles de manipular

e hincar y se pueden cortar y empalmar fácilmente.

• Son más rígidos que los pilotes H y no se desvían tan fácilmente cuando encuentran un obstáculo.

DESVENTAJAS• Un martillo descentrado

formará una especie de cordón en el extremo del tubo donde golpea el martillo, y el tubo se inclinará.

• El pilote se puede rajar o se deforma longitudinalmente.

El empalme se realiza mediante un anillo metálico que se suelda en ambos extremos de los tubos.

PILOTES DE HORMIGÓNPILOTES PREFABRICADOS

• Las longitudes corrientes de los pilotes sólidos pequeños varían entre 15 y 18 m, la carga típica para los pilotes pequeños esta entre 30 y 50 toneladas y para los pilotes grandes hasta mas de 200 toneladas.

VENTAJAS• la durabilidad bajo condiciones

severas de intemperie es importante.

• Pueden construirse de la dimensiones deseadas y adaptar la armadura resistente,

• Pueden hincarse sin peligro de rotura.

• El espesor de las paredes del anillo no supera generalmente los 15 cm.

DESVENTAJAS• Son relativamente pesados si

se les compara con otros pilotes de tamaño similar.

• Es dificultoso cortarlos si resultan demasiado largos y es aun más difícil empatarlos para aumentar su longitud

PILOTES DE HORMIGÓNPILOTES FABRICADOS "IN SITU" CON CAMISA NO RECUPERABLE

Son los que más se usan para cargas entre 30 y 60 toneladas. Se construyen hincando un tubo de acero en el terreno con ayuda de un mandril colocado dentro del tubo. Cuando el tubo alcanza la profundidad apropiada, se retira el mandril y el tubo se llena con concreto.

CARACTERISTICAS• Generalmente el tubo que sirve de molde no cumple funciones

estructurales o resistentes, sino que evita que el suelo esté en contacto directo con el concreto del pilote.

• Usualmente camisa metálica es delgada, y se oxida y desintegra, por lo cual su colaboración en la resistencia del pilote no se toma en cuenta.

• Generalmente no se refuerzan, porque están en compresión cuando soportan cargas verticales; sin embargo, si el pilote va a estar sometido a tracción o flexión, se puede reforzar con barras colocando estas antes de verter el hormigón.


CARACTERISTICAS• Se construyen con sucesivas dovelas cilíndricas de

láminas corrugadas de acero• Cada tramo tiene una longitud de 1.5 a 2.4 m, y

diámetros variables en 1” con respecto al tramo sucesivo, disminuyendo de dimensiones hacia abajo

• Los elementos se colocan roscados ente si, obteniéndose un conjunto de forma telescópica de diámetro decreciente con la profundidad.

• Se usa en longitudes hasta de 29m (96 pies) y cargas de 40 a 75 toneladas, dependiendo del diámetro de la punta.

• El diámetro mínimo en la punta es de 22 cms (8 5/8 plg), pero se pueden usar puntas de diámetro hasta 34 cms (13 3/8 plg) empezando el pilote con tramos cilíndricos mayores.

• PILOTES ESCALONADOS


CARACTERISTICAS• Pilotes Raymon estándar; son tubos cónicos de

pared delgada• El tubo está formado por una lámina de acero

corrugada en espiral, que incrementa la fricción entre el suelo y el pilote.

• Puede colocarse o no armadura de refuerzo.• El diámetro de la punta es de 20 cm, incrementando

3.3 cm por metro de longitud, hasta el extremo superior, pudiendo alcanzar los 15 m de profundidad

• PILOTES RAYMON ESTÁNDAR


CARACTERISTICAS• Es un pilote que se conforma con un tubo metálico

de 30 a 40 cm de diámetro, unido a una punta de concreto muy resistente, de diámetro algo mayor al tubo

• Se hinca al suelo hasta la profundidad necesaria.• La energía de hinca se concentra principalmente en

la punta.• Cuando el pilote ha penetrado suficientemente en el

suelo, se introduce en él un cilindro de chapa corrugada, que se une al extremo inferior.

