Métodos para Verificar el estado Límite por Hundimiento de un Pilote.

En el caso de pilotes en arcillas y arenas el valor de cálculo de la resistencia del terreno Rcd que permite verificar el estado límite del hundimiento se obtendrá a partir de la expresión siguiente, citada anteriormente, pudiéndose determinar la resistencia Rck del terreno con los métodos indicados en el anejo A.

En el caso de pilotes en roca se puede determinar directamente el valor de Rcd a través de los valores qp,d y τf,d determinados según se indica en el apartado 2 del anejo A.

Cimentaciones: Consideraciones del efecto grupo.

De forma general, para el cálculo de los pilotes, no se considerará el efecto grupo para una separación entre ejes de pilotes igual o mayor a 3 diámetros.

A partir de grupos de 4 pilotes se debe considerar que la proximidad entre los pilotes se traduce en una interacción entre ellos, de tal forma que si el grupo tiene n pilotes, y la carga de hundimiento del pilote aislado es Rck, la carga que produce el hundimiento del grupo, Rckg, en general, no suele ser igual a n·Rck, al tener que aplicar a este valor,

n·Rck, un coeficiente de eficiencia, η, que se define como el cociente: 

Siendo n el número de pilotes.

El coeficiente de eficiencia será de 1, para separaciones entre ejes iguales o superiores a 3 D. Para separaciones de 1 D el coeficiente de eficiencia será 0,7. Para separaciones entre 1 D y 3 D se interpolará linealmente entre 0,7 y 1.

En pilotes hincados en arenas densas o muy densas se podrá adoptar un coeficiente de eficiencia igual a 1. Podrá aumentarse este valor, previa justificación, por la posible compactación que se pueda producir, sin que en ningún caso pueda ser superior a 1,3.

Para determinar el valor de cálculo de la resistencia al hundimiento del grupo, analizado como una única cimentación que engloba los pilotes, debe utilizarse un coeficiente, R.

Cimentaciones: Consideraciones sobre la resistencia por fuste.

Cuando la resistencia unitaria por fuste varíe con la profundidad, para el cálculo de la resistencia total por fuste se debe realizar una integración a lo largo del pilote. En los casos en que la resistencia total por fuste sea constante por tramos y también lo sea la longitud del contorno del pilote en cualquier sección horizontal, la resistencia por fuste se considerará como un sumatorio con un término por cada tramo, esto es:

Siendo 

Af: el área del contacto entre el fuste del pilote y el terreno en cada tramo;

τf: la resistencia unitaria por fuste en cada tramo.

En los pilotes con sección transversal especial, pilotes en H por ejemplo, se tomará como longitud del contorno la correspondiente a la figura geométrica simple (circunferencia, rectángulo o cuadrado) que conduzca a un perímetro menor.

En los pilotes columna sobre roca, no debe contemplarse la resistencia por fuste en los suelos cuya deformabilidad sea claramente mayor que la correspondiente a la zona de la punta.

Ciementaciones: Consideraciones sobre la resistencia por punta

El área de la punta a utilizar en el cálculo será igual al área de la sección transversal del pilote al nivel de la punta (pilotes de extracción) o a la proyección sobre el plano transversal del área del azuche en pilotes hincados. Para pilotes huecos (sección en forma de corona circular), o para perfiles metálicos hincados sin azuche, habrá que calcular el área de la punta equivalente.

El área de la punta que ha de considerarse para el cálculo de los pilotes metálicos en H será, salvo que se justifique otro valor, o se disponga un azuche especial, el menor de los dos valores siguientes:

a) el área del rectángulo circunscrito;

b) vez y media el cuadrado del ala.

En los pilotes huecos hincados, se tomará como área de la punta el total de la superficie encerrada por el contorno externo.

En casos de terreno heterogéneo, se supondrá que la carga de hundimiento por la punta está controlada por un terreno con las características medias de la zona comprendida entre tres diámetros bajo la punta (zona activa inferior) y seis diámetros sobre la punta (zona pasiva superior), aproximadamente.

