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8/19/2019 Equipo Empleado Para Pilotaje

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ACULTAD NACIONAL DE INGENIERIA

INGENIERIA CIVIL

CIV-2247-A

EQUIPO EMPLEADO PARA PILOTAJE (PILOTES)

1.-INTRODUCCIÓN.-

El tema principal de nuestra investigación consiste en la recopilación de losdiferentes métodos utilizados en nuestro país para la construcción, fabricación ycolocación de pilotes de concreto (colados en el sitio y prefabricados).

Para realizar el proceso constructivo de un pilote se debe hacer algunas tareasprevias.

espués de obtener el estudio geotécnico se toman datos sobre el corteestratigr!"co y nivel de la capa fre!tica, características mec!nicas del suelo y laprofundidad proyectada para la cimentación.

#na vez obtenido estos datos y el dise$o del pilote, se procede a la elección de losmétodos y técnicas m!s favorables para la e%ecución del proyecto.

&e debe limpiar y nivelar el !rea de traba%o, de%ando espacio su"ciente para elmane%o de e'uipos a utilizar.

2.-MAQUINARIA UTILIZADO EN EL COLOCADO E HINCADO DE PILOTES.-

lgunas de las ma'uinarias utilizadas en para realizar el procedimientoconstructivo de pilotes se muestran a continuación.

2.1.-Grúas

#na gra es una m!'uina de elevación de movimiento discontinuo destinado aelevar y distribuir cargas en el espacio suspendidas de un gancho.

Por regla general son ingenios 'ue cuentan con poleas acanaladas, contrapesos,mecanismos simples, etc. para crear venta%a mec!nica y lograr mover grandescargas.

&irven para el levantamiento y mane%o de ob%etos pesados, contando para ello conun sistema de malacates 'ue acciona a uno o varios cables, montados sobre unapluma y cuyos e*tremos terminan en gancho.

+as gras pueden ser "%as o móviles. uando la gra es móvil, puede trasladarsepor sí misma, sobre orugas o ruedas dispuestas para tal "n.

+as plumas de las gras pueden ser rígidas cuando est!n formadas por estructurasmodulares o bien telescópicas cuando est!n formadas por elementos prism!ticos'ue deslizan unos dentro de otros.

M.Sc. Ing. MANUEL LIPEZ QUIAMAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCIÓN

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http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quinahttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_simplehttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_simplehttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina


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-ra con pluma rígida montada sobre orugas

Partes de la gra.


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En las siguientes tablas se muestran las distintas gras móviles 'ue seencuentran en el mercado de la construcción/

2.2.-P!r"#ra$#ras.- este e'uipo como su nombre lo indica esta dise$adoe*clusivamente para los traba%os de perforación, barrenación y demolición, yadem!s de encontrarse en una variedad de formas y tama$os cuentan unaaplicación muy importante en el campo de la construcción.M.Sc. Ing. MANUEL LIPEZ QUIAMAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCIÓN

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Ta%&a L'sa$# $! rúas

Mara M#$!&#

Caa'$a

P!

+in012elt

+&34 56.35 57.+&84 9:.:8 97.+&5;41 :;.49 64.+&5;41 :


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a %

a) Perforadora rotatoria &oilmec C159b) Perforadora rotatoria montada sobre camión recomendada en suelos estables


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simismo la gran variedad de perforaciones 'ue dependiendo de su tama$o yaplicación, pueden montarse en barras o varillas de acero, carretillas, vagones,carros de perforaciones, trípodes, orugas, camiones, torres y en un sinfín deplataformas y e'uipos especiales est!n dise$ados adecuadamente por un control

'ue les permitir! a través de una broca y la barrena, el bombeo de aire, agua ylodo, cuya "nalidad es conserva y lubricar la broca, e*traes los fragmentos ymantener la presión necesaria en las paredes del agu%ero evitando 'ue sederrumben

&on m!'uinas 'ue sirven para hacer perforaciones en el suelo, por rotación o porpercusión. En el caso de las rotatorias, la torsión se transmite por medio de unabarra en cuyo e*tremo inferior se coloca una herramienta de avance tal como unabroca, o una hélice. +a barra se hace girar con algn mecanismo, o bien se levantay se de%a caer sobre el fondo de la perforación, lo cual da lugar a 'ue lasperforadoras sean rotatorias o de percusión, respectivamente.

+as siguientes tablas muestran una lista de perforadoras con 2arretón o Dellytelescópico yo 2arrena continua 'ue se utilizan m!s en la construcción de pilotes.


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Babla / Perforadoras de barretón o Delly telescópico

>arca >odelo Bipo Par 0g1

i!met

ro

Profundid

ad

2auer(lemania)

2-8 &Fruga 8,:43 5.9; :;

2-99= &Fruga 99,::; 5.4;


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Babla / Perforadoras de hélice continua

>arca >odelo Bipo Par 0g1mi!metrom!*. (m)

Profundidad m!*. (m)

2auer(lemania

2-5: &Fruga 5:.94 ;.8; 5:.82-6; &Fruga 67.:6 5.9; 95.3

asagrande (Gtalia)

+=1H57 &Fruga 8.88 ;.3; 57

=1 &Fruga 8.88 ;.4; 95

=1 &Fruga 8.88 5.;; 9:

&oilmec(Gtalia)

C153 &Fruga 53.;; 5.5; 95.<

&>1:8 &Fruga 4.4< ;.8< 96.<

=I1:9 &-ra 3.5; ;.4; 69

Babla / Bipos y características de perforadores de fondo

>odeloi!metroperforación cm

de

Pesomartillo D

del

Hrecuenciade

o eraciónonsumoaireJ

de

hampion :


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Es un tubo de acero al carbono 'ue se introduce dentro del pozo de agua paraevitar 'ue el suelo se desga%e y taponee nuevamente la perforación. Es unelemento de car!cter estructural 'ue se ve sometido a diferentes esfuerzosdel terreno por lo 'ue para su dise$o se re'uiere de un c!lculo tanto delmaterial (acero de ba%o carbono, con contenido de cobre, ba%a aleación de alta

resistencia, o ino*idable) como del espesor del mismo.

