CIMIENTACIÓN PROFUNDA CONTACTO CON EL TERRENO

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1 Asignatura Clave Máster y Curso Sesión 1/4 Pág. 1 CIMIENTACIÓN PROFUNDA CONTACTO CON EL TERRENO Construcción II. Sistemas. 2o curso Área de Construcción Curso Revisió 05/12/2014 Autors: Nuria Martí

2 Pàg. 2 / 44 Índice de la clase 1. Definición de cimentación profunda 2. Condicionantes y estrategias 2.1. campos de aplicación cuando es necesario cuando es posible 2.2. marco normativo 3. Tipologías de pilotes 3.1. por la forma de trabajar por punta columna por rozamiento flotantes 3.2. por material de pilote prefabricados in situ 3.3. por procedimiento constructivo de desplazamiento clavados CPP de extracción perforados CPI de extracción-desplazamiento barrenados micropilotes 4. Materialización 4.1. características del pilote 4.2. proceso de ejecución 4.3. puntos singulares 5. Puesta en obra 6. Controles de ejecución 7. Fuentes de información

3 Definición l Condicionantes Tipologías l Materialización l Puesta en obra l Controles l Fuentes de información Pàg. 3 / 44 Definición PROFUNDIDAD CONSTRUCCIÓN El DB SE-C considera que una cimentación es profunda cuando su extremo inferior està a una profundidad no inferior a 8 veces su Ø o anchura SUPERFICIALES SEMI PROFUNDOS PROFUNDOS D / B < 4 4 = D / B < ó = 8 D / B > 8 < 3m de profundidad de 3 a 6 m de profundidad > 6m de profundidad ZAPATAS VIGAS FLOTANTES EMPARRILLADO LOSAS POZOS: MACIZO DE HORMIGÓN O RELLENO DE PIEDRA O GRAVA BLOQUE DE HORMIGÓN ENANOS PILOTES ZAPILOTES

4 Definición l Condicionantes Tipologías l Materialización l Puesta en obra l Controles l Fuentes de información Pàg. 4 / 44 Definición DEFINICIÓN CONSTRUCTIVA DE PILOTE Son ELEMENTOS de cimentación DE GRAN LONGITUD que SE CLAVAN DIRECTAMENTE EN EL TERRENO obiense CONSTRUYEN EN UNA CAVIDAD ABIERTA PREVIAMENTE por el mismo.

5 Definición l Condicionantes Tipologías l Materialización l Puesta en obra l Controles l Fuentes de información Pàg. 5 / 44 Campos de aplicación CUANDO ES NECESARIA UNA CIMENTACIÓN PROFUNDA? - Cuando el terreno superficial ofrece BAJA RESISTENCIA - Cuando el terreno superficial presenta DEFORMABILIDAD. - Cuando las CARGAS a asumir son MUY ELEVADAS - Cuando se necesitan ASENTAMIENTOS MENOS APRECIABLES CUANDO ES POSIBLE UNA CIMENTACIÓN PROFUNDA? - Cuando económica y técnicamente es rentable - En especial, cuando hay espacio suficiente para poder trabajar con la maquinaria en el solar (los micropilotes tienen mucho menos condicionantes en este aspecto) MAQUINARIA MUY PESADA Y POTENTE PARA CLAVAR PARA PERFORAR - Cuando no producirían molestias importantes en el entorno, en el caso de pilotes clavados

6 Definición l Condicionantes Tipologías l Materialización l Puesta en obra l Controles l Fuentes de información Pàg. 6 / 44 Marco normativo Normas previas No existen, antes del CTE, normas de obligado cumplimiento, pero si de referencia: NTE-CPE NTE-CPI NTE-CPP Norma vigent CTE-SE-C punt 5 Encepados, Pilotes In situ, Pilotes prefabricados Codigo Técnico de la Edificación SE Seguridad Estructural C - Cimentación 5 Cimientos profundos

7 Pàg. 7 / 44 Por la forma de trabajar, según el tipo de terreno CTE-SE-C CLASIFICACIÓN DE LOS PILOTES PILOTES FLOTANTES. Aquellos que la punta no llega al firme, quedando clavado en el terreno suelto y resistiendo por rozamiento con el terreno. Su valor resistente está en función de la profundidad, diámetro y naturaleza del terreno. Se usa en terrenos de resistencia media baja y/o cuando el suelo resistente está a mucha profundidad. Transmiten la carga por rozamiento, a través del fuste. PILOTES COLUMNA. Aquellos en los que la punta llega hasta el firme, transmitiendo la carga aplicada en la cabeza. La acción lateral del terreno elimina el riesgo de pandeo.