En las situaciones en las que bajo la punta existan zonas arcillosas de menor resistencia, que reduzcan la resistencia unitaria por punta "qp", dicho valor vendrá limitado por la expresión: 

Siendo

H: la distancia de la punta del pilote al estrato del suelo cohesivo blando inferior;

D: el diámetro real o equivalente (igual área) del pilote;

cu: la resistencia al corte sin drenaje del suelo cohesivo blando.

Si la separación entre pilotes es inferior a la distancia de la punta del pilote al nivel del suelo cohesivo blando inferior debe considerarse el efecto combinado del grupo de pilotes para estimar la carga de hundimiento y el posible asiento de la cimentación.

Criterios Básicos de Carga de Hundimiento en Cimentaciones.

La resistencia característica al hundimiento de un pilote aislado se considerará dividida en dos partes (véase Figura 5.5): resistencia por punta y resistencia por fuste 

Rck= Rpk + Rfk

Siendo

Rck: la resistencia frente a la carga vertical que produce el hundimiento;

Rpk: la parte de la resistencia que se supone soportada por la punta;

Rfk: la parte de la resistencia que se supone soportada por el contacto pilote- terreno en el fuste.

Figura 5.5 Esquema de distribución de la carga de un pilote aislado.

Para estimar ambas componentes de la resistencia se supondrá que son proporcionales a las áreas de contacto respectivas de acuerdo con las expresiones: 

Siendo

qp: la resistencia unitaria por la punt

Ap: el área de la punta

τf: la resistencia unitaria por el fuste

L: la longitud del pilote dentro del terreno

pf: el perímetro de la sección transversal del pilote

z: la profundidad contada desde la parte superior del pilote en contacto con el terreno

Cimentaciones: Carga de Hundimiento.

-Criterios Básicos de Carga de Hundimiento en Cimentaciones.

-Ciementaciones: Consideraciones sobre la resistencia por punta

-Cimentaciones: Consideraciones sobre la resistencia por fuste.

-Cimentaciones: Consideraciones del efecto grupo.

-Métodos para Verificar el estado Límite por Hundimiento de un Pilote.

Cimentaciones: Otras Consideraciones - Efectos que pueden Afectar a la Capacidad Portante o Aptitud de Servicio de la Cimentación.

Aparte de la consideración de los estados límite citados en los apartados precedentes, se tendrán en cuenta otros efectos que pueden afectar a la capacidad portante o aptitud de servicio de la cimentación. Entre los posibles problemas que puedan presentarse se hará una consideración expresa de los siguientes:

a) influencia de la hinca de pilotes prefabricados en estructuras o edificaciones cercanas;
b) ataques del medio ambiente al material del pilote con la consiguiente merma de capacidad. Se debe prestar una atención especial al efecto de la corrosión del acero en las zonas batidas por la carrera de marea o por las oscilaciones del nivel freático;
c) posible expansividad del terreno que pueda  provocar el problema inverso al rozamiento negativo, causando el levantamiento de la cimentación;
d) posible heladicidad del terreno, que pudiera afectar a encepados poco empotrados en el terreno;
e) protección contra la helada en las cabezas de los pilotes recién construidos;
f) posible ataque químico del terreno o de las aguas a los pilotes;
g) posible modificación local del régimen hidrogeológico por conexión de acuíferos ubicados a distinta profundidad que podrían quedar conectados al ejecutar los pilotes;
h) posible contaminación medioambiental por la utilización de lodos o polímeros durante la excavación de pilotes de hormigón “in situ”;
i) estabilidad de los taludes de las excavaciones y plataformas realizadas para construir el pilotaje;
j) desprendimientos sobre la cabeza del pilote recién construido, debidos a la diferencia de cota entre el piloteterminado y la plataforma de trabajo, así como desprendimientos o contaminaciones causadas por la limpieza de la plataforma, especialmente en el caso de pilotes de hélice continua, en los que es necesaria la limpieza de la cabeza para la introducción de la arma- dura;
k) mala limpieza del fondo de las excavaciones de los pilotes perforados;
l) problemas de colapso en suelos que tengan una estructura metaestable;
m) posibles efectos sísmicos y en particular la posible licuefacción del entorno y que pudiera influir al propio pilotaje;
n) posible pérdida de capacidad portante por socavación de pilotajes.