ALUMNOS

GABRIEL MORALES RIVERA

SAN LUIS REY PINZON COCOMEQUIPO NO. 12TEMA 3: PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS CIMENTACIONES PROFUNDAS MATERIA: INGENIERIA DE LA CONSTRUCCIONMAESTRO: JESUS CANO TORRES

INDICE GENERALTEMA 3: PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS CIMENTACIONES PROFUNDAS

SUBTEMAS PAG

3.1 INTRODUCCION---------------------------------------------------------------------------------33.2 PILAS----------------------------------------------------------------------------------------------33.2.1 TIPOS DE PILAS ------------------------------------------------------------------------------63.2.2 EXCAVACIONES------------------------------------------------------------------------------83.2.3 INCADO DE PILAS---------------------------------------------------------------------------93.3 PILOTES-----------------------------------------------------------------------------------------133.3.1 TIPOS DE PILOTES--------------------------------------------------------------------------143.3.2 PILOTES DE PUNTA -----------------------------------------------------------------------193.3.3 PILOTES DE FRICCIN --------------------------------------------------------------------20CONCLUSIN --------------------------------------------------------------------------------------21BIBLIOGRAFA --------------------------------------------------------------------------------------22

3.1 INTRODUCCION

En nuestro pas en los ltimos aos, se ha implementado el uso de cimentaciones profundas en construcciones de: viviendas, puentes, edificios y muelles. Especialmente la cimentacin profunda ms utilizada son los pilotes de concreto, incluso se utiliza en pequeas unidades habitacionales donde los suelos son de baja capacidad de carga. A medida que transcurre el tiempo, se incrementa la necesidad de satisfacer la demanda de nuevas construcciones que cumplan con los requisitos de seguridad, economa, y durabilidad. Los espacios para construir nuevas edificaciones, se estn reduciendo, lo que obliga a construir en forma vertical sobre suelos altamente compresibles y demasiados dbiles para soportar la carga transmitida por la superestructura. Las estructuras de gran altura que existen en nuestro territorio estn sometidas a fuerzas horizontales; viento y sismos, sin embargo este ltimo, resultan en general ms crticos. La recurrencia ssmica es muy conocida en el pas. Se producen cinco eventos destructivos en la capital cada cien aos y unos siete a nivel nacional en el mismo perodo.Los pilotes de concreto coladosen sitio y los pilotes prefabricados, son los ms utilizados, el primero resulta ms econmico. A pesar de su bajo costo, en ocasiones especiales es mejor utilizar pilotes prefabricados. La eleccin del mtodo constructivo resulta una problemtica debido a que los costos, tcnicas de construccin, calidad de materiales, mano de obra y equipos que se requieren, varan de acuerdo al lugar, magnitud del proyecto y caractersticas fsicas, granulomtricas, mecnicas, hidrulicas del suelo.

3.2 PILAS

Las pilas son elementos estructurales que presentan una seccin transversal considerable (comparada con los pilotes) y que se encargan de transmitir la carga de una sola columna a un estrato que sea capaz de soportarla. La relacin entre la profundidad de la cimentacin y el ancho de la pila es generalmente mayor que cuatro.

Construccin de PilasPuede considerarse a la pila en s misma, como una estructura que a su vez debe estar apoyada sobre una cimentacin adecuada. La base de una pila puede descansar directamente sobre un estrato firme o puede estar apoyada sobre una serie de pilotes.

Los cuerpos de pila situados en los extremos de un puente reciben el nombre de estribos.