8 Pàg. 8 / 44 Por el tipo de material TIPOS USUALES DEL MATERIAL DEL PILOTE a) Hormigón in situ mediante la excavación previa o desplazamiento y hormigonado b) Hormigón prefabricado hechos en talleres, de hormigón armado c) Acero tubos o perfiles en H, llevan guaspa de protección d) Madera hechos en talleres, de madera maciza para zonas blandas, amplias o apoyo de losas o rellenos e) Mixtos pilotes de acero tubular rellenos de hormigón

9 Pàg. 9 / 44 Definición l Condicionantes l Tipologías l Materialización l Puesta en obra l Controles l Fuentes de información Por el procedimiento constructivo, por el tipo de puesta en obra CTE-SE-C CLASIFICACIÓN DE LOS PILOTES PILOTES DE DESPLAZAMIENTO O CLAVADOS Se clava desplazando en el terreno un volumen de suelo equivalente. Se caracteriza por: - Fuerte fricción entre suelo y pilote (el pilote queda fuertemente confinado) - Alteración del suelo; mejora porque se comprime el terreno - Para reducir costes, el pilote puede ser liso PILOTES DE EXTRACCIÓN Se excava el terreno previamente y después se construye el pilote. Se caracteriza por: - Débil fricción suelo-pilote, no hay tensión normal - Interesa que el pilote sea rugoso para mejorar la contribución del fuste PILOTES DE EXTRACCIÓN DESPLAZAMIENTO Previamente se excava un volumen de suelo inferior a la que ocupará el pilote y después se clava ( es para rebajar el coste del clavado) CLASSIFICACIÓ FUERA DEL CTE-SE PILOTES BARRENADOS El elemento resistente se barrena hasta su posición definitiva.

10 Pàg. 10 / 44 Por el procedimiento constructivo Clasificación utilitzada en memorias y proyectos ejecutivos de cálculo de estructuras a) CPP PILOTES PREFABRICADOS (clavados) b) CPI PILOTES HORMIGONADOS IN SITU c) MICROPILOTES

11 Pàg. 11 / 44 Por el procedimiento constructivo a) CPP PILOTES PREFABRICADOS (clavados) Pueden ser de hormigón armado (compresión) y hormigón pretensado (tracción), metálicos o madera. CPP1 pieza lineal de directriz recta compuesta por uno o más tramos de sección constante ((Ø o poligonal) con un elemento en la punta para facilitar el clavado (guaspa). Será capaz de soportar el traslado, manejo y clavado. Cuando sea de diversos tramos el sistema de unión tiene que garantizar el comportamiento del conjunto como un solo. MADERA Duran mucho tiempo si se mantienen permanentemente mojados o secos, si hay cambios se destruyen rápido. METÁLICOS Secciones H o cajón. Al acero se le incorpora cobre para controlar la oxidación. HORMIGÓN PREFABRICADO Es el material más utilizado.

12 Pàg. 12 / 44 Por el procedimiento constructivo b) CPI PILOTES HORMIGONADOS IN SITU GUIA RÁPIDA

13 Pàg. 13 / 44 Por el procedimiento constructivo c) MICROPILOTES Se aplican en estructuras, apoyos, contenciones y consolidaciones de terrenos. El Ø varia entre 100 y 300 mm. Se pueden ejecutar en cualquier tipo de terreno, incluso hasta con nivel freático, con cualquier grado de inclinación. El armado a utilizar suele estar formado por barras corrugadas o tubos de acero certificado, dentro de los cuales, una vez perforado, se inyecta mortero a presión con consistencia líquida, haciendo un bulbo con el terreno en el extremo inferior del pilote. máquina de micropilotatge cabezas de micropilotis dentro de una jácena de coronación

14 Pàg. 14 / 44 Por el procedimiento constructivo c) MICROPILOTES Se aplican en estructuras, apoyos, contenciones y consolidaciones de terrenos. El Ø varia entre 100 y 300 mm.

