Generalidades

Al poco de comenzar a trabajar en el sector de las cimentaciones especiales, un constructor me dijo que eso de calcular pilotes era una “pamplinada”, cosa muy sencilla: “total, la carga que llega del pilar por el área del pilote y ya está”, me dijo el tío. Yo era un “pipiolo” y no me iba a poner a discutir con nadie. Ahora le diría que ¡De eso nada! el cálculo de pilotes, si se hace bien, es algo complejo, y en el que se deben tener muchos factores en cuenta.

Empezando por un adecuado análisis de la información disponible, tanto de la estructura como del terreno. Es esencial tener un estudio geotécnico con sus ensayos in situ y de laboratorio, con sus sondeos, penetrómetros, catas y esas cosas que deben tener los estudios geotécnicos (y menos correlaciones de las que a veces tienen). Éste estudio no sólo es importante para el cálculo, es más importante para la elección de la mejor técnica de cimentación, es decir, qué tipo de pilote vamos a ejecutar. Un fallo en esto puede ser algo que arruine nuestra obra con retrasos, sobrecostes y enfados del personal en general.

El cálculo de pilotes (cimentaciones especiales en general) es un proceso iterativo en el que debemos chequear varios “ítems”, y realizar bastantes comprobaciones. Si es cierto que una de las comprobaciones esenciales, aunque no la única, es la resistencia a hundimiento del pilote, y eso se parece en cierta manera a lo que me dijo aquel constructor.

En este post, y en otros que iré publicando, nos vamos a centrar en el cálculo geotécnico, concretamente en el cálculo de las resistencias unitarias por punta y fuste que utilizamos para calcular la carga a hundimiento.

¿Y qué es la carga de hundimiento? Suena a algo a lo que no queremos llegar.

Cuando un pilote es sometido a carga vertical se transfiere parte de la misma al terreno circundante del fuste y otra parte a la punta. Con el incremento de la carga, el asiento de la cabeza aumenta al principio de manera lineal para ir creciendo hasta un límite en el que se agota la resistencia del terreno. Este límite es la carga de hundimiento del pilote.

La expresión general del hundimiento es la siguiente:

Siendo:

Ap: Área de la punta del pilote,

Rp: Resistencia unitaria de la punta

Af: Área del fuste del pilote;

Rf: Resistencia unitaria del fuste

 

Los principales métodos para determinar la carga de hundimiento son:

Pruebas de carga: se utilizan para comprobar in situ las hipótesis utilizadas en el proyecto de cimentación. Es el método ideal, y el primero a tener en cuenta, pero desgraciadamente solo se utiliza en obras singulares o con un gran número de pilotes.

Fórmulas de hinca: de aplicación en los pilotes de desplazamiento

Fórmulas analíticas: se aplican en todo tipo de pilote y se basan en formulación teórica que ha sido comprobada experimentalmente.

Fórmulas empíricas: se basan en la extrapolación a pilotes de los resultados de algunos ensayos que de manera indirecta o indirecta determinan la capacidad resistente del terreno Se pueden aplicar a todo tipo de pilotes.

 

Una vez calculada la Qh, obtendremos la carga admisible del pilote que será la de hundimiento minorada por el correspondiente factor de seguridad:

El factor de seguridad depende del método de cálculo o fórmula y la normativa utilizada.

La resistencia local o global del terreno quedará verificada si se cumple, para las situaciones de dimensionado pertinentes, la condición:

Siendo E el valor del efecto de las acciones (combinaciones) y γ el coeficiente de seguridad parcial, que dependerá de la norma utilizada.

 

Y hasta aquí, esta pequeña introducción al cálculo “pilotil”.

 

Si te gusta, comparte. Gracias.