Fundacion de pilotes y losas de fundacion

FUNDACIONES MEDIANTE PILOTES

Se opta por pilotes cuando el estrato resistente está muy profundo o simplemente no se tiene un estrato resistente.
La capacidad de soporte de los pilotes está dada por los siguientes criterios:




Este valor ya incluye el factor de seguridad
La capacidad por fricción del pilote depende del perímetro del pilote y de su longitud yla capacidad por punta depende netamente del área.
Cuando el pilote trabaja por fricción este tiene capacidad de trabajar tanto a cargas de compresión como de tensión ya que la fricción se desarrolla en ambos sentidos, cuando trabaja solo por punta no se permiten fuerzas de arrancamiento.
Los pilotes se encuentran en el mercado en diámetros de 30,40 o 50 cm y también podemos construir pilotesvaciados en el sitio de 60 cm de diámetro.
Esquema típico de pilotes
El refuerzo de los pilotes viene dado para suplir los momentos y cortantes de trasporte del pilote y las posibles cargas de tracción o levantamiento. La norma especifica unos refuerzos mínimos dados en C15.11:
para pilotes hincados, con un refuerzo en espiral de No. 2 a 0,10m en L=0,60m (a partir de la cabeza delpilote) y el resto a 16 veces el diámetro de la barra longitudinal. La cantidad mínima de barras es de 5.
También se tiene en cuenta la capacidad del pilote para resistir esfuerzos de compresión axiales, esta capacidad depende del área del pilote y de la resistencia del concreto (ver C.15.11.3). Para una fuerza dada en el pilote se despeja el área o la resistencia necesaria.
Filosofía de diseño:Al igual que en una zapata debemos cuidar que no falle el suelo ni que tampoco falle estructuralmente la fundación.
La falla del suelo se controla con el número de pilotes a colocar. Haciendo la semejanza con una zapata, el área de contacto se determinaba por los esfuerzos admisibles del suelo, aquí el número de pilotes se determinará por la capacidad admisible de soporte de los pilotes. Lascargas de reacción en el dado de fundación ya no serán uniformes como en el caso de una zapata normal sino que serán cargas puntuales localizadas en los centroides de los pilotes.


El valor obtenido se aproxima al número entero mayor. De acuerdo con el número de pilotes existen diversas formas de distribuirse, los patrones mas comunes se encuentran en el libro de Bowles las cualesconstituyen arreglos económicos y eficientes. (en clase se mostrarán). La separación mínima entre pilotes depende de las recomendaciones del ing. Geotecnista, estas oscilan entre 21/2 a 31/2 veces el diámetro del pilote, entre centros, pero no menos de 75 cm.
En el caso de tener columnas excéntricas o acompañadas de momentos encontraríamos que unos pilotes están mas cargados que otros o inclusivealgunos podrían estar trabajando a tracción. La forma de encontrar la carga que actúa en cada pilote es por la superposición de esfuerzos, esfuerzos de carga axial mas esfuerzos de flexión. (igual que para las zapatas)

En estos diagramas podemos ver que los pilotes mas alejados del centro de rotación o eje neutro, soportan mas esfuerzos por flexión que los cercanos a este, inclusive los queestán en el centro de la fundación no soportan cargas por flexión.


Donde c es la distancia de cada pilote a la línea centroidal del arreglo de pilotes y Ig es el equivalente al momento de inercia de los pilotes, o sea:
, donde d es la distancia de cada pilote a la línea centroidal y n el número de pilotes.
El procedimiento sería tantear un número de pilotes necesario asumiendo que nohay momento, redimensionar la distribución de estos pilotes y verificar que la carga en los pilotes de los extremos no sobrepase la capacidad admisible del pilote, si se pasa se debe proceder a separar mas los pilotes o aumentar su número.
Diseño del dado de fundación:
Aquí empezamos con la parte de la falla estructural de la fundación. Al igual que una zapata, se diseña para esfuerzos...