Pilotes Etiquetas: Cimentaciones, Construcciones 1. DefinicinCuando comenzamos a realizar las excavaciones para la ejecucin de una obra, podemos topar con diversas dificultades para encontrar el estrato resistente o firme donde queremos cimentar. En este proceso se nos presenta la necesidad de apoyar una carga aislada sobre un terreno no firme, o difcilmente accesible por mtodos habituales.Para solucionar estos tipos de dificultades usamos los pilotes. Se denomina pilote al elemento constructivo de cimentacin profunda de tipo puntual utilizado en obras, que permite transmitir las cargas de la superestructura e infraestructura a travs de estratos flojos e inconsistentes, hasta estratos ms profundos con la capacidad de carga suficiente para soportarlas; o bien, para repartir estas en un suelo relativamente blando de tal manera que atraviesen lo suficiente para que permita soportar la estructura con seguridad.2. Principio de funcionamientoLos pilotes trasmiten al terreno las cargas que reciben de la estructura mediante una combinacin de rozamiento lateral o resistencia por fuste y resistencia a la penetracin o resistencia por punta. Ambas dependen de las caractersticas del pilote y del terreno, y la combinacin idnea es el objeto del proyecto.Cabe sealar que, como en todo trabajo relacionado con la ingeniera civil, existe cierto grado de incertidumbre en la capacidad final de un pilote. Es por esto que buena parte de la investigacin que se viene desarrollando en este campo tiene que ver con mtodos que permitan hacer un control de calidad a bajo costo del pilotaje antes de aplicar las cargas. El mtodo ms obvio aunque el ms costoso es hacer una prueba de carga. Como mtodos alternativos podemos mencionar: pruebas de resonancia, prensa hidrulica de Osterberg, pruebas de anlisis de ondas, pruebas ssmicas.En muchos casos las teoras que permiten estimar la resistencia de fuste y la resistencia de punta son de tipo emprico. Es decir, son el resultado de un anlisis estadstico del comportamiento de ciertos pilotes en determinadas condiciones de terreno. Por lo tanto, es sumamente importante conocer el origen y las condiciones bajo las cuales determinadas frmulas de clculo son vlidas.3. Clasificacin3.1. Segn su forma de trabajo3.1.1. Pilotes rgidos de primer orden. 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.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. Esta accin lateral del terreno elimina el riesgo de pandeo.Los pilotes rgidos de primer orden son el mejor apoyo y el ms seguro, porque se apoya en un terreno de gran resistencia. Pilote rgido de primer orden3.1.2. Pilotes rgidos de Segundo Orden.Son aquellos que al estar soportando una carga sobre su cabeza dentro de un estrato profundo de suelos menos firmes como un estrato profundo de suelo granular o coherente. En este caso se debe utilizar un pilote rgido de segundo orden y ste se debe profundizar hasta que la punta llegue a encontrar terreno firme de mayor espesor. Este tipo de 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. La punta al perforar la primera capa firme, puede sufrir asientos diferenciales considerables.

Pilote rgido de Segundo Orden3.1.3. Pilotes flotantes. Cuando 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, su valor resistente es en funcin de la profundidad, dimetro y naturaleza del terreno.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. Pilote flotante3.2. Segn el sistema constructivo:3.2.1. Pilotes prefabricadosLos pilotes prefabricados tambin se los conoce por el nombre de pilotes pre moldeados, estos pertenecen a la categora de cimentaciones profundas; pueden estar construidos con concreto armado ordinario o con concreto pretensados similares a postes de luz o secciones metlicas.Estos pilotes se hincan o clavan verticalmente sobre la superficie del terreno por medio de golpes, esto mediante un martinete, pala metlica equipada, maquinas a golpe de masas o con martillo neumtico esto hace que el elemento descienda, penetrando el terreno, tarea que se prolonga hasta que se alcanza la profundidad del estrato resistente y se produzca el "rechazo" del suelo en caso de ser un pilote que trabaje por "punta", o de llegar a la profundidad de diseo, en caso de ser un pilote que trabaje por "friccin".Una vez hincado o clavado en el terreno , este ejerce sobre el pilote y en toda su superficie lateral, una fuerza de adherencia que aumenta al continuar clavando mas pilotes en las proximidades, pudiendo conseguir mediante este procedimiento, una consolidacin del terreno. Es importante indicar que la operacin de hincado o clavado del pilote debe de realizarse siempre de dentro hacia fuera.Estn constituidos en toda su longitud mediante tramos ensamblables. Son relativamente caros ya que estn fuertemente armados para resistir los esfuerzos durante el transporte y el clavado en el terreno. La punta va reforzada con una pieza metlica especial para permitir la hinca o el clavado. La seccin del pilote suele ser cuadrada y sus dimensiones normalmente son de 30 cm. x 30 cm. 45 cm. x 45 cm. Tambin se construyen con secciones hexagonales en casos especiales. Estn compuestos por dos armaduras: una longitudinal con 4 dimetros de 25 mm. y otra transversal compuesta por estribos de varilla de seccin 8 mm. como mnimo.La cabeza del pilote se refuerza uniendo los cercos con una separacin de 5 cm. en una longitud que oscila en 1 m. 3.2.2. Pilotes de DesplazamientoLos pilotes de desplazamiento son los pilotes que se construyen sin extraer las tierras del terreno y tienen dos sistemas de ejecucin diferentes. 3.2.2.1. Pilotes de Desplazamiento con AzucheSe utilizan cuando los pilotes poseen dimetros pequeos (se considera entre 30 y 65 cm. aproximados) y el terreno es resistente pero poco estable. Se ejecuta la hinca con una entubacin que posee un azuche de punta cnica o plana en su extremo inferior, la entubacin puede ser metlica o de concreto. El azuche posee un dimetro exterior mayor en aproximadamente 5 cm. que el pilote, con la parte superior cilndrica ya preparada para introducir en el extremo inferior de la entubacin. Con golpes de maza o martillo se hinca desde la parte superior de la entubacin y se encaja hasta la profundidad que se requiere para el pilotaje. Luego se extrae la entubacin con la precaucin de que quede un mnimo de concreto igual a 2 veces el dimetro interior; de esta manera se impide la entrada de agua por la parte inferior. La forma de extraer la entubacin es con un golpe en la cabeza, logrando el efecto de vibrado del concreto. 3.2.2.2. Pilotes de Desplazamiento con Tapn de GravasEste sistema se realiza por una hinca y entubacin por golpe sobre un tapn de gravas u concreto, introducido antes en la entubacin. El concreto se coloca en pequeas tongadas y se va compactando hasta obtener un tapn que debe tener como mnimo tres veces el dimetro del pilote. Con la presin ejercida por las paredes del tubo se va progresivamente efectuando un desplazamiento lateral del terreno, llegando con el tubo hasta la profundidad calculada para el pilotaje. El golpe de maza desaloja el tapn del tubo y queda ensanchada la punta de los pilotes. Luego se coloca la armadura, se quita la camisa y se realiza la hormigonada por tongadas. Finalmente se apisona o se vibra para garantizar la continuidad del cuerpo del pilote. Se procede a extraer el tubo cuidando que quede un mnimo de concreto que deber ser el doble de su dimetro interno, para impedir el ingreso de agua por la parte inferior de la entubacin. 3.2.3. Pilotes con Extraccin de TierraEste sistema de Pilotaje por Extraccin de Tierras requiere que las tierras de la excavacin sean extradas antes de la ejecucin del hormigonado de pilotes. La excavacin se puede realizar de diferentes modos, de acuerdo a las caractersticas del terreno. Para lo cual se utilizan maquinarias diferentes como cucharas, trpanos, barrenas y otros. En terrenos poco cohesivos o cuando el terreno resistente queda debajo del Nivel Fretico, se pueden producir desmoronamientos o filtraciones de la napa. Para evitar estos problemas se recurre a una camisa metlica, es un tubo que tiene la misma funcin de un encofrado; esta camisa se va clavando al tiempo que se efecta la excavacin. Estas camisas pueden ser recuperables o perdidas si se dejan en el terreno; en este caso, el tubo metlico ha sido tratado en su cara externa con pinturas adecuadas para evitar la corrosin. Existen otras soluciones que utilizan lodos tixotrpicos para garantizar la estabilidad de las paredes de la excavacin; o por extraccin de tierras con barrena helicoidal, en terrenos coherentes donde no ocurran desmoronamientos. Dentro de la clasificacin de pilotes con extraccin de tierras, podemos mencionar: Pilotes de Extraccin con Entubacin Recuperable: por lo general son pilotes de grandes dimensiones, con dimetros entre 45 y 125 cm. 3.2.4. Pilotes vaciados in situLos Pilotes vaciados in situ son un tipo de pilotes ejecutados en obra, tal como su nombre lo indica, en el sitio, en el lugar. La denominacin se aplica cuando el mtodo constructivo consiste en realizar una perforacin en el suelo a la cual se le colocar un armado en su interior y posteriormente se rellenar con concreto.En ocasiones, el material en el que se est cimentando, es un suelo friccionante (como son arenas, materiales gruesos y limos, los cuales pueden ser considerados como materiales friccionantes ya que al poseer una estructura cohesiva tan frgil, cualquier movimiento como el que produce la broca al perforar, hace que se rompa dicha cohesin y el material trabaje como un suelo friccionantes), es por ello que se presentan desmoronamientos en el interior de las paredes de la perforacin; a este fenmeno se le denomina "cados", es por ello que se recurre a diversos mtodos para evitar que se presente.Uno de los principales mtodos de evitar "cados", consiste en vaciar "lodo bentontico" en el interior de la perforacin, y al vaciar posteriormente el concreto dentro, el lodo saldr por diferencia de densidades. Otro mtodo menos empleado, es el uso de "camisas" o "ademes" de acero recuperables, los cuales no son ms que secciones metlicas que se introducen en la excavacin y evitan que el material de las paredes caiga.Colocacin de estructura para el vaciado posterior3.2.4.1. Pilotaje "in situ" en seco. Este tipo de pilotaje comprende diferentes fases como son la perforacin del subsuelo con hlice o cazo, colocacin de armadura de acero y vertido de concreto mediante tubo tremie que se realiza de abajo a arriba. 3.2.4.2. Pilotaje "in situ" con camisa recuperable o perdida. En terrenos fangosos o cercanos al nivel del mar o cuencas de ros. Este pilotaje comprende la introduccin de camisas para sujecin de las paredes a perforar, perforacin del terreno, colocacin de armaduras y vertido de concreto. 3.2.4.3. Pilotaje "in situ" con ayuda de lodos bentonticos. Esta perforacin no se realiza en seco ya que hay que suministrar el lodo bentontico a la perforacin, el cual penetra en las fisuras del terreno para crear una pequea "costra" que impida la cada de las paredes perforadas. As estos lodos se recuperan en un tanque en el cual se filtra y se vuelve a reutilizar en la siguiente perforacin. Despus de este proceso se coloca la armadura y se vierte el concreto. 3.2.4.4. Pantalla de pilotes secantes "in situ". Este es el mtodo ms utilizado ya que permite hacer una excavacin del terreno a gran profundidad, sin preocupacin de que se puedan deteriora cimentaciones de viviendas contiguas como tambin del acerado de la calle, as impide el paso del nivel fretico a los stanos. Con este mtodo se pueden construir diferentes plantas de parking que, como anteriormente hemos indicado, es solucin inminente por el gran problema de aparcamiento que existe en nuestras ciudades. Esta pantalla trabaja tambin como cimentacin de la estructura u obtenindose as un doble aprovechamiento de este tipo de cimentacin especial. 3.3. Segn el dimetro del pilote:a) Micro pilotes Dimetro menor de 200 mm. Se emplean en obras de recalce. b) Pilotes convencionalesDe 300 a 600 mm. c) Pilotes de gran dimetroDimetro mayor de 800 mm. d) Pilotes pantallaDe seccin pseudo rectangular. e) Pilotes de seccin en forma de cruz.4. Armaduras de PilotesLas armaduras se conforman como si fuesen jaulas; las armaduras longitudinales estn constituidas por barras colocadas uniformemente en el permetro de la seccin, y el armado transversal lo constituyen un zuncho en espiral o cercos de redondos de 6 mm. de seccin, con una separacin de 20 cm. El dimetro exterior del zuncho ser igual al dimetro de pilote, restndole 8 cm; as se obtiene un recubrimiento mnimo de 4 cm. La cantidad de barras y el dimetro de las mismas, se calcula en funcin de la carga que deba soportar el pilote. 4.1. Vaciado de PilotesEl concreto utilizado de acuerdo a la resistencia es de 250 kg/cm2 aproximadamente (consultar con la norma respectiva de su pas).Con una consistencia medida en cono de Abrams de 10 a 15 cm.

Vaciado de concreto4.2. Descabezado y EncepadoLos pilotes se descabezan, por ello, siempre se elimina el concreto de baja calidad que queda en la parte superior.As quedan las armaduras al descubierto que se entrelazan al encepado. La longitud de la armadura debe permitir que posterior al descabezado, queden sobresaliendo del pilote alrededor de 50 cm. Las armaduras longitudinales del pilote se empalman por un solape mnimo de 40 cm., van soldadas o atadas con alambre en toda su longitud. Si se utilizare cercos a modo de armadura transversal, los cierres se hacen por solape de 8 cm como mnimo, y van soldados o atados con alambre. El solapado se hace alternado para cercos sucesivos. Se atan firmemente las armaduras formando una jaula que soporte la hormigonada. Cada pilote se vaca de una vez sin interrumpir la operacin, no se admiten juntas de hormigonado. Al finalizar el pilote, debe quedar vaciado a una altura superior a la definitiva; lo que excede de concreto se demuele cuando ha fraguado. No se debe efectuar la hincada con desplazamiento de pilotes o entibar en un rea menor de 3 m. alrededor del pilote, hasta que el concreto tenga una resistencia mnima de 30 kg/cm2, de acuerdo a ensayos previos. Posterior al descabezado los pilotes deben sobresalir del terreno lo suficiente para permitir el empotramiento del concreto de 5 cm mnimo para el encepado. 5. Precauciones constructivas5.1. Colocacin de concreto in situLa distancia mnima entre la piloteadora y la colocacin del concreto debe ser especificada. Se han realizado pruebas que muestran que las vibraciones provenientes de la piloteadora no tienen efectos contrarios sobre el concreto fresco, y un criterio de un pilote abierto entre las operaciones de perforacin y las de vaciado es considerado como satisfactorio.La camisa, cascarn, tubo o tubera, debe ser inspeccionado justo antes a rellenarlo con concreto y debe estar libre de material extrao y no contener ms de diez centmetros de agua, a menos que se utilice el mtodo tremie para introducir concreto. El concreto debe ser vertido en cada perforacin o camisa sin interrupcin. Si es necesario interrumpir el proceso de vertido de concreto por un intervalo de tiempo tal que endurezca el concreto, se deben colocar dovelas de acero en la zona superior hormigonada del pilote. Cuando el vaciado se suspende, todas la rebabas debe ser retiradas y la superficie del concreto debe ser lavada con una lechada fluida.5.2. Vaciado con el mtodo tremieEl mtodo tremie, de llenado por flujo inverso, se usa para verter concreto a travs de agua, cuando la perforacin queda inundada. El concreto se carga por tolva o es bombeado, en forma continua, dentro de una tubera llamada tremie, deslizndose hacia el fondo y desplazando el agua e impurezas hacia la superficie. El fondo del tremie se debe cerrar con una vlvula para prevenir que el concreto entre en contacto con el agua. El tremie llega hasta el fondo de la perforacin antes de iniciarse el vertido del concreto. Al principio, se debe elevar algunos centmetros para iniciar el flujo del concreto y asegurar un buen contacto entre en concreto y el fondo de la perforacin.Como el tremie es elevado durante el vaciado, se debe mantener dentro del volumen del concreto, evitando el contacto con el agua. Antes de retirar el tremie completamente, se debe verter suficiente concreto para desplazar toda el agua y el concreto diluido.6. Materiales UtilizadosIndicamos los materiales utilizados en pilotaje: 6.1. MaderaLa madera se emplea desde la prehistoria; en ese entonces los habitantes lacustres construan sus chozas apoyndolas sobre troncos hincados en el lecho del lago. Estos troncos lograron conservarse mientras las aguas que los rodeaban eran cidas, es decir de pantanos turbosos. Los rollizos de madera se conservan ms tiempo si se los mantiene permanentemente mojados o secos, pero si se alternan estas condiciones de humedad, se destruyen rpidamente. Antes de colocar los pilotes se aconseja impregnarlos a presin con una sustancia protectora para evitar el ataque de hongos o insectos que destruyen sus fibras. Las maderas ms usadas, por ser ms econmicas, son pino y abeto. Si se requiere de mayor resistencia por el ataque de aguas de mar o por impactos, se debe recurrir a maderas ms costosas pero de mayor dureza, como por ejemplo la haya o la teca. Los rollizos naturales son ms econmicos, pero si poseen seccin cuadrada, son mejores para sus posibles empalmes. El hincado debe realizarse con golpeteo suave sobre la parte ms gruesa del tronco. En pilotes ms grandes la carga de trabajo no ha de superar las 25 T. Esta clase de pilotaje se emplea donde el tronco de rbol es un material habitual fcil de encontrar en ese lugar, o cuando se trata de cimentaciones en zonas lacustres. 6.2. AceroSe utilizan con secciones en H o en Cajn. En tipo cajn pueden rellenarse de concreto despus de haberse colocado. A veces se constituye el pilotaje con perfiles planos empalmables, es el tablestacado, que se consiguen con secciones de acero laminado en caliente. Se los utiliza como contencin de tierras y como barrera del agua en caso de excavaciones para cimentaciones, stanos. En muelles y zonas ribereas tambin suele usarse. Para evitar la corrosin, el acero puede contener una cantidad importante de cobre , se lo llama acero de oxidacin controlada o estar impregnado con pintura bituminosa. Los hincados en pilotes de acero son ms fuertes y vigorosos. Si es necesario, pueden recuperarse y se les puede hacer variar su longitud por corte o por soldadura. Armazn de acero6.3. ConcretoLos pilotes fabricados de este material se dividen en: Pilotes Prefabricados Pilotes vaciados in Situ7. Casos en que se usan Pilotes 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. Cuando el terreno est sometido a grandes variaciones de temperatura por hinchamientos y retracciones producidos con arcillas expansivas. Cuando la edificacin est situada sobre agua o con la capa fretica muy cerca del nivel de suelo. Cuando los cimientos estn sometidos a esfuerzos de traccin. Aqu tenemos varios casos: En edificios de altura expuestos a fuertes vientos. En construcciones que requieren de elementos que trabajen a la traccin, como estructuras de cables, o cualquier estructura anclada en el suelo. Cuando se necesita resistir cargas inclinadas; como en los muros de contencin de los muelles. Cuando se deben recalzar cimientos existentes. En la cimentacin por pilotaje deben observarse los siguientes factores de incidencia: 1. El rozamiento y adherencia entre suelo y cuerpo del pilote. 2. La resistencia por punta, en caso de transmitir compresiones, para absorber esfuerzos de traccin puede ensancharse la parte inferior del pilote, para que trabaje el suelo superior. 3. La combinacin de ambos. Para hincar el pilote siempre se busca el apoyo sobre una capa resistente que soporte las cargas transmitidas. Frecuentemente la capa firme est a mucha profundidad, entonces el rozamiento lateral puede ser de importancia segn el caso. Con un terreno mediocre en superficie y fuertes cargas, el rozamiento lateral ser menos importante cuanto ms dbiles sean las capas del terreno atravesadas; por ello conviene emplear este sistema.

12.1. INTRODUCCINTipologa general de cimentacionesObjeto de una cimentacin: transmitir al terreno de forma amortiguada las cargasestructurales que no se pueden transmitir directamente al mismo por ser un materialde baja resistencia y elevada deformabilidad.- Cimentaciones superficiales: D/B < 4- Cimentaciones semiprofundas 4 < D/B < 8 a 10- Cimentaciones profundas 8 a 10 < D/BPilotes: Elementos de cimentacin de gran longitud que se hincan directamente en elterreno o bien se construyen en una cavidad previamente abierta en el mismo.La cimentacin mediante pilotes es necesaria cuando la cimentacin superficial osemiprofunda no es posible por razones tcnicas, de dimensiones o econmicas.

Forma de trabajo de los pilotesContribucin por fuste: se basa en la friccin entre el terreno y el pilote. Es uncomportamiento tensin tangencial versus desplazamiento relativo que puedetener trminos friccionales o de adherencia. F = integral de x dAfusteContribucin por punta: se basa en el apoyo normal en capas inferioresnormalmente ms resistentes ya sea por naturaleza diferente como por mayorconfinamiento. P = integral de n x dApuntaUna componente (cualquiera de ellas) puede ser muy superior a la otra. Elfuste puede actuar en contra, es decir, en lugar de resistir se apoya.Criterios bsicos de utilizacin de los pilotesCuando en superficie las capas no son suficientemente resistentes como para obtenertamaos de cimentacin superficial aceptables cumpliendo las condiciones en rotura yde servicio (asientos).- Relleno de suelo blando(suelo normalmente consolidado).- Estricta limitacin de asientos, asientos diferenciales o asientos sobre otrasestructuras. Los pilotes son cimentaciones que dan lugar a movimientosmuy pequeos en comparacin con las cimentaciones superficiales.- Terreno heterogneo. Presencia de capas de apoyo duras a profundidadvariable.- Cargas muy fuertes: Offshore, muelles en zonas portuarias, muros, apoyosde puentes, cargas verticales invertidas (traccin).En todo caso debe considerarse la posible mejora del terreno por ejemplo medianteprecarga o eliminacin de capas de terreno blando.a) Por la forma de transmitir la carga al terreno- Columna: fuerte predominio de la componente de punta (capa resistentebajo suelo blando).- Flotantes o de rozamiento: transmisin a lo largo del pilote al suelodeformable al que se adhiere por fuste.Segn la NTE se puede establecer que:- P > 3 F el pilote trabaja esencialmente por punta- P < 3 F el pilote trabaja esencialmente por fusteb) Por la forma de puesta en obra con respecto al terreno- Pilotes de desplazamiento o hincados: se instala en el terreno desplazandoen el terreno un volumen de suelo equivalente. Primero el terreno sube,pero luego solo se comprime.Se caracterizan por:- fuerte friccin suelo - pilote (el pilote queda fuertementeconfinado)- alteracin del suelo: en general mejora por compresin del terreno- para reducir el coste de hinca puede interesar que el pilote sea liso- Pilotes de extraccin: se excava previamente el terreno donde se va ainstalar el pilote. A continuacin se ejecuta el pilote.Se caracterizan por:- dbil friccin suelo - pilote debido a la dbil tensin normal- interesa que el pilote sea rugoso para mejorar la contribucin porfuste.- De extraccin - desplazamiento: se excava previamente un volumen desuelo inferior al que ocupar el pilote terminado. Se hace para reducir elcoste de la hinca en un terreno medio.c) por el lugar de fabricacin y la forma de ejecucin- Prefabricados: en este caso se transportan desde una planta de fabricaciny se hincan por percusin, por presin o vibracin, mediante gatoshidrulicos, roscados al terreno o, se instalan en perforaciones previamenteperforadas.- Ejecutados in situ: hay varios tipologias- Hinca de entubacin recuperable con un azuche (tapnperdido en la punta de la entubacin). Se hormigona en elinterior de la entubacin que se va extrayendosimultneamente al hormigonado. Siempre deben quedar 2dimetros de hormign dentro de la camisa para evitar lalateral que sirve para vibrar el hormign. CPI 2- Idem pero con tapn de gravas en lugar del azuche. Eneste caso el golpeo se hace con un martillo interior quegolpea sobre el tapn . CPI 3- Extraccin mediante cuchara (trpano si es terreno duro)con entubacin recuperable. Al hormigonar se quita laentubacin. CPI-4.- Extraccin mediante cuchara (trpano si es terreno duro)con entubacin no recuperable. CPI-5.- Perforados con hlice y manteniendo la excavacin conlodos tixotrpicos (mezcla de agua con arcilla bentontica)que mantienen las paredes evitando los derrumbes (sudensidad puede ser de 1.3 a 1.4, supongo). CPI-6- Barrenados: introduciendo un mortero por el eje de labarrena que desplaza el terreno triturado. Finalmente se vaextrayendo la barrena y al mismo tiempo se hormigona. Lasarmaduras se introducen en el hormign fresco. CPI-7d) segn el material- Madera: bajo el agua se conserva bien- Metlicos: aprovechar perfiles laminados. Velocidad de oxidacin es lenta- Hormign: armado o pretensado.- Mixtos: combinacin de perfiles con hormign.PILOTE BARRENADO SIN SOSTENIMIENTOPerforacin mediante barrenaHormigonado por el interior de la barrena y extraccin simultnea de la barrenaSe introduce la armadura con el hormign fresco

PILOTE PERFORADO SIN ENTUBACIN Y CON LODOS BENTONTICOSPerforacin mediante heliceLodo bentontico de densidad mayor que la del agua y menor que la del terreno. Es capaz detransmitir cierta presin en la perforacinSe hormigona desde el extremo inferior. El propio hormign desaloja el lodo.La armadura se introduce con el hormign fresco

PILOTE EXCAVADO CON CAMISA RECUPERABLESe excava con cuchara (suelo granular)Se introduce camisa de chapa a tiempo que se avanza con la cucharaSe introduce armadura en el interior vacio de la camisaSe introduce tubo para hormigonar por el interior de la armaduraSe hormigona desde el extremo inferior a medida que se extrae el aguaSe extrae la camisa, por tramos a medida que se hormigonan

Procedimiento general de clculo1. Seleccin de la solucin en base a criterios preestablecidos2. Comprobacin en rotura/hundimiento (pilote aislado / grupo de pilotes). Si nocumple, volver a 1.3. Comprobacin de deformaciones / asientos para la carga de trabajo. Si no cumple,volver a 1.4. Dimensionamiento estructural del pilote: armaduras5. Dimensionamiento de elementos auxiliares tales como encepados o vigas riostras.Notacinpp: presin por punta o resistencia a la rotura por punta (unidades de tensin)pf: presin por fuste o resistencia a la rotura por fuste (unidades de tensin)

3.3.2. Estructuras con pilotes inclinados

Muelle con pilotes inclinados Fig 17La disposicin de estos muelles es en todo una anloga al de pilotes verticales, conla salvedad de que, para evitar que los pilotes trabajen a esfuerzo cortante (y porconsiguiente a flexin) se inclinan algunos de ellos (o todos) recogiendo de estaforma las cargas horizontales, que se traducen en compresiones y tracciones en lospilotes inclinados. Hay que estudiar detalladamente la distribucin de pesos de talforma que se compensen las tracciones o, si no logran anularse totalmente, almenos no presenten valores elevados. Por este motivo, en estas estructuras sesuele construir el tablero por debajo de su cota de coronacin, completando hastadicha cota con relleno, lo que supone comprimir a los pilotes con una cargaadicional. Esta disposicin constructiva tambin contribuye a una mejorconservacin del tablero, ya que lo salvaguarda de impactos producidos, porejemplo, por cadas de piezas, etc. y facilita la instalacin de servicios que no estnbien definidos en el momento de la construccin del muelle. Sin embargo estasmejoras tienen como contrapartida el encarecimiento de las obras, ya que los pilotesy el tablero estn solicitados por un "peso muerto" que es evitable, salvo que seaimprescindible, para compensar tracciones en los pilotes, tal como hemos indicadoal principio.Las estructuras con pilotes inclinados, para idnticas circunstancias, son siemprems rgidas que las de pilotes verticales.4. CRITERIOS PARA LA ELECCION DEL TIPO ESTRUCTURALUna vez que se han fijado las necesidades a satisfacer en un atraque y se hanrecogido todos los datos necesarios para el proyecto, el siguiente paso, consiste endisear una estructura que cumpla con todos los requerimientos, con el menor costey con las debidas condiciones de seguridad. Por tanto, para poder elegir la tipologams ajustada, se deber estudiar el problema desde todos aquellos ngulos quepuedan tener importancia para la toma de decisin final. A continuacinanalizaremos aquellos aspectos ms comunes y que, normalmente, en unporcentaje muy elevado de casos, constituyen los elementos ms importantes parala eleccin entre un tipo u otro de estructura.a) Naturaleza del suelo.La eleccin del tipo de estructura, muchas veces, est subordinada a la calidad delterreno de cimentacin.Aunque es muy difcil establecer reglas concretas, ya que cada caso debe ser objetode un cuidadoso estudio particular, para poder orientar la eleccin, a grandesrasgos, se definen a continuacin tres grupos distintos de terreno de cimentacin,Grupo 1: Terreno incompresible y compacto (roca). Tambin puede incluirse eneste caso cuando la roca est cubierta por un estrato compresible depoco espesor.Grupo 2: Terreno poco deformable formado por arenas y gravas principalmente.Grupo 3: Terreno muy deformable, formado por arcillas, arenas fangosas,fangos, etc.Las estructuras de gravedad estn indicadas para los terrenos pertenecientes algrupo 1 y 2 y estn contraindicadas para el grupo 3, bien por condicionantes deestabilidad general o por asientos.Las estructuras de paramento vertical tipo pantalla, estn indicadas principalmentepara terrenos del grupo 2, dando soluciones muy competitivas econmicamente, ytambin pueden utilizarse en el grupo 1, aunque en este caso hara falta excavaruna zanja en la roca para sujetar las tablestacas por su pie.Las estructuras abiertas (estructuras pilotadas) pueden utilizarse en cualquier clasede terreno. Para los grupos 1 y 2 pueden competir con las de gravedad, desde unpunto de vista de costes de construccin, a partir de calados importantes, del ordende 20 m. Para terrenos del grupo 3 resulta prcticamente obligatorio utilizarlas. Coneste tipo de estructuras puede asegurarse la ausencia de asientos.b) Calados naturales existentes en el lugar de construccin.Cuando la estructura debe construirse en un lugar donde el fondo marino seencuentra mucho ms alto que el calado requerido para el muelle o incluso seencuentre por encima del nivel del mar, entonces resultan competitivas estructurascon paramento vertical del tipo pantalla. La construccin de este tipo de solucionesse facilita enormemente, ya que puede hacerse desde la superficie del terreno y enseco. Adems se evita tener que realizar dragados importantes, que serannecesarios para estructuras de gravedad o abiertas pilotadas. Si el terreno naturalrene las debidas condiciones queda incorporado directamente al relleno de trasdsdel muelle, con lo que tambin tenemos un ahorro importante.Si los calados naturales existen son mucho mayores que los requeridos por elatraque, entonces pueden resultar competitiva las soluciones abiertas pilotadas.e) Disponibilidad de materiales de construccin. Es un factor muy importante, sobretodo desde el punto de vista de los costes de construccin de las estructuras. Porejemplo, si se proyecta una estructura donde se necesitan cantidades importantesde escollera y las canteras estn alejadas del lugar de ubicacin de la obra,posiblemente sea ms econmica otra donde, con otra tipologa estructural, sedisminuya la medicin de dicho material.Enumeramos a continuacin los materiales ms importantes en aquellas tipologasms comnmente utilizadas. Nos referimos al caso de muelles por ser el msgeneral.Muelles construidos con bloques de hormign. Los materiales utilizados sonprincipalmente: hormign en masa para los bloques. Para el trasds deberutilizarse pedrapln. Hormign armado o en masa para la superestructura.Muelles de paramento vertical construidos con pantallas ancladas. Para elparamento del muelle se utilizan tablestacas metlicas u hormign armado.Acero para los tirantes. Acero u hormign armado para los muertos de anclaje.Material granular para el relleno de trasds.Muelles de paramento vertical construidos con pantallas y plataforma dedescarga. Para la construccin del muro se utilizan tablestacas metlicas uhormign armado. Para la plataforma, hormign armado. Para apoyo de laplataforma y anclaje de la pantalla se utilizan pilotes, que pueden ser dehormign armado, hormign pretensado, acero.Muelles de estructuras abiertas pilotadas. Para el tablero se utiliza hormignarmado, colocado "in situ" o pretensado. Los pilotes pueden ser de hormignarmado, hormign pretensado o acero. Para la proteccin del talud se utilizarescollera.f) Condicionantes hidrulicos. Cuando existen problemas de agitacin debido areflexiones de oleaje, estn ms indicadas las estructuras abiertas que las deparamento vertical, puesto que las primeras producen rotura del oleaje. Tambincuando existen problemas de desage en drsenas cerradas son preferibles lasestructuras pilotadas frente a las opacas como las formadas por cajones o bloques.g) Relacin con los medios de transferencia. Las gras, prticos, etc. transmiten a laobra de atraque unas solicitaciones importantes. Si el diseo proyectado es capazde absorber directamente esos esfuerzos, se optimizar el diseo, en caso contrarioy si hay que disponer elementos complementarios para ese fin, tales como vigasflotantes o sobre pilotes, estos elementos aadidos deben tenerse en cuenta en lascomparaciones de las diferentes soluciones.j) Mnimo coste. Cuando se establece una comparacin de costes entre variasestructuras se puede hacer teniendo en cuenta solo los costes de construccin obien construccin ms mantenimiento. En las etapas de diseo ser suficientecomparar tan solo los costes de construccin puesto que los de mantenimiento, en

3.2.1.2 CLASIFICACIN SEGN SU VARIACIN EN EL TIEMPO3.2.1.2.1 CARGAS PERMANENTESEstas corresponden a cargas esencialmente gravitatorias, que actan en todo momentodurante las fases del proyecto que se analiza, siendo constantes en posicin y magnitud,o no constantes, de variacin lenta o despreciable, en comparacin a su valor medio. Deigual modo, se consideran como cargas permanentes aquellas cuya variacin tenga lugaren un slo sentido hasta alcanzar un cierto valor lmite.De acuerdo con esta definicin se deben incluir bajo este concepto a:(1) Peso propio de elementos estructurales y terminaciones(2) Peso propio de equipos fijos e instalaciones(3) Contenido normal de recipientes, tolvas, correas y equipos(4) Peso de ductos sin acumulaciones ni incrustaciones.(5) Aislaciones(6) Cargas hidrulicas o de terreno permanentes3.2.1.2.2 CARGAS VARIABLESCargas externas a la obra en s, cuya magnitud y/o posicin es variable a lo largo deltiempo de forma frecuente o continua, y de variacin no despreciable en comparacin asu valor medio.Estas se pueden dividir en:(1) Empuje Hidrulico(2) Empuje de suelo(3) Cargas variables de uso o explotacin(4) Cargas Medioambientales(5) Cargas de Deformacin(6) Cargas de Construccin3.2.1.2.2.1 EMPUJE HIDRULICOCargas asociadas a niveles de agua y a lastres lquidos o capa fretica de otro tipo delastre. Pueden diferenciarse en presiones hidrostticas y presiones hidrodinmicas,asociadas a gradientes hidrulicos (redes de filtracin, procesos de consolidacin, entreotros).3.2.1.2.2.2 EMPUJE DE SUELOSCorresponden a presiones o empujes debido a la actuacin directa de un terreno natural ode un relleno, o la indirecta de otras cargas a travs de l.Tanto las cargas hidrulicas enunciadas anteriormente y los empujes de suelo puedenclasificarse como cargas permanentes o variables de acuerdo a su variacin de aplicacinen el tiempo.3.2.1.2.2.3 CARGAS VARIABLES DE USO O EXPLOTACINSon cargas asociadas al servicio y normal uso de la estructura resistente, las cualespueden variar en posicin y magnitud durante la fase de vida que se analice.Entre estas podemos encontrar:(1) Sobrecarga de estacionamiento y almacenamiento(2) Sobrecarga de equipos e instalaciones de manipulacin de mercanca(3) Sobrecargas de trfico(4) Sobrecargas por operacin de buques

3.2.1.2.2.4 CARGAS MEDIOAMBIENTALESCargas debidas a la accin de fenmenos naturales, climticos o medioambientales sobrela estructura resistente o sobre elementos que actan sobre ella. La consideracin deestas como cargas eventuales depender de la variacin y frecuencia de ocurrencias destas respecto al tiempo de vida til de la estructura, pudindose considerar tambincomo permanentes o eventuales.Entre stas se encuentran:(1) Cargas debido al oleaje(2) Cargas debido a las corrientes(3) Cargas debido a variaciones de marea(4) Cargas de viento(5) Cargas debido a las precipitaciones(6) Cargas de hielo y nieve3.2.1.2.2.5 CARGAS DE DEFORMACINCargas producidas por deformaciones impuestas. Se dividen en:(7) Pretensado(8) Trmicas(9) Reolgicas(10) Movimientos impuestos3.2.1.2.2.6 CARGAS DE CONSTRUCCINCargas transitorias asociadas especficamente al proceso de ejecucin y puesta en obradel elemento resistente. Se dividen en:(1) Cargas Externas durante la Fabricacin(2) Cargas Externas durante el Transporte(3) Cargas Externas durante la Instalacin(4) Otras Cargas Externas3.2.1.2.3 CARGAS ACCIDENTALES O EVENTUALESCorresponden a cargas accidentales aquellas cargas de carcter fortuito o anormal quepuedan presentarse como resultado de algn accidente, error humano, mal uso, ocondiciones de trabajo o medioambientales excepcionales.Se pueden considerar como cargas de carcter variable con poca probabilidad deactuacin o pequeas duraciones de aplicacin a lo largo de la vida til de la estructura,pero en el caso de producirse, su efecto puede ser significativo para la seguridad de lamisma.Las cargas accidentales a considerar en el dimensionamiento y los valores caractersticosde las mismas, podrn ser escogidos por el proyectista, cliente o autoridad competente,como aquellos por encima de los cuales se renuncia a asegurar la probabilidad desupervivencia de la estructura, sin prejuicio de las cargas mnimas fijadas por estedocumento u otras normas generales que sean de aplicacin.Se aconseja incluir en el clculo aquellas cargas accidentales cuantificadas siempre ycuando puedan presentarse, sean compatibles con la estructura analizada y su actuacinsea relevante, sin prejuicio de aquellas otras que el proyectista, cliente o autoridadCompetente consideren necesarias para el dimensionamiento de la estructura.Generalmente las cargas accidentales se presentan asociadas a cargas variables, comovalores diferenciados de las mismas para la fase de servicio y condiciones excepcionalesde trabajo.Se podr admitir que a consecuencia de la accin de cargas accidentales se produzcandaos locales en la estructura, siempre y cuando se verifique el estado lmite ltimo decolapso progresivo y el estado lmite de utilizacin de daos permanentes.Para el dimensionamiento de obras martimas se consideran principalmente las siguientescargas accidentales:1) Acciones y sobrecargas producto de condiciones medioambientales eventuales, comosismo.2) Pruebas de carga.3) Inundaciones debidas a roturas de canalizaciones o depsitos.4) Fallas del sistema de drenaje o de control de subpresiones.5) Elevacin del nivel fretico de proyecto en lastres.6) Empujes debido a inestabilidades del suelo.7) Depsitos y sobredragado.8) Socavaciones o erosiones del terreno producidas por hlices de buques es maniobrasexcepcionales o por corrientes extraordinarias.9) Colisiones y sobrecargas locales excepcionales.10) Impactos y sobrecargas debidos a maniobras o situaciones operativas excepcionalesde distintos medios de transporte o de buques de proyecto.11) Sobrecargas debidas a operaciones de buques en condiciones excepcionales decarga.3.3 PESO PROPIOEl peso propio, o carga muerta de una estructura, consiste en el peso de todos losmateriales de construccin tanto estructurales como arquitectnicos, adems de losequipamientos de servicio fijos.Se incluye en este tem, los pesos correspondientes a los distintos elementos resistenteso estructurales, as como tambin la carga producida por el peso de todos los elementosno resistentes en el sentido estructural, soportados o incluidos en la estructura resistentede forma permanente. Dentro de estas cargas, se encuentra el peso de los elementosconstructivos, pavimentos, equipamiento, instalaciones fijas, rellenos, lastres yadherencias marinas.Los valores caractersticos de la carga se deducen de las dimensiones reales (seccintransversal neta) y pesos especficos unitarios o aparentes, correspondientes a losdistintos elementos y materiales en las condiciones ms desfavorables para la seguridadde la estructura.Cuando partes de la estructura estn completamente, parcial o intermitentementesumergidas, ser preferible considerar las cargas hidrulicas o sub presiones como unsistema de cargas aplicado independiente del peso propio. Se excepta de esto loselementos compuestos, en donde se utilizan pesos especficos sumergidos para ladeterminacin del peso propio, siempre y cuando no existan gradientes hidrulicossignificativos, y, por lo tanto, no se considera en el clculo la existencia de redes defiltracin o procesos de consolidacin.Es preferible que los pesos del equipamiento y de las instalaciones sean obtenidosdirectamente de los fabricantes y proveedores, o mediante pesadas directas de loselementos correspondientes.Dada su poca relevancia en relacin a otras imprecisiones del clculo, la carga muertadebidas a adherencias marinas se consideran nicamente en aquellos casos en que elaumento de peso originado por ellas pueda ser relevante para la estructura.En la determinacin del peso propio, se debe incluir una estimacin realista de todos losanexos presentes y futuros. Una sobreestimacin del peso propio generalmente noafectar significativamente el costo de la estructura, sin embargo, podra no serconservador para los elementos controlados por tensin o estructuras sometidas aempujes de levantamiento.A continuacin se presentan algunos valores de referencia para materiales deconstruccin:

3.4 EMPUJE DEL SUELO3.4.1 GENERALIDADESEstas cargas corresponden a presiones, empujes y otros esfuerzos ejercidos por unterreno natural o relleno, sobre los distintos elementos de una estructura resistente; o lasreacciones que tales estructuras pueden originar en el terreno para lograr su equilibrio.Estos esfuerzos sern debido a:1) La actuacin directa del terreno2) La actuacin indirecta de otras cargas a travs de l3) Acciones inducidas por movimientos de la estructura resistente.4) Acciones inducidas por movimientos del terreno no dependientes de la estructuraanalizadaLas cargas ejercidas por el terreno sobre una estructura se determinan, principalmente,en funcin de los siguientes factores:1) Tipo de estructura.2) Comportamiento de la estructura (deformabilidad).3) Interaccin suelo-estructura: posibilidad de movimientos del terreno.4) Caractersticas del terreno: caractersticas fsicas del suelo, geometra de la masa desuelo, estratigrafa, grado de compactacin y saturacin, entre otras.5) Actuacin indirecta de otras cargas a travs del terreno o estructura.6) Nivel fretico.7) Modificaciones o variaciones de las presiones intersticiales con respecto al estadohidrosttico: proceso de consolidacin, existencia de red de filtracin, drenaje,agotamiento y presin artesiana.8) Mtodo constructivo.9) Posibles modificaciones geomtricas de la masa de suelo y de las condiciones deutilizacin de la estructura analizada durante su vida til.Para el clculo de los empujes de suelo refirase al Captulo 2.7 Geotcnia".3.4.2 PRESIN DE TIERRA DE SUELO GRANULARPara presin de tierra de suelo granular, refirase al Captulo 2.7.6.3.4.3 EMPUJE DE TIERRA DE SUELO COHESIVOPara empuje de tierra de suelo cohesivo, refirase al Captulo 2.7.6.3.4.4 EFECTO DEL AGUAPara efecto del agua, refirase al Captulo 2.7.6.3.4.5 EMPUJE DE SOBRECARGAPara empuje de sobrecarga, refirase al Captulo 2.7.6.3.5 EMPUJE HIDRULICO3.5.1 GENERALEl empuje hidrulico corresponde a las cargas producidas por el agua y otros lquidos,actuando predominantemente como aguas exteriores libres, capas freticas en rellenos yterrenos naturales, y lastres; cuyos niveles de actuacin se mantengan en repososensiblemente invariables en relacin con el tiempo de respuesta de la estructuraresistente (por ejemplo, variaciones del nivel del mar, rgimen hidrulico de las corrientesfluviales).El empuje hidrulico se puede diferenciar en presiones hidrostticas y presioneshidrodinmicas asociadas a gradientes hidrulicos.No se consideran como cargas hidrulicas las cargas debidas al oleaje y corrientes, tantoen lo que se refiere a variaciones de los niveles de agua como a los aspectos dinmicosdel agua en movimiento.Para el clculo del empuje hidrulico refirase al Captulo 2.7 Geotecnia.3.5.2 PRESIN DE AGUA RESIDUAL ESTTICAPara presin de agua residual esttica, refirase al Captulo 2.7.6.3.5.3 PRESIN DE AGUA RESIDUAL ANTE UN SISMOPara presin de agua residual ante un sismo, refirase al Captulo 2.7.6.3.6 SOBRECARGA UNIFORMEAcciones de naturaleza esttica, variable en el tiempo y que se determinan en base a lafuncin y uso de los espacios. Presentan variaciones frecuentes o continuas, nodespreciables frente a su valor medio. En este tipo de cargas, se incluirn las sobrecargasde pisos debido al trnsito y/o permanencia de personas, sobrecargas yacentes nopermanentes, cargas provenientes de la operacin de vehculos y presiones laterales yverticales de lquidos, gases y material en general, que pudiese ser variable en el tiempocomo resultado de la operacin normal.Las sobrecargas de almacenamiento son aquellas cargas variables generadasprincipalmente por el peso de materiales, suministros o mercancas almacenadas oapiladas en el interior de instalaciones especficas o de instalaciones auxiliares para sutransporte y manipulacin, cuya actuacin y distribucin es constante durante un periodode tiempo ms o menos prolongado.La determinacin de la sobrecarga de almacenamiento se realiza teniendo en cuenta eluso previsto del rea en que acta y la forma en que solicita a la estructura resistente,tomando en consideracin:Naturaleza de la materia almacenada: ya sea granel, mercanca general,contenedores.Forma y dimensiones mximas del almacenamiento.Cantidad mxima que puede manipularse.Mtodo y maquinaria de manipulacinNaturaleza y caracterstica de la estructura de almacenamiento.Dichas cargas pueden ser tratadas como cargas verticales repartidas o concentradassegn la naturaleza de los materiales, su forma de actuacin o apoyo y la existencia o node elementos de reparto. Se considera la situacin ms desfavorable para el elementoestructural analizado o puede quedar limitado el clculo por la compatibilidad con lassobrecargas de instalaciones de manipulacin de mercancas o con las cargas de trfico.Generalmente, y pese a las caractersticas de la estructura o los elementos de apoyo, lassobrecargas de estacionamiento y almacenamiento se pueden tratar nicamente comorepartidas, al presentarse esta distribucin como crtica para el dimensionamiento de lamayor parte de las estructuras usuales. No obstante, en estructuras de poca luz, losas uotros tipos de elementos de gran sensibilidad a efectos locales, siempre que se puedanpresentar grandes cargas concentradas actuando directamente sobre la estructuraresistente (por ejemplo, muelles, astilleros), debern, adems, comprobarse dichasestructuras con cargas concentradas.En estos casos las grandes cargas concentradas podrn ser convertidas en cargasuniformes equivalentes, nicamente para clculos de estabilidad.En grandes reas, las sobrecargas podrn ser reducidas de acuerdo con su probabilidadde ocurrencia y segn se indique en los planos de ingeniera de detalle y de proceso.En general cuando no exista informacin tanto de la sobrecarga como de su probabilidadde ocurrencia, regirn las recomendaciones de la norma NCh 1537.Of2009. Se debetener presente que los valores dados en esta norma tiene el carcter de valores mnimos.

1.3.2 Muelles y pantalanes de pilotes La construccin de muelles apoyados sobre cimentaciones profundas es una prctica obligada en aquellos terrenos en los que el sustrato resistente est a una profundidad excesiva para construir muelles de gravedad. Pueden ser tambin de inters en terrenos de compacidad media, como alternativa a otras tipologas posibles.