I. ZAPATAS COMBINADAS

1. DEFINICION

Cuando dos columnas son cercanas y/o las zapatas aisladas que se quisieron diseñar se superponen, se recurre a considerar una sola zapata para las dos columnas, recibiendo ésta el nombre de “Zapata Combinada”.

Si se tuvieran más de dos columnas dispuestas en una dirección y se debe considerar una sola zapata para toda la fila de columnas, también se tendría una zapata combinada.

El comportamiento de la zapata combinada es similar al de una viga apoyada en dos o más columnas, con dos volados en los extremos y que recibe una presión uniformemente distribuida o variable. La zapata debe ser rígida, para poder considerar que la presión es uniforme o que varía en forma lineal (trapecio o triángulo).

2. DISEÑO

Se diseñan para resistir principalmente los esfuerzos debidos al cortante por flexión y punzonamiento, así como para resistir los momentos flectores que se producen en ambas direcciones debido a la reacción del suelo.

3. TIPOS DE ZAPATAS COMBINADAS

A. ZAPATA COMBINADA DE LINDERO

Se utilizará una zapata combinada de lindero cuando la capacidad de carga del terreno es muy baja y la carga del lindero muy alta.

Las diversas formas en las que se puede diseñar una zapata de lindero, además de la rectangular, son las siguientes:

Como se mencionó en la introducción, para poder reducir el gran espesor de este tipo de zapatas, se pueden ligar los elementos por medio de una contratrabe para reducir los volúmenes de concreto en la placa de la zapata de cimentación. Al hacer estas modificaciones, no se afecta en nada la distribución de las cargas sobre la zapata.

B. ZAPATA COMBINADA INTERMEDIA

Cuando se presenta una capacidad de carga del terreno muy baja y la distancia entre los ejes de las columnas es pequeña, resultan zapatas aisladas muy grandes y muy juntas, por lo que es preferible utilizar una zapata combinada intermedia.

No hay que olvidar que también se puede emplear una zapata con mucho menor espesor ligando las columnas con una contratrabe como se explicó en la sección anterior.

4. SECUELA DE CÁLCULO PARA EL DISEÑO DE UNA ZAPATA COMBINADA

El diseño y análisis de estas zapatas es similar al de una zapata aislada con excentricidad en ambos ejes; sin embargo, tiene una particularidad muy especial, la cual simplifica mucho la determinación del área de acero (As) como se verá en las siguientes secciones.

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II. ZAPATAS CONECTADAS CON VIGA DE CIMENTACION

Una zapata conectada está constituida por una zapata excéntrica y una zapata interior unida por una viga de conexión rígida, que permite controlar la rotación de la zapata excéntrica correspondiente a la columna perimetral.

Estructuralmente se tienen dos zapatas aisladas, siendo una de ellas excéntrica, la que está en el límite de propiedad y diseñada bajo la condición de presión uniforme del terreno; el momento de flexión debido a que la carga de la columna y la resultante de las presiones del terreno no coinciden, es resistido por una viga de conexión rígida que unen las dos columnas que conforman la zapata conectada.

La viga de conexión debe ser muy rígida para que sea compatible con el modelo estructural supuesto. La única complicación es la interacción entre el suelo y el fondo de la viga. Algunos autores recomiendan que la viga no se apoye en el terreno, o que se apoye de manera que solo resista su peso propio.

1. USOS

Es utilizada cuando la columna está ubicada en el límite de propiedad y el uso de zapatas excéntricas sometidas a presiones elevadas, debido a la distribución triangular que se produce al considerar la excentricidad de la carga actuante, no es segura ni económica.

2. CONSIDERACIONES

No se toma en cuenta el peso de la viga y su influencia en el cortante y el momento. La presión del terreno no se está considerando uniformemente repartida en toda la

zapata, sino como una reacción concentrada en el eje de la zapata. La rigidez al giro de la zapata interior se desprecia y se considera como si la viga

estuviera articulada en ese extremo. La viga de conexión es muy rígida de manera que ella absorbe el íntegro del

momento existente en las columnas.

3. DIMENSIONAMIENTO

El dimensionamiento de las zapatas conectadas es equivalente al de dos zapatas aisladas, que tienen las siguientes particularidades.

La zapata excéntrica se dimensionará con voladizos diferentes de manera que en la dirección de la viga su dimensión sea menor que en la dirección transversal, para disminuir la excentricidad.

Es recomendable que la viga tenga un ancho igual o mayor al ancho de la columna y un peralte que le permita tener buena rigidez. � El fondo de la viga debe estar a 10 o

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20 cm. por encima del fondo de la zapata con la finalidad de que no tome presiones del terreno.

El diseño se realiza en forma similar al de zapatas aisladas y la viga de conexión similar a una viga simple sometida a esfuerzos de flexión y cortante.

4. VIGA DE CONEXIÓN

5. ZAPATA EXTERIOR

La zapata exterior transfiere su carga a la viga de conexión, actuando la zapata como una losa en voladizo e ambos lados de la viga de conexión. Se recomienda dimensionarla en planta considerando una dimensión transversal igual a 1.5 a 2.0 veces la dimensión en la dirección de la excentricidad.

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6. ZAPATA INTERIOR

Se diseña como una zapata aislada. Puede considerarse la reacción de la viga de conexión. En el diseño de cortante por punzonamiento se considera la influencia de la viga de conexión en la determinación de la zona crítica.

7. MODELO ESTRUCTURAL

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8. EJEMPLO DE APLICACIÓN

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III. PLATEAS DE CIMENTACION

1. DEFINICION

Cuando las cargas del edificio son tan pesadas o bien la capacidad de carga admisible en el suelo es tan pequeña que las zapatas aisladas van a cubrir más de la mitad del edificio, es probable que una platea de cimentación resulte más económica que las zapatas. Estas plateas también se usan para reducir el asentamiento de las estructuras situadas sobre depósitos muy compresibles como las arcillas. En estas condiciones la profundidad a la que se desplanta la platea se hace a veces tan grande, que el peso de la estructura más el de la platea está completamente compensado por el peso de la masa de suelo excavado.

Las ‘Plateas de Cimentación’ son cimentaciones superficiales, sobre el terreno natural. Las vemos tanto en viviendas comunes como en edificios. Consta de una platea de hormigón armado apoyada en el terreno, reforzada con vigas perimetrales y vigas debajo de los muros portantes. 

2. USO DE LAS PLATEAS  

En toda edificación los suelos deben resultar ‘uniformes y estables’ en el tiempo, especialmente frente a las variaciones de humedad y cuando se socavan por falta de confinamiento. El primero es el caso de las arcillas y el segundo de los limos y arenas. 

3. EN LÍNEAS GENERALES DIREMOS QUE SE LAS EMPLEA

1) Cuando el terreno natural no es apto para cimentaciones convencionales, es decir el terreno es malo, ya sea conformado por ‘arcillas expansibles’, que cambian de volumen por la humedad (se dilatan) o al secarse (se contraen). Material de relleno, que no se consolida con el tiempo y se convierte en socavable o bien cuando existen ‘napas de agua o freáticas’ según los estudios de suelos o bien los mantos firmes están demasiado profundos, que harían antieconómico y poco confiables el uso de pilotes o pozos romanos. 

En general, cuando la Tensión Admisible del terreno es menor a 0.8 kg/cm2 se recomienda la platea. 

2) Cuando la edificación es muy pesada resultando las bases o zapatas de dimensiones demasiado grandes y cercanas entre sí, es decir cuando superan el 50% de la superficie del edificio sobre el terreno.

3) En edificaciones livianas, como viviendas de una o dos plantas, planes de viviendas, etc., en especial por los factores del punto 1).

4) En edificaciones muy livianas, como las prefabricadas o casas de madera, porque a su vez sirven de contrapiso y su espesor puede ser de 8 cm. En estos casos generalmente no se prevén vigas en la platea sino que salen ‘pelos’ (hierros) para las columnas o paneles. 

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4. EFECTO DE PUNZAMIENTO

Cuando sobre las plateas sin vigas de repartición descargan columnas de mucha carga o cuando las cargas de las mismas son elevadas y por ende la reacción del terreno sobre la platea, se provoca un efecto llamado ‘Punzomiento’ o cortante en la zona que rodea las columnas sobre la platea. 

Este efecto se contrarresta aumentando el espesor de la platea en la zona de las columnas o bien reforzando la armadura. En los cálculos modernos con software se prevé el aumento del espesor en toda la platea. 

5. CONSTRUCCIÓN DE UNA PLATEA

1- Retirar toda la capa de tierra superior por lo menos los primeros 40 cm. 2- Rellenar con tosca y apisonar en capas no mayores a 20 cm cada una. Este relleno debe incluir un

perímetro exterior de 60 cm a 1 m de ancho, que será una veredita perimetral que tendrá la platea. 

3- Una vez alcanzado el nivel deseado, puede ser un poco mayor (30 o 40 cm sobre el terreno natural) para elevar un poco el nivel de la construcción, se alisa bien la superficie. 

4- Se realiza el replanteo de vigas y ubicación de sanitarios. Se prepara el encofrado de borde para la platea.

5- Se realiza toda la instalación de cloacas bajo planta baja. 6- Se cubre toda la superficie con un foil de no menos de 200 micrones (es un polietileno de mucho

espesor), solapando bien las partes si la platea es grande. Se cubre el foil con una capita de arena o tierra para que no sufra roturas.

7- Se procede a colocar la armadura inferior y superior de la platea (llevarán separadores) y las vigas de refuerzo. La armadura de la platea debe anclarse a las vigas.  También se coloca la armadura de espera para las columnas. La veredita perimetral también lleva armadura como la platea. 

8- Se hormigona sobrepasando el perímetro de la vivienda para incluir la vereda perimetral. Todo debe quedar bien nivelado.

9- Se realiza la aislación hidrófuga y luego sigue como una obra convencional, contrapiso, carpeta, etcétera.

6. DRENAJE, IMPERMEABILIZACIÓN Y PROTECCIÓN CONTRA LA HUMEDAD

Es casi inevitable que ocurran filtraciones de agua en los sótanos de los edificios, ya que es precisamente esta parte de la construcción la que está en contacto directo con el suelo, más aún si consideramos los posibles defectos de la construcción.

También es importante el considerar las condiciones de aguas freáticas del suelo al proyectar la profundidad de la excavación necesaria para desplantar la platea o cajón de cimentación. Si debe desplantarse por debajo del nivel freático, deben tomarse precauciones especiales para evitar filtraciones importantes dentro de la estructura.

En general se utilizan dos métodos: la utilización de drenajes y la impermeabilización.

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7. DRENAJES

Los drenajes son bastante útiles cuando las filtraciones son pequeñas ya que es fácil evacuar el agua acumulada a bajo costo, frecuentemente por gravedad, por medio de albañales o zanjas. Entre los drenas más comunes están los en zapatas y los de piso, los drenes en zapata se fabrican con tramos cortos de PVC con pequeñas perforaciones que se tienden en zanjas cavadas a un lado de la base de la zapata para ser rellenadas posteriormente con material de filtro; los últimos 30 cm de relleno se hacen con material menos permeable para evitar que se filtre el agua de la superficie.

Los drenes de piso no son muy comunes sin embargo, es posible que hayan flujos de agua por debajo de la platea por lo que se aconseja el uso de drenaje. Estos drenes no deberán conectarse a tubos de bajadas pluviales ni a drenes superficiales.

8. IMPERMEABILIZACIÓN

Si la cantidad de agua que se colecta en los drenes es muy grande, es recomendable el uso de impermeabilizantes en el sótano y permitir que la platea quede sujeta a la presión del agua freática. Uno de los métodos más eficientes es el de membrana, que consiste en colocar una membrana de material asfáltico cerca del exterior del edificio.

El material asfáltico se aplica en caliente y es bastante flexible y lo suficientemente dúctil como para mantener su integridad en caso de que se presenten pequeños agrietamientos en la estructura. Para que la membrana sea totalmente efectiva debe cubrir en su totalidad la superficie de la estructura que esté en contacto con el agua, para ello se requiere la construcción de un sub-piso sobre el cual se coloca la membrana antes de construir la platea como tal. Los muros y pisos que quedan dentro de la membrana están sometidos a la acción de la presión del agua, por lo que deben diseñarse para soportar dichas acciones. 

Actualmente pueden utilizarse otros tipos de impermeabilizantes especiales o bien pueden usarse aditivos para disminuir la permeabilidad del concreto como el humo de sílice y/o escorias de silicio.

9. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA PLATEA DE CIMENTACIÓN

A. VENTAJAS

Con frecuencia se utilizan plateas de cimentación bajo las estructuras muy pesadas. Estas plateas son continuas en ambas direcciones y, por tanto, ocupan una superficie muy amplia. Por lo común son gruesas, requieren de gran volumen de concreto y tienen un peso considerable de acero de refuerzo, por lo que resulta costosas. Puede ser conveniente instalarlas donde haya una presión hidrostática ascendente, debido a un alto nivel m

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freático.Las plateas de cimentación tienen ciertas ventajas ya que junto con los muros laterales de los edificios actúan como barcazas. El peso de la tierra excavada antes del colado de la cimentación se puede restar del peso total del edificio, lo que puede hacer que se reduzca considerablemente el asentamiento. A veces las plateas de cimentación se sitúan a tal profundidad que el peso de la tierra retirada es igual al peso bruto del edificio. En este caso, los asentamientos futuros de los edificios suelen ser muy pequeños, puesto que no se ejerce ningún peso nuevo sobre el suelo que está debajo de la cimentación.

Las plateas de cimentación actúan como zapatas corridas, en ambas direcciones y, por consiguiente, pueden servir como puentes sobre las zonas blandas, con lo que se obtiene un apoyo más uniforme para las columnas de los edificios.

B. DESVENTAJAS

Cabe mencionar que entre más grande sea la platea más costosos resultan los procedimientos constructivos, en estos casos pudiera ser preferente una cimentación a base de pilas o pilotes. El costo de construcción no es la única desventaja de este tipo de cimientos, al estar en contacto con el suelo una gran área de la platea, es necesario protegerla contra la acción de la humedad, la acción de los álcalis y la lixiviación entre otros fenómenos indeseables para el buen funcionamiento de la cimentación.

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IV. PILOTES

1. DEFINICIÓN

Cuando comenzamos a realizar las excavaciones para la ejecución de una obra, podemos topar con diversas dificultades para encontrar el estrato resistente o firme donde queremos cimentar. En este proceso se nos presenta la necesidad de apoyar una carga aislada sobre un terreno no firme, o difícilmente accesible por métodos habituales.

Para solucionar estos tipos de dificultades usamos los pilotes. Se denomina pilote al elemento constructivo de cimentación profunda de tipo puntual utilizado en obras, que permite transmitir las cargas de la superestructura e infraestructura a través de estratos flojos e inconsistentes, hasta estratos más profundos con la capacidad de carga suficiente para soportarlas; o bien, para repartir estas en un suelo relativamente blando de tal manera que atraviesen lo suficiente para que permita soportar la estructura con seguridad.

2. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Los pilotes trasmiten al terreno las cargas que reciben de la estructura mediante una combinación de rozamiento lateral o resistencia por fuste y resistencia a la penetración o resistencia por punta. Ambas dependen de las características del pilote y del terreno, y la combinación idónea es el objeto del proyecto.

Cabe señalar que, como en todo trabajo relacionado con la ingeniería civil, existe cierto grado de incertidumbre en la capacidad final de un pilote. Es por esto que buena parte de la investigación que se viene desarrollando en este campo tiene que ver con métodos que permitan hacer un control de calidad a bajo costo del pilotaje antes de aplicar las cargas. El método más obvio aunque el más costoso es hacer una prueba de carga.

Como métodos alternativos podemos mencionar: pruebas de resonancia, prensa hidráulica de Osterberg, pruebas de análisis de ondas, pruebas sísmicas.

En muchos casos las teorías que permiten estimar la resistencia de fuste y la resistencia de punta son de tipo empírico. Es decir, son el resultado de un análisis estadístico del comportamiento de ciertos pilotes en determinadas condiciones de terreno. Por lo tanto, es sumamente importante conocer el origen y las condiciones bajo las cuales determinadas fórmulas de cálculo son válidas.

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3. CLASIFICACIÓN

A. PILOTES RÍGIDOS DE PRIMER ORDEN

Funcionan principalmente como una columna que al soportar una carga sobre su extremo superior, desarrollan su capacidad de carga con apoyo directo sobre un estrato resistente.

El pilote trabaja por punta, clavado a gran profundidad. Las puntas de los pilotes se clavan en terreno firme; de manera que se confía en el apoyo en ese estrato, aún si hubiere una pequeña descarga por rozamiento del fuste al atravesar estratos menos resistentes. Lo cual denota que las fuerzas de sustentación actúan sobre la punta del pilote, y en menor medida mediante el rozamiento de la superficie lateral del pilote. Esta acción lateral del terreno elimina el riesgo de pandeo.

Los pilotes rígidos de primer orden son el mejor apoyo y el más seguro, porque se apoya en un terreno de gran resistencia.

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B. PILOTES RÍGIDOS DE SEGUNDO ORDEN

Son aquellos que al estar soportando una carga sobre su cabeza dentro de un estrato profundo de suelos menos firmes como un estrato profundo de suelo granular o coherente. En este caso se debe utilizar un pilote rígido de segundo orden y éste se debe profundizar hasta que la punta llegue a encontrar terreno firme de mayor espesor.

Este tipo de pilote transmite su carga al terreno por punta, pero también descarga gran parte de los esfuerzos de las capas de terreno que ha atravesado por rozamiento lateral. La punta al perforar la primera capa firme, puede sufrir asientos diferenciales considerables.

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C. PILOTES FLOTANTES.

Cuando el terreno donde se construye posee el estrato a gran profundidad; en este caso los pilotes están sumergidos en una capa blanda y no apoyan en ningún estrato de terreno firme, por lo que la carga que transmite al terreno lo hace únicamente por efecto de rozamiento del fuste del pilote, su valor resistente es en función de la profundidad, diámetro y naturaleza del terreno.

Se calcula la longitud del pilote en función de su resistencia. En forma empírica sabemos que los pilotes cuya longitud es menor que la anchura de obra, no pueden soportar su carga.

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D. PILOTES PREFABRICADOS

Los pilotes prefabricados también se los conoce por el nombre de pilotes pre moldeados, estos pertenecen a la categoría de cimentaciones profundas; pueden estar construidos con concreto armado ordinario o con concreto pretensados similares a postes de luz o secciones metálicas.

Estos pilotes se hincan o clavan verticalmente sobre la superficie del terreno por medio de golpes, esto mediante un martinete, pala metálica equipada, maquinas a golpe de masas o con martillo neumático esto hace que el elemento descienda, penetrando el terreno, tarea que se prolonga hasta que se alcanza la profundidad del estrato resistente y se produzca el "rechazo" del suelo en caso de ser un pilote que trabaje por "punta", o de llegar a la profundidad de diseño, en caso de ser un pilote que trabaje por "fricción".