El oscilador de ademes tiene un movimiento rotacional alterno y una fuerzavertical. &e utilizan combinados con perforación rotatoria o la e*tracción dematerial con alme%a de ga%os.

En la siguiente tabla se presentan algunos modelos y capacidades deosciladores/

Babla / Fsciladoras de ademes

>arca >odelo i!metro m!*.Par de torsión(DL1 m)

2auer2M 44;1;:2M 5;1;:

11

:


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Esta herramienta tiene forma semicircular y penetra en el suelo por caídalibre, compensando el peso de la alme%a contra las fuerzas ascensionalescausadas por la acción de cerrado de los ga%os.

+as 'ui%adas móviles se accionan con cilindros hidr!ulicos, adosadas en laparte inferior de un Delly rígido, de una pieza o telescópico. +a presiónhidr!ulica del sistema se genera mediante una unidad de potencia 'ue, aligual 'ue el e'uipo de e*cavación, se monta sobre una gra de orugas.

2..-D!sar!3a$#r!s.-

&e emplean para remover partículas de suelo en los lodos de perforación. &usprincipales componentes son/

• >alla vibratoria para captar partículas mayores de < mm, ;.9 in.

• =idrociclones, 'ue remueven las partículas "nas en suspensión• El lodo circula a través del con%unto de componentes por medio de

bombas y tan'ues de almacenamiento temporal.


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lme%a de


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2.4.-Mar'&s ara 5'3a$#.-

&on e'uipos 'ue generan impactos en serie para el hincado de pilotes. +osm!s comunes, y me%or empleados en nuestro país son los martillos decombustión interna 'ue emplean diesel como combustible para levantar la

masa golpeadora, al mismo tiempo 'ue se aprovecha su e*plosión paraincrementar el impacto del hincado.

El ciclo de operación de los martillos diesel se inicia con la caída libre de unpistón guiado dentro de un cilindro 'ue, al comprimir el aire en el interior de lac!mara de combustión, produce el encendido y e*plosión sbita del dieselpreviamente inyectado. +a e*plosión y el impacto de la masa 'ue golpeaprovocan la penetración del pilote en el terreno y la e*pansión de los gases'uemados impulsa al pistón hacia arriba y así sucesivamente.


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Babla / Bipos de martillo para el hincadoElemental aída libre

cción simpleMapor Leum!ticos

oble acción

iferencialesMapor Leum!ticos

=idr!ulicos

ieselbiertoserrados

Mibratorios2a%a frecuencia, mayor de:; =z lta frecuencia,

Mibratorios N Gmpacto 1

/.- PROCESO CONSTRUCTI6O DE PILOTES COLADOS IN SITU


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#n martillo diesel hincando un pilote


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/.1 I3r#$7'+3#no del elemento m!s importante a tener en cuenta en la construcción de lospilotes de concreto colados en el sitio es la calidad de los materiales 'ue seutilicen en su fabricación.

dem!s de cumplir con todas las normas establecidas en los códigos yreglamentos, estos materiales deben adaptarse a las condiciones especialesde la construcción de pilotes, tales como traba%o a profundidadesconsiderables, condiciones de mucha humedad, azolves del terreno, etc.E*isten muchos procesos para construir pilotes de concreto colados en el sitio./.2 M!#$#8a /.2.1 Tar!as Pr!,'asa. Fbtenido el Estudio -eotécnico, se tomar!n los siguientes datos

5. orte estratigr!"co y nivel de la capa fre!tica.9. aracterísticas mec!nicas del suelo.6. -rado de agresividad del suelo.

:. Profundidad proyectada para la cimentación.b. +impiar y nivelar la super"cie de traba%o, de%ando una anchura convenientepara el traba%o de la ma'uinaria a utilizar.

c. &e realizar! una inspección de las construcciones aleda$as a "n decomprobar 'ue no haya servicios 'ue impidan o afecten los traba%os deconstrucción de pilotesO si fuese necesario, se sustituir!n los mismos.#na vez se realizan dichas tareas previas, se procede con las actividades

'uecomponen el procedimiento desde el inicio de la construcción de piloteshasta su culminación.


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/.2.2 Tra9#Para construir estos pilotes es necesario hacer un replanteo de la zona yubicar mediante aparatos topogr!"cos el centro de cada pilote. &e indica laubicación, la profundidad de perforación y de desplante, dicha referencia

deber! mantenerse vista todo el tiempo 'ue sea necesario.

/.2./ P!r"#ra'+3El tipo de perforación depende de las características 'ue presentan los suelos. a) E3 s!#Por lo general se utiliza sobre el nivel fre!tico donde no e*iste el peligro dederrumbe o socavación al perforar el pozo hasta el fondo, aun'ue en algunoscasos se utiliza en suelos ba%o el nivel fre!tico todo y cuando lapermeabilidades tal 'ue la "ltración en el pozo es mínima, mientraspermanece abierto.T:3'as ara !r"#ra'+3 !3 s!#P!r"#ra'+3 R#a#r'a&e emplean generalmente dos tipos de perforaciones con sistema rotatorio/Qon 2arretón o Delly de perforaciónO ya sea montada sobre orugas, sobregra o sobre camión. En este caso, el Delly puede ser de una sola pieza o bientelescópico de varias secciones, con el cual se e*trae de manera intermitenteel suelo perforado.Qon =élice continuaO montada sobre gra o sobre oruga. El suelo se e*trae demanera continua, conforme se perfora el suelo.=asta la terminación del proceso de perforación, las herramientas deperforación est!n entrando y saliendo del barreno para ser vaciadas en ele*terior.

