DISEÑO Y CÁLCULO DE PILOTES A PARTIR DE LA NORMA TECNOLÓGICA DE LA EDIFICACIÓN, NTE.

Planteamiento del problema

• Cálculo de esfuerzos actuantes

• Identificación de los niveles geotécnicos y caracterización de los mismos (Rp, N, Ru).

• Ubicación del N.F e identificación de niveles que puedan experimentar rozamiento negativo.

• Elección de la tipología del pilote (in-situ o prefabricados)

Predimensionado

• Número de pilotes a utilizar ! n (n > 1 si D < 100cm, nmaximo = 4)

• Diámetro del pilote ! D (diámetro mínimo 30cm)

• Longitud del pilote ! L (estimación a partir del estudio geotécnico, L max = 40 m)

Cálculo (comprobaciones)

• Condición de hundimiento

E  c ( P + F - Ri )

• Resistencia estructural (pilotes in-situ)

E  c´ ( T - 0,4 Ri )

• Asientos.

Esta comprobación se realizará cuando la punta de los pilotes no queden empotrada en roca o en terreno granular de consistencia densa a muy densa sin capas por debajo de menor compacidad

S cálculo  S admisible

• Cálculo del espaciamiento

• Resultado final

PILOTES “ IN SITU “ - CPI.

Ámbito de aplicación

• Cimentaciones de edificios con estructura porticada

• Pilotes de H.A (fck = 22,5 MPa) de sección circular y verticales, longitud máxima L = 40m

• En terrenos agresivos utilizar cementos resistentes

Caracterización de los estratos

Según la clasificación de suelos de Casagrande

• Roca

• Granular de gravas

• Granular de arenas

• Coherente

Disposición de pilotes e identificación ejes x e y.

( n = 1 si D " 100 cm)

Bases de cálculo

• Esfuerzos trasmitidos por la estructura sin mayorar, reducidos al plano superior.(Q , Mx , My)

• NTE aplicable siempre que los esfuerzos horizontales < 5% esfuerzos verticales

Caracterización del terreno (para cada estrato)

• Naturaleza y estado natural

• Posición del N.F

• Características mecánicas (Ru, Rp, N)

Rozamiento negativo

• NTE aplicable siempre que la consolidación se deba a las causas (4) especificadas en esta norma.

CÁLCULO DE LA RESISTENCIA POR PUNTA, P

• Rocas

Tipo de roca y penetración en D

P(t)

Diámetro D

Nota: el valor de P(t) obtenido incluye la resistencia por la punta y la correspondiente resistencia por el fuste de la zona de pilote empotrada en la roca.

• Granular de arenas

Rp o N

P(t)

Diámetro D

Valor de Rp o N a considerar ! valor medio representativo del entorno de la punta del pilote

Tres zonas a considerar

nota: zona de seguridad C se considerará en el cálculo si presenta menor resistencia que la zona B

Reglas complementarias

a) Estrato coherente intercalado en A, de consistencia blanda a muy blanda

Si el estrato es de consistencia media a superior, se considerará que el estrato es granular y con el valor de Rp que realmente tiene.

b) Estrato coherente intercalado en B o en C (ver NTE)

• Granular de gravas

Tipo de gravas y penetración en D

P(t)

Diámetro D

Nota: los valores de P (t) no incluyen la resistencia por el fuste correspondiente a la parte de pilote empotrado en la capa de gravas.

• Coherente

Rp o Ru

P(t)

Diámetro D

Valor de Rp o Ru a considerar ! valor medio representativo del entorno de la punta del pilote

Tres zonas a considerar

nota: zona de seguridad C se considerará en el cálculo si presenta menor resistencia que la zona B

Regla complementaria

a)Estrato granular intercalado en zonas A, B o C

Rpgranular = mín (Rp1, Rp3)

análogamente sería para zonas B o C

CÁLCULO DE LA RESISTENCIA POR EL FUSTE, F

Se determinará fi para cada estrato según el tipo de terreno

• Granular de arenas

Rp o N

fi (t/m)

Diámetro D

Regla complementaría

a)Estrato coherente de consistencia blanda a muy blanda intercalado

se adoptará como valor de fi para los estratos por encima del estrato coherente no mayor del triple del correspondiente al estrato cohesivo

• Granular de gravas

Tipo de gravas

fi (t/m)

Diámetro D

• Coherente

Rp o Ru

fi (t/m)

Diámetro D

Reglas complementarias

a)Estrato coherente de consistencia blanda a muy blanda

fi de los estratos situados por encima no mayor a 3fi estrato blando

b)Estrato granular intercalado

fi según si gravas o arenas, se adoptará

fi = mín(fi, 2fi estratos inferiores)

CÁLCULO DEL ROZAMIENTO NEGATIVO

• Pilote columna (P > 3F) ! Ri = R1

• Casos a, b y c

sobrecarga, causa de rozamiento negativo (a,b o c)

ri (t/m)

e´ (espesor de la capa en proceso de consolidación , peso específico sumergido)

nota: si el terreno está por encima del N.F el peso específico será el aparente.

• Caso d

ri depende del rebajamiento del N.F y diámetro D

Regla complementaría

No se adoptará para R1 un valor superior a la resistencia por el fuste del pilote en la capa coherente de consistencia blanda a muy blanda

• Pilote flotante (P " 3F) ! Ri = R2

Ru o Rp

ri (t/m)

Diámetro D

CALCULO DEL HUNDIMIENTO DE UN PILOTE

E , carga axil equivalente

P , resistencia por la punta

F , resistencia por el fuste

Ri , rozamiento negativo

c , coeficiente de minoración de resistencias

CÁLCULO DEL ASIENTO

Acálculo  A admisible

Asiento admisible (mm) depende de

• Tipo de estructura

• Modulación entre apoyos

• Tipo de terreno

Determinación asiento de cálculo

• Granular

Relación Qt/Qr

A cálculo (mm) número de pilotes, n

Diámetro, D

donde

Qt, carga media de trabajo de un pilote

• Sin rozamiento negativo

Qt = Q/n

• Con rozamiento negativo

Si P > 3F

Qt = Q/n +R1

Si P " 3F

Qt = Q/n + R2

Qr, carga de hundimiento de un pilote

Qr = P + F

• Coherente

A cálculo (mm) (Rp, Qt , n y L)

CÁLCULO DE LA RESISTENCIA ESTRUCTURAL

E " c´(T-0,4Ri)

siendo

c´, coeficiente de seguridad (número de pilotes, n)

T, resistencia estructural de cada pilote ( tipo de hormigonado y diámetro D)

ESPACIAMIENTO DE LOS PILOTES

Relación P/F

S(cm) Diámetro, D

Longitud, L

RECHAZO DE UN PILOTE

Según la NTE, se define rechazo, r, de un pilote prefabricado como la penetración del pilote obtenida en tres andanadas consecutivas de 10 golpes.

El valor del rechazo r, se obtiene a partir del rechazo relativo r/H, necesario en andanada de 10 golpes, para alcanzar una resistencia al hundimiento igual a la estructural del pilote de diámetro D, y con una caida de maza de peso M, desde una altura H.

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