• PILOTES QUE SE CONFORMA CON UN TUBO METÁLICO RECUPERABLE CON CHAPA CORRUGADA


CARACTERISTICAS•Son pilotes de tubo de acero recto, que se rellenan de concreto una vez que se han hincado y con previa extracción del material dentro del tubo.

• Pilote que se conforma con un tubo metálico no recuperable


CARACTERISTICAS•Son pilotes de camisas de acero pérdidas, hincados por medio del sistema Franki convencional.•Al terminar la hinca, el tubo se rellena con concreto ampliando la base del mismo (según pilotes Franki, los pilotes hincados que ellos construyen, no tienen base ensanchada).•El bulbo de concreto expandido se forma dejando caer un martillo sobre el concreto fresco.•Los pilotes entubados pueden alcanzar longitudes considerables, por medio de la soldadura progresiva de elementos de tubos.

• Pilotes de camisas de acero pérdidas ( sistema Franki)


VENTAJAS•Se pueden inspeccionar después de colocados y comprobar su rectitud, antes de verter el concreto.•El tubo de entibación impide que el agua y el suelo se mezclen con el concreto fresco, con lo cual se estará seguro que el fuste tendrá una calidad uniforme.•Son de gran resistencia y durabilidad.

DESVENTAJAS• Dificultad de empalmar después de fraguado.• Algunas veces los tubos de paredes delgadas se dañan durante la hinca por obstrucciones que lo cortan o que estiran las corrugaciones, lo cual reduce su resistencia o puede plegarse debido a la presión lateral muy elevada que se desarrolla en las arcilla resistentes y las arenas densas.

PILOTES DE HORMIGÓNPILOTES DE CONCRETO VACIADOS EN OBRA CON CAMISA

RECUPERABLE

CARACTERISTICAS•Son pilotes sin tubo de entibación, Se construyen hincando previamente una camisa recuperable. •Luego de alcanzar la profundidad prevista, se vacía concreto dentro del tubo y a su vez se va extrayendo el mismo. •Para la hinca y extracción de la camisa se requieren equipos pesados.•Es apropiado para suelos de arenas sueltas?? y arcillas firmes, porque en estos casos la presión lateral que se desarrolla no comprime el concreto fresco que no esta protegido.•Longitudes comunes de estos tipos de pilotes, es de 18m (60 pies) y cargas de 30 a 75 toneladas.

PILOTES DE HORMIGÓNPILOTES DE CONCRETO VACIADOS EN OBRA CON CAMISA

RECUPERABLE

CARACTERISTICAS•Tubo de acero de 2 cm de espesor•Diámetro de 40 a 60 cm •La cabeza del tubo está protegida por un sombrerete de acero, para evitar que los golpes del martillo lo deterioren.•La punta de avance del pilote esta formada por una punta tipo de caimán o una punta removible de fundición•En el caso de la punta de fundición, ésta queda pérdida en el fondo de la perforación.

PILOTES SIMPLES

valores promedio de capacidad portante de los diferentes tipos de pilotes

MAQUINARIA PARA EL PROCESO CONSTRUCTIVO

GRUAS .-Son máquinas que sirven para el levantamiento y manejo de objetos pesados, contando para ello con un sistema de malacates que acciona a uno o varios cables, montados sobre una pluma y cuyos extremos terminan en gancho.

PERFORADORAS.- Son máquinas que sirven para hacer perforaciones en el suelo, por rotación o por percusión. En el caso de las rotatorias, la torsión se transmite por medio de una barra en cuyo extremo inferior se coloca una herramienta de avance tal como una broca, o una hélice

OSCILADORES DE ADEMES .-Equipos utilizados para hincar ademes, con un movimiento rotacional alterno y una fuerza vertical. Se utilizan combinados con perforación rotatoria o la extracción de material con almeja de gajos.

MAQUINARIA PARA EL PROCESO CONSTRUCTIVO

ALMEJA .-Esta herramienta tiene forma semicircular y penetra en el suelo por caída libre, compensando el peso de la almeja contra las fuerzas ascensionales causadas por la acción de cerrado de los gajos.

