CIMENTACIONES PROFUNDAS OBJETIVOS: Conocer las tcnicas de este tipo de cimentaciones. Realizar el predimensionado de las mismas. Conocer tcnicas de recalce. BIBLIOGRAFIA: Domingo Pellicer Davia. El Hormign Armado en la Construccin Arquitectnica. Tomo II. Editorial Bellisco. lvaro Garca Meseguer. Hormign Armado III, Elementos Estructurales. Fundacin Escuela de la Edificacin. EHE Gua de Aplicacin de la Instruccin de Hormign Estructural. Edificacin. Ministerio de Fomento.

CIMENTACIONES PROFUNDAS Definiciones: Se considerar una cimentacin profunda si su extremo inferior, en el terreno, est a una profundidad superior a 8 veces su dimetro u ancho. Cuando la ejecucin de una cimentacin superficial no sea tcnicamente viable se debe contemplar la posibilidad de realizar una cimentacin profunda.

Las cimentaciones profundas se pueden clasificar: Pilote aislado: cuando est a una distancia lo suficientemente alejada de otros pilotes como para que no exista interaccin entre ellos Grupo de pilotes: son lo que por su proximidad interaccionan entre si o estn unidos mediante elementos estructurales lo suficientemente rgidos, como para que trabajen conjuntamente. Zonas pilotadas: son aquellas en las que los pilotes estn dispuestos para reducir asientos y mejorar la seguridad frente a hundimientos.

CIMENTACIONES PROFUNDAS PARTES DE UNA CIMENTACIN POR PILOTES1 2 CANTO ENCEPADO 1 ESTRUCTURA 2 ENCEPADO Y RIOSTRAS Material: Hormign armado PRIMER ESTRATO Funcin: transmitir cargas de la estructura al grupo de pilotes 3 FUSTE 3 SEGUNDO ESTRATO 4 PUNTA Funcin: transmitir cargas de la estructura al suelo (por contacto) ZONA EMPOTRAMIENTO 4 4 5 SUELO 3 LONGITUD PILOTE Funcin: transmitir cargas de la estructura al suelo (por rozamiento)

CIMENTACIONES PROFUNDAS TIPOLOGIA POR LA FORMA DE TRABAJO: PILOTES POR FUSTE: - Los pilotes no alcanzan estratos resistentes. - Aguantan la carga por rozamiento del fuste. - La capacidad resistente es funcin de la longitud y dimetro del pilote.N

PILOTE FLOTANTE Transmite las cargas por rozamiento del fuste

CIMENTACIONES PROFUNDAS PILOTES RGIDOS:N

Trabajan por efecto de punta. Transfieren la carga a un estrato resistente. El efecto de punta se consigue apoyando o empotrando el pilote en un estrato resistente. En arenas se empotran 8 dimetros y en arcillas 4 dimetros.Rp

PILOTE COLUMNA Transmite las cargas por presin en la punta a estratos profundos

CIMENTACIONES PROFUNDAS PILOTES SEMIRRIGIDOS:N

Son aquellos que trabajan por punta y por fuste.PILOTE SEMIRRIGIDO Transmite las cargas por presin en la punta y por rozamiento del fuste

Rp

CIMENTACIONES PROFUNDAS CLASIFICACIN POR EL MATERIAL: Hormign in situ Hormign prefabricado. Acero. Madera Mixtos

CIMENTACIONES PROFUNDAS POR EL PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO: a) Prefabricados hincados (CPP) b) Hormigonados in situ De desplazamiento con azuche (CPI 2) De desplazamiento con tapn de gravas (CPI 3) De extraccin con entubacin recuperable (CPI 4) De extraccin con camisa perdida (CPI 5) De extraccin sin entubacin con lodos tixotrpicos (CPI 6) Barrenados sin entubacin (CPI 7) Barrenados por el tubo central de la barrena (CPI 8)

CIMENTACIONES PROFUNDAS VENTAJAS DE LOS PILOTES DE HINCA: Limpieza de ejecucin. Posibilidad de empleo de varios tipos de pilotes. Aprovechamiento de la friccin del terreno, con lo que aumenta la capacidad resistente del pilote. Mayor capacidad para realizar pilotes inclinados. Mayor rapidez de ejecucin y menos fases. No hay problemas con el nivel fretico. Es posible su hincado por piezas, por lo que puede tener gran longitud. INCONVENIENTES DE LOS PILOTES DE HINCA: Peligro de pandeo debido a su gran esbeltez. Peligro de rotura durante las operaciones de transporte e izado de los pilotes de hormign.