En la ingeniera de cimentaciones el trmino pila tiene dos significados diferentes. De acuerdo con uno de sus usos, una pila es un miembro estructural subterrneo que tiene la funcin 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. Sin embargo, en contraste con una zapata, la relacin de la profundidad de la cimentacin al ancho de la base de las pilas es usualmente mayor que cuatro, mientras que para las zapatas, esta relacin es comnmente menor que la unidad.De acuerdo con su segundo uso, una pila es el apoyo, generalmente de concreto o de mampostera para la superestructura de un puente. Usualmente, la pila sobresale de la superficie del terreno, y comnmente se prolonga a travs de una masa de agua hasta un nivel superior al de las aguas mximas. De acuerdo con esta definicin, puede considerarse la pila en s, como una estructura, que a su vez debe estar apoyada en una cimentacin adecuada. Para evitar confusin, se usar el trmino de cuerpo de la pila para la parte que queda arriba de la cimentacin. La base de ese cuerpo puede descansar directamente en un estrato firme, o puede estar apoyada en pilotes, o sobre varias pilas de cimentacin, como se defini en el prrafo anterior. Un cuerpo de pila, situado en el extremo de un puente y sujeto al empuje de la tierra, se denomina un estribo.

No existe una clara diferencia entre las pilas de cimentacin y los pilotes. Los tubos de acero de gran dimetro que se hincan con el extremo inferior abierto, que se limpian despus y se llenan de concreto, pueden en realidad considerarse como pilas o como pilotes. Los mismos tubos pueden considerarse como ademes o como cajones o cilindros de cimentacin. La terminologa a este respecto difiere mucho en las diferentes localidades.

3.2.1 TIPOS DE PILAS

Las llenas se usan regularmente en puentes ferroviarios

Las dobles para puentes carreteros

Las pilas T suelen usarse para librar claros sobre vas de ferrocarril o carreteras

PILAS DE CIMENTACIN COLADAS EN SECO.

De fuste recto Con ampliacin en la base

Con ademe metlico

Selladas

Ademada con lodo betontico

Ademada con polmeros

Con ademe metlico

PILAS PARA MEJORAMIENTO DE SUELOSDe mortero

De gravaCUNDO UTILIZAR PILAS DE CIMENTACIN?

Cuando las cargas transmitidas por el edificio no se pueden distribuir adecuadamente en una cimentacin superficial excediendo la capacidad portante del suelo. Puede darse que los estratos inmediatos a los cimientos produzcan asientos imprevistos y que el suelo resistente est a cierta profundidad; es el caso de edificios que apoyan en terrenos de baja calidad.3.2.2 EXCAVACIONES

Para la construccin de pilas se presentan tres procesos constructivos.El primero consiste en excavar hasta el nivel de cimentacin y luego construir una pila dentro de dicha excavacin. Cuando la excavacin se realiza bajo el agua, el forro de la excavacin se denomina atagua. Los pasos a seguir son los siguientes:a) Hincado de tablestacasb) Apuntalamiento interior de las caras que se encuentran en secoc)Descenso del nivel de agua y apuntalamiento de la zonae) figurada del hierro y vaciado del concretoEl segundo mtodo consiste en hincar cajones, cajas o cilindros hasta la profundidad deseada y luego el material interior es extrado por excavacin o dragado. El procedimiento es el siguiente:a)Construccin del cajnb) El hincamiento se lleva a cabo sacando material del interior de ellos, lo que produce que el cajn comience a penetrar en el suelo gracias a su propio peso.c) Una vez alcanzada la profundidad final, se introduce el refuerzo y el fondo de la excavacin se llena con concreto por medio de un tubo trompa de elefante.El ltimo mtodo consiste en excavar las pilas con mquinas perforadoras provistas con barrenos. Estas excavan hasta lugares donde el suelo lo permita sin derrumbarse. Una vez se llega a suelos de esta clase se utilizan lodos bentonticos para llenar la excavacin y permitir continuar con la misma. Cuando se alcanza la profundidad necesaria o se llega a un estrato cohesivo, se detiene la excavacin y se inserta un tubo llamado camisa (o ademe). Este tubo permite seguir excavando y evitar que el suelo se derrumbe dentro de la excavacin. Por ltimo se introduce el refuerzo y se funde el concreto recordando retirar la camisa.3.2.3 INCADO DE PILAS

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO PARAPILAS DE CIMENTACIN

1.- TRAZO.- Se debern trazar los puntos de perforacin de cada pila y 4 referencias separadas 1 m del centro. Es conveniente usar aparatos topogrficos tipo estacin total.