Una vez hincado o clavado en el terreno , este ejerce sobre el pilote y en toda su superficie lateral, una fuerza de adherencia que aumenta al continuar clavando mas pilotes en las proximidades, pudiendo conseguir mediante este procedimiento, una consolidación del terreno.

Es importante indicar que la operación de hincado o clavado del pilote debe de realizarse siempre de dentro hacia fuera.

Están constituidos en toda su longitud mediante tramos ensamblables. Son relativamente caros ya que están fuertemente armados para resistir los esfuerzos durante el transporte y el clavado en el terreno. La punta va reforzada con una pieza metálica especial para permitir la hinca o el clavado.

La sección del pilote suele ser cuadrada y sus dimensiones normalmente son de 30 cm. x 30 cm. ó 45 cm. x 45 cm. También se construyen con secciones hexagonales en casos especiales.

Están compuestos por dos armaduras: una longitudinal con 4 diámetros de 25 mm. y otra transversal compuesta por estribos de varilla de sección 8 mm. como mínimo.

La cabeza del pilote se refuerza uniendo los cercos con una separación de 5 cm. en una longitud que oscila en 1 m.

E. PILOTES DE DESPLAZAMIENTO

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Los pilotes de desplazamiento son los pilotes que se construyen sin extraer las tierras del terreno y tienen dos sistemas de ejecución diferentes.

F. PILOTES DE DESPLAZAMIENTO CON AZUCHE

Se utilizan cuando los pilotes poseen diámetros pequeños (se considera entre 30 y 65 cm. aproximados) y el terreno es resistente pero poco estable.

Se ejecuta la hinca con una entubación que posee un azuche de punta cónica o plana en su extremo inferior, la entubación puede ser metálica o de concreto.

El azuche posee un diámetro exterior mayor en aproximadamente 5 cm. que el pilote, con la parte superior cilíndrica ya preparada para introducir en el extremo inferior de la entubación.

Con golpes de maza o martillo se hinca desde la parte superior de la entubación y se encaja hasta la profundidad que se requiere para el pilotaje.

Luego se extrae la entubación con la precaución de que quede un mínimo de concreto igual a 2 veces el diámetro interior; de esta manera se impide la entrada de agua por la parte inferior. La forma de extraer la entubación es con un golpe en la cabeza, logrando el efecto de vibrado del concreto.

G. PILOTES CON EXTRACCIÓN DE TIERRA

Este sistema de Pilotaje por Extracción de Tierras requiere que las tierras de la excavación sean extraídas antes de la ejecución del hormigonado de pilotes.

La excavación se puede realizar de diferentes modos, de acuerdo a las características del terreno. Para lo cual se utilizan maquinarias diferentes como cucharas, trépanos, barrenas y otros.

En terrenos poco cohesivos o cuando el terreno resistente queda debajo del Nivel Freático, se pueden producir desmoronamientos o filtraciones de la napa. Para evitar estos problemas se recurre a una camisa metálica, es un tubo que tiene la misma función de un encofrado; esta camisa se va clavando al tiempo que se efectúa la excavación. Estas camisas pueden ser recuperables o perdidas si se dejan en el terreno; en este caso, el tubo metálico ha sido tratado en su cara externa con pinturas adecuadas para evitar la corrosión.

Existen otras soluciones que utilizan lodos tixotrópicos para garantizar la estabilidad de las paredes de la excavación; o por extracción de tierras con barrena helicoidal, en terrenos coherentes donde no ocurran desmoronamientos.

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Dentro de la clasificación de pilotes con extracción de tierras, podemos mencionar:

· Pilotes de Extracción con Entubación Recuperable: por lo general son pilotes de grandes dimensiones, con diámetros entre 45 y 125 cm.

H. PILOTES VACIADOS IN SITU

Los Pilotes vaciados in situ son un tipo de pilotes ejecutados en obra, tal como su nombre lo indica, en el sitio, en el lugar.

