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Cálculo resistencia por punta y fuste pilotes según CTE-SEC.

Determinación de la resistencia por punta y fuste de cimentaciones profundas según el Código Técnico de la Edificación Español.

Una cimentación profunda se denomina según el Código Técnico de la Edificación como una cimentación cuyo extremo inferior respecto al terreno se sitúa a una profundidad superior a 8 veces su diámetro o ancho.

Normalmente se recurre a este tipo de cimentación cuando se presentan una o varias de las siguientes condiciones:

  • Terreno con baja resistencia y alta deformabilidad.
  • Terrenos colapsables
  • Terrenos expansivos
  • Nivel freático elevado en terrenos muy permeables
  • Cargas sobre la cimentación importantes
  • Superficies de cimentación reducidas
  • Asientos nulos o despreciables para la estructura
  • Situaciones especiales

Por tanto, en estos casos, frecuentemente se recurre a una cimentación pilotada donde las cargas son transmitidas a niveles inferiores más resistentes o repartidas a lo largo de toda la longitud de los pilotes. Pueden emplearse distintos tipos de pilotes en función de las condiciones geotécnicas y estructurales. Para más información consultar el anterior enlace.

Para ello es necesario conocer la carga de hundimiento del terreno. En un pilote aislado, puede dividirse en resistencia por punta y resistencia por fuste las cuales pueden determinarse según distintos métodos, los cuales se exponen a continuación:

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Determinación de la resistencia por punta y fuste de pilotes mediante métodos analíticos.

Puede utilizarse en suelos granulares o suelos finos en los que se utilizan los métodos basados en la teoría de la plasticidad.

Resistencia unitaria pilotes suelos granulares

Rellenar solo las celdas celestes

 

(En construcción)

(En breve las hojas de cálculo estarán disponibles. Mientras puedes consultar el resto de cálculos)

 

Siendo:

Resistencia hundimiento pilotes

qp: Resistencia unitaria de hundimiento por punta de pilotes en suelos granulares.

qf: Resistencia unitaria de hundimiento por fuste de pilotes en suelos granulares.

Parámetros del terreno

ϕ´vp: Ángulo de rozamiento interno del suelo al nivel de la punta o del fuste según corresponda. Dicho valor debe ser debidamente contrastado dada la dificultad de obtener muestras inalteradas en estos materiales.

σ´vp: Presión vertical efectiva al nivel considerado antes de instalar el pilote.

Nq: Factor de capacidad de carga.

Parámetros dependientes del tipo de pilote

fp: Factor cuyo valor puede considerarse igual a 3 para pilotes hincados y 2,5 para pilotes hormigonados in situ.

Kf: Coeficiente de empuje horizontal. Para pilotes hincados adopta un valor de Kf=1 y para pilotes perforados Kf=0,75. Para pilotes híbridos se puede tomar un valor intermedio en función de la reducción al desplazamiento que produzca.

f: Factor de reducción del rozamiento del fuse en función del tipo de pilote: Para pilotes hormigonados in situ o pilotes de madera f=1, para pilotes prefabricados de hormigón hincados f=0,9 y para pilotes de acero hincados f=0,8.

 

Resistencia unitaria pilotes suelos finos

En este caso debe calcularse la carga de hundimiento en situaciones sin drenaje y en situaciones con drenaje.

Resistencia unitaria pilotes de suelos finos sin drenaje o a corto plazo

Rellenar solo las celdas celestes

 

(En construcción)

(En breve las hojas de cálculo estarán disponibles. Mientras puedes consultar el resto de cálculos)

 

Siendo:

Resistencia hundimiento pilotes

qp: Resistencia unitaria de hundimiento por punta de pilotes en suelos finos (no drenado).

qf: Resistencia unitaria de hundimiento por fuste de pilotes en suelos finos (no drenado).

Parámetros del terreno

cu: Resistencia al corte no drenada, teniendo en cuenta la presión de confinamiento.

Parámetros dependientes del tipo de pilote

Np: Factor dependiente del empotramiento del pilote. Se puede adoptar un valor igual a 9.

En pilotes de acero debe aplicarse un factor de reducción de 0,8.

 

Resistencia unitaria pilotes de suelos finos con drenaje o a largo plazo.

Rellenar solo las celdas celestes

 

(En construcción)

(En breve las hojas de cálculo estarán disponibles. Mientras puedes consultar el resto de cálculos)

 

Siendo:

Resistencia hundimiento pilotes

qp: Resistencia unitaria de hundimiento por punta de pilotes en suelos finos (drenado).

qf: Resistencia unitaria de hundimiento por fuste de pilotes en suelos finos (drenado).

Parámetros del terreno

ϕ´vp: Ángulo de rozamiento interno del suelo al nivel de la punta o del fuste según corresponda. Dicho valor debe ser debidamente contrastado dada la dificultad de obtener muestras inalteradas en estos materiales.

σ´vp: Presión vertical efectiva al nivel considerado antes de instalar el pilote.

Nq: Factor de capacidad de carga.

Parámetros dependientes del tipo de pilote

fp: Factor cuyo valor puede considerarse igual a 3 para pilotes hincados y 2,5 para pilotes hormigonados in situ.

Kf: Coeficiente de empuje horizontal. Para pilotes hincados adopta un valor de Kf=1 y para pilotes perforados Kf=0,75. Para pilotes híbridos se puede tomar un valor intermedio en función de la reducción al desplazamiento que produzca.

f: Factor de reducción del rozamiento del fuste en función del tipo de pilote: Para pilotes hormigonados in situ o pilotes de madera f=1, para pilotes prefabricados de hormigón hincados f=0,9 y para pilotes de acero hincados f=0,8.

Determinación de la resistencia por punta y fuste de pilotes mediante ensayos SPT.

Este método es aplicable a suelos granulares cuya proporción de gravas y bolos superiores a 2 cm es inferior al 30% ya que dichos clastos pueden afectar al golpeo del ensayo de penetración estándar SPT. tanto la resistencia por fuste y punta se puede calcular con la siguiente fórmula, donde solo deben rellenarse las celdas celestes:

 

(En construcción)

(En breve las hojas de cálculo estarán disponibles. Mientras puedes consultar el resto de cálculos)

Donde:

Resistencia hundimiento pilotes

qp: Resistencia unitaria de hundimiento por punta de pilotes.

qf: Resistencia unitaria de hundimiento por fuste de pilotes.

Parámetros del terreno

NSPT: Valor medio del golpeo NSPT del nivel considerado. Para el caso de la resistencia por punta se obtendrá la media de la zona activa inferior y de la zona pasiva superior. No debe considerarse golpeos NSPT superiores a 50.

Parámetros dependientes del tipo de pilote

fN: Factor que vale 0,4 para pilotes prefabricados y 0,2 para pilotes in situ.

Determinación de la resistencia por punta y fuste de pilotes mediante ensayos de penetración dinámica o penetrómetros.

Se puede utilizar las mismas formulaciones que las empleadas para el cálculo de la resistencia de hundimiento de pilotes según el SPT pero relacionando los valores del N20 del ensayo de penetración dinámica al NSPT con correlaciones bien fundadas en la experiencia local o con ensayos de contraste que refuercen la correlación utilizada.

Determinación de la resistencia por punta y fuste de pilotes mediante ensayos de penetración estática CPT o CPTU.

De forma similar a los otros métodos, con el método del CPT puede obtenerse la resistencia por hundimiento de un pilote mediante la resistencia unitaria de la punta del cono qc así como la resistencia lateral tf para culauier tipo de suelo compatible con este ensayo. De este modo, la resistencia por hundimiento del pilote se puede calcular tal y como sigue (se ha considerado al 80% del valor determinado tal y como expone el CTE-SEC):

 

(En construcción)

(En breve las hojas de cálculo estarán disponibles. Mientras puedes consultar el resto de cálculos)

 

Siendo:

Resistencia hundimiento pilotes

qp: Resistencia unitaria de hundimiento por punta de pilotes

qf: Resistencia unitaria de hundimiento por fuste de pilotes

Parámetros del terreno

qp: Resistencia unitaria de la punta del cono al nivel considerado teniendo en cuenta que debe considerarse el valor medio de la zona activa inferior y de la zona pasiva superior.

tf: Resistencia unitaria lateral al nivel considerado.

Parámetros dependientes del tipo de pilote

fq: Factor que puede tomarse 0,5 para pilotes hincados y 0,4 para pilotes hormigonados in situ.

En el caso de pilotes de diámetro mayores a 0,5 m es recomendable utilizar el valor mínimo obtenido de qp en esa zona.

Determinación de la resistencia por punta y fuste de pilotes mediante ensayos presiométricos.

Los ensayos presiométricos determinan la presión horizontal necesaria para plastificar un terreno en el interior de un sondeo por tanto puede calcularse la la resistencia de hundimiento de un pilote según la presión límite obtenida del presiómetro tal y como sigue:

 

(En construcción)

(En breve las hojas de cálculo estarán disponibles. Mientras puedes consultar el resto de cálculos)

 

Donde:

Resistencia hundimiento pilotes

qp: Resistencia unitaria de hundimiento por punta de pilotes.

qf: Resistencia unitaria de hundimiento por fuste de pilotes.

Parámetros del terreno

pl: Presión límite del ensayo al nivel considerado. En el caso de la punta el valor debe tomarse como el valor medio correspondiente a la zona activa y pasiva de la punta.

po: Presión vertical efectiva al nivel considerado. antes de cargar el pilote.

ko: Coeficiente de empuje en reposo. De forma general  ko= 0,5.

k: Coeficiente de proporcionalidad el cual puede tomarse igual 3,2 para suelos granulares y 1,5 para suelos cohesivos.

 

Recuerda que antes de realizar cualquier cálculo debes consultar la normativa y/o manual de referencia. Para más información pincha en geotecnia.

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