Pilotes

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6. CIMENTACIONES CON PILOTES
6.1 Introducción
Los pilotes son miembros estructurales hechos de acero, de concreto o de madera, y se usan para construir cimentaciones profundas (que son más costosas que las superficiales). A pesar del costo, el uso de pilotes es a menudo necesario para garantizar la seguridad estructural. La siguiente lista identifica algunas de las condiciones querequieren cimentaciones con pilotes.

  Figura 6.1 Condiciones para uso de cimentaciones con pilotes

1. Cuando el estrato o estratos superiores del suelo son altamente compresibles y débiles para soportar la carga transmitida por la superestructura, se usan pilotes para transmitir la carga al lecho rocoso o a una capa dura (figura 6.1a). Cuando no se encuentra un lecho rocoso a una profundidadrazonable debajo de la superficie del terreno, se usan los pilotes para transmitir gradualmente la carga estructural al suelo. La resistencia a la carga de los pilotes es desarrollada principalmente por la fricción en la interfaz suelo-pilote (figura 6.1b) 2. Cuando están sometidas a fuerzas horizontales (figura 6.1c), las cimentaciones con pilotes resisten por flexión mientras soportan aun la cargavertical transmitida por la superestructura. Este tipo de situación se encuentra generalmente en el diseño y construcción de estructuras de retención de tierra y en cimentación de estructuras de gran altura sometidas a fuerzas grandes de viento y/o sísmicas.

Ing. David Augusto González Castolo 

 

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3. En muchos casos, están presentes en el sitio de una estructura propuesta, suelosexpansivos y colapsables que se extienden a una gran profundidad por debajo de la superficie del terreno. Los suelos expansivos se hinchan y contraen conforme el contenido de agua crece o decrece y su presión de expansión puede ser considerable. En tales casos, las cimentaciones con pilotes se consideran como un alternativa cuando éstos se extienden más allá de la zona activa de expansión y contracción(figura 6.1d) 4. Las cimentaciones de algunas estructuras, como torres de transmisión, plataformas fuera de la costa y losas de sótanos debajo del nivel freático, están sometidas a fuerzas de levantamiento. Algunas veces se usan pilotes para estas cimentaciones y así resistir la fuerza de levantamiento (figura 6.1e). 5. Los estribos y pilas de puentes generalmente se construyen sobre cimentacionesde pilotes para evitar la posible pérdida de capacidad de carga que una cimentación superficial sufrirá por erosión del suelo en la superficie del terreno (figura 6.1f). Aunque numerosas investigaciones, tanto teóricas como experimentales, se han efectuado en el pasado y presente para predecir el comportamiento y la capacidad de carga de pilotes en suelos friccionantes y cohesivos, los mecanismosno han sido aún totalmente entendidos y tal vez nunca lo sean. El diseño y análisis de cimentaciones con pilotes se considera un “arte” hasta cierto punto, en vista de las incertidumbres implícitas al trabajar con algunas condiciones del subsuelo. En función del tipo de material, los pilotes se dividen en las siguientes categorías: (a) de acero; (b) de concreto, y (c) de madera. PILOTES DE ACEROLos pilotes de acero son generalmente a base de tubos o de perfiles “H” laminados. La capacidad de carga admisible (también conocida como permisible) estructural para pilotes de acero es: (6.1) en donde: As = área de la sección transversal de acero fs = esfuerzo admisible del acero (de 0.33 a 0.5 fy) Cuando es necesario los pilotes de acero se empalman por medio de soldadura o tornillos (figuras6.2a, b y c). Cuando se esperan condiciones difíciles de hincado, como a través de grava densa, lutitas y roca blanda, los pilotes de acero se usan adaptados con puntas o zapatas de hincado (figuras 6.2d y e). Los pilotes de acero llegan a estar sometidos a corrosión, por ejemplo en suelos pantanosos, las turbas y otros suelos orgánicos que son corrosivos. Para compensar el efecto de la corrosión...