;##ra"8a 0.


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Tr!a3# Ma37a&Este método consiste en realizar la perforación a través de una herramientasencilla manipulada directamente por uno o dos hombres, a la cual se le llamacomnmente como/ RpalaS. Este trepano est! formado por tubos met!licos

'ue poseen cone*iones en sus e*tremos para ensamblarlos hastaprofundidades de5; mts. En su e*tremo superior posee dos barrashorizontales 'ue permiten aplicar una fuerza par, lacual hace 'ue el trépano ubicado en sue*tremoinferior rote y corte el material. uando estetrepano se llena de material, ese*traído a la super"ciepara depositar el material e*cavado. Este procesoserepite hasta alcanzar la profundidad re'uerida.Estos trépanos se encuentrandisponibles en di!metroshasta de :; cm. &on fabricados de acero en un

tallerde mec!nica, generalmente con poco control de calidad. Este método seutilizaen la industria de la construcción tales como/ viviendas y pe'ue$osedi"cios ydonde es necesario colar muchos pilotes de di!metros reducidos.%) C#3 a!3!s =7'$#s ($#s> a7a> a'r! # #&8*!r#s)En situaciones en 'ue no se puede protegerse la e*cavación con tubería, y en'ue las paredes de la perforación son inestables ya sea por la presencia deagua fre!tica o por sus desfavorables propiedades mec!nicas, se utilizanagentes Tuidos.) E37%a$#sEn caso donde los suelos son menos competentes o para evitar derrumbes ysocavaciones, se debe de colocar un entubado protector temporal. Estatubería debe de tener su"ciente grosor de pared como para resistir la presióndel suelo, la presión hidrost!tica y los efectos din!micos de la construcción.+os di!metros a partir de los cuales se considera colocar tubería son/ 4; cm.,5.; m, 5.9; m y 5.


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Entubado Fscilatorioon este procedimiento, el ademe se su%eta con un collar circular, 'ueesoperado hidr!ulicamente, y rotado alrededor de 9;U en direcciones alternas.&imult!neamente el ademe es empu%ado dentro del suelo por gatos

hidr!ulicos.El ademe se coloca en secciones, usualmente de 3 mts, de tal manera'uepermita perforar dentro del mismo, antes de continuar coloc!ndolo.Estassecciones se unen entre sí hasta alcanzar la profundidad deseada, pormedio decollares con insertos cónicos para tornillos. El espesor de la pared deestosademes, para traba%o pesado, est! entre :; y 3; mm.+a m!*imacapacidad de perforación con este método es de 6; mts. eprofundidad y condi!metro m!*imo de V 9.< m.

/.2.0 M#&$!s ara '!s #&a$#s '3 s'7.C#3 7%# r!7!ra%&!&on pilotes de desplazamiento, donde se utiliza tubos met!licos, seintroduceen el suelo ya sea por rotación o por hincado evitando 'ue penetresuelo o aguaen la entibaciónO luego deconstruir el pilote y verter el concreto eneste, see*trae el tubo o molde.En la actualidad, e*iste una variedad depilotes con tubos recuperables,acontinuación se mencionaran algunos delo mas comunes

QPilotes &imple*QPilotes E*pressQPilotes MibroQPilotes Hran0i

C#3 7%# 3# r!7!ra%&!


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omo su nombre lo indica, son a'uellos pilotes 'ue fabricados en el lugar dela obra mantienen el tubo empleado para el ademe, formando parte del pilote,dicho tubo se hinca con su punta inferior tapada.Entre los pilotes m!s comunes con tubo no recuperable tenemos/

QPilotes obi de >andril Leum!tico.QPilotes Caymond./.2. P'!s s'3 *#&$! (!r"#ra$#s)+os pilotes perforados resultan m!s favorables en suelos donde la cohesióndeber! ser su"ciente para permanecer abierto durante la perforación,inspección y el colado del concreto, adem!s los suelos no debentener"ltraciones de agua. on este método se evitan inconvenientes como elruido yvibraciones 'ue generan los e'uipos para el proceso de perforaciónconademes./.2.4 Ar*a$7r8aA!r# $! R!"7!r9#El acero de refuerzo se debe proteger contra la o*idación y otro tipo decorrosión antes de colar el concreto, debe estar libre de suciedad, grasa,aceite u otros lubricantes o sustancias 'ue puedan limitar su adherencia alconcreto.Ar*a$7ras $! s '!s+os pilotes generalmente traba%an a compresión, la armadura es similar a lade las columnas o pilares. &in embargo, es necesario 'ue la armadura seacapaz de soportar la Te*ión 'ue se produce en el transporte del izado delpilote como también los esfuerzos por Te*ión producidos por las fuerzashorizontales.+a armadura se compone de barras longitudinales colocadas en la periferia yde estribos transversales o espirales en algunos casos.

Ma3!# ? C#a'+3 $! Ar*a$7ra


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El acero longitudinal se coloca sobre apoyos y se marca los espaciamientosestablecidosO seguido a ello, se realiza el amarre con el espiral hasta lograr lalongitud re'uerida del pilote.En cuanto a los empalmes y traslapes de varillas y estribos estar!n regidos

ba%o las especi"caciones del G 654 sección 7.5;.:.< y sección 59.5:.6.&e debe colocar los separadores (comnmente en nuestro medio son llamadoshelados) estos, deber!n estar colocados con un espaciamiento entre 51 5.< msobre lo largo de la armadura, no deber!n coincidir en una misma seccióntransversal.

