Pilotes Prefabricados PDF

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ANALISIS Y RESUMEN DE SISTEMA DE CIMENTACION PROFUNDO COMO PILOTES...

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PREFABRICADO S PILOTES PREFABRICADOS.

CERVANTES CARDENAS ANDREA CITLALLI PROCESOS DE CONSTRUCCIÓN, MATERIALIZACIÓN Y COSTOS MODULO IX TRIMESTRE: 20-I

Es una técnica de cimentación profunda que se enmarca en el grupo denominado como pilotes de desplazamiento. Su ejecución se realiza mediante la hinca en el subsuelo, aplicando impactos con martillos de combustión, hidráulicos o vibrohincadores hasta llegar al rechazo. Consisten básicamente en elementos prefabricados de longitud determinada, sección variable. La sección de los pilotes es comúnmente del tipo cuadrado, aunque los hay circulares, hexagonales u otras variaciones para casos muy especiales. Normalmente se les diseña con una punta de lápiz, regatón, punta metálica, etc. Con el fin de dotarles de capacidad de corte al momento del hincado. Pueden tener una longitud variable y son diseñados en secciones o tramos para longitudes muy grandes (mayores a 12.00m) con el fin de facilitar su maniobra y hacerlos más seguros. Son fundamentalmente utilizados por su bajo coste, su rapidez y su limpieza, al no generar detritus (desperdicio de piedra) procedentes de la excavación, y son especialmente ventajosos bajo cargas verticales elevadas al emplear hormigones de alta resistencia de hasta 50 MPa. Es vital contar con planos del proyecto, detales de pilotes (armado y secciones), volúmenes, alcances y estudio de mecánica de suelos para la elaboración de un presupuesto de pilotes. PROCEDIMIENTO Los pilotes son hincados mediante equipos de última generación, utilizando martillos hidráulicos de gran rendimiento de entre 5 y 9 toneladas, elevados por los sistemas hidráulicos. Los equipos de hinca son totalmente autónomos (no requieren de elementos auxiliares) y van montados sobre grúas con orugas para facilitar su movimiento. Los tramos de pilotes prefabricados están unidos con juntas de unión (tipo ABB) diseñadas por el departamento técnico de Terratest. La junta tipo ABB es el elemento que permite la unión de diferentes tramos de pilotes para poder alcanzar la profundidad necesaria. Estas juntas están fabricadas con 1

materiales de alta calidad y esta calculadas para soportar mayores tensiones incluso que la sección tipo de pilotes estándar, como se ha demostrado en los ensayos de flexo-compresión y flexo-tracción. La junta ABB es el elemento que permite la unión de diferentes tramos de pilotes para alcanzar la profundidad necesaria. Las juntas se fabrican con materiales de alta calidad, resistiendo mayores esfuerzos incluso que la propia sección tipo de pilote, como han demostrado los distintos ensayos a flexión, compresión y tracción realizados a las mismas. Todos los elementos que la componen quedan totalmente recubiertos por hormigón y protegidos del medio circundante, a excepción de la chapa exterior que carece de función estructural una vez hormigonado el pilote. Además, todos los elementos de conexión se encuentran embebidos en una grasa protectora contra la corrosión (certificada por el Instituto de Técnica Aeroespacial), y ajustadas las piezas que la componen, de forma que, una vez unidos los diferentes elementos, se genera una pretensión que asegura una perfecta transmisión de esfuerzos. Las cualidades anteriores, junto con su fácil puesta en obra y los estrictos controles de fabricación, hacen de este elemento constructivo (patentado en numerosos países) una garantía de calidad en consonancia con la del propio pilote, certificada como Tipo Clase A.

PRETENSADOS. Debido a la fuerza de pretensado inicial, los pilotes prefabricados pretensados están particularmente indicados para absorber los esfuerzos de tracción, y de flexión, provocados por ejemplo por un empuje horizontal, proporcionando cimentaciones más económicas que otros diseños. Podemos destacar las siguientes, entre otras aplicaciones: - Estructuras (puentes y viaductos). - Edificios altos o los situados en zonas sísmicas. - Estructuras y edificios donde el nivel de la planta baja o sótano 2

