COLOCACIÓN DE LOS PILOTES.

-Introduciéndolos bajo carga estática con un gato.
-Hincándolos por medio de golpes con un martillo.
-Perforando un hoyo y vaciando concreto o insertando el pilote y luego hincándolo.

Pilotes hincados bajo carga estática de un gato:

-Este método de hincado se emplea donde no se permiten vibraciones o en las pruebas de carga para verificar la capacidad del pilote.
-Requiere de un apoyo o marco de reacción.

Pilotes hincados por medio de golpes:
-Este método introduce el pilote con golpes de una maza (martillo), aplicados en la parte superior o cabeza del pilote.
-Martillo de caída libre, simple efecto, doble efecto, diferencial, diesel, vibratorio.
-Características importantes del equipo: energía adecuada y capacidad de guía.

Pilotes perforados:
-En este método se perfora un hoyo, se introduce el emparrillado de acero y se vacía el concreto.
-También existen los que se perfora el hoyo y se inserta el pilote prefabricado, para posteriormente hincarlo.

-Exploración y profundidad de desplante.

-Calidad de los materiales.

-Energía adecuada de hincado.

-Desplazamiento (máx. 5.0 cm)

-Inclinación (máx. 1 a 2 % de l)

-Colocación del acero de refuerzo:
     desmoronamientos y limpieza del agujero.
     fondo seco o con menos de 4” de agua.
     brindar el recubrimiento mínimo.

-Colocación del hormigón:

     vaciado continúo

     uso de tremie (por agua y altura de caída).

-Descabece: La demolición de la parte superior de las pilas y pilotes, para integrarlos –generalmente mediante un cabezal- al resto de la estructura o de la cimentación. Para ello, se ha utilizado comúnmente equipo neumático (pistolas de aire comprimido).

CIMENTACIONES PROFUNDAS: Requisitos.

• Resistir las cargas de diseño.
• No exceder la capacidad portante del suelo causando su falla.
• No experimentar asentamientos excesivos que ocasionen daños a la estructura soportada.

CIMENTACIONES PROFUNDAS: Usos y aplicación.

• Transmitir las cargas a estratos más firmes.
• Transmitir la carga a un suelo blando por fricción lateral.
• Para soportar fuerzas de volamiento o levantamiento.

 

• En estructuras marítimas costa afuera y en muelles.
• Alcanzar con las cimentaciones profundidades sin peligro de erosión o socavación.

• Para consolidar o compactar suelos granulares.
• Como estructuras de retención o drenaje verticales.

Proceso constructivo de cimentaciones profundas: Pilotes.

Los pilotes son elementos estructurales más esbeltos que las pilas, los cuales pueden alcanzar grandes profundidades.

Son construidos de diferentes formas, tamaños y materiales (madera, concreto y acero).

Se clasifican dependiendo de su forma de trabajo en:

a) Pilotes de Punta

b) Pilotes de Fricción

HORMIGÓN ARMADO: Determinación de la tensión de adherencia.

Se trató en post anteriores  la adherencia entre las barras de acero y el hormigón, como del ensayo de flexión (beam test) que se emplea para medirla. Antes de la aparición de este ensayo se utilizaba otro de tracción (ensayo de arrancamiento, pull out test), más intuitivo pero mucho menos representativo que el ensayo de adherencia por flexión. En base al mismo y de forma esquemática, cabe hacer las siguientes consideraciones. 

Figura 9.2 Ensayo de arrancamiento (pull out test)

Sea una barra de acero de diámetro Ø embebida en un bloque de hormigón. Si la sometemos a un esfuerzo de tracción N creciente, para cada valor de N habrá una distribución de las tensiones τ de adherencia como la indicada en la figura 9.2a, cuyo valor medio τm valdrá:

y a este valor le corresponderá un cierto deslizamiento (expresado en mm) de la barra con respecto al hormigón. Si dibujamos el diagrama τm - deslizamientos, obtenemos unas curvas como las de la figura 9.2b.

En el ensayo descrito termina con la rotura de la barra fuera del hormigón (caso de anclaje total) o con su arrancamiento. De acuerdo con lo indicado, se define como tensión media de adherencia el valor 

es decir, la media aritmética de las tensiones correspondientes a los deslizamientos de 0,1 mm y 1,0 mm en el ensayo de flexión.

En lo sucesivo, denominamos por fb, al valor limite de la tensión de adherencia, refiriéndonos con ello al valor medio τm en las condiciones límites, y por fbd correspondiente valor de cálculo.

El valor límite de la tensión de adherencia, fb varía con la resistencia a compresión del hormigón, con las características adherentes de las barras y con la posición que ocupan en la pieza respecto a la dirección de hormigonado; también depende, según algunos autores, del diametro de las barras. El Eurocodigo 2 recomienda, como valores de cálculo de la tensión límite de adherencia,fbd, los indicados en la tabla 9.1.

Por último, las longitudes prácticas de anclaje adoptadas para las barras corrugadas, han sido determinadas a partir de valores de fb obtenidos mediante ensayos .

TABLA 9.1  VALORES DE CÁLCULO DE LA TENSIÓN DE ADHERENCIA fbd

Adherencia entre el hormigón y el acero.

La adherencia hormigón-acero es el fenómeno básico sobre el que descansa el funcionamiento del hormigón armado como material estructural. Si no existiese adherencia, las barras serian incapaces de tomar el menor esfuerzo de tracción, ya que el acero deslizaría sin encontrar resistencia en toda su longitud y no nacompañaría al hormigón en sus deformaciones, con lo que, al fisurarse éste, sobrevendría bruscamente la rotura. Por el contrario, radas a la adherencia son capaces las armaduras de trabajar, inicialmente, a la vez que el hormigón; después cuando éste se fisura, lo hace de forma más o menos regularmente distribuida a lo largo de la pieza, en virtud de la adherencia; Y la adherencia permite que el acero tome los esfuerzos de tracción, manteniendo la unión entre los dos materiales en las zonas entre fisuras.

La adherencia cumple fundamentalmente dos objetivos: asegurar el anclaje de las barras y transmitir las tensiones tangentes periféricas que aparecen en la armadura principal como consecuencias de las variaciones de su tensión longitudinal.

El fenómeno de adherencia está originado por dos tipos de causas, unas de naturaleza física (o físico-química) y otras de naturaleza mecánica.

Las primeras provocan la adhesión del acero con el hormigón, a través de fuerzas capilares y moleculares desarrolladas en la interfaz; es como si el acero absorbiese pasta cementante, ayudado por el efecto de la retracción.

Las segundas mucho más importantes, están constituidas por la resistencia al deslizamiento debida a la penetración de pasta de cemento en las irregularidades de la superficie de las barras. Esta causa de origen mecánico, que puede denominarse rozamiento, es la que produce la mayor parte de la adherencia en las barras lisas (hoy día prácticamente en desuso) y varía apreciablemente con el estado de su superficie. En el caso de barras corrugadas, a este rozamiento se añade el efecto de acuñamiento del hormigón entre los resaltos, de primordial importancia (figura 9.1). 

Figura 9.1 Efecto de acuñamiento del hormigón entre corrugas.

En resumen, el mecanismo de la adherencia puede asignarse a tres causas: adhesión, rozamiento (tensiones tangentes en el hormigón) y acuñamiento (de las corrugas). De estas tres causas, la adhesión queda anulada cuando el deslizamiento de la barra alcanza una cierta magnitud. Por su parte, el rozamiento comienza a actuar cuando la tensión alcanza un cierto valor; y a él se añade el acuñamiento, no siendo posible separar ambos efectos.

ARMADURAS - Características mecánicas de las barras corrugadas.

a) En la tabla 8.5 se indican los valores mínimos que deben garantizarse del límite elastico fyk, de la resistencia fsk del alargamiento de rotura Euk y de la relación máxima admisible entre los valores de la resistencia a tracción y el límite elástico obtenido en cada ensayo. Las dos ultimas limitaciones impuestas tienen por objeto garantizar ¡a ductilidad del acero.

b) En la tabla 8.6 se indican los diámetros de los mandriles sobre los que deben efectuarse los ensayos de doblado-desdoblado en las barras corrugadas. Estos ensayos tienen por objeto garantizar la plasticidad suficiente frente a los procesos de ferralla y manipulación en obra. 

 

TABLA 8.5 CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS DE LAS BARRAS CORRUGADAS ENSAYO DE TRACCIÓN.

TABLA 8.6 ENSAYO DE DOBLADO –DESDOBLADO DE LAS BARRAS CORRUGADAS.

c) En el dimensionamiento de secciones se adopta como diagrama tensión-deformación de cálculo el obtenido a partir del diagrama característico mediante una afinidad oblicua paralela a la recta de Hooke, de razón l/γs, siendo γs el coeficiente de seguridad adoptado para el acero (figura 8.6a), de valor 1,15 según la Instrucción española. Se considera como resistencia de cálculo el valor 

y como deformaciones en tracción y compresión, respectivamente, el 10 por 1.000 y el 3,5 por 1.000 . Por otra parte, tanto la Instrucción española como las normas europeas consideran aceptable y suficientemente preciso el diagrama simplificado de la figura 8.6b, con la segunda rama horizontal.

d) La forma de suministro de los aceros también influye en sus características mecánicas. Los diámetros medios y grandes, que se suministran en barras, no experimentan alteraciones de sus características de origen, pero los diámetros finos que se suministran en rollos pueden verse alterados al realizar el enderezado, con disminución de su límite elástico y carga de rotura. Por ello, la operación de enderezado debe efectuarse y controlarse cuidadosamente. 

Figura 6.6 Diagrama de cálculo σ-ε del acero: (a) no simplificado; (b) smp1ificado

e) Finalmente, debe procurarse que tanto las características mecánicas de las armaduras como las geométricas y de adherencia, estén garantizadas por un organismo competente (certificación). En Española existe la Marca AENOR de producto (que no debe confundirse con la Marca AENOR de Empresa Registrada), la cual garantiza: la homogeneidad de las materias primas empleadas en la fabricación; que el fabricante dispone de los medios adecuados de fabricación y control; y que, durante todo el proceso de elaboración de ¡os productos, se ha efectuado un correcto control estadístico de calidad. La identificación de la existencia de esta certificación se efectúa mediante etiquetas sujetas a cada paquete de barras o mallas, en las que figura la marca N de AENOR, con la leyenda “producto certificado” y el número de registro de la marca en cuestión.