R''$'9a$#r!s ? a35#s ara '9a!.En a'uellos casos donde las longitudes y el di!metro de la armadura de lospilotes son grandes, se le amarran en posición diametral dos ganchos en ele*tremo superior de la armadura, es decir, el e*tremo 'ue servir! comocabeza del pilote. +a "nalidad de los rigidizadores es 'ue la armadurapermanezca sin deformarse, y evitar movimientos o desplazamiento tanto delacero longitudinal como transversal.

uando se trata de pilotes pe'ue$os, el mane%o y transportación del elementose puede realizar mediante personas, sin embargo debe tomarse en cuenta lamanipulación cuidadosa para evitar deformaciones


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+a armadura deber! 'uedar 9; cm. retirada del fondo de la e*cavación para locual ser! necesario colocar en su e*tremo superior varillas de di!metroconsiderable, de tal manera 'ue puedan soportarla.#na vez colocada la estructura, deber! recti"carse el alineamiento horizontala través de la brigada topogr!"ca y utilizando las referencias de dise$o./.2.@ C#3r!#

Para iniciar el proceso de colado del concreto, se veri"ca si la perforacióncontiene azolves o recortes sedimentados en el fondo originados por lacolocación de la estructura. Es necesario hacer una limpieza cuidadosa enfondo, mediante herramientas apropiadas, como por e%emplo utilizando unRair lift” . El colado se realizar! por procedimientos 'ue eviten la segregacióndel concreto y la contaminación del mismo con el lodo estabilizador de laperforación o con derrumbes de las paredes de la e*cavación. &e llevar! unregistro de la localización de los pilotes o pilas, las dimensiones relevantes delas perforaciones, las fechas de perforación y de colado, la profundidad y losespesores de los estratos y las características del material de apoyo.

rmaduríacolocada en las perforaciones,se utilizan barras de acerocolocadastransversalmente ale%e de la armaduría del pilote,apoyadas en bases 'uepuedan soportar el peso de la estructurade acero.


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En la actualidad, se han desarrollado mezclas de concreto y métodos decolado especiales para cimentaciones profundas. &e han adoptado mezclascon altatraba%abilidad adem!s se utilizan aditivos 'ue permiten 'ue el concreto Tuya

con facilidad entre el acero de refuerzo y en el contacto con el suelo.En El &alvador, la resistencia del concreto utilizada para pilotes es de 95;0gcm9 a 94; 0gcm9 con revenimientos mayores a los 5< cm.Es importante 'ue el agregado pase libremente entre los intersticios del acerode refuerzo, para 'ue logre ocupar todo el volumen e*cavado para la pila, porlo 'ue se recomienda 'ue el tama$o m!*imo de los agregados no sea mayorde96 partes de la abertura mínima entre el acero de refuerzo o del espesor delrecubrimiento, lo 'ue sea m!s pe'ue$o.En la tabla :.7 se muestran las tres mezclas de concreto recomendadas por laHederation of Piling &ocialists (HP&).T7%# Tr!*'!uando es necesario colar ba%o agua o lodos, el método m!s usado es elllamado RtremieS, es un procedimiento pr!ctico para colocar concreto ba%oagua, sin embargo también es utilizado para condiciones en seco.El tubo tremiedebe ser un tubo de acero, en tramos de 5 m a 3 m con unionesherméticas, de preferencia lisasO esto es para 'ue no tengan coples salientes'ue puedan atorarse con el acero de refuerzo. &e aconse%a 'ue el di!metro deltubo sea por lo menos seis veces mayor 'ue el tama$o m!*imo del agregadogrueso del concreto.S's!*a $! 5:&'! #3'37aEl método es usado sobre todo en terrenos donde las paredes de lae*cavación son inestables y el colapso de las mismas hace imposible haceruna e*cavación de las dimensiones re'ueridas.El método consiste en perforar con una barrena helicoidal continua hasta laprofundidad "nal del pilote, en una sola maniobra. l llegar a la profundidad"nal del pilote se procede a bombear concreto a través de la barrena, cuyocentro es hueco, al mismo tiempo 'ue la barrena va siendo retirada de laperforación. l tener la perforación llena de concreto se procede a introducir laarmadura de refuerzo con el cable au*iliar de la perforadora y mediante unvibrador accionado hidr!ulicamente.


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El procedimiento de colado del concreto mediante barrena continua, es elsiguiente.5. Perforación con la hélice contínua hasta la profundidad re'uerida.9. 2ombeado del concreto a través de la broca.6. E*tracción de la hélice sin rotación.:. Mibración o colocación del acero de refuerzo con separadores dentro delconcreto fresco.El proceso general de construcción de los pilotes comprende/Q onfección de la armadura del pilote.Q #bicación topogr!"ca del pilote a perforar.Q Perforación.Q =ormigonado del pilote.Q Gntroducción de la armadura de refuerzo.Q +impieza materiales procedentes de la perforación.Q Protección del pilote.


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El proceso re'uiere una logística muy bien coordinada, sobre todo con el

suministro de concreto ya 'ue no se puede perforar un pilote si no se cuentaen sitio con el concreto premezclado listo para ser colocado.El sistema permite sostener la e*cavación en todo momento, ya 'ue labarrena

6!3aas $!& *:#$# $! %arr!3a #3'37aB1 Evita la utilización de lodos de perforación.1 Evita la entubación temporal.1 Cendimientos elevados.1 Puede e%ecutarse en cual'uier tipo de suelo blando.1 Puede e%ecutarse ba%o nivel fre!tico.