está por debajo del nivel freático. - Muros de contención, muros de sótanos, etc. - Edificios industriales con importantes esfuerzos horizontales o de flexión. Están específicamente indicados para absorber esfuerzos de atracción, esfuerzos de flexión, así como empujes horizontales, lo que redunda en una cimentación más económica frente a otro tipo de soluciones. Cabe destacar la aplicación con empujes horizontales importantes por esfuerzos de frenada, empuje de tierras en estribos, canos de gran longitud, etc, así como para importantes esfuerzos de flexión transmitidos por la estructura a la base de la cimentación, donde existen importantes esfuerzos a flexión y cortante en cimentación (viento, sismos, etc.), especialmente cuando las cargas se transmiten a través de pilares apantallados, pantallas de ascensores, etc. Pudiendo ejecutarse el resto de la cimentación con pilotes prefabricados de hormigón armado. estando sometidos los pilotes a esfuerzos de tracción por sub-presión. La compresión inicial a la que se ven sometidos los pilotes por el pretensado de los cables asegura un mejor comportamiento ante dichas tracciones. para contención de taludes, sótanos, etc., donde la pequeña sección nominal del pilote supone una clara ventaja geométrica frente a otras soluciones de cimentación “in-situ” de mayores diámetros, obteniéndose mayor espacio disponible y sin la necesidad de repicado para el acabado final. (puente-grúas, pórticos, naves con grandes luces, viento, etc.) (pérgolas, etc.) y edificios públicos cuyo especial diseño conduce a importantes esfuerzos horizontales en cimentación. (agresividad, tracciones, etc.) Algunos distribuidores en México son. Terratest. Silmarq construcción y cimentación SA de CV Gepesa

Terramec ingeniería de cimentaciones SA de CV Citemex Picimex

PILAS Las pilas de cimentación son todos aquellos elementos de cimentación profunda con secciones más amplias que de los llamados pilotes. Éstos también se enfocan en mover hacia el 3

subsuelo, cargas que provienen de una estructura y de la misma cimentación con la finalidad de obtener la estabilidad del conjunto. Es un método que consiste en realizar una perforación en el suelo, y una vez terminada, se coloca un armado de pilas en su interior para luego ser rellenado por concreto. USOS Estas pilas se utilizan generalmente en obras de construcción, cuando las cargas de una gran estructura son muy grandes o cuando el suelo es blando o arcilloso. Se deberá de tomar en cuenta que las cargas transmitidas por el edificio, no se pueden distribuir correctamente en una cimentación superficial sobrepasando su capacidad de soporte del suelo. Puede suceder que los estratos inmediatos a los cimientos originen asientos imprevistos, por ende, ocasiona que el suelo resistente se encuentre a cierta profundidad; este puede ser el caso de edificios que se apoyan en terrenos de baja calidad. Para evitar toda clase de confusión, se utilizará la estructura de la pila para colocarla en la parte que queda hacia arriba de la cimentación. La base de esa estructura puede descansar directamente en un estrato firme, o puede estar apoyada en pilotes, o sobre varias pilas de cimentación, como ya se explicó. CARACTERÍSTICAS Estas pilas se fabrican directamente en el subsuelo, por lo tanto, se les conoce como elementos fabricados in situ. Para su creación, estas pilas se fabrican de concreto armado Para esto se requieren ciertas características cómo: • Características de los estratos del subsuelo • Condiciones del agua subterránea Esto ayudará a definir el material y resistencia que deberá emplearse para la fabricación de las pilas.

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De entre todas las secciones, la ocupada con mayor frecuencia es la circular. Su diámetro no debe de ser menor a 60cm teniendo la posibilidad de obtener un diámetro hasta de 300cm. En las pilas de cimentación, existe un tipo de pilas que están diseñadas con secciones rectangulares: “T” y “H”. VENTAJAS Pueden resistir cargas axiales superiores a las 500 t. Pueden construirse bajo el nivel freático Soportan cargas horizontales e inclinadas, con buena resistencia a flexión Su construcción no afecta los edificios circundantes, pues no se producen vibraciones por lo cual se pueden ubicar próximas a linderos El lapso de servicio es prácticamente ilimitado, aun en medios agresivos, tal como ocurre con las construcciones costeras, o en pilas de puentes sobre ríos Transfieren las cargas a estratos profundos, lo cual es especialmente ventajoso cuando existe el peligro de socavación por las corrientes fluviales y marítimas, o las mareas Pueden construirse sin cabezales, o con cabezales de reducidas dimensiones CLASIFICACIÓN Las dimensiones que deben tener van de los 50 cms. hasta 300cms. Con una profundidad de hasta 60 mts. COLADAS EN SECO • • • • • • •

De fuste recto Con ampliación en la base Con ademe metálico Selladas Ademada con lodo betonítico Ademada con polímeros Con ademe metálico

PARA MEJORAMIENTO DE SUELOS

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• De mortero • De grava Diferencias Las principales diferencias entre pilotes y pilas de cimentación son: • El tamaño • El método de construcción • Los pilotes se introducen en el terreno por medio de golpes mientras que las pilas se cuelan en el terreno

