ESCUELA CADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA

GEOLOGICA

CURSO : GEOTÉCNICA II

TEMA : PILOTES

DOCENTE : ING. ROBERTO GONZÁLES LLANA

ALUMNOn : ÁLVAREZ CABRERA, Lister CHUQUIRUNA CHAVEZ, Wilder

Ciclo : IX

Año : V

Cajamarca, febrero .2006

PILOTES DE ACERO

Por el año 1890, el acero comenzó a producirse masivamente y se construyeron varias estructuras de este material. El uso de pilotaje de acero fue un adelanto natural. Ahora, los pilotes de acero son muy comunes, especialmente en situaciones en que se requieren cimentaciones de capacidad alta.

Debido a su alta resistencia y ductilidad, los pilotes de acero pueden hincarse en suelos duros y soportar grandes cargas. También su resistencia en tracción es más alta que cualquier otro tipo de pilote, por ello, es especialmente apropiado para aplicaciones con grandes cargas de tracción.

Los pilotes de acero son sencillos de unir, por consiguiente, constituyen una buena opción cuando la longitud requerida es mayor que 60 pies (18 m). El constructor simplemente hinca la primera sección, luego la suelta con la siguiente sección y continúa hincando. Existen ciertos empalmes especiales de acero que agilizan esta operación. Hunt (1987) reportó el caso de un pilote de acero empalmado hincado hasta la extraordinaria profundidad de 700 pies (210 m). Adicionalmente, este tipo de pilote es fácil de cortar, lo cual es particularmente importante en pilotes de punta hincados hasta superficies rocosas irregulares.

Los pilotes de acero tienen las desventajas de ser costosos y ruidosos cuando se hincan. En ciertos medios, pueden estar sujetos a corrosión.

.1. Pilotes H

Las secciones especiales de acero conocidas como secciones HP o simplemente pilotes H, se preparan específicamente para usarse como pilotes. Estas secciones son similares a secciones WF (alas anchas), como se muestran en la figuras 4.2 y 4.3. La diferencia principal es que el alma es más esbelta que las alas en el caso de los elementos de las alas anchas mientras que en las secciones HP tienen el mismo espesor. Las dimensiones y otra información relevante para los pilotes H de acero estándar se indican en la tabla 4.2. Típicamente, estos pilotes tienen 50 a 150 pies (15 - 50 m) de largo y soportan cargas axiales de trabajo de 80 a 400 K (350 - 1800 KN).

Los pilotes H son pilotes de desplazamiento menor porque desplazan un volumen relativamente pequeño de suelo cuando se hincan. Esto, combinado con su alta resistencia y momento de inercia lo constituyen en una excelente opción para condiciones de hincado difíciles. Comúnmente, se les empuja hasta el estrato rocoso y se usan como pilotes de punta. Si el pilote estará sometido a un hincado exigente podría necesitarse una punta de acero compacta para proteger su extremo final.

2. Pilotes tubulares

Las secciones de acero comúnmente se usan como pilotes. Típicamente, su diámetro está comprendido entre 8 a 16 pulgadas (200 - 1000 m), su longitud entre 100 a 150 pies (30 - 50 m) y soportan cargas axiales de 100 a 1500 K (450 - 7000 KN). Se dispone de una amplia variedad de diámetros y espesores de pared, inclusive algunos ingenieros han usado tuberías de acero como pilotes.

Asimismo, se fabrican pilotes tubulares de tamaño especial que se usan en proyectos submarinos, algunos de ellos tienen 10 pies (3 m) de diámetro y 3 pulgadas (75 mm) de espesor de pared.

Los pilotes tubulares tienen un momento de inercia mayor que los pilotes H, por ello, constituyen una mejor opción si se presentan cargas laterales importantes. Estos pueden hincarse con la punta cerrada o abierta. Un pilote de punta cerrada tiene un plato de acero plano o una punta de acero cónica adherida al fondo. Existen pilotes de desplazamiento considerables que desplazan un volumen importante de suelo. Esto incrementa la capacidad de carga, pero dificulta el hincado. Contrariamente, un tubo de punta abierta no tiene ningún objeto bloqueando su fondo y el suelo ingresa al tubo conforme éste se hinca. La porción más baja de los pilotes tubulares abiertos de diámetro pequeño se obstruyen con el suelo, formándose así un tapón de suelo.

Por lo tanto, un pilote tubular de punta abierta desplaza menos suelo que uno de punta cerrada, pero más que un pilote H. Los pilotes tubulares de punta cerrada pueden inspeccionarse después del hincado porque el interior es visible desde la superficie del terreno. Así, es posible chequear su integridad y alineamiento. También se disponen de pilotes de acero especial como el pilote monotubo que tiene estrías longitudinales.

Particularmente para la hinca, el pilote metálico tiene ventajas, por su resistencia y, sobre todo, resiliencia, resistiendo golpes muy duros, lo que, a su vez, le permite atravesar bolos, capas de grava y aún estratos de roca floja. Por otra parte, pesa mucho menos que uno de hormigón, para la misma resistencia, lo cual supone una gran ventaja de manejo y, como veremos después, de hinca.

Su gran desventaja es el coste y también, en determinados casos, la corrosión. Los pilotes metálicos están constituidos muchas veces por simples vigas H, y otras veces por tubos, bien sean de chapa volteada o estirados sin soldadura, solución muy popular para defensas de muelles, que han de soportar el impacto de los buques que atracan. Los pilotes tubulares resisten muy bien a la flexión, pero al mismo tiempo son muy flexibles, constituyendo así una defensa elástica que amortigua el golpe y .evita todo daño al buque, si existe además un escudo apropiado. Son corrientes defensas de esta clase que toman flechas de cerca de dos metros al recibir el impacto.