0.-PROCESO CONSTRUCTI6O DE PILOTES PRE;ARICADOS.-

En la fabricación de los pilotes pre colados, se hace indispensable conocer losmateriales para su elaboración, adem!s 'ue cumplan con los re'uisitos dedise$o, resistencia y durabilidad del concreto ba%o cual'uier condición ya sea'ue se fabri'uen en planta o en el lugar de la obra. El control de calidad de losmateriales en nuestro país, se rige mediante las normas &B>, en ellas seestablece los par!metros 'ue deben cumplir los materiales en la construcción

del proyecto. -eneralmente las secciones de los pilotes prefabricados soncuadradas, aun'ue también se hacen en secciones circulares, triangulares,

P'!s r!"a%r'a$#s.-

&e fabrican antes de su colocación de forma de"nitiva. Pueden ser de madera,de metal o de hormigón armado y pretensado.


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En función del tipo de pilote con el 'ue estemos traba%ando, e*isten variasformas de hincarlo en nuestro terreno, como pueden ser/ con maza, porgolpeo, con ma'uinaria adecuada, por medio de gatos hidr!ulicos, sistema derosca, por e'uipo de vibración..., etc.

Q Pilote de hormigón armado o pretensado/

Es un sistema relativamente nuevo, ya 'ue se inició a principios del siglo WW.+a forma m!s comn es la cuadrada u octogonal, aun'ue tampoco es difícilencontr!rnoslo circular, he*agonal, etc. Estamos hablando de unos di!metrosestablecidos entre 9< y 3; centímetros, y unas longitudes de entre 5; y 6;metros, apro*imadamente.

Gndependientemente de su sección, estos pilotes en su zona inferior est!nterminados en punta, protegida o reforzada por un forro met!lico, 'ue facilitael traba%o e incrementa la seguridad durante el hincado. &i nos centramos enel sistema de hincado por rosca, nos tenemos 'ue encontrar en la punta delpilote a hincar con la formación de rosca 'ue nos agilice la operación.


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PG+FBE E =FC>G-FL C>F FPCEBEL&F

5. Pilotes prefabricados dehormigón armado

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=ay 'ue tener en cuenta 'ue los pilotes pretensados poseen mayores venta%as'ue los armados debido a 'ue su resistencia ser! mayor a la hora de serhincados y son m!s cómodos en cuanto a su mane%o y su transporte.

on respecto a la armadura, es importante establecer 'ue su c!lculo debe

haber sido estudiado no sólo para resistir los esfuerzos a los 'ue estoselementos van a estar sometidos en la infraestructura de la 'ue van a formarparte, sino también para los 'ue se originan en el transporte y en su hincado.

Q Pilote de madera/

=a tenido una gran importancia en la historia y, de hecho, es el sistema m!santiguo del 'ue tenemos constancia, pero debido a su gran vulnerabilidad hasido sustituido por otros de materiales m!s resistentes.

Este elemento estar! formado por rollizos rectos de sección regular,evidentemente de madera y 'ue soportan la posible formación de hongos 'ueda$en la resistencia del material. &e usan para pilotar zonas blandas amplias,como apoyo de estructuras con losa o terraplenes.

Q Pilote met!lico/

e secciones tubulares o per"les en doble # o en =. +os pilotes de acero sedeben hincar con azuches (protecciones en la punta) adecuados.

Q Pilote mi*to/

omo los de acero tubular rodeado y rellenos de mortero. =e*agonales y

octogonales. El proceso a seguir para la fabricación de pilotes es el siguiente/Pr!ara'+3 $! a*as $! #&a$#-

&e elaboran con el "n de servir como plataformas donde se colocaran lascimbras para el colado de los pilotesO la base de ésta debe ser apoyada sobrematerial compactado. El espesor 'ue se emplea oscila entre < y 5; cm.,adem!s sirve como "%ación de los moldes ya 'ue tienen integrados algunoselementos 'ue pueden ser de madera y metal 'ue ayudan a la "%ación de losmoldes.

M#&$!s.-

+os moldes se pueden formar a base de tableros modulares de madera, loscuales permiten darle al pilote la sección re'uerida, adem!s deben ser hechosde materiales durables, rígidos para conservar su forma sin alteraciones yestar dise$ados para soportar el proceso de colocación del concreto así comoel vibrado. Entre los materiales mas comunes est!n el metal, pl!stico y elconcreto.


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En nuestro medio el material m!s empleado para la elaboración de moldespara pilotes es el met!lico, debido a su durabilidad y rigidez adem!s deproporcionar un buen acabado. +os moldes o cimbras mas comunes por sufacilidad de mane%o tanto en su instalación como en el colado son los 'ue se

emplean para pilotes de sección cuadrada y es comn el realizar el ciclo defabricación de manera tal 'ue de ser posible usar los mismos pilotes yacolados en la primera fase como cimbra de las siguientes.

+a plataforma sobre la cual se realice el colado de los pilotes estar!pavimentada con hormigón perfectamente liso y plano para facilitar eldespegue ya sea 'ue los pilotes mismos sean utilizados como cimbras, lomismo para cuando son colados en moldes para facilitar el desmoldado, dichorecubrimiento puede ser a base de grasas, aceite 'uemado, o para"na condiesel. &e comprobar! 'ue la resistencia del terreno es tal 'ue no puedanproducirse asientos 'ue originen esfuerzos superiores a los 'ue pueda resistir

el pilote durante su período de endurecimiento. Esto habr! 'ue tenerloespecialmente en cuenta cuando se hormigonen varias capas de pilotessuperpuestas, y la carga producida sobre el terreno pueda llegar a serimportante.