15 Pàg. 15 / 44 CPP 4. POR EL PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO PILOTES PREFABRICADOS (clavados) Se clava el pilote mediante un martinete: peso que cae sobre el pilote, que está guiado por la estructura de la máquina de clavar. Si la longitud del pilote es mayor que la del elemento, se pueden conectar varios elementos independientes que se unen mecánicamente (se tiene que prever)

16 Pàg. 16 / 44 CPI-2 CTE-SE-C CLASIFICACIÓN DE LOS PILOTES 4. POR EL PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO 4.b) CPI PILOTES HORMIGONADOS IN SITU a) CPI-2 PILOTE DE DESPLAZAMIENTO CON GUASPA METÁLICA Trabaja por punta en terrenos duros a poca profundidad bajo capas blandas Clavado de tubo de acero recuperable con una Guaspa (Azuche) (tapón perdido en la punta del tubo). Se introduce el armado y se hormigona por el interior del tubo que se va extrayendo simultáneamente al hormigonado. Siempre tiene que quedar 2 Ø de hormigón en el interior de la camisa para evitar la entrada de agua. El tubo se extrae lateralmente, que a la vez sirve de vibrado. No se extraen tierras. Se clava hasta la capa firme y se puede comprobar la capacidad portante por el número de golpes.

17 Pàg. 17 / 44 Proceso de ejecución CPI-2

18 Pàg. 18 / 44 CPI-3 CTE-SE-C CLASIFICACIÓN DE LOS PILOTES 4. POR EL PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO 4.b) CPI PILOTES HORMIGONADOS IN SITU b) CPI-3 PILOTE DE DESPLAZMIENTO CON TAPA DE GRAVAS Terrenos granulados de compacidad media y terrenos coherentes El mismo que el anterior pero con tapón de gravas en lugar de la azuche. En este caso la percusión se hace con unmartillointeriorquepica sobre el tapón de gravas que va arrastrando la tubería hacia el interior del terrenos hasta una capa firme donde el tapón de gravas queda perdidos y forma una base ensanchada en la punta del pilote.

20 Pàg. 20 / 44 CPI-4 CTE-SE-C CLASIFICACIÓN DE LOS PILOTES 4. POR EL PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO 4.b) CPI PILOTIS FORMIGONATS IN SITU c) CPI-4 PILOTE DE EXTRACCIÓN CON ENTUBACIÓN RECUPERABLE Estratos rocosos. Terrenos coherentes, homogéneos, consistencia firme. Se introduce un tubo de acero (camisa) y a la vez se extraen las tierras. Cuando se hormigona se retira la camisa (recuperable).

22 Pàg. 22 / 44 CPI-5 CTE-SE-C CLASIFICACIÓN DE LOS PILOTES 4. POR EL PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO 4.b) CPI PILOTES HORMIGONADOS IN SITU d) CPI-5 PILOTE DE EXTRACCIÓN CON ENTUBACIÓN PERDIDA Terrenos agresivos o arenosos finos. Terrenos con vacíos (coqueras). Terrenos bajo nivel freático Se clava un tubo de perforación y a la vez se extraen las tierras. Se introduce un segundo tubo de acero (camisa) junto con la armadura. Cuando se hormigona no se retira la camisa pero sí el tubo de perforación.

23 Pàg. 23 / 44 Proceso de ejecución CPI-5 1 clava tubo 2 extracción de tierras 3 comprobación de la profundidad 4 colocación de la camisa y la armadura 5 hormignado

24 Pàg. 24 / 44 CPI-6 CTE-SE-C CLASIFICACIÓN DE LOS PILOTES 4. POR EL PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO 4.b) CPI PILOTES HORMIGONADOS IN SITU e) CPI-6 PILOTE DE EXTRACCIÓN SIN ENTUBACIÓN CON LODOS TIXOTRÓPICOS Terrenos con cavidades y facilidad de desprendimientos Se perfora y a vez se vierten al pozo lodos de bentonita (expansivos y tixotrópicos) que ayudan a la contención de las paredes. Después de la perforación se introduce la armadura y se hormigona, utilizando una tubería que sube a medida que vierte el hormigón y, así, desplaza los lodos hacia la superficie.