FUNCIONES Las pilas de cimentación funcionan de manera muy similar a los pilotes, con la gran diferencia que éstas trabajan por punta, un ejemplo puede ser cuando descansan en piedra dura, y solo se toma en cuenta su resistencia por punta, haciendo caso omiso a su resistencia por fricción lateral. Pero cuando se trata de un suelo del tipo homogéneo y con gran profundidad, al paso de los años su resistencia a la fricción logra magnitudes importantes. TIPOS Los tipos de pilas de cimentación son: • Pila de desplazamiento con azuche. Por lo general, este tipo de pila es usada a poca profundidad trabajando por punta, apoyado en roca o capas duras (estrato firme) de terreno, después de cruzar capas blandas. Se utiliza también como pila trabajando por fuste y punta en terrenos granulares medios o flojos, o en terrenos de capas alternadas coherentes y granulares con alguna consistencia. • Pila de extracción con entubación recuperable. Para este tipo de pila se desarrolla un excavado de terreno utilizando un tubo metálico a modo de encofrado, que evita algún derrumbe dentro de la excavación. Tras haber completado el vaciado de concreto 6

en la pila, se va retirando gradualmente el molde. Esta se ocupa a poca profundidad trabajando por punta, apoyado en roca. También es posible como pila trabajando por fuste en terreno coherente de consistencia firme, dócil y homogénea. • Pila de desplazamiento con tapón de gravas. Es usada como pila a través de un fuste en terrenos granulares con compacidad media o en terrenos con capas alternadas coherentes y granulares de alguna consistencia. • Pila de extracción con camisa perdida. Para este tipo de pila se desarrolla el mismo sistema del tipo in situ de extracción con entubación recuperable, la diferencia se encuentra en que la camisa metálica no se extrae, sino que queda pegada en la pila. Se ocupa trabajando por punta apoyado en roca o capas duras de terreno y siempre que se crucen capas de terreno incoherente fino en presencia de agua, o exista flujo de agua y en algunos casos con capas de terreno coherente blando; cuando existan capas agresivas de concreto fresco. La camisa se utiliza para cubrir un tramo de las pilas expuestas a la acción de un terreno agresivo al concreto fresco o a un flujo de agua. • Pila perforado sin entubación con lodos tixotrópicos. Se le considera como una pila de extracción por la estabilidad de las cimentaciones. De acuerdo con uno de sus usos, una pila es un miembro estructural subterráneo que tiene la función que cumple una zapata, es decir, transmitir la carga a un estrato capaz de soportarla, sin peligro de que falle ni de que sufra un asentamiento excesivo. Se ocupa como pila trabajando por punta, apoyado en roca o capas rígidas de terreno. Al cruzarse por las capas blandas, deberá mantenerse sin desprendimientos por efecto de los lodos. • Pila barrenado sin entubación. Usada como pila trabajando por punta, apoyado en capa de terreno coherente duro. También trabajando por fuste en terreno coherente de consistencia firme, prácticamente homogénea o coherente de consistencia media en el que no se generen desprendimientos de las paredes. • Pila barrenado y vaciado por tubo central de barrena. Usualmente se utiliza como pila trabajando por punta, apoyado en roca o capas duras de terreno. También como pila trabajando por 7

fuste y punta en terrenos de compactación regular o consistencia media, en suelos con capas alternadas coherentes y granulares de alguna consistencia. Estamos hablando de pilas por desplazamiento de las tierras a través de una barrena continua. Luego, se implementa concreto por bombeo por medio del tubo central existente en el interior de la barrena. Este método resulta eficiente para suelos blandos e inestables y con presencia de agua. La estructura se introduce una vez perforado y al haber rellenado la pila de concreto. Proceso de construcción de pilas de cimentación El procedimiento de construcción para este tipo de pilas es similar a los de los pilotes. -El método consiste en excavar las pilas con máquinas perforadoras provistas con barrenos -Excavar hasta los lugares subterráneos donde el suelo lo permita sin derrumbarse -Al llegar a la profundidad necesaria o se toca el punto de estrato cohesivo, se debe detener la excavación e insertarse el tubo llamado camisa (o ademe) -Este tubo otorga la capacidad de seguir excavando y evitar que el suelo se derrumbe dentro de la excavación -Se deberá introducir el refuerzo -Se deberá colar el concreto retirando la camisa

Bibliografía: https://www.espacios.com/producto/pilas-de-cimentacion https://www.terratestmexico.com/pdf/catalogos/catalogo-pilotes%20prefabricados-ypretensados_terratest.pdf https://www.keller.com.es/experiencia/tecnicas/pilotes-prefabricados-hincados

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