A!r# $! r!"7!r9#.-

El acero de refuerzo se debe colocar con precisión y protegerseadecuadamente contra la o*idación y otro tipo de corrosión antes de colar elconcreto.

&i la sección es poligonal se dispondr!, como mínimo, una barra de armaduralongitudinal en cada vértice. &i la sección es circular se repartir!nuniformemente en el perímetro, con un mínimo de seis. En cual'uier casoser!n de una sola pieza. El empalme, cuando fuera necesario, se har!mediante soldadura y no coincidir! m!s de un empalme en la misma seccióntransversal del pilote.

C!*!3#.-

Para pilotes de concreto en contacto con agua dulce o aire, se puede usarcemento de tipo G, GG, GGG o GM, mientras 'ue para ambiente marino serecomienda el tipo GG o cemento puzol!nico. En pilotes e*puestos a ambientesmarinos se emplean aditivos inclusores de aire.

El contenido de aire en el concreto recomendable varía entre : a 4X,dependiendo del tama$o del agregado grueso. Para "nes de durabilidad, lospilotes de concreto deben tener cuando menos 6


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:;;0g aun'ue en ocasiones se pre"eren :9;0g . El volumen óptimo de aguade mezclado es en realidad la menor cantidad 'ue pueda producir una mezclapl!stica y alcanzar la traba%abilidad deseada para la colocación m!s e"cientedel concreto. +a durabilidad del producto terminado disminuye al aumentar la

relación agua1cemento.Es aconse%able 'ue el revenimiento del concreto para pilotes oscile entre, 59cm. y 54 cm.

Bodo el concreto deber! mezclarse hasta obtener una distribución uniforme delos materiales y se debe descargar en su totalidad antes de volver a llenar lamezcladora.

+a compactación del concreto debe hacerse con vibradores de alta frecuencia.

+os moldes deben ser lo su"cientemente rígidos para resistir el

desplazamiento o los da$os debidos a la vibración.El concreto deber! mantenerse arriba de 5;U y en estado hmedo cuandomenos durante 7 días después de su colocación o hasta alcanzar la resistenciasu"ciente, para evitar deformaciones.

&e tomar!n las precauciones usuales para un curado convenienteO el cual seprolongar! lo necesario para 'ue los pilotes ad'uieran la resistencia precisapara su transporte e hinca. &i los pilotes hubieran de ser hincados en terrenosagresivos, o 'uedar e*puestos al agua del mar, el período de curado nopodr! ser inferior a veintiocho días. En este caso los pilotes habr!n deprotegerse con una pintura protectora adecuada, debiendo estudiarse lanecesidad de utilizar un cemento resistente a la clase de e*posición de 'ue setrate.

C#a'+3 $!& C#3r!#-

+a actividad de la colocación del concreto no re'uiere e'uipos costosos,sepuede realizar mediante técnicas sencillas, empleando desde bombasmediante canalones hasta carretillas, u otros.

J73as-

&i el pilote est! constituido por varios tramos, los correspondientes empalmesse har!n de forma 'ue su resistencia no sea inferior a la de la sección normaldel pilote y 'uede garantizada la perfecta alineación de los diversos tramos.&e han dise$ado varios tipos de %untas de unión 'ue van desde soldadura atope de dos placas previamente "%adas a los tramos del pilote hastamecanismos m!s so"sticados.


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Ma3!# ? A&*a!3a*'!3# T!*#ra&.-

Para retirar los pilotes de las camas de colado, transporte y almacena%e de losmismos, se preparan ciertos puntos a lo largo del pilote, estructuralmenteapropiados para esas maniobras, para reducir al mínimo los esfuerzos a los

'ue se somete al pilote.

+os puntos de iza%e est!n constituidos por Rore%asS de varilla, cable de acero oplaca, 'ue se "%an previamente al acero de refuerzo y 'uedan ahogadas enelconcreto. Bambién se puede emplear en algunos casos tubos embebidosdentro del pilote, preferiblemente de PM.

En la fabricación de pilotes de hormigón se tendr! en cuenta 'ue éstosdeber!n ser capaces de soportar las operaciones de transporte, mane%o ehinca de forma 'ue no se produzcan roturas ni "suras mayores de 'uincecentésimas de milímetro (;,5< mm). Lo deber!n tener una Techa, producida

por peso propio, mayor de tres milésimas partes (;,;;6) de su longitud, nipandeos locales superiores a un centímetro por metro de longitud de éste. &ise re'uiere mane%ar el pilote de distintos puntos de iza%e, en la "gura :.9a y:.9b se muestran los diferentes arreglos. uando se tienen m!s de dos puntosde iza%e, es recomendable el empleo de balancines

.-Pr#!s# ara 5'3a$# $! '!s

l igual 'ue el proceso de e%ecución de pilotes colados en el sitio, se veri"ca'ue en el terreno estén colocados los puntos donde se va a proceder con elhincado, dicho trazo se hace a través de la topografía, se$alando en el sitio

donde se va a hincar cada pilote.


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omo muchas otras operaciones 'ue se realizan en las construcciones, lahinca de pilotes es un arte, cuyo é*ito depende de la habilidad e ingeniosidadde los 'ue la realizanO sin embargo, también como en muchos otros traba%osde construcción se depende cada vez mas de la ciencia de la ingeniería,

utilizando e'uipos y accesorios m!s e"cientes, 'ue permitan un hincado depilotes dentro de las tolerancias especi"cadas, sin 'ue estos sufran da$os y eltiempo de hincado sea menor.

+os elementos principales para el sistema de hincado son/ una gra, guía,martillo, amortiguador del martillo. dem!s se deben tomar en cuenta,seguidores, perforación previa, chiToneo.

.1. G78as

&on estructuras 'ue se integran a las plumas de las gras y 'ue sirven paramantener la alineación del sistema martillo pilote, para 'ue los golpes sean

concéntricos, deslizando el martillo de hincado, el dispositivo de disparo y elpiloteO su con"guración depende del tipo de aplicación.

+as guías con geometrías tipo ca%ón y las triangulares son las 'ue m!s utilizanOaun'ue las hay circulares y rectangulares.

G78as s7s!3$'$as


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&on ampliamente utilizadas, dada su simplicidad, ligereza y ba%o costo.Pueden girar libremente, lo su"ciente para a%ustar el martillo a la cabeza delpilote, sin 'ue la gra esté e*actamente alineada con la cabeza del pilote.Este tipo de guía permite abarcar un !rea de hincado amplia desde una

posición de la gra.Es usual colocar puntas en la parte inferior de la guía, con el "n de obtener unpunto "%o, 'ue ayude al alineamiento del pilote.

G78as as

&e sostienen de un punto de la pluma de la gra, y con brazos 'ue van desdela parte inferior de la guía a la cabina de la gra. Este tipo de guía est!limitada a pilotes verticales y con inclinación hacia adelante y atr!s (no con

inclinación lateral). +os brazos pueden ser "%os o telescópicos, con lo 'ue seda la inclinación del pilote.

G78as *+,'&!s

&imilares a las guías "%as, pero el punto de su%eción con la pluma puededesplazarse verticalmente. #sualmente cuentan con brazos telescópicos

hidr!ulicos, 'ue permiten a%ustar la inclinación de los mismos, para lograrhincado de pilotes inclinados en dos e%es perpendiculares.

El empleo de las guías, depender! de factores del terreno, rendimiento delhincado, entre otros. En la tabla :.8 se muestra las venta%as y desventa%as dela guías para el hincado de pilotes.


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Babla:.8/omparacionesdelasguías-uía Menta%as esventa%as


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&uspendida

+igera, simple y m!seconómica.Puedegirarlibrementesinnecesidad

dealineare*actamentelagraconelpilote. e: a 3m(56.6a58.4ft)m!scortas'uelaplumadelagra,generalmenteOsilacapacidaddelagraessu"ciente,tienenmayoralcance.Puedenhincarenlaorilladee*c

Ce'uieregradetrestambores(5.guía, 9. martillo,6.pilote)o dedostamboressilaguíasecuel

gadelapluma.&inosecolocanlaspuntasenelsuelo,esdifícilcontrolarlaguía.Elposicionamientodelagraesm!s

difícil'ueconotrossistemas.

Eloperadordebecontrolarelc

Hi%a

Ce'uieregradedostambores

.>ayor precisiónenverticalidad,inclinacióndelpil

>!s pesada y

menoseconómica.>ayor di"cultad

paraensamblar.>óvil >!sf!cilposicionarlaconpilot

esinclinados.>enoseconómica.

.2 A?7$as ara !& 5'3a$#

P!r"#ra'+3 r!,'a.

uando el pilote deba atravesar capas superiores de arcillas compacta o rocablanda para alcanzar el estrato de substanciación, se puede ahorrar tiempo ydinero haciendo una perforación previa.

El ob%eto de las perforaciones previas es servir de guía y facilitar el hincadopara alcanzar los estratos resistentes o evitar movimientos e*cesivos en lamasa de suelo adyacente.

Para atravesar materiales arcillosos blandos, sensitivos con alto contenido deagua, es pr!ctica comn realizar las perforaciones sin e*traer el material,remolde!ndolo enérgicamente mediante rotación dentro del agu%ero,

utilizando una broca en espiral.El di!metro de la perforación previa puede variar, entre el inscrito dentro de latraza del pilote, y el circunscrito del mismo, dependiendo de la estratigrafía decada sitio.


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Es importante de"nir la dimensión de la perforación previa, así como el gradode e*tracción 'ue se re'uiera, ya 'ue inTuir!n en el comportamiento porfricción del pilote, adem!s de afectar la hincabilidad del mismo.

C5'=+3 $! a7aEn los suelos no cohesivos se puede usar el chiTón de agua para hincar hastasu posición "nal pilotes cortos con cargas ligeras y para ayudar la hinca depilotes largos con cargas pesadas. El chorro se produce inyectando agua conuna presión de 5; a 9; Dg. por cm9 por un tubo de 6.4 a


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./ S!&!'+3 $!& *ar'&

+a selección del martillo de hincado re'uiere sumo cuidado, debe establecerseun rango de modelos de martillos adecuados para un proyecto, en términos delas energías de hincado.

#n martillo muy pe'ue$o puede no generar la capacidad de carga necesariaen el piloteO un martillo con mayor energía de la necesaria, puede da$ar alpilote. En la tabla :.55 se muestran métodos para determinar las capacidadesde carga necesaria en un martillo.


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.0 S!7!3'a $! 5'3a$#.

El principio del orden de hincado debe ser hacia la línea de menor resistencia/ale%!ndose de un edi"cio e*istente o ale%!ndose de otros pilotes ya hincadosOhacia un cuerpo de agua (lago, río) para evitar forzar los pilotes 'ueposteriormente se hin'uen le%os del agua.

+os pilotes en cimentaciones circulares se hincan generalmente del centrohacia la orilla, para evitar la e*pansión del suelo en la parte central del círculoyposible levantamiento de los pilotes ya hincados.