CIMENTACIONES PROFUNDAS PILOTES HORMIGONADOS IN SITU Pilotes sin extraccin de terreno. El proceso es similar al del pilote de hinca. Pueden ser: Con recuperacin entubado 1.- Hinca del tubo 2.- Parte inferior de hormign, resto ridos. 3.- Se retira el tubo. 4.- Se vuelve a hincar. 5.- Fin 2 hincado. Formacin bulbo fuera del tubo. 6.- Pilote acabado.

CIMENTACIONES PROFUNDAS PILOTES SIN RECUPERACIN DE ENTUBADO: El sistema es igual al anterior, pero una vez clavados y armados, se hormigonan. PILOTES CON EXTRACCIN DE TERRENO: Se realiza la excavacin mediante mquinas, realizando la entibacin con un tubo. VENTAJAS: Requiere medios auxiliares menos pesados. Es posible perforar terrenos con bolos, cimentaciones antiguas, etc. En pilotes con extraccin de terreno, se puede tener un correcto conocimiento del mismo. El rozamiento del fuste es superior que en los pilotes de hinca.

CIMENTACIONES PROFUNDAS INCONVENIENTES: Peor calidad del hormign. Fractura del pilote por desplazamiento de algn bolo por la introduccin de otro tubo. Posibilidad de degollamiento del pilote si en la extraccin del tubo se rebasa el nivel de hormigonado.

CIMENTACIONES PROFUNDAS PREDIMENSIONADO: El nmero de pilotes y su dimetro se determina a partir de la carga que han de soportar (sin mayorar), suponiendo que la tensin que resisten es: Pilotes In situ: de 30 a 40 Kp/cm2. Pilotes prefabricados: 125 Kp/cm2. EJEMPLO: Que dimetro se necesita en los pilotes de una cimentacin con dos pilotes y un axil de servicio de 200 t200.000 2 d 2 2 5.714 2 Ap 5.714 cm 5.714 ; d ; d 60 cm. 35 4 3,14

CIMENTACIONES PROFUNDAS DIMENSIONADO DE PILOTES: En primer lugar se tendr en cuenta si trabaja por punta o por fuste. Hay que tener en cuenta que en arenas debe penetrar 8 dimetros y en arcillas 4 dimetros. LONGITUD DEL PILOTE (CLCULO GEOTCNICO) N = n x p x d x L x Rf + p x (d2 / 4) x Rp Rf = Resistencia por fuste Rp = Resistencia por punta d= Dimetro de clculo n = Nmero de pilotes Segn el artculo 58.6 de EHE 08, en pilotes hormigonados in situ sin camisa de chapa, se utilizar un dimetro de clculo igual a 0,95 veces el dimetro nominal del pilote con las siguientes condiciones: d 50 mm d 0,95d d 20 mmnom cal nom nom

CIMENTACIONES PROFUNDAS CLCULO ESTRUCTURAL: Nd = p x (d2 / 4) x fcd x 0.9 x 0.85 + As x fyd Nd = N x g f

CIMENTACIONES PROFUNDAS ENCEPADOS: Son piezas prismticas de hormign armado que transmiten y reparten la carga de los soportes a los grupos de pilotes. Es conveniente arriostrar debidamente los distintos encepados de una cimentacin. La forma de los encepados, depende del n de pilotes. La separacin entre ejes de pilotes ser de 3 dimetros. El canto mnimo ser de 40 cm. (59.8.1). La distancia entre cualquier punto del permetro del pilote y el contorno exterior de la base del encepado no ser inferior a 25 cm. o el radio del pilote. El encepado ser siempre de hormign armado.

