Cimientos

4    De cada pilote se debe conocer su sección transversal y su ubicación dentro del encepado. Normalmente, los pilotes serán de igual longitud; en caso contrario, habrá de considerarse en los cálculos de detalle.

Es importante determinar la configuración geométrica de la cimentación, teniendo en cuenta, entre otras, las siguientes consideraciones.
5.2 Acciones a considerar

1    Además de las acciones de la estructura sobre la cimentación se tendrá en cuenta que los pilotes puedan estar sometidos a efectos “parásitos” inducidos por acciones derivadas por el movimiento del propio terreno de cimentación.

Además de las acciones de la estructura sobre la cimentación se tendrá en cuenta que los pilotes puedan estar sometidos a efectos “parásitos” inducidos por acciones derivadas por el movimiento del propio terreno de cimentación.

2    Debe considerarse la forma y dimensiones del encepado a fin de incluir su peso, así como el de las tierras o aquello que pueda gravitar sobre éste, en el cómputo de las acciones.

Las formas de fallo de una cimentación profunda pueden ser de muy diverso tipo. Los tipos de rotura más comunes y que en cualquier caso deben verificarse son: la estabilidad global, el hundimiento, la rotura por arrancamiento, la rotura horizontal del terreno bajo cargas del pilote o la capacidad estructural del pilote.

3    En su caso, se especificará el nivel del terreno alrededor del pilotaje. En aquellos casos en los que pueda existir socavación habrá que considerar al menos, con carácter accidental, la situación correspondiente a la máxima prevista

 

 

 

 

Figura 5.2. Esquema de un posible pilotaje

 

 

5.2.1    Acciones del resto de la estructura sobre la cimentación
1    Para el dimensionado del pilotaje se tomarán las acciones indicadas en el apartado 2.3.2.
2    En el caso de un grupo de pilotes, para cada combinación de acciones se debe realizar un reparto de cargas entre los pilotes del grupo. Este reparto requiere de un proceso iterativo. Los coeficientes de reparto entre pilotes dependen de la naturaleza del terreno y de la rigidez de los pilotes y del encepado.
3    En general, si el encepado que une los pilotes es suficientemente rígido, bastará con considerar la distribución de cargas que se obtiene al suponer que los pilotes están articulados en cabeza y que el encepado es infinitamente rígido (véase Figura 5.3).
4    Si hubiera pilotes de distinto diámetro dentro de un mismo grupo, los valores de cálculo se de-terminarán para cada uno de los diámetros (o diámetros equivalentes para formas no circulares) que se usen.

 

Figura 5.3. Distribución de esfuerzos en la hipótesis de encepado rígido y pilotes articulados en cabeza

 

 

5.2.2    Rozamiento negativo
1    La situación de rozamiento negativo se produce cuando el asiento del terreno circundante al pilote es mayor que el asiento del pilote. En esta situación, el pilote soporta, además de la carga que le transmite la estructura, parte del peso del terreno. Como consecuencia, el rozamiento negativo hace que aumente la carga total de compresión que el pilote tiene que soportar.
2    Debe estudiarse el posible desarrollo de rozamiento negativo cuando se dé alguna de las circunstancias siguientes:

a)    consolidación por su propio peso de rellenos o niveles de terreno de reciente deposición;
b)    consolidación de niveles compresibles bajo sobrecargas superficiales;
c)    variaciones del nivel freático;
d)    humectación de niveles colapsables;
e)    asientos de materiales granulares inducidos por cargas dinámicas (vibraciones, sismo);
f)    subsidencias inducidas por excavaciones o disolución de materiales profundos.

3    La identificación del problema puede realizarse comparando, mediante un cálculo previo, los asientos del terreno y del pilote. En general, es suficiente una pequeña diferencia de asientos para que se produzca la situación de rozamiento negativo. Un asiento de 1 cm puede producir ya efectos notables.
4    El rozamiento lateral por fuste se puede reducir notablemente en pilotes prefabricados (hormigón, metálicos o madera) tratándolo mediante pinturas bituminosas.
5    El rozamiento unitario negativo en el fuste se calculará con la expresión:

 

 

Rozamiento negativo

 

 

6    Cuando el rozamiento negativo no se desarrolle en su totalidad a lo largo del fuste, podrán emplearse métodos de cálculo que consideren deformaciones relativas entre el suelo y el pilote para cuantificar la profundidad hasta la que se produce.
7    Los pilotes exteriores de los grupos de pilotes deben considerarse sometidos al mismo rozamiento negativo que si estuviesen aislados, especialmente los situados en las esquinas.


5.2.3    Empujes horizontales causados por sobrecargas
1    Cuando existan suelos blandos en profundidad, las cargas colocadas en superficie producen desplazamientos horizontales del terreno que pueden afectar negativamente a las cimentaciones próximas pilotadas. Por tanto, si en ese tipo de terreno se proyecta un edificio contiguo a una construcción pilotada, debe evitarse una cimentación superficial.
2    Los pilotes ejecutados en taludes pueden estar sometidos también a cargas horizontales importantes.
3    A efectos de este DB podrá prescindirse de la consideración de los empujes horizontales sobre los pilotes siempre que la máxima componente de estos empujes sea inferior al 10% de la carga vertical compatible con ella.
4    El estudio del efecto de los empujes horizontales requiere un análisis de interacción terreno-pilote, que será necesario realizar con tanto más detalle cuanto más crítico resulte el problema. Para el cálculo se podrá seguir el método simplificado que se indica a continuación.


5.2.3.1    Método simplificado para la consideración del empuje horizontal en pilotes

Método simplificado para la consideración del empuje horizontal en pilotes

 

 

4    Una vez calculado el valor de Pp se obtendrán los valores de los momentos flectores en los pilotes como una viga, suponiendo, según los casos, las condiciones en los apoyos que se reflejan en la Figura 5.4 y que se concretan en:

a)    empotramiento en cabeza;
b)    empotramiento a 0,5 m en la capa resistente inferior;
c)    empotramiento a 1 m en capas resistentes situadas por encima de la capa blanda si su espesor es superior a 8 diámetros, en caso contrario se considerará como una articulación (apoyo).

 

Figura 5.4. Condiciones de apoyo para el cálculo de esfuerzos horizontales en los pilotes

 

 

5.3 Análisis y dimensionado

1    Las comprobaciones para verificar que una cimentación profunda cumple los requisitos necesarios se basarán en el método de los estados límite tal y como se indica en el apartado 2.2.
2    Además deben analizarse los problemas indicados en el apartado 5.3.3.


5.3.1    Estados límite últimos
1    Las formas de fallo de una cimentación profunda pueden ser de muy diverso tipo. Los tipos de rotura más comunes y que en cualquier caso deben verificarse son:

a)    estabilidad global;
b)    hundimiento;
c)    rotura por arrancamiento;
d)    rotura horizontal del terreno bajo cargas del pilote;
e)    capacidad estructural del pilote.

2    La verificación de estos estados límite para cada situación de dimensionado se hará utilizando la expresión (2.2) y los coeficientes de seguridad parciales para la resistencia del terreno y para los efectos de las acciones del resto de la estructura sobre la cimentación definidos en la tabla 2.1.


5.3.1.1    Estabilidad global
1    El conjunto de la estructura y su cimentación pilotada pueden fallar mediante un mecanismo de rotura aún más profundo que la cimentación o que, no siendo tan profundo, pudiera cortar los pilotes por su fuste.

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