600 u6 pc pilotes a

PILOTES

Pilote es un elemento de fundacin con seccin transversal pequea comparada con su longitud Es un elemento constructivo utilizado para cimentacin de obras, que permite trasladar las cargas hasta un estrato resistente del suelo, cuando este se encuentre a una profundidad tal que hace inviable, tcnica o econmicamente, una cimentacin mas convencional mediante zapata o losas. Se entiende por una fundacin profunda cuando el extremo inferior, en el terreno, est a una profundidad superior 8 veces el dimetro o ancho de la estructura de fundacin.

Pilotes

GJC

Pilotes

GJC

Los pilotes de punta obtienen casi toda su

capacidad de carga de la roca o suelo que est

cerca de la punta, y muy poca del suelo que

rodea su permetro.

Tambin reciben el nombre de pilotes de

columna

Los pilotes trasmiten al terreno las cargas que reciben de la

estructura mediante una combinacin de rozamiento lateral

(fuste) y resistencia a la penetracin (punta)

Pilotes

GJC

En un pilote de friccin, su capacidad de carga

principalmente la aporta el suelo que lo rodea, por

la resistencia al corte que se desarrolla entre el

suelo y el pilote, y donde el suelo que est cerca del

extremo inferior del pilote aporta un porcentaje

muy pequeo de la carga.

Tambin reciben el nombre de flotantes

La capacidad de carga ltima de un pilote es la combinacin de ambas

Q ult = Q punta + Q fuste

Pilotes

GJC

Los pilotes, independiente de la forma en que trasmiten la carga, se

pueden establecer estructuralmente como aislados y en grupo.

Esta forma de organizarlos tiene implicancias en su diseo estructural

Pilote aislado Es aquel que est ubicado a una distancia tal de

otro pilote de modo que no interfiere geotcnicamente con l

Pilote Aislado

Pilotes

GJC

Generalmente las separacin entre este tipo

de pilotes oscila entre 2,5 y 4 dimetros

Su capacidad de soporte es inferior a la

sumatoria de capacidad de los pilotes

aislados

Grupo de Pilotes

Grupo de Pilotes Son aquellos que por su

proximidad interaccionan entre si o estn

unidos mediante elementos estructurales lo

suficientemente rgidos como para que

trabajen conjuntamente.

Clasificacin

Segn su forma de fabricacin podemos clasificarlos como

Su materialidad Madera Hormign Acero

Pilotes

GJC

Caractersticas : De madera :

o Condiciones de carga restringidas por efectos de material y por proceso de hinca

o En sectores permanentemente bajo agua tienen gran

durabilidad

o Es recomendable efectuarles un tratamiento superficial para protegerlos contra ataque por micro organismos o protegerlos con fundas de asfalto o plstico

o Deben usarse maderas con alta capacidad

de soporte a lo largo de la fibra y de dimetro constante

Pilotes Clasificacin

GJC

De madera : o Son afectados por las condiciones de los ciclos de humedad,

principalmente en ambiente salino,

o En sectores permanentemente bajo agua tienen gran durabilidad

o Presentan dificultades en los empalmes es difcil y genera un punto de falla, deben evitarse

Su uso en Obras martimas es limitado y requieren mantencin permanente.


GJC

De hormign : o Existen tres tipos de pilotes de este material

o In situ o vaciados en obra o Pre fabricados

o De Hormign Armado tradicional o Pre y postensados

o El hormign debe tener caractersticas de impermeabilidad y de

soporte ( sobre 300 Kg/cm2)

o La docilidad es dependiente del sistema de fabricacin o Exigen precauciones en su fabricacin para evitar fallas en las

secciones

o Dificultades para empalmar si quedan cortos o con dificultades en el hormigonado


GJC

In situ o vaciados en obra Corresponden a pilotes que se ejecutan en el mismo terreno en que trabajarn estructuralmente. Su fabricacin es variada y depende de

o las condiciones soportantes del terreno, o de las capas freticas, o longitud del pilote, o maquinaria a utilizar

Ventajas

o Son relativamente baratos o Es posible su inspeccin previo al hormigonado o Son utilizados generalmente en mejoramiento de suelos

Desventajas o Dificultad en su empalme luego de fraguado el hormign o Proceso constructivo laborioso


GJC

Prefabricados o Requieren alta impermeabilidad en el hormign

o Son difciles de transportar por su peso y estructura

o Es poco factible su empalme si quedan cortos

o Pueden ser hincados

o Pueden ser unidos a la superestructura con tcnicas habituales

o Los elementos pre o post tensados requieren cuidados

especiales en el transporte e hincado.


GJC

Prefabricados o En caso de dao durante la hinca es difcil su recuperacin


GJC

De metal :

o Generalmente son tubulares o perfiles H o Son fciles de manipular o Resisten altos esfuerzos de hincado

o Fcil interaccin con materiales de superestructuras

o Presentan dificultades con la corrosin


GJC

De metal :

o Perfiles H pueden deformarse durante hinca y desviarse de su posicin

o Son facilmente empalmables

o Pueden ser colocados en terrenos de gran dureza ( empedrados, etc)


GJC

La colocacin de los pilotes se hace de dos maneras, o Colocados in situ o vaciados Los pilotes colocados in situ son generalmente utilizados en tierra y dicen relacin con perforaciones practicadas en el terreno y la colocacin del hormign en su interior

Pilotes

GJC

Proceso de Colocacin

In situ o vaciados en obra Tipos de Pilotes Con camisa perdida o recuperable Excavados en el suelo Con hormign simple o armadura posterior


GJC

o Hincados

El proceso de hincado consiste en aplicar energa al pilote, mediante el golpe de una maza dejndola caer sobre la cabeza del pilote, a fin de introducirlo en el suelo hasta alcanzar condiciones de hinca.

Son los usuales en las obras martimas y los materiales

utilizados son madera, hormign armado y acero. Su instalacin ocupa poco tiempo y requiere de equipamiento

y maquinaria especial para su instalacin

Pilotes

GJC


Los problemas que se encuentran en el proceso de hincado son o Desviaciones en su ubicacin de diseo

o Roturas por efecto de la presencia de clastos de gran tamao

o Asentamiento diferenciales en grupos de pilotes

o Imprecisiones en el proceso de hinca por terrenos distintos o

material rocoso

o En el caso de los pilotes de hormign, fisuraciones por efecto de la hinca

Pilotes

GJC


Pilotes

GJC

Pilotes

GJC

Hinca de pilotes

La hinca consiste en las acciones necesarias y la aplicacin de los equipos que permiten efectuar la penetracin del pilote en el suelo. En este proceso se pueden distinguir diversas etapas:

o Equipo o Guas de hinca o Plataformas de hinca o Martinetes o Sistema de control o Empalmes

o Preparacin del Pilote o Traslado del pilote o Ubicacin del pilote o Hinca - metodologa de control

Pilotes

GJC

Hinca de pilotes

o Preparacin o Pinturas o protecciones o Marcas para hincado, sistema de control o Zapatos de hinca o azuches

La proteccin dice relacin con la proteccin anticorrosiva en pilotes de acero y de cuidado de aristas en el caso de pilotes de hormign Las marcas de hinca dicen relacin con el sistemas de control y de longitud final del pilote

Pilotes

GJC

Hinca de pilotes

o Preparacin

Los azuches y los zapatos de hinca cumplen con efectuar la preparacin del pie del pilote en funcin de las condiciones de diseo que se establezca o el terreno que debe atravesar o descansar. - Azuche - Zapato de hinca

Pilote

Zapato de hinca

Pilotes

GJC

Hinca de pilotes

o Traslado El proceso de traslado del pilote est relacionado con el material de que est fabricado. En el caso de los pilotes de hormign debe ser considerado el estudio estructural y los sectores de agarre para evitar condiciones de carga no contempladas. En el caso de los pilotes de acero es del caso tener atencin a la proteccin anticorrosiva que los pilotes tienen.

Pilotes

GJC

Hinca de pilotes

o Ubicacin del pilote

La ubicacin es de suma importancia, debiendo respetarse las tolerancias. En esta etapa son importantes las guas de hinca Es aconsejable tener dos guas en la vertical para evitar desviaciones

Pilotes

GJC

Hinca de pilotes

o Equipo de hinca

El equipo de hinca debe estar posicionado de forma de permitir la hinca en las condiciones de proyecto. El equipo principal de hinca es el martinete o martillo que otorga la energa necesaria para introducir el pilote en el terreno Este equipo, bsicamente, es una maza que golpea al martinete desde una determinada altura

Pilotes

GJC

Hinca de pilotes

o Equipo de hinca

Existen diversos tipos de martinetes

Manuales Hidrulicos Combustin interna Vibratorios

Pilotes

GJC

Hinca de pilotes

o Manual o La energa que otorga es limitada y depende

fundamentalmente del peso de de la maza y de las personas que puedan levantar.

Pilotes

GJC

o Vibratorios o La energa es obtenida a travs de un sistema de

excntricos que otorgan vibracin al equipo. o Requiere un sistema auxiliar que permita el

funcionamiento de los excntricos, que puede ser electricidad, aire comprimido, etc.

Pilotes

GJC

Hinca de pilotes

o De combustin o La energa se obtiene mediante la utilizacin de un motor

incorporado al martillo, motor puede ser a vapor, hidrulico o diesel

o Estos equipos varan de tamao y caractersticas segn el tamao de pilotes y de profundidades a alcanzar

Pilotes

GJC

Hinca de pilotes

o Martinete

Funda de corredera

Estanque de combustible Gua corredera

Pistn Sistema de inyeccin combustible

Toberas inyeccin de aire

Elemento de golpe o maza

Sufridera

Aguila de levante

Pilotes

GJC

pistn

masa de golpe

pilote

consola

SUFRIDERA

camisa

Etapas de diseo

El diseo estructural, mediante el anlisis de las condiciones de suelo y materiales, permite establecer las cargas que cada pilote de la estructura debe ser capaz de soporar. Esta caracterstica se obtiene de frmulas como las siguientes :

qp = c*Nc+p * N*

q +i*hi Qp = qp*Ab

Pilotes

GJC

qfi = ki * ni * tani +adhi Qf = qf * hi * Pi

Subndice i cada capa de suelo de caracterstica geotcnicas diferentes Nc , N

*q capacidad de carga de terreno para cimentaciones profundas

C cohesin promedio en la base

p Esfuerzo vertical efectivo en la base

ki Coeficiente de empuje lateral sobre el fuste en reposo

i Densidad efectiva del terreno

hi Espesor de cada capa de terreno

ni Esfuerzo efectivo en el fuste

tani Esfuerzo efectivo en el fuste

adhi Adherencia suelo pilote

Ab Area transversal pile

Pi Permetro promedio por estrato

Etapas de diseo

Para la etapa de construccin e hinca se debe establecer el criterio para determinar el momento en que el pilote ha alcanzado la capacidad de carga establecida en el proyecto. Para los pilotes que deban trabajar por fuste el tema se traduce a determinar la longitud de ficha. Para los pilotes que trabajan por punta se han determinado diversas frmulas dinmicas de hinca, fundamentadas en la conservacin de la energa y el momento. la mayora de sus parmetros que utilizan son empricos. Se han establecido diversas frmulas entre las cuales estn :

Pilotes

GJC

Etapas de diseo

Pilotes

GJC

Pu = eh * Eh /(s +0,254) Engineering News

Pu = * Hiley

Pu = 126,5 eh * Eh * Log(25,5/s) Gates

Pu Capacidad ltima del pilote eh Eficiencia del equipo Eh Energa del martillo

s Penetracin por golpe Wr Peso del mbolo

Wp Peso del pilote n Coeficiente de restitucin

k1, k2, k3 Valores dependientes del material del pilote y del suelo

.

eh * Eh

s+ 0,5(k1+ k2+ k3 )

Wr + n2

* Wp

Wr + Wp

Pilotes

GJC

Pilotes

GJC

Tipo Energa

Nominal (ton-m/golpe)

Peso pistn (ton)

Peso yunque + cabezal de golpe

(ton)

D-5 1,26 0,5 0,33

D-12 3,12 1,25 0,64

D-22 5,48 2,2 0,91

D-44 6,0 3 - 12,05 4,32 2,31

Caractersticas de Martinetes Delmag

Pilotes

GJC

Etapas de diseo

El comn denominador de estas frmulas es que permiten calcular la capacidad de carga que el pilote ha alcanzado mediante la determinacin de la cantidad de goles por longitud. En definitiva la capacidad de carga del pilote se determina mediante la suma de algunos criterios como son la longitud de ficha, la cantidad de golpes por longitud de penetracin. De ac se obtiene el concepto de rechazo que consiste en determinar la cantidad de golpes que debe resistir el pilote por cada longitud de penetracin . En trminos prcticos se define la cantidad de golpes por decmetro de penetracin

Pilotes

GJC

Etapas de diseo

Estas frmulas si bien entregan una informacin y un antecedente til para establecer los criterios de hinca, presentan una serie de aproximaciones y consideraciones empricas que obligan a tomar precauciones en cuanto al resultado final. Esto se obtiene mediante la aplicacin de coeficientes de seguridad variables entre 2 y 6.

Pilotes

GJC

Etapas de diseo

Esta situacin y en proyectos mayores es necesario efectuar una adecuacin de los resultados entregados en forma emprica con la realidad que se presenta en terreno. Para poder cotejar en forma efectiva y a escala natural las estimaciones determinadas mediante el clculo se efectan pruebas de capacidad de carga sobre pilotes ya hincados. Esta actividad se ejecuta sobre pilotes especialmente adaptados para dicha actividad. Adems es posible efectuar pruebas dinmicas en pilotes que estn siendo hincados, con lo cual se conocen los antecedentes de hinca .

Pilotes Prueba de carga

GJC

Pruebas de pilotes

o Prueba de carga esttica. Esta prueba contempla la aplicacin de cargas en forma sistemtica sobre un pilote que tenga las mimas caractersticas y ser hincado bajo las mismas condiciones que establece el de diseo, con el mismo equipo. Se puede efectuar pruebas de cargas de compresin y traccin

Etapas de diseo

Pilotes

GJC

Pilotes

GJC

Pruebas de pilotes

Condiciones a cumplir en las pruebas de carga estticas o Hincar el pilote y dejarlo dormir durante a lo menos 3 das,

dependiendo de las condiciones de suelo o Aplicar cargas en forma escalonada y por lapsos de tiempo

(aprox. 10 minutos) hasta alcanzar la carga deseada, generalmente hasta la falla del pilote

o Controlar las deformaciones y /o descensos mediante equipos sensibles como extensmetros (mnimo dos),

o Las cargas se aplican con gatos hidrulicos.

o El retiro de las cargas tambin se hace en forma escalonada y medida de igual forma que los incrementos de carga


GJC

Pruebas de pilotes

o Prueba de carga dinmica. (ASTM 4945) Este tipo de pruebas se efecta por medio del control in situ durante la hinca mediante la instrumentacin a travs de sensores de deformacin y acelermetros, que entregan informacin en instante en que se hinca el pilote. Estos sensores (4) se instalan a una distancia de 2 o 3 dimetros del extremo de la cabeza del pilote


GJC

Pruebas de pilotes

La informacin entregada permite establecer datos como capacidad de carga que alcanza el pilote, resistencia del suelo, integridad del pilote Mediante programas adicionales se pueden ajustar los resultados obtenidos por el PDA para definir en forma precisa los antecedentes entregados en terreno y entregar datos como diferenciar entre carga de punta y fuste, adems la distribucin de parmetros de amortiguamiento y de resistencia del suelo,


GJC

Pruebas de pilotes

La informacin entregada por las pruebas dinmicas permiten: o Ser una alternativas a las pruebas de carga esttica para la

capacidad de carga de los pilotes. o Establecer criterios de hinca y facilitar la preparacin de

pilotes previo a la hinca o Chequear la eficiencia del martinete, integridad de pilotes y

su resistencia, durante su etapa de hincado. Adems o Son ms econmicas que las pruebas estticas o Permiten en conjunto con stas, establecer criterios

sumamente precisos de hinca y de resistencia o Los resultados entregados difieren entre un 10 a 15% de las

pruebas de carga estticas o Entregan mayores antecedentes que las estticas


GJC

Control de hinca

En terreno, el control de hinca es de suma importancia dado que permite tener un registro detallada del comportamiento del pilote y de los equipos durante el proceso de hinca. Estos antecedentes son tiles durante el proceso de anlisis de cada pilote y de definir, basado en los parmetros entregados por las pruebas de carga, la situacin efectiva de un pilote. Los controles que deben ser efectuados en terreno son : Topogrficos : ubicacin, alineacin, desviaciones verticalidad Hinca : penetracin por golpe, longitud de ficha,


GJC

Control de hinca

Se debe establecer protocolos de hinca o registros de hinca que recojan toda la informacin necesaria que se requiere para considerar la pertinencia de la actividad o la aplicacin de medidas correctivas que permitan que el pilote cumpla su funcin. Para los controles de hinca se requiere contar con sistema fijos, libres de movimiento del pilote o plataformas para control de penetracin. Los controles mejores son mediante topografa

Pilotes

GJC

OBRA: ..................................................................................

CONTRATISTA: ..................................................................................

PROTOCOLO N...................

CONTROL DE HINCA DE PILOTES

FECHA......../........./........

PILOTE. N.......................UBICADO EN...........................................

DIAMETRO (mm) .................. ESPESOR (mm)

......................... PESO (kg) ............................

LONGITUD INICIAL PILOTE (m)

........................... LONGITUD FINAL PILOTE (m)

COTA FONDO .................................... COTA CORTE CABEZA ............................

FICHA HINCA ESPECIFICADA......... FICHA ALCANZADA..............................

MARTINETE MODELO PESO ENERGIA

Coordenadas proyecto N Coordenadas

reales

N

E E

REGISTRO HINCA

PENETRACIN POR PESO PROPIO DEL PILOTE ................ (m)

PENETRACIN POR PESO PROPIO DEL MARTINETE ............. (m) FECHA HORA

INICIO

HORA

TRMINO

PENETRA-

CION (m)

N DE

GOLPE

FRECUENCIA

(golpes/min)

OBSERVACIONES

0,00

0.10

0.20

0.30

......

Pilotes

GJC

Pilotes Func. Mart. Diesel

GJC

Aguila

Gua

Maza de hinca

Pilote

Sufridera

Embolo

12,10

12,20

12,30


GJC

Lnea de control 12,10

12,20

12,30


GJC

Lnea de control

12,10

12,20

12,30

600 u6 pc pilotes a

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