Objeto de una cimentación: transmitir al terreno de forma amortiguada las cargas
estructurales que no se pueden transmitir directamente al mismo por ser un material
de baja resistencia y elevada deformabilidad.

– Cimentaciones superficiales: D/B < 4
– Cimentaciones semiprofundas 4 < D/B < 8 a 10
– Cimentaciones profundas 8 a 10 < D/B

Pilotes: Elementos de cimentación de gran longitud que se hincan directamente en el
terreno o bien se construyen en una cavidad previamente abierta en el mismo.

La cimentación mediante pilotes es necesaria cuando la cimentación superficial o
semiprofunda no es posible por razones técnicas, de dimensiones o económicas.

Forma de trabajo de los pilotes

Contribución por fuste: se basa en la fricción entre el terreno y el pilote. Es un
comportamiento tensión tangencial versus desplazamiento relativo que puede
tener términos friccionales o de adherencia. F = integral de t x dAfuste

Contribución por punta: se basa en el apoyo normal en capas inferiores
normalmente más resistentes ya sea por naturaleza diferente como por mayor
confinamiento. P = integral de sn x dApunta
Una componente (cualquiera de ellas) puede ser muy superior a la otra. El
fuste puede actuar en contra, es decir, en lugar de resistir se apoya.

Criterios básicos de utilización de los pilotes

Cuando en superficie las capas no son suficientemente resistentes como para obtener
tamaños de cimentación superficial aceptables cumpliendo las condiciones en rotura y
de servicio (asientos).

– Relleno de suelo blando que nunca ha sido sometido a una carga exterior
(suelo normalmente consolidado).
– Estricta limitación de asientos, asientos diferenciales o asientos sobre otras
estructuras. Los pilotes son cimentaciones que dan lugar a movimientos
muy pequeños en comparación con las cimentaciones superficiales.
– Terreno heterogéneo. Presencia de capas de apoyo duras a profundidad
variable.
– Cargas muy fuertes: Offshore, muelles en zonas portuarias, muros, apoyos
de puentes, cargas verticales invertidas (tracción).

En todo caso debe considerarse la posible mejora del terreno por ejemplo mediante
precarga o eliminación de capas de terreno blando.

TIPOLOGÍA DE PILOTES

a) Por la forma de transmitir la carga al terreno
– Columna: fuerte predominio de la componente de punta (capa resistente
bajo suelo blando).
– Flotantes o de rozamiento: transmisión a lo largo del pilote al suelo
deformable al que se adhiere por fuste.
Según la NTE se puede establecer que:

– P > 3 F el pilote trabaja esencialmente por punta
– P < 3 F el pilote trabaja esencialmente por fuste

b) Por la forma de puesta en obra con respecto al terreno
– Pilotes de desplazamiento o hincados: se instala en el terreno desplazando
en el terreno un volumen de suelo equivalente. Primero el terreno sube,
pero luego solo se comprime.
Se caracterizan por:
– fuerte fricción suelo – pilote (el pilote queda fuertemente
confinado)
– alteración del suelo: en general mejora por compresión del terreno
– para reducir el coste de hinca puede interesar que el pilote sea liso
– Pilotes de extracción: se excava previamente el terreno donde se va a
instalar el pilote. A continuación se ejecuta el pilote.
Se caracterizan por:
– débil fricción suelo – pilote debido a la débil tensión normal
– interesa que el pilote sea rugoso para mejorar la contribución por
fuste.
– De extracción – desplazamiento: se excava previamente un volumen de
suelo inferior al que ocupará el pilote terminado. Se hace para reducir el
coste de la hinca en un terreno medio.

c) por el lugar de fabricación y la forma de ejecución
– Prefabricados: en este caso se transportan desde una planta de fabricación
y se hincan por percusión, por presión o vibración, mediante gatos
hidráulicos, roscados al terreno o, se instalan en perforaciones previamente
perforadas.
– Ejecutados in situ: hay varios tipologias
– Hinca de entubación recuperable con un azuche (tapón
perdido en la punta de la entubación). Se hormigona en el
interior de la entubación que se va extrayendo
simultáneamente al hormigonado. Siempre deben quedar 2
diámetros de hormigón dentro de la camisa para evitar la
entrada de agua. Se extrae la ent ubación mediante golpeo
lateral que sirve para vibrar el hormigón. CPI 2
– Idem pero con tapón de gravas en lugar del azuche. En
este caso el golpeo se hace con un martillo interior que
golpea sobre el tapón . CPI 3
– Extracción mediante cuchara (trépano si es terreno duro)
con entubación recuperable. Al hormigonar se quita la
entubación. CPI-4.
– Extracción mediante cuchara (trépano si es terreno duro)
con entubación no recuperable. CPI-5.
– Perforados con hélice y manteniendo la excavación con
lodos tixotrópicos (mezcla de agua con arcilla bentonítica)
que mantienen las paredes evitando los derrumbes (su
densidad puede ser de 1.3 a 1.4, supongo). CPI-6
– Barrenados: introduciendo un mortero por el eje de la
barrena que desplaza el terreno triturado. Finalmente se va
extrayendo la barrena y al mismo tiempo se hormigona. Las
armaduras se introducen en el hormigón fresco. CPI-7

d) según el material
– Madera: bajo el agua se conserva bien
– Metálicos: aprovechar perfiles laminados. Velocidad de oxidación es lenta
– Hormigón: armado o pretensado.
– Mixtos: combinación de perfiles con hormigón.

Procedimiento general de cálculo
1. Selección de la solución en base a criterios preestablecidos
2. Comprobación en rotura/hundimiento (pilote aislado / grupo de pilotes). Si no
cumple, volver a 1.
3. Comprobación de deformaciones / asientos para la carga de trabajo. Si no cumple,
volver a 1.
4. Dimensionamiento estructural del pilote: armaduras
5. Dimensionamiento de elementos auxiliares tales como encepados o vigas riostras.



Recomendaciones que ayudan con el estudio de este tema.

Créditos & citaciones.

Autor: Equipo de redacción, Manuelette Ramirez Bencosme.
Fecha de publicación: diciembre 24, 2010.

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