Ocasionalmente, los pilotes se fabrican uniendo secciones superiores e inferiores de materiales diferentes, como concreto arriba del nivel de las aguas freáticas y madera sin tratar debajo.
Se utilizan mucho como pilotes los tubos de acero, que usualmente se llena de concreto después de hincados y los perfiles de acero en H cuando las condiciones requieren un hincado violento, longitudes desusadamente grandes, o elevadas cargas de trabajo por pilote.
Poco después de 1900 se idearon varios tipos de pilotes de concreto desde entonces han aparecido numerosas variantes y en la actualidad se disponen una gran variedad de pilotes entre los cuales el ingeniero puede elegir el que mejor se adate a una obra determinada. Los pilotes de concreto pueden dividirse en dos grandes categorías principales colacados en lugar y precolocados. Los colocados en lugar pueden subdividirse en pilotes con y sin ademe.
El concreto de un pilote con ademe se cuela dentro de un molde, que usualmente concite en forro de metal o tubo delgado que se deja en el terreno. El forro puede ser tan delgado que su resistencia se desprecia la valuar la capacidad estructural del pilote pero sin embargo debe tener la resistencia suficiente para que no sufra colapso bajo la presión del terreno que lo rodea antes de que se llene con concreto.
Desde el imperio romano quedo bien establecido el uso de los troncos de árboles como pilotes; los detalles de las cimentaciones piloteadas fueron descritos por Vitruvino en el año 58 D.C. probamente, los pilotes de3 madera son el tipo que mas se usan en todo el mundo. Bajo muchas circunstancias, proporcionan cimentaciones seguras y económicas su longitud esta limitada por la altura de los árboles disponibles; son comunes los pilotes de 12 a
Los pilotes de madera no pueden soportar los esfuerzos debido a un fuerte hincado, en ocasiones muy necesario para penetrar mantos muy resistentes. Pueden reducirse los daños a las puntas usando regatones de acero, pero para un tipo dado de martinete el peligro de romper los pilotes mucho únicamente limitando el esfuerzo inducido en la cabeza del pilote y el numero de golpes del martillo.
Los pilotes de madera no pueden hincarse en suelos de levada resistencia sin sufrir daños; por lo tanto se usan rara ves para cargas mayores a 30 toneladas; en muchas localidades las cargas de trabajo están restringidas a 25 toneladas o menos.
Aunque los pilotes de madera pueden durara indefinidamente cuando están rodeados de suelos saturados, están sujetos a pudrirse arriba de la zona de saturación. En algunas localidades pueden dañarse o destruirse por insectos como las termitas. La vida delos pilotes de madera, arriba del nivel del agua pueden aumentarse mucho tratándolos a presión con cerosotas. La duración efectiva con este tratamiento todavía no se a determinado bien, pero se sabe que es mayor de 40 años.
Los pilotes de madera en aguas estancadas o saladas están sujetas a ataques de varios organismos marinos como teredo y la limnoria. El deterioro pude ser completo en unos cuantos años o, en condiciones extremadamente desfavorables, en unos cuantos meses el tratamiento químico no parece ser muy efectivo. Por lo tanto los pilotes de madera no deben usarse donde queden expuestos a aguas saladas abiertas a menos que se comprueben mediante investigaciones completas, que no existen organismos destructivos.
Los pilotes se construyen en una gran variedad de tamaño, formas y materiales para adaptarse a muchos requisitos especiales, incluyendo la competencia económica. Aunque su variedad desafía las clasificaciones sencillas, pueden estudiarse desde el punto de vista de los principales materiales de que están hechos que incluyen la madera el concreto y el acero.
Existen diversos medios aplicables para precisar la forma de la partícula, uno de estos, que es bastante usual, es el denominado coeficiente volumétrico medio, o coeficiente de forma, que es igual a la relación entre el volumen de la partícula y el volumen de la esfera en que resulta inscrita como vemos en la (Figura 1.20) y cuya determinación es aplicable a las partículas mayores de 6,3 [mm] ( ¼”).
El procedimiento para determinar el coeficiente de forma o coeficiente volumétrico medio de un conjunto de partículas, consiste esencialmente en:
1) Medir la dimensión máxima de las partículas.
2) Poner las partículas medidas en condición saturada y superficialmente seca, para determinar su volumen aparente, aplicando el método que se emplea para obtener el peso específico.
3) Calcular el coeficiente volumétrico medio (cv) por la expresión de la figura 1,20.
A continuación daremos a conocer el orden de magnitud en que varia el coeficiente volumétrico (cv) :
Si: (cv) < 0,15 ( Esto indica una mala forma de la partícula )
Si: (cv) =
Si: (cv) > 0,20 ( Esto indica una buena forma de la partícula )
En conclusión podemos decir que el coeficiente volumétrico medio (cv), para un agregado grueso manufacturado es de 0,20 como mínimo.
Cuando se trata de agregados naturales, particularmente si son de cantos rodados, es muy común que el coeficiente de forma varíe entre
Las partículas naturales de agregado que han sido sujetas a la acción de las olas y el agua durante la historia geológica pueden ser esencialmente: Esféricas.
Las otras partículas de agregado rotas por trituración, pueden ser cúbicas o tener muchos ángulos con vértices agudos.
Las pruebas de la forma de la partícula sirven para conocer el porcentaje de las partículas en forma de agujas ( aciculares ) o también de laja que hay en el material, pues estas partículas tienden a romperse con facilidad al recibir las cargas y reducen la resistencia de los materiales.
A continuación veremos tres formas más comunes de los agregados por trituración que son:
a) En forma Cúbica
b) En forma de Laja
c) En forma de Aguja ( acicular )
Este ensayo puede usarse para determinar la resistencia en seco de un suelo. Se deja secar una porción húmeda de la muestra y se ensaya su resistencia en seco desmenuzándola entre los dedos, se debe aprender a distinguir entre ligera , media y alta resistencia en seco.
Una resistencia en seco ligera , indica un limo inorgánico, polvo de roca o una arena limosa.
Una resistencia en seco media , denota una arcilla inorgánica de plasticidad entre baja y media. Se requiere una considerable presión de los dedos para pulverizar.
Una resistencia en seco alta, indica una arcilla inorgánica altamente plástica. La muestra seca puede ser rota pero no pulverizada bajo la presión de los dedos.
.Ensayo de sacudimiento.-
Este ensayo es útil para la identificación de suelos de grano fino. Se prepara una pequeña porción de suelo húmedo y se agita horizontalmente sobre la palma de la mano. Se observa si el agua sale a la superficie de la muestra dándole una apariencia blanda, luego se aprieta la muestra entre los dedos haciendo que la humedad desaparezca de la superficie. Al mismo tