miércoles, 1 de agosto de 2012
viernes, 20 de julio de 2012
PILOTES PREFABRICADOS - CABEZALES
Cabezal
Premoldeado o in situ, el pilote no
recibe de un modo directo la carga, sino por interposición de un elemento
llamado cabezal; el cabezal correspondiente a un grupo de pilotes puede llegar
a ser una estructura muy importante. Pilotes de madera o hierro suelen unirse
por emparrillados del mismo material. Los
de hormigón, una vez hincados se descarnan en cierta longitud y se hacen
solidarios con un cabezal de hormigón.
La disposición simétrica es la más
conveniente; el efecto de punzonamiento es el peligro más grave, de ahí que los
cabezales resulten generalmente macizos de cierta importancia.
Inconvenientes posibles en pilotes
Durante el proceso constructivo pueden
presentarse algunos de los siguientes inconvenientes
·
desviación o rotura por la presencia de
bloques erráticos, viejas fundaciones, etc
·
roturas por fallas del material durante
la hinca (en pilotes de madera esta falla puede pasar inadvertida)
·
lavado del hormigón por el agua
subterránea durante la operación de levantar el tubo en ciertos tipos moldeados
in situ
·
asientos inesperados de grupos de
pilotes, cuyo comportamiento puede resultar completamente distinto del pilote
que sirvió de ensayo
Ensayos para la verificación de pilotes
Una vez construido, un pilote queda
íntegramente rodeado de suelo, lo que dificulta la verificación de la calidad
del trabajo realizado. Para asegurarse que el pilotaje no presenta
inconvenientes, se recurre a ensayos no destructivos que miden la respuesta del
pilote ante exigencias de carga o ultrasonido. Estos ensayos pueden ser:
·
Prueba de carga
Prueba de continuidad en pilotes
hormigonados in situ
PILOTES HORMIGONADOS IN SITU CON LODO BENTONITICO
Cuando no existe estabilidad en las paredes durante la perforación, también se puede utilizar lodos bentoníticos. Estos se encargan de sostener el terreno, evitando así los posibles desprendimientos del terreno.
PILOTES HORMIGONADOS IN SITU CON CAMISA PERDIDA
Se emplean cuando nos encontramos
ante terrenos que presentan corrientes de agua que lavarían el hormigón, y para
que esto no ocurra, se utiliza una camisa que queda perdida en el pilote.
PILOTES DE HORMIGON IN SITU CON CAMISA RECUPERABLE
Se utilizan cuando no existe estabilidad
en las paredes durante la perforación, abarcando una amplia gama de diámetros y
permitiendo colocar con gran exactitud la armadura necesaria, ya que es
introducida en la perforación una vez finalizada y antes de proceder al
hormigonado.
Equipos necesarios para la hinca
y extracción de las camisas
·
Entubadoras oscilantes
:Pueden ser utilizadas en cualquier tipo de terreno, siendo éstas accionadas
por la propia máquina.
·
Vibrohincadores :
Presentan un mejor comportamiento en terrenos granulares, obteniéndose
normalmente unos rendimientos mas elevados, si bien pueden aparecer
dificultades en la hinca y extracción de camisas en terrenos cohesivos
PILOTES DE HORMIGON IN SITU SIN CAMISA
Se utilizan cuando el terreno se
mantiene estable durante la perforación. Puede realizarse con equipos de
rotación de elevado rendimiento en los distintos diámetros necesarios
Son de gran utilidad en zonas
urbanas, los equipos de rotación montados sobre vehículos todo-terreno, por
permitir importantes ahorros de tiempo, en los traslados y montaje de los
mismos. También pueden ejecutarse en zonas con limitación de altura para el
equipo
PILOTES PREFABRICADOS DE MADERA
Se utilizan en terrenos en que el suelo
sea muy blando de forma que facilite su hincado. Esta característica se
consigue en las márgenes de ríos y lagos.
Se los utiliza para la construcción de
muelles para embarcaciones deportivas y obras de poca exigencia estructural.
Las maderas mas utilizadas son la encina, quebracho colorado, haya, pino, abeto
y nogal
Duración
Cuando se hallan permanentemente bajo
agua su duración es csi ilimitada. Si estan expuestos a ciclos de saturación y
secado, su resistencia disminuye notablemente y exige tratamientos de
conservación.
Forma y medidas
Son generalmente circulares y
ligeramente cónicos. Su largo es aproximadamente 25 veces su diámetro. Las
medidas tienen un máximo dado por el tamaño de los rollizos de donde se
obtienen. Generalmente tienen entre 20cm y 40cm de diámetro y 5 m a 10m de
largo.
Llevan una protección en la punta
llamada azuche y para no dañar el extremo superior se intercala otra pieza
metálica entre la cabeza y el martillo.
PILOTES PREFABRICADOS DE ACERO
Estos tipos de pilotes se construyen
generalmente utilizando perfileria laminada, perfiles doble T de alas anchas, o
bien secciones plegadas como tablestacas. No son muy utilizados ya que exigen
protecciones anticorrosivas importantes.
PILOTES PREFABRICADOS DE HORMIGON ARMADO
Este tipo de pilotes
tienen forma y armadura similar a una columna de hormigón con refuerzos en los
extremos para defender el pilote contra interferencias en la penetración
(punta) y para resistir los golpes de la maza (cabeza)
La armadura del pilote
surge de considerar los siguientes estados de cargas
·
Golpes y transporte en posición
horizontal, izado de cancamos en posición mas favorable
·
Golpes de hincado
·
Cargas de servicio luego de puesta
en carga la estructura ( V, H, M)
Se hormigonan al pie de
obra o en plantas de prefabricación y se transporta hasta la obra
Armadura de un pilote prefabricado Vista de pilotes prefabricados hormigonados en
obra
Las maquinas piloteras utilizan
martillos llamados pilón que puede pesar hasta 1,5 t y se aplica con alturas de
caídas de hasta 1,50 m.
FUNDACION INDIRECTA O PILOTES
Concepto
Se denomina pilote a una construcción
que se comporta como una columna enterrada en el suelo de forma que puede transmitir
las cargas desde la superficie hasta encontrar suelos resistentes a grandes
profundidades.
En función de la dirección de la carga,
el pilote puede trabajar de alguna de las siguientes maneras
a)
Cargas verticales V
·
De punta, como si fuese una columna
apoyada sobre un plano resistente
·
Por frotamiento lateral contra el
suelo. En algunas ocasiones este
frotamiento puede resultar suficientemente intenso como para que toda la carga
sea absorbida por fricción: la cimentación recibe entonces el nombre de
flotante.
b) Cargas horizontales H y momentos flectores M
·
Transmiten los esfuerzos mediante
presiones horizontales por empuje pasivo de suelos
Campo de aplicación
Éste es el tipo de cimentación se
utiliza cuando
·
El plano de cimentación se encuentra a
mayor profundidad de la necesaria para realizar una fundación directa o por
pozos. Se utiliza hasta aproximadamente 60 metros de profundidad
·
Las cargas son muy importantes
·
Teniendo suelos aptos para fundar a
profundidades menores se decide fundar mas profundo para apoyar la obra sobre
suelos mas consolidados, reduciendo los asentamientos futuros
·
Se desea evitar la realización de
submuraciones de construcciones vecinas.
Método de construcción
Este tipo de cimentación puede ser
ejecutada mediante dos métodos básicos y variantes de los mismos
De
hormigón armado prefabricado
Pilotes prefabricados hincados De acero
De
madera
Sin
camisa
Hormigonados in situ Con camisa
recuperable
Con
lodo bentonitico
Con
camisa perdida
FUNDACION POR POZOS - METODOS DE CONSTRUCCION
Métodos de construcción
Según sea el suelo pueden presentarse la
necesidad o no de realizar entivaciones o apuntalamientos
·
Excavación manual sin entivacion: Si el terreno es suficientemente consistente
como para permitir trabajar a un hombre con seguridad, el pozo se hace sin
protección
·
excavación manual con entivacion: Se
construyen con entibación mediante tablas y puntales de madera. La entibación avanza desde arriba hacia abajo
junto con la excavación; hecho el cimiento, se la retira de abajo hacia arriba,
a medida que progresa el relleno.
·
A cajón abierto: Cuando el terreno
resulta muy desmoronable, el entibamiento se complica. Los pozos de gran
sección están sujetos a fuertes empujes, que muchas veces superarán la
resistencia de la madera. En reemplazo de la misma se utilizan cilindros de
hormigón simple o armado, que se construye a nivel del terreno, se descalza por
dentro para hundirlo y a medida que penetra en el suelo se lo va sobre elevando
con nuevo material para aumentar su peso y favorecer así una nueva penetración.
La sección ideal para estos pozos es la circular (a veces es posible hacerla de
hormigón sin armar). Todo el trabajo de
descalce y vaciado suele hacerse a mano; el rendimiento depende del número de
obreros que puedan trabajar en el fondo.
Si éste es holgado, puede excavarse a máquina desde la superficie.
Como las paredes del pozo no son
recuperables, se las considera formando parte de la fundación; todo el hueco
interior se rellena con hormigón simple.
Posibles dificultades
·
La desviación con respecto a la vertical
por frotamientos diferenciales entre caras opuestas
·
En cajones de mampostería que sufren
desvíos verticales trabando al descenso en puntos superiores puede quedar
colgado el cajón y cortarse horizontalmente ante la ausencia de armadura
vertical
Para evitar estas dificultades, las
paredes se construyen generalmente con una ligera inclinación hacia el interior
para disminuir la fricción contra la tierra.
FUNDACION POR POZOS
Concepto
Consiste en la ejecución de un pozo de
diámetros variables entre 1.0 m para obras menores hasta varios metros para
obras importantes. En su forma más sencilla, el pozo, de pequeño diámetro, es
vaciado a mano hasta encontrar fondo resistente; se lo rellena luego con
hormigón, formándose una columna que apoya en firme y, eventualmente, trabajará
también a fricción contra el suelo. Los pozos se unen entre si mediante vigas
de hormigón armado o arcos, sobre los que apoyara el edificio
Campo de aplicación
Éste es el tipo de cimentación se
utiliza cuando
·
El plano de cimentación se encuentra a
mayor profundidad de la necesaria para realizar una fundación directa. Se
utiliza este sistema hasta aproximadamente 8 metros de profundidad
·
Las cargas son muy importantes (por ej.:
pilas de puentes)
·
Teniendo suelos aptos para fundar a
profundidades menores se decide fundar mas profundo para apoyar la obra sobre
suelos mas consolidados, reduciendo los asentamientos futuros
BASE EXCENTRICA CON VIGA DE EQUILIBRIO
La flexión producida por la
excentricidad será absorbida por una viga que une la base de medianera con otra
central, no excéntrica. En la parte
inferior del grabado se ilustra la organización de las armaduras. Ambas bases y sus fustes quedan armados como
si no existiese la compresión excéntrica.
ARRIOSTRAMIENTOS
BASE EXCENTRICA
La presencia, de construcciones
anteriores o linderos que no pueden invadiese obligarán al uso de zapatas de
carga excéntrica
Corresponde al primer tipo de la figura
anterior; el momento flector de la zapata se transmite íntegramente a la
columna que resulta solicitada a la flexión compuesta. Para disminuir este efecto se la construye lo
más larga que se pueda en el sentido normal al plano de la flexión. Resulta una estructura poco conveniente y de
comportamiento estático dudoso, sobre todo en relación con el suelo.
El uso de tensores permite centrarla
carga en las bases excéntricas, liberando a la columna de flexiones; en el
grabado se muestra el tensor formado en el cuello mismo de la base; en sótanos,
es posible hacer el tensor al nivel de la primera losa debiendo calcularse el
tramo inferior de la columna para absorber la flexión.
PLATEA
Varias zapatas continuas paralelas,
suficientemente próximas como para que lleguen a tocarse o superponerse,
producen la platea de ancho y largo igualmente importantes y que no es más una
zapata de grandes dimensiones.
Platea.
Elemento principal de la sustentación es la malla de vigas invertidas,
que da al conjunto una gran rigidez. La
losa de fondo puede faltar si el terreno es suficientemente consistente.
ZAPATA CONTINUA O UNIFICADA
Se utilizan cuando
·
Existe una fila de columnas con zapatas
suficientemente grandes como para que lleguen a tocarse
·
Las cargas a fundar no están
concentradas en puntos (columnas) sino que están repartidas linealmente (muros
portantes)
En esta fundación predomina el largo de
la fundación respecto al ancho de la misma
Base compuesta para dos columnas, con
indicación de la disposición de la armadura principal de la viga central. El
menor ancho corresponde a la columna de menor carga. Las bases compuestas de este tipo son de
aplicación cuando las bases simples resultan tan grandes que se superponen.
Zapata continua para asiento de una
hilera de columnas. La viga invertida es
el principal elemento de soporte y para ella se ha dibujado en la parte
inferior el diagrama de momentos y con trazos gruesos la ubicación de la
armadura principal. Como el
comportamiento de los suelos es indefinido, tanto en este caso como en otros,
es prudente que la armadura de las vigas y refuerzos de cimiento sea doble,
para prevenir momentos de flexión en cualquier sentido. El ancho a puede ser
variable en correspondencia con la mayor o menor carga de las columnas.
ZAPATA AISLADA
.bmp)
El tipo más sencillo es la base o zapata
aislada, que recibe la carga de una columna o pilar y la lleva a tierra
mediante un simple ensanchamiento, tanto mayor cuanto menor sea la resistencia
del terreno. Ésta es la solución más económica.
Bases de hormigón para columnas
metálicas
En la figura, la columna metálica se
embute en el hueco de la base y luego éste se rellena con hormigón
La columna va provisto de piezas de
anclaje para afirmarlo y repartir mejor la carga sobre el hormigón
Bases de hormigón simple y armado.
Base tronco cónica Para terrenos de consistencia normal. La altura a hasta el nivel del solado más
bajo debe ser la mínima necesaria; en la parte inferior está dibujada la
parrilla de hierros los que, como se ve, son individualmente menores que el
lado de la base y colocados en posiciones alternadas para cubrir, con mayor
economía, toda la superficie de ésta.
Base con nervios Cuando la superficie de la base es importante ( por grandes
cargas o el suelo es de baja resistencia) la colocación de nervios permiten
economizar hormigón. Los nervios resultan por lo general fuertemente armados
(son en realidad ménsulas) y permiten rebajar la altura total de la zapata.
FUNDACIONES SUPERFICIALES O DIRECTAS
Una fundación se llama superficial o
directa cuando el plano de asiento de los cimientos se encuentra a poca
profundidad, entendiendo por poca profundidad aquella que puede ser alcanzada
con la excavación corriente (2 a 5 m)
Éste es el tipo de cimentación se
utiliza cuando
·
Suelos de baja capacidad portante y
cargas bajas
·
Suelos de alta capacidad portante y
cargas importantes
·
La fundación superficial es usada
también cuando el proyecto incluye la construcción de sótanos y es necesario
una excavación que permite acceder a suelos de mayor capacidad portante. (Considerar
que la capacidad portante de un suelo generalmente aumenta con la profundidad).
En todos los casos, la profundidad
mínima debe quedar siempre por debajo de la zona de suelo alterable por la
intemperie y agentes orgánicos; esta profundidad se encuentra entre 80 cm y
1,50 m del nivel natural del terreno.
FUNDACIONES O CIMENTACIONES
Cimiento o fundación es la obra en
contacto con la tierra, destinada a transmitir al suelo el peso del edificio y
el efecto dinámico de las cargas móviles que actúan sobre él.
La carga hace que el suelo se deforme,
se hunda en una determinada cantidad, llamada asentamiento, y se exige que los
asentamientos de las distintas partes de una fundación sean compatibles con la
resistencia general de la construcción, a riesgo de provocar lesio
MATERIAL
independientemente
del material de la estructura del edificio a fundar, el hormigón es el material
mas apto para realizar fundaciones.
Como en la mayoría de las zapatas y
plateas, el esfuerzo dominante es la flexión, el uso del hormigón armado es
prácticamente total. En este caso la armadura que resiste las tracciones debe
estar defendida de la corrosión por la humedad del suelo mediante una capa de
hormigón llamada recubrimiento de no menos de 5cm
La elección de un tipo de cimiento
depende de múltiples factores con gran cantidad de indeterminación, como que se
relacionan con la propiedades de los suelos y las características propias de la
obra, todas variables difíciles de conocer con precisión.
·
Propiedades del suelo
·
Dirección y magnitud de las cargas.
Dispersión en planta de las mismas
·
Profundidad del plano de cimentación.
·
Resistencia de las capas por debajo del
plano de cimentación
·
Presencia de agua (capa freática u obras
costeras fluviales y marítimas)
Cimentaciones
bajo agua puede generar la necesidad de trabajos de entibación y achique
·
Existencia de construcciones vecinas o
posibilidad de futuras construcciones vecinas
Afectan
el diseño de nuestras propias cimentaciones y generan la necesidad de
apuntalamientos mientras las construimos.
·
Comportamiento futuro del suelo;
Está
siempre la incógnita del cambio de las propiedades del suelo con el tiempo y la
presencia de factores no previstos, capaces de introducir nuevas variantes
indeterminadas, erráticas o aleatorias
·
La obra puede modificar las propiedades
del suelo
Una
excavación en la vecindad de un edificio puede provocar corrimientos y también,
facilitando la desecación, modificar el contenido de agua del suelo y, con
ello, su capacidad portante.
Un
terreno arcilloso varía de volumen dentro de límites muy grandes al variar su
contenido de agua
El
drenaje por bombeo en arena fina puede arrastrar material sólido, provocando
asientos en las construcciones vecinas.
Estudio de suelos
Las propiedades del suelo se determinan
mediante estudio de suelos el cual comprende las siguientes tareas
·
Exploración y muestreo
·
Examen en laboratorio de las propiedades
físico mecánicas de las muestras
·
Recomendación de los medios adecuados de
fundación.
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