DESARENADORES.-Se emplean para remover partículas de suelo en los lodos de perforación. Sus principales componentes son: Malla vibratoria para captar partículas mayores de 5 mm, 0.2 in. Hidrociclones, que remueven las partículas finas en suspensión

MARTILLOS PARA HINCADOSON.-Equipos que generan impactos en serie para el hincado de pilotes. Los más comunes, y mejor empleados son los martillos de combustión interna que emplean diesel como combustible para levantar la masa golpeadora

PROCESO CONSTRUCTIVO PILOTES SIMPLES

El tubo se hinca en el suelo por percusión hasta el rechazo, con un martillo de aproximadamente 2ton.

A medida que se va vaciando el concreto, se va extrayendo simultáneamente el tubo forma.

El concreto fresco vaciado, se va compactando con la ayuda de un pisón.

Si se coloca armadura, se debe introducir la misma antes del concreto.

El bulbo se genera, llenando el tubo de concreto, levantándolo 1 m de altura aproximadamente, y luego volviéndolo a hincar, lo cual presiona el concreto que ya ha salido del tubo.

PROCESO CONSTRUCTIVO PILOTES SIMPLES

Esto se repite, hasta que en el fondo de la perforación se haya apisonado el volumen de concreto que produzca el bulbo previsto en el diseño (El bulbo en la base, incrementa la resistencia por punta.)

El concreto usado para la construcción de este bulbo es semiseco, al cual se le puede agrega arena y grava, luego de su vaciado en el fondo.

Una vez construido el bulbo, se termina el fuste del pilote, de la forma normal ya indicada..

PROCESO PARA EL PROYECTO DE PILOTAJE

PASO1Disponer de un perfil del suelo con los resultados de las exploraciones y sondajes. Información necesaria para decidir si la cimentación debe hacerse de resistencia en la punta o flotantes

PASO 2Elegir el diámetro y la longitud del pilote. Resistencia a la Punta.- Es posible estimar la longitud examinando el perfil del suelo.De fricción o flotantes. Su longitud puede determinarse estableciendo el valor de la fricción con el suelo y haciendo luego el cálculo del coeficiente de seguridad de todo el grupo de pilotes con relación a su falla.

Proceso para el proyecto de pilotaje

PASO 3Elegido preliminarmente el Tipo y la Longitud.

Se confirma con ensayos de carga sobre pilotes de prueba la capacidad máxima de carga adoptada de un pilote. Este valor se divide por un coeficiente de seguridad apropiado y se obtiene la “Carga admisible” por pilote.El número de pilotes necesarios para soportar la carga de la estructura. Dividiendo el peso y la carga totales por la carga admisible por pilotes.

PROCESO PARA EL PROYECTO DE PILOTAJE

PASO4ELEGIR SU ESPACIAMIENTOEn general por razones practicas se considera la distancia D entre ejes de pilotes entre ejes de pilotes.

2.5 d ≤D≤4d.Donde d es el diámetro de su extremo superior o cabeza.

PASO 5Definida la distancia, éstos se disponen en filas paralelas formando cuadrados o triángulos.Finalmente el cálculo de la zapata o placa en forma de cabezal .El cálculo de los momentos flectores y esfuerzos de corte se efectúan suponiendo que cada pilote soporta la misma carga, lo cual se encuentra lejos de la realidad.El error de esta hipótesis se cubre por el márgen de seguridad que del hormigón armado.

CARGA ADMISIBLE Y DE FALLA POR PILOTAJE

• Indica la carga para la cual el asentamiento del pilotaje llega a cierto valor razonable adoptado como máximo.

• Cualquiera que sea la carga, una parte es resistida por fricción lateral y la restante es transmitida por la punta al suelo inmediatamente debajo del extremo del pilote.

Qd

Qp

Qf

Qd=Qf +Qp

Qp

• El diagrama de la figura indica las presiones generadas por el pilote.• Si los pilotes tienen las caras o

lados inclinados, existen además la componente vertical de la reacción normal del suelo contra dichas caras, y esta componente vertical es igual a: Qnsen

Qd

QnQn.sen

• Los pilotes con lados inclinados pueden soportar más carga por área de superficie embebida en el suelo que los pilotes de lados paralelos, así se establece que un pilote con una inclinación de lados igual a 1:4 puede llevar un 25% más de carga que el correspondiente a lados paralelos.

Qd=Qf +Qp + Qn.sen

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