Los pilotes de acero estarán imprimados por una o varias manos de pintura de minio, y protegidos por pinturas de tipo marítimo o bituminoso. No se admitirá el alquitrán, a menos que esté neutralizado con cal apagada, o con cualquier otra sustancia que haga que su reacción sea neutra.

Si el suelo o el agua freática contienen elementos agresivos para el acero, deberá efectuarse, a falta del mismo en el Proyecto y previa solicitud del Director de las

Obras, un estudio de las medidas de protección de los pilotes que pueden consistir, entre otros procedimientos, en:

• Dimensionamiento de los pilotes con sobresección, considerando una reducción de la sección en función del carácter agresivo del medio. • Protección catódica. • Protección mediante galvanización o pintura, en suelos poco abrasivos.

Si el pilote está constituido por varios tramos, los correspondientes empalmes se harán de forma que su resistencia no sea inferior a la de la sección normal del pilote, y quede garantizada la perfecta alineación de los diversos tramos. Se autoriza el empleo de forros o platabandas para asegurar los empalmes, siendo preferible que estén situados en las zonas entrantes del pilote. La punta del pilote se podrá reforzar y adaptar para facilitar la hinca, bien con platabandas, forma apuntada, azuche, etc.

La norma EN1991-1-1:2001 establece que los pisosdeben soportar una carga, uniformementeDistribuida, de 2,5 kN/m2. A razón de una superficie de 12,5 m2 por plaza de aparcamiento, ello nos lleva

A un peso por vehículo de 3,13 toneladas, que esmuy superior al peso máximo autorizado para turismos

(de 1 a 2 toneladas).

La estructura metálica se compone de pilares verticales yde vigas horizontales unidos mediante tornillos (foto 1). Las

tensiones horizontales provocadas por el viento y por lasfuerzas de frenado se transmiten horizontalmente por el forjado

al arriostramiento vertical o a las piezas en placa(p.ej. las cajas de escalera).

PILOTES MIXTOS Y COMPUESTOS

Existen posibilidades casi infinitas de combinar los distintos tipos expuestos. Por ejemplo, la circunstancia de que los pilotes de madera tan sólo se conserven bien bajo la capa freática ha hecho que existan muchos pilotes compuestos, (fig. 15.12) de un trozo de madera terminado con hormigón en la parte sobre la capa freática. Pero estas combinaciones están hoy en desuso.

Los pilotes mixtos que se emplean con alguna amplitud son el metálico hormigón: es frecuente rellenar los pilotes tubulares con hormigón, y colocar incluso armaduras. La colaboración del tubo con el hormigón interior, armado o no, es asunto no completamente claro. Bozozuk et al (1969) cita el caso de unos pilotes tubulares de 80 m de longitud que entraron en tracción porque el hormigón de relleno era ligeramente expansivo, quizá porque en esas condiciones no podía perder agua de amasado en absoluto (v. § 15.2.4.4).

Fig. 15.12. Pilote compuesto de madera y hormigón (Chellis, 1961).

Un pilote muy empleado es el de la figura 15.13 que es práctico cuando está apoyado por la punta en una roca muy resistente. Es frecuente contar sólo con la resistencia del perfil H. El hormigón es tan sólo una defensa contra la corrosión y el tubo exterior un elemento constructivo.

1. Pilotes tubulares de acero rellenos de concreto

Algunas veces los pilotes tubulares de acero se llenan con concreto antes de su hincado. La capacidad de levantamiento de estos pilotes es mayor debido a su peso. Asimismo su capacidad de corte y de momento aumenta debido a la resistencia del concreto. Sin embargo, son muy pocos los pilotes de este tipo usados para incrementar la capacidad de compresión pues un tubo con un adecuado espesor de pared para soportar los esfuerzos de hincado probablemente tendrá la capacidad suficiente para resistir cargas de compresión aplicadas. La capacidad de compresión neta puede incluso ser menor debido al peso adicional del concreto en el pilote. Cuña Soldadura Rosca Anillo de conexión Mecánica Postensado Manga Dowel

2. Pilotes compuestos de acero y plástico

Un pilote compuesto de acero y plástico consiste en un corazón tubular de acero rodeado por una cubierta de plástico como se muestra en la figura 4.6. La cubierta de plástico esta conformada por material reciclado.

Este tipo de pilote ha sido usado exitosamente en aplicaciones en contacto con el agua, donde su resistencia a la acción de organismos marinos, putrefacción y abrasión además de su mayor resistencia; los convierte en pilotes superiores que los de madera. Aunque el costo de los materiales de estos pilotes es mayor, su largo período de vida útil y buen estado de conservación los convierte en una alternativa más atractiva que los pilotes de madera.

CONCLUSIONES

El tipo de pilotes a utilizar, depende en que terreno se va realizar.

Al aplicar los pilotes tenemos que tener en cuenta la legislación vigente en materia medioambiental, de seguridad y salud.

Los pilotes de acero son importantes debido a su alta resistencia y ductilidad, los pilotes de acero pueden hincarse en suelos duros y soportar grandes cargas. es resistente en tracción es más alta que

cualquier otro tipo de pilote

BIBLIOGRAFIA

http://www.construaprende.com/Trabajos/T3/Pilotajecim.html

Cimentaciones; W.E. Schulze, K. Simmer; editorial Blume

Tecnología de la construcción; G. Boud; editorial Blume

http://www.corporacion chilena de la madera

FACULTAD DE INGENIERÍA U.B.A. Departamento Construcciones y

Estructuras.

Fundamentos De Ingeniería Geotécnica- Braja M. Das

Geotecnia y Cimientos II, Mecanica del Suelo y Las Rocas – J.A:

Jiménez Salas