En el caso de pilotes de punta, se seleccionar! la secuencia 'ue no

incremente la compactación desigual del estrato de apoyo.


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. I3sa&a'+3 $!& P'!

Para la instalación del pilote, se deben realizar las siguientes actividades/

Q olocar marcas a una separación m!*ima de 5;;cm, a todo lo largo del

pilote, con el "n de determinar con facilidad el nmero de golpes necesariospara cada metro de hincado.

Q Gzar el pilote mane%!ndolo con un estrobo, apoyado en el punto correcto deacuerdo a las recomendaciones hechas anteriormente.

Q olocarlo en el punto correcto de su ubicación o en la perforación previa, sie*iste, de acuerdo a los planos.

Q Frientar las caras del pilote, si es re'uerido.

Q coplar la cabeza del pilote al golpeador del martillo.

Q olocar en posición vertical o en el !ngulo re'uerido, si se trata de pilotesinclinados, tanto el pilote como la guía del martillo, corrigiendo la posición dela gra, la pluma y la guía, hasta lograrlo.

Q Para lograr la verticalidad del pilote se emplean plomadas o niveles.

Q ccionar el disparador del martillo, con lo cual se inicia propiamente elhincado del pilote. (ver fotografías :.9


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primeros golpes del martillo pueden hincar el pilote varios metrosO de hecho elpilote puede introducirse en el terreno ba%o el peso del martillo solamenteO sinembargo en los suelos duros cada golpe del martillo est! acompa$ado por unadeformación del pilote y la consiguiente pérdida de energía. &i se sostiene un

pedazo de tiza contra el pilote y se mueve uniformemente en direcciónhorizontal a medida 'ue se hinca el pilote, se 'uedara trazado en el pilote ungr!"co 'ue representa el movimiento vertical del pilote con respecto altiempo.

El golpe del martillo produce inicialmente un movimiento del pilote haciaaba%o, pero este es seguido por un rebote 'ue representa la compresiónel!stica temporal del pilote y del suelo 'ue lo circunda. El movimiento neto delpilote en el suelo por el efecto de un golpe del martillo. +a penetraciónpromedio para varios golpes se puede hallar de la resistencia a la hinca, 'uees él numero de golpes necesario para hincar el pilote una distancia

determinada, generalmente 9.


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4.-E!r'# $! a&'a'+3.-

#n pilote de concreto pre colado con sección transversal de ;.6J;.6m se hincapor un martinete determinar la resistencia del pilote (carga ultima)

atos/

Energía m!*ima nominal del martinete H E=40.67 KN ∗m

E"ciencia del martinete .. →E=0.8

Peso del ariete →W R=33.36 KN

+ongitud del pilote →L=24.39m

oe"ciente de restitución →n=0.4

Peso del cas'uete del pilote Y9.:< DL

Penetración del pilote →S=25.4mm

Lumero de golpes →N =8

&olución/

Ecuación 'ue nos permite determinar

QU =

( E∗ H ES

N +C )

∗(W

R+n2∗W P

W R+W P )…………(

1

) Q PERMISIBLE=QU FS

eterminación del peso del pilote


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W P= A P∗ L P∗γ C =(0.3m∗0.3m )∗(24.39m )∗(23.58 KN m3 )=55.95 KN

Ceemplazando en la ecuación (5)

QU =(0.8∗40.67∗1000

25.4

8+2.54 )∗(

33.36+0.42∗55.9533.36+55.95 )=2697 ( KN )

apacidad admisible

Q PERMISIBLE=2697

6=449.5( KN )

@.- C#3&7s'#3!s ? r!#*!3$a'#3!s.-

C#3&7s'#3!s

Boda las estructuras temporales, deber!n ser despe%adas y dispuestascorrectamente después de concluida la obra. &e debe limpiar a'uellosdesperdicios o basura 'ue se encuentre en el lugar del la obra.

Para la e%ecución de la obra, es necesario realizar una programación deactividades en un período de tiempo determinado.

Bodos los materiales y el hincado de pilotes deben estar conforme a losre'uisitos y tolerancias indicadas en las especi"caciones o segn lo apruebe elingeniero.

R!#*!3$a'#3!s.-

>edidas de seguridad

Bodo lo 'ue el personal contratado en la e%ecución de las obras deber! llevarpuesto e'uipo protección personal. ebido a 'ue la obra re'uiere de e'uipospesados y especiales, se realizara una reunión para advertirle a todo elpersonal de los riesgos 'ue pueden ocurrir durante la e%ecución de la obra.

dem!s, para llevar a cabo el mantenimiento oportuno y apropiado de lama'uinaria se llevara a otro lugar para minimizar la probabilidad deaccidentes o desperfectos mec!nicos.


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>edidas medioambientales

El impacto en el ambiente 'ue pueda derivase de la e%ecución de las obrasdescritas, segn la metodología propuesta, se espera 'ue sea insigni"cante.Lo obstante, todo el personal involucrado en las obras se les recordara la

importancia de llevar a cabo las actividades de traba%o para 'ue el impactonegativo en el ambiente, sea minimizado.

EZ#GPF& E>P+EF& PC

PG+FB[E (PG+FBE&)

GM99:7DOCENTE M.S. I3. MANUEL LIPEZ QUIAINTEGRANTES

ARRIOS AFZALLANQUI ROLANDO. ;LORES ;LORES EFMAR ALEANDER.


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PEREZ MAMANI JORGE LUIS. QUIROGA MENDEZ 6ALERIA MELISSA. SANTOS CHIRI RENE SANTIAGO. 6ILLEGAS MONTAO ILICH.

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