La denominación se aplica cuando el método constructivo consiste en realizar una perforación en el suelo a la cual se le colocará un armado en su interior y posteriormente se rellenará con concreto.

En ocasiones, el material en el que se está cimentando, es un suelo friccionante (como son arenas, materiales gruesos y limos, los cuales pueden ser considerados como materiales friccionantes ya que al poseer una estructura cohesiva tan frágil, cualquier movimiento como el que produce la broca al perforar, hace que se rompa dicha cohesión y el material trabaje como un suelo friccionantes), es por ello que se presentan desmoronamientos en el interior de las paredes de la perforación; a este fenómeno se le denomina "caídos", es por ello que se recurre a diversos métodos para evitar que se presente.

Uno de los principales métodos de evitar "caídos", consiste en vaciar "lodo bentonítico" en el interior de la perforación, y al vaciar posteriormente el concreto dentro, el lodo saldrá por diferencia de densidades. Otro método menos empleado, es el uso de "camisas" o "ademes" de acero recuperables, los cuales no son más que secciones metálicas que se introducen en la excavación y evitan que el material de las paredes caiga.

4. ARMADURAS DE PILOTES

Las armaduras se conforman como si fuesen jaulas; las armaduras longitudinales están constituidas por barras colocadas uniformemente en el perímetro de la sección, y el armado transversal lo constituyen un zuncho en espiral o cercos de redondos de 6 mm. de sección, con una separación de 20 cm.

El diámetro exterior del zuncho será igual al diámetro de pilote, restándole 8 cm; así se obtiene un recubrimiento mínimo de 4 cm.

La cantidad de barras y el diámetro de las mismas, se calcula en función de la carga que deba soportar el pilote.

5. PRECAUCIONES CONSTRUCTIVAS

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A. COLOCACIÓN DE CONCRETO IN SITU

La distancia mínima entre la piloteadora y la colocación del concreto debe ser especificada. Se han realizado pruebas que muestran que las vibraciones provenientes de la piloteadora no tienen efectos contrarios sobre el concreto fresco, y un criterio de un pilote abierto entre las operaciones de perforación y las de vaciado es considerado como satisfactorio.La camisa, cascarón, tubo o tubería, debe ser inspeccionado justo antes a rellenarlo con concreto y debe estar libre de material extraño y no contener más de diez centímetros de agua, a menos que se utilice el método tremie para introducir concreto. El concreto debe ser vertido en cada perforación o camisa sin interrupción. Si es necesario interrumpir el proceso de vertido de concreto por un intervalo de tiempo tal que endurezca el concreto, se deben colocar dovelas de acero en la zona superior hormigonada del pilote. Cuando el vaciado se suspende, todas la rebabas debe ser retiradas y la superficie del concreto debe ser lavada con una lechada fluida.

B. VACIADO CON EL MÉTODO TREMIE

El método tremie, de llenado por flujo inverso, se usa para verter concreto a través de agua, cuando la perforación queda inundada. El concreto se carga por tolva o es bombeado, en forma continua, dentro de una tubería llamada tremie, deslizándose hacia el fondo y desplazando el agua e impurezas hacia la superficie. El fondo del tremie se debe cerrar con una válvula para prevenir que el concreto entre en contacto con el agua. El tremie llega hasta el fondo de la perforación antes de iniciarse el vertido del concreto. Al principio, se debe elevar algunos centímetros para iniciar el flujo del concreto y asegurar un buen contacto entre en concreto y el fondo de la perforación.

Como el tremie es elevado durante el vaciado, se debe mantener dentro del volumen del concreto, evitando el contacto con el agua. Antes de retirar el tremie completamente, se debe verter suficiente concreto para desplazar toda el agua y el concreto diluido.

6. MATERIALES UTILIZADOS

Indicamos los materiales utilizados en pilotaje:

A. MADERA

La madera se emplea desde la prehistoria; en ese entonces los habitantes lacustres construían sus chozas apoyándolas sobre troncos hincados en el lecho del lago. Estos troncos lograron conservarse mientras las aguas que los rodeaban eran ácidas, es decir de pantanos turbosos.