26 Pàg. 26 / 44 CPI-7 CTE-SE-C CLASIFICACIÓN DE LOS PILOTES 4. POR EL PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO 4.b) CPI PILOTES HORMIGONADOS IN SITU f) CPI-7 PILOTE PERFORADOS SIN ENTUBACIÓN Terrenos de cohesión firme Perforación y extracción de tierras sin entubar ni utilizar lodos bentoníticos. Se hormigona de forma continua con tubería de hormigonado.

27 Pàg. 27 / 44 Procés d execució CPI-7

28 Pàg. 28 / 44 CPI-8 CTE-SE-C CLASIFICACIÓN DE LOS PILOTES 4. POR EL PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO 4.b) CPI PILOTES HORMIGONADOS IN SITU g) CPI-8 PILOTES PERFORADO, HORMIGONADO POR TUBO CENTRAL DE LA BROCA Se perfora con una broca continua hasta la profundidad de la capa firme. El hormigonado se realiza de forma continua bombeando el hormigón a través del eje de la broca continua. La extracción de la tubería (o broca)sehacerespetandoquelaparteinferiorseencuentrea2ødel pilote. Después se introduce la armadura, presionándola por la parte superior debido a la reacción por la densidad del hormigón.

30 Pàg. 30 / 44 CPI-9 CTE-SE-C CLASIFICACIÓN DE LOS PILOTES 4. POR EL PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO 4.b) CPI PILOTES HORMIGONADOS IN SITU h) CPI-9 PILOTE DE DESPLAZAMIENTO POR ROTACIÓN (poco utilizado) El soporte del terreno lo produce el propio elemento de excavación. Una vez se llega al firme el hormigón se vierte, sin invertir el sentido de la broca y con un movimiento de extracción del elemento de giro de la perforación. La armadura se introduce después en el hormigón fresco hasta la profundidad del proyecto. desplazamiento rotacion.asp

31 Pàg. 31 / 44 Por el procedimiento constructivo b) CPI PILOTES HORMIGONADOS IN SITU GUIA RÁPIDA

32 Pàg. 32 / 44 Tipos de agrupación de pilotes 1. PILOTES AISLADOS No Ø < 0,5 m Si 0,5 m < Ø < 1,00 m siempre que se realicen trabas en 2 direcciones. Si Ø > 1.00 m no es necesario trabar. Se ha de garantizar la integridad y armado por excentricidades. 2. GRUPOS DE PILOTES Cuando la carga va a un encepado, este la reparte a cada pilote. 3. ZONAS PILOTADAS Espaciados para soportar losas o muros

33 Pàg. 33 / 44 Encepadoss PUNTOS SINGULARES - ENCEPADOS ELEMENTO DE HORMIGÓN ARMADO IN SITU que UNE LAS CABEZAS DE LOS GRUPOS DE PILOTES de cimentación de un mismo soporte. TRANSPORTA Y DISTRIBUYE LA CARGA entre el elemento estructural y el cimiento.

34 Pàg. 34 / 44 Armado de los encepados PUNTOS SINGULARES - ENCEPADOS Pilar apoyado en encepado de cuatro pilotes

35 Pàg. 35 / 44 Perforado de pilote CPI-8

36 Pàg. 36 / 44 Introducción de la armadura CPI-8

37 Pàg. 37 / 44 Perforado del pilot y hormigonado CPI-9

38 Pàg. 38 / 44 Proceso de ejecución del micropilote

41 Pàg. 41 / 44 Encepados

42 Pàg. 42 / 44 Encepados

43 Pàg. 43 / 44 Controles de ejecución Controlar que el tipo de terreno que se extrae coincida con el que indica el estudio Geotécnico. - Controlar el volumen de hormigón que se introduce a cada pilote: Si es mayor que el calculado puede haber perdidas por vacíos (coqueras) Si es menor que el calculado probablemente el pilote no llegará a la profundidad especificada o habrá desprendimientos de tierras en la perforación. - Controlar la densidad del lodo tixotrópico antes de vertirlo y analizar las posibles impurezas una vez extraídas - Control de la integridad del pilote por ultrasonidos: Integridad del pilote y profundidad de la armadura

44 Pàg. 44 / 44 Fuentes de información Bibliografía de la clase. OBLIGADA CTE-SE-C 5 Cimentación profunda Bibliografía complementaria. RECOMENDADA Apuntes núm CONTACTO CON EL TERRENO. MACAULAY, David Nacimiento de una ciudad moderna. El subsuelo. Ed. Timun Mas. WEBS DE INTERÉS