CIMENTACIONES PROFUNDAS FORMA DE LOS ENCEPADOS:

CIMENTACIONES PROFUNDAS Encepado rgido: v < 2h Encepado flexible: v > 2h

CIMENTACIONES PROFUNDAS ARMADURA PRINCIPAL (58.4.1.2.1.1): La armadura principal es la resultante del clculo. Se colocar en la parte inferior sin reducir su seccin. Se distribuir en el ancho de los pilotes ARMADURA SECUNDARIA (58.4.1.2.1.2): Armadura longitudinal en la parte superior con capacidad mecnica el 10% de la principal. Armadura horizontal y vertical dispuesta en retcula en las caras laterales. La vertical sern cercos cerrados que aten a la armadura superior e inferior. La horizontal sern cercos cerrados que aten la armadura vertical..

CIMENTACIONES PROFUNDAS La cuanta geomtrica de estas armaduras, referida al rea de la seccin normal a su direccin, debe ser como mnimo del 4 por mil. Si el ancho supera a la mitad del canto, la seccin de referencia debe tomarse con un ancho igual a la mitad del canto.

CIMENTACIONES PROFUNDAS UNIN ENCEPADO PILOTES: La longitud l debe desarrollarse en prolongacin recta. El anclaje de la armadura del soporte ser igual que en las zapatas. l1 = 0.8 lb lb = longitud de anclaje en posicin I Si no cabe en prolongacin recta: l1 = 08 x 07 x lb Si no cabe con patilla, se har prolongacin vertical

CIMENTACIONES PROFUNDAS La armadura siempre se llevar hasta el extremo del encepado. El canto de los encepados puede ser: d = 0.7 (s a/2) d = canto til s = distancia entre ejes de pilotes a = lado del pilar

CIMENTACIONES PROFUNDAS ARMADURA DE LOS ENCEPADOS RGIDOS: Consideramos el encepado cortado por la mitad del soporte. La parte superior del arco de descarga , baja 0.15d de la parte superior del encepado. Tomando momentos podemos poner: Td x 0.85d = Nd (v + 0.25a) Despejando Td tenemos: Td = Nd (v + 0.25a) / 0.85d

CIMENTACIONES PROFUNDAS En el caso de encepados flexibles, la seccin de referencia est situada a una distancia de la cara del pilar y hacia adentro de 0.15a, siendo a la dimensin del pilar. VIGAS DE ATADO: Se emplean para arriostrar los distintos encepados de una cimentacin. Su funcin primaria no es resistir esfuerzos de flexin. Suelen ser de seccin cuadrada a x a con armadura simtrica y se dimensionan con las siguientes condiciones: a > l/20 no menor de 25 cm. (por pandeo) A x fyd = ab/g x Nd (por efectos ssmicos) A x fyd = 0.15 a2 x fcd l = longitud de la viga Nd = carga de clculo del soporte ms cargado A = seccin total de armadura.

CIMENTACIONES PROFUNDAS Se colocarn cercos con separacin constante que cumplan las prescripciones de estribos mnimos. En el caso que la aceleracin ssmica de calculo sea menor que 0.16g las vigas pueden cambiarse por una losa armada con un espesor mnimo de 15 cm. o l/50 VIGAS CENTRADORAS DE ENCEPADOS: Se emplean para absorber los momentos y excentricidades accidentales en los encepados de 1 y 2 pilotes. Las dimensiones sern b x h b > l/20 no menor de 25 cm. h > l/12 no menor de 40 cm. La cuanta mnima de armadura ser: A x fyd > 0.15 x b x h x fcd A = seccin total de armadura.

CIMENTACIONES PROFUNDAS MODELOS GETCNICOS EN LOS QUE ES RECOMENDABLE UTILIZAR PILOTES:

CIMENTACIONES PROFUNDAS

CIMENTACIONES PROFUNDAS

CIMENTACIONES PROFUNDAS

CIMENTACIONES PROFUNDAS

CIMENTACIONES PROFUNDAS

CIMENTACIONES PROFUNDAS

CIMENTACIONES PROFUNDAS

CIMENTACIONES PROFUNDAS

CIMENTACIONES PROFUNDAS

CIMENTACIONES PROFUNDAS

CIMENTACIONES PROFUNDAS

CIMENTACIONES PROFUNDAS

CIMENTACIONES PROFUNDAS

CIMENTACIONES PROFUNDAS

CIMENTACIONES PROFUNDAS

CIMENTACIONES PROFUNDAS