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Los rollizos de madera se conservan más tiempo si se los mantiene permanentemente mojados o secos, pero si se alternan estas condiciones de humedad, se destruyen rápidamente.

Antes de colocar los pilotes se aconseja impregnarlos a presión con una sustancia protectora para evitar el ataque de hongos o insectos que destruyen sus fibras.

Las maderas más usadas, por ser más económicas, son pino y abeto. Si se requiere de mayor resistencia por el ataque de aguas de mar o por impactos, se debe recurrir a maderas más costosas pero de mayor dureza, como por ejemplo la haya o la teca.

Los rollizos naturales son más económicos, pero si poseen sección cuadrada, son mejores para sus posibles empalmes.

El hincado debe realizarse con golpeteo suave sobre la parte más gruesa del tronco.

En pilotes más grandes la carga de trabajo no ha de superar las 25 T. Esta clase de pilotaje se emplea donde el tronco de árbol es un material habitual fácil de encontrar en ese lugar, o cuando se trata de cimentaciones en zonas lacustres.

B. ACERO

Se utilizan con secciones en H o en Cajón.

En tipo cajón pueden rellenarse de concreto después de haberse colocado.

A veces se constituye el pilotaje con perfiles planos empalmables, es el tablestacado, que se consiguen con secciones de acero laminado en caliente. Se los utiliza como contención de tierras y como barrera del agua en caso de excavaciones para cimentaciones, sótanos. En muelles y zonas ribereñas también suele usarse.

Para evitar la corrosión, el acero puede contener una cantidad importante de cobre, se lo llama acero de oxidación controlada o estar impregnado con pintura bituminosa.

Los hincados en pilotes de acero son más fuertes y vigorosos.

Si es necesario, pueden recuperarse y se les puede hacer variar su longitud por corte o por soldadura.

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C. CONCRETO

Los pilotes fabricados de este material se dividen en:

Pilotes PrefabricadosPilotes vaciados in Situ

7. CASOS EN QUE SE USAN PILOTES

Cuando las cargas transmitidas por el edificio no se pueden distribuir adecuadamente en una cimentación superficial excediendo la capacidad portante del suelo.Puede darse que los estratos inmediatos a los cimientos produzcan asientos imprevistos y que el suelo resistente esté a cierta profundidad; es el caso de edificios que apoyan en terrenos de baja calidad.Cuando el terreno está sometido a grandes variaciones de temperatura por hinchamientos y retracciones producidos con arcillas expansivas.Cuando la edificación está situada sobre agua o con la capa freática muy cerca del nivel de suelo.Cuando los cimientos están sometidos a esfuerzos de tracción.Aquí tenemos varios casos:

En edificios de altura expuestos a fuertes vientos.En construcciones que requieren de elementos que trabajen a la tracción, como estructuras

de cables, o cualquier estructura anclada en el suelo.Cuando se necesita resistir cargas inclinadas; como en los muros de contención de los

muelles.Cuando se deben recalzar cimientos existentes.

En la cimentación por pilotaje deben observarse los siguientes factores de incidencia:

1. El rozamiento y adherencia entre suelo y cuerpo del pilote.

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2. La resistencia por punta, en caso de transmitir compresiones, para absorber esfuerzos de tracción puede ensancharse la parte inferior del pilote, para que trabaje el suelo superior.

3. La combinación de ambos.

Para hincar el pilote siempre se busca el apoyo sobre una capa resistente que soporte las cargas transmitidas.

Frecuentemente la capa firme está a mucha profundidad, entonces el rozamiento lateral puede ser de importancia según el caso.

Con un terreno mediocre en superficie y fuertes cargas, el rozamiento lateral será menos importante cuanto más débiles sean las capas del terreno atravesadas; por ello conviene emplear este sistema.

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