2.- PERFORACION.- Se proceder a perforar ya localizados los centros de las pilas. Checando el dimetro de la broca y el tipo de pila a construir. Es importante ir revisando el tipo de suelo que se esta perforando y estar seguros de evitar al mximo los cados o formaciones de oquedades; si se llegaran a presentar, se deber perforar mas lentamente para evitar cados; Cuando se lleguen a formar o se vea que esto puede ocurrir, se deber colocar ademe metlico recuperable, colocndolo solamente en los estratos que presentan este problema.

En todo caso es conveniente comparar que representa mayor costo, si el uso de ademe o el volumen de concreto que rellene los huecos presentados.

Si aparece agua en las perforaciones, se debe buscar el desalojarla, posiblemente durante la perforacin pueda bajar el nivel de la misma, por lo que se deber colar INMEDIATAMENTE. Si la altura del agua es poca (de 0.50 a 1.00 m) se recomienda colocar un saco de cemento y colar la mas pronto posible. Para niveles mayores de 2.00 m de agua, es conveniente el uso de tubera tipo Tremie sellada (o sea la tubera de acero).En caso de que la pila lleve campana, esta se har al final, es decir cuando se llegue a la profundidad marcada para la pila; se cambia la broca por un bote campanero que es una herramienta que al introducirla en la pila y llegar al fondo se activan unas extensiones laterales que van raspando la pared de la pila hasta abrir la campana al dimetro requerido.

3.- COLOCACIN DEL ACERO.- Es importante revisar con cuidado el armado de los castillos que llevaran cada tipo de pila; checando el nmero de varillas, dimetro de los armados y separacin de estribos o zuncho. Al colocar el acero dentro de las perforaciones, se debe de tener cuidado de que este no roce con las paredes y evitar cados del material. Se recomienda un recubrimiento mnimo de 7 cm por tratarse de elementos en contacto con la tierra.

Por lo que se refiere a colocar la varilla en zuncho en vez de estribos, esto no trae ningn cambio estructural, solamente representa ahorro en el material y tiempo del armado de los castillos de las pilas.

Se considera colocar el acero de refuerzo colgado desde la parte superior de la pila centrndolo bien antes del colado y revisando que quede de 10 a 15 cm del fondo para dar un mejor recubrimiento. No se recomienda el uso de pollos o separadores para garantizar el recubrimiento ya que estos arrastran material y producen cados de lasparedes durante la colocacin de los armados.

4.- COLADO DE CONCRETO.- Con sistema tipo Tremie.- Para el colado de las pilas se tienen dos sistemas;

A) Colado en seco.- Antes de colar se debe checar que la columna de tubos sea lo suficientemente larga y solo queden de 2 m a 2.5 m de cada sin tubera, al llegar el concreto a la boca inferior del tubo se sacar 1 tramo y se continuar con el colado, as sucesivamente hasta llegar a la parte superior donde slo se colocar el embudo para colar el ltimo tramo. De acuerdo a las especificaciones del ACI, no es necesario el vibrado excepto en la cabeza de la pila.

En este caso el tubo Tremie funciona para evitar segregacin o disgregacin del concreto al confinarlo dentro y evitar el golpeteo del mismo contra los estribos o que arrastre material de las paredes de la perforacin. Como no hay agua, no hay peligro de contaminacin por lavado y que pierda su resistencia al bajar la relacin agua cemento.

En este caso, el tubo Tremie puede ser a base de manguera tipo trompa de elefante en tramos de tubera de PVC de 2.0 m a 2.50 m de longitud, unidos por coples para poder ir quitando los tramos cuando el concreto llega a la boca inferior del tubo.

Nota: La altura de cada del concreto est aceptada por el ACI 304R, 318-95 y 336.1

B) Colado bajo agua.- Cuando el nivel freticoeste muy alto, si es necesario el utilizar tubera de fierro sellada, uniendo las partes de los tramos que la conforman con coples y niples (ya sea con cuerda roscada o con cable tipo cola de ratn) esto es para evitar la entrada de agua dentro de la tubera, y no permitir la contaminacin del concreto as como bajar su resistencia.

Para el colado deber utilizarse equipo mecnico tal como gra, malacate o la misma maquina perforadora ya que la tubera deber mantenerse en constante movimiento hacia arriba y abajo para permitir el flujo del concreto dentro de la tubera y poder desalojar el agua del fondo de la pila hacia la superficie. Nunca se deber sacar la punta de la tubera del concreto; esto ocasionara una junta fra con almacenamiento de material suave (lodos) lo que podra provocar asentamientos cuando la pila reciba las cargas a las que estar sometida. Se recomienda que la punta de la tubera este como mnimo 2.0 m embebida en el concreto.

Para obtener mejores resultados es importante que el concreto tenga un revenimiento mnimo de 16 cm, y el agregado grueso no sea mayor a de pulgada.

Por ultimo con este tipo de colados el nivel de la cabeza de la pila en su parte superior deber quedar de 20 cm a 40 cm excedido para posteriormente demolerse, dejando el concreto limpio de impurezas. Se recomienda consultar normas ACI 336-3.7.5.Proceso constructivo de las pilasExcavar las pilas con mquinas perforadoras provistas con barrenos.

Estas excavan hasta lugares donde el suelo lo permita sin derrumbarse

Cuando se alcanza la profundidad necesaria o se llega a un estrato cohesivo, se detiene la excavacin y se inserta un tubo llamado camisa (o ademe).

Este tubo permite seguir excavando y evitar que el suelo se derrumbe dentro de la excavacin

Se introduce el refuerzo

Por ltimo se funde el concreto recordando retirar la camisa.

3.3 PILOTES

Los pilotes son miembros estructurales con un rea de seccin transversal pequea en comparacin con su longitud. Se hincan en el suelo a base de golpes generados por maquinaria especializada, en grupos o en filas, conteniendo cada uno el suficiente nmero de pilotes para soportar la carga de una sola columna o muro.

Se denominapilotea un elemento constructivo utilizado para cimentacin de obras, que permite trasladar las cargas hasta un estrato resistente delsuelo, cuando este se encuentra a una profundidad tal que hace inviable, tcnica o econmicamente, unacimentacinms convencional mediantezapatasolosas.

Tiene forma decolumnacolocada en vertical en el interior del terreno sobre la que se apoya el elemento que le trasmite las cargas (pilar,encepado, losa...) y que trasmite la carga al terreno porrozamientodelfustecon el terreno, apoyando la punta en capas ms resistentes o por ambos mtodos a la vez.

3.3.1 TIPOS DE PILOTES

Los pilotes se construyen en una gran variedad de materiales, longitud y forma de su seccin, y que se adaptan a diversas necesidades de carga, colocacin y economa. Entre algunos de los ms comunes tenemos: POR MATERIALES: De maderaDe aceroDe concretoPOR SU COLOCACION:HincadosDe torillosPre escavadosEscavados manualmente

PILOTES DE MADERA

PILOTES DE CONCRETO

Son de los ms usados en la actualidad, los hay de seccin circular, cuadrada y octagonal y en tamaos de 8, 10 y 12 metros. Pueden dividirse en dos categoras: colados en el lugar -in situ- y precolados.

PILOTES DE ACERO

Los tubos de acero se utilizan mucho como pilotes y usualmente se llena de concreto despus de hincados, y si el hincado es violento es posible utilizar perfiles I o H de acero.

Los pilotes son elementos que se emplean en suelos blandos para trasmitir las cargas de las estructuras a una zona de capacidad portante ms elevada. Pueden ser de madera, concreto simple, concreto armado, concreto pretensado y acero. De acuerdo al mecanismo de transmisin de la carga al suelo, los pilotes se clasifican en:

1. Resistentes por efecto de punta: Son los pilotes que llegan a apoyarse en estratos resistentes.2. Resistentes por efecto lateral o friccin: Son los pilotes que no alcanzan estratos resistentes y flotan en el estrato en el que se encuentran.3. Resistentes por efecto lateral y por efecto de punta simultneamente.La capacidad resistente de un pilote, referida a las cargas que soporta como miembro estructural, depende de la calidad de los materiales usados, el tipo de solicitacin Impuesta y las dimensiones de su secci6n transversal. Como criterio general, la siguiente tabla da los valores promedio de las cargas de servicio para algunos pilotes y su longitud usual.

En todos los casos, H corresponde a la altura enterrada del pilote, en contacto con el suelo. La f igura siguiente da algunos valores promedio de la capacidad portante de los diferentes tipos de pilotes.

Segn la seccj6n transversal, los pilotes pueden ser:

Cuadrados

Huecos o macizos: Circulares

Poligonales

En I o H

Algunas secciones tpicas se muestran la siguiente figura.

Segn el perfil longitudinal, los pilotes pueden ser:

-De seccin uniforme

-Troncos cnicos

-Escalonados

-De bulbo

Los de seccin uniforme son los ms comunes. Los troncocnicos permiten un fcil hincado pero tienen la tendencia a hundirse con el paso del tiempo, debido a su forma de cua. Son pilotes que trabajan por friccin. Los pilotes escalonados, llamados tambin telescpicos, pueden construirse por tramos, para una ms fci1 ejecucin. Por ultimo, los pilotes de bulbo son los que presentan un ensanchamiento en la base, que mejora notablemente su resistencia por punta. Ver la figura siguiente.

Si bien los pilotes son piezas muy esbeltas, que alcanzan grandes alturas, en general no pandean salvo en casos excepcionales, como cuando el suelo que los circunda es excesivamente blando, por ejemplo las arcillas saturadas. En otros tipos de suelos, la experiencia ha demostrado que el soporte lateral que brinda el terreno es tan efectivo, que los pilotes en todo momento mantienen su estabilidad y alineamiento del fuste bajo las cargas de servicio, por lo cual se disean como columnas cortas, sin tomar en cuenta el efecto que la esbeltez ejerce sobre su capacidad resistente.

3.3.2 PILOTES DE PUNTA

Los pilotes de punta transmiten cargas a travs de agua o suelos blandos hasta estratos con suficiente capacidad portante, por medio del soporte en la punta del pilote.Los pilotes de punta son los que transmiten la mayor parte de la carga a un estrato resistente por medio de su punta. Generalmente, se llama pilas a los elementos de ms de 60 cm de dimetro colados en perforacin previa.Pilotes por punta son los que en aquellos terrenos en los que al existir, a cierta profundidad, un estrato claramente ms resistente, las cargas del pilotaje se transmitirn fundamentalmente por punta. Se suele denominar pilotes columna.

(Graux,Sanz Llano,1975)

Cimentacin Rgida de Primer Orden.

El pilote trabaja por punta, clavado a gran profundidad.Las puntas de los pilotes se clavan en terreno firme; de manera que se confa en el apoyo en ese estrato, an si hubiere una pequea descarga por rozamiento del fuste al atravesar estratos menos resistentes. Lo cual denota que las fuerzas de sustentacin actan sobre la punta del pilote, y en menor medida mediante el rozamiento de la superficie lateral del pilote.Es el mejor apoyo y el ms seguro, porque el pilote se apoya en un terreno de gran resistencia.

Cimentacin Rgida de Segundo Orden.

Cuando el pilote se encuentra con un estrato resistente pero de poco espesor y otros inferiores menos firmes.En este caso se debe profundizar hasta encontrar terreno firme de mayor espesor. El pilote transmite su carga al terreno por punta, pero tambin descarga gran parte de los esfuerzos de las capas de terreno que ha atravesado por rozamiento lateral. Si la punta del pilote perfora la primera capa firme, puede sufrir asientos diferenciales considerables. Como en los de primer orden, las fuerzas de sustentacin actan sobre la planta del pilote y por rozamiento con las caras laterales del mismo.Los pilotes de punta son aquellos que 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, pudiendo desarrollarse una pequea resistencia sobre la superficie del mismo.

(Cambefort, 1975)

Pilotes de punta en arena o grava. Distribucin de carga para pilotes de punta 3.3.3 PILOTES DE FRICCIN

Pilote de Friccin

Pilote de Friccin o flotante transmite cargas a un cierto espesor de suelo relativamente blando mediante friccin desarrollada sobre la superficie lateral del pilote, a lo largo de la longitud del mismo. Es aplicable cuando, dentro de profundidades alcanzables, no se encuentran estratos que provean soporte significativos en la punta en aquellos terrenos en los que al existir un nivel claramente ms resistente, al que trasmitir la carga del pilotaje, ste transmitir su carga al terreno fundamentalmente a travs del fuste. Suele denominarse pilotes flotantes.Cimentacin FlotanteCuando el terreno donde se construye posee el estrato a gran profundidad; en este caso los pilotes estn sumergidos en una capa blanda y no apoyan en ningn estrato de terreno firme, por lo que la carga que transmite al terreno lo hace nicamente por efecto de rozamiento del fuste del pilote.Se calcula la longitud del pilote en funcin de su resistencia. En forma emprica sabemos que los pilotes cuya longitud es menor que la anchura de obra, no pueden soportar su carga.Pilotes de friccin son aquellos que al estar soportando una carga sobre su cabeza dentro de un estrato profundo de suelo granular o coherente, desarrollan su resistencia por el rozamiento que se genera a lo largo de ste y el suelo que lo rodea. La rugosidad de la superficie del pilote puede ayudar en algo, pero tal parece que sus efectos son relativamente importantes, salvo en aquellos casos que se utilicen pilotes de madera sin descortezar.Pilote de friccin, compactacin, compacta suelos granulares relativamente sueltos incrementando su compacidad y, en consecuencia, su capacidad de carga por friccin (tambin, una parte significativa por punta).

(Cambefort, 1975)

Pilote de friccin en arcillas Distribucin de carga para pilotes de friccin

CONCLUSIONLas cimentaciones profundas Se basan en elesfuerzo cortanteentre el terreno y la cimentacin para soportar las cargas aplicadas, o ms exactamente en la friccin vertical entre la cimentacin y el terreno. Deben ubicarse ms profundamente, para poder distribuir sobre una gran rea, un esfuerzo suficientemente grande para soportar la carga, enellas se necesita ms profundidad para que una estructura de concreto este ms enequilibrio o de igual manera que soporte dichas cargas que se le van a aplicar, perolos mtodos ms usuales para la cimentacin profunda son los pilotes y las pilas.

Para poder sacar la capacidad de un pilote se realiza varios pasos, pero de esos, se pueden ver los aspectos ms importantes del lugar a trabajar, como es el tipo de suelo y las caractersticas que tiene, ya que para poner una cimentacin profunda,se debe estudiar la importancia de esta y poner estas cimentaciones en estos lugares. Al realizar este trabajo, nos dimos cuenta de los lugres de donde se aplicanlas cimentaciones profundas y de igual manera pudimos conocer las caractersticasde estas y los componentes ms importantes que tiene que tener para poder aguantar las cargas que se le pudieran aplicar.BIBLIOGRAFA

http://www.univo.edu.sv:8081/tesis/018151/018151_Cap1.pdfCotacallapa Lpez Carmen. Flores Vega Diego. UNIVERSIDAD PRIVADA TELESUPhttp://eccs.mex.tl/936602_3-01---Tipos-de-Pilotes.html1. Peck, Ralph B. Hanson, Walter E. Thornburn, Thomas H. Ingeniera de cimentaciones. Limusa Noriega Editores. Mxico 1995.

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