Capacidad del Pilote

CAPACIDAD RESISTENTE DEL PILOTE

La capacidad de una cimentación de pilotaje para soportar cargas sin falla o asentamiento excesivo, depende de varios factores: la losa sobre los pilotes, el fuste del pilote, la transmisión de la carga que soporta el pilote al suelo, y el suelo y los estratos subyacentes de roca que finalmente soportan la carga. Él calculo y proyecto de la losa sobre los pilotes es esencialmente un problema estructural que se encuentra en los libros de textos para proyectos de hormigón armado; es raramente un problema critico o una causa de dificultades. En el análisis y proyecto del fuste del pilote intervienen tanto el suelo como el pilote. Corrientemente la capacidad del fuste del pilote obedece a necesidades constructivas y es mucho mayor que la necesaria para la carga máxima; pero puede ser critica en el caso de pilotes esbeltos con cargas pesadas o cuando se encuentran dificultades en la construcción. La transferencia de la carga del pilote al suelo es lo que se llama capacidad de carga del pilote y es frecuentemente causa de dificultades en las cimentaciones de pilotaje. La capacidad de los estratos inferiores para soportar la carga depende del efecto combinado de todos los pilotes actuando conjuntamente. Aunque la capacidad de los estratos inferiores rara vez recibe atención, es frecuentemente fuente de dificultades en las cimentaciones de pilotaje.

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Asentamiento del Grupo de Pilotes

Asentamiento Del Grupo De Pilotes

El asentamiento de un grupo de pilotes se produce por la consolidación de los estratos de suelo situados debajo de las puntas de los pilotes. Este asentamiento excederá al de un pilote aislado que soporta la misma carga que cada uno de los del grupo, a menos que los pilotes se apoyen en roca o en un estrato grueso de suelo incompresible. El asentamiento del grupo se puede calcular suponiendo también que el grupo representa una cimentación gigantesca.

Cuando los pilotes son de resistencia por la punta, la base del cimiento imaginario se supone que esta al nivel de las puntas de los pilotes,  y los esfuerzos se calculan sobre esa base. Cuando los pilotes se sustentan por fricción, los esfuerzos por debajo del cimiento se calculan suponiendo que la carga del grupo entero se introduce en el suelo a una profundidad que varia entre la mitad y las dos terceras partes de la longitud de los pilotes. La carga se distribuye a este nivel en el área total que ocupan el grupo de pilotes. El asentamiento de los estratos de suelo situados debajo de las puntas de los pilotes se calcula partiendo de estos esfuerzos.

Estos cálculos son aproximados en el mejor de los casos y suelen dar asentamientos mayores que los observados; sin embargo pueden indicar cuando es probable que se presenten dificultades debidas a este problema.

La distribución exacta de los esfuerzos para una carga que tenga un ancho apreciable, aplica muy por debajo de la superficie de un sólido elástico, no ha sido resuelta todavía. Se pueden calcular los esfuerzos, aproximadamente, por los análisis de Boussinesq o Wastergaard para cargas superficiales, reduciéndolos después. La base para la reducción es el análisis de Mindlin, que demuestra que los esfuerzos debidos a la carga en un punto situado profundamente por debajo de la superficie son, aproximadamente, la mitad de los hallados por el análisis de Boussinesq.

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Grupos de Pilotes

GRUPOS DE PILOTES

Como corrientemente debajo de las cimentaciones los pilotes se colocan en grupo, relativamente con poca separación entre ellos, es necesario considerar la acción del grupo de pilotes. Esto es esencialmente importante cuando se usan pilotes de pura "fricción" y cuando los suelos subyacentes al estrato resistente, en que descansan las puntas de los pilotes resistentes por la punta, son más compresibles.

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Pilotes Inclinados en Grupos

Pilotes Inclinados En Grupos

Los pilotes inclinados combinados con pilotes verticales son la disposición más efectiva para resistir fuerzas horizontales. Se ha comprobado que el anclaje de muelles y mamparos que combinan pilotes verticales en tracción e inclinados en compresión, como puede verse en la figura, es una solución ajustada y económica. Pilotes inclinados combinados con pilotes verticales se han utilizado para soportar muros de sostenimiento de tierras y estructura similares en las que se producen cargas horizontales. Un análisis racional de las cargas en los pilotes inclinados es imposible, porque el problema es estáticamente indeterminado en alto grado. Un método aproximado supone que los pilotes están articulados en la punta y en la cabeza .

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Pílotes Verticales

Pilotes Verticales

Un pilote vertical cargado lateralmente se flexiona como una viga en voladizo parcialmente empotrada. Si las cargas son pequeñas, la resistencia del suelo es bastante elástica. Esto se puede representar aproximadamente, suponiendo que el suelo reacciona como una serie de resortes horizontales, cuya rigidez se puede expresar como un modulo de reacción k. La ecuación diferencial de la flexión de la viga se puede resolver para flechas y momentos, así como la presión del suelo, por aproximaciones sucesivas o por aproximación de elementos finitos. Tales soluciones se encuentran en forma gráfica dimensional para supuestas variaciones de k. Las curvas desarrolladas por Reese y Matlock, dan los valores de las flechas, momentos flexionantes y presiones del suelo para un pilote de rigidez constante y para un k aumentado linealmente con la profundidad: k = k'z. La mejor manera de determinar los valores de k o k' de la formación del suelo, es por un ensayo de carga de un pilote de tamaño natural.

Las curvas se expresan en términos de la rigidez relativa, T en cm:

T = (EI)0.2                                                                    
         (k')

E e I se refieren a la sección transversal del pilote. La profundidad se expresa por el coeficiente adimensional Z.

Z = L/T                                                                         

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Seleccion de la Longitud del Pilote

Selección De La Longitud Del Pilote

La longitud aproximada del pilote se estima por el estudio del perfil del suelo y la resistencia y compresibilidad de cada uno de los estratos del suelo. Este estudio se puede hacer usando los métodos de análisis de grupos de pilotes, expuestos en la sección 5. Los pilotes de resistencia por la punta deben llegar hasta un estrato capaz de soportar la cimentación en su totalidad, sin deformación perjudicial o falla y los pilotes de fricción deben ser suficientemente largos para distribuir los esfuerzos en la masa de suelo, para reducir a un mínimo el asentamiento y obtener la adecuada seguridad del grupo total de pilotes.

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Micropilotes

El micropilote
 es un elemento para lascimentaciones, resistente a los esfuerzos de tracción ycompresión; está compuesto por un tubo de acerocolocado en el interior de un taladro perforado en el terreno y recibido en el mismo mediante una lechada de cemento inyectado.

El elemento resistente del pilote es una armadura de forma tubular que se coloca en el taladro con roscado o soldadura de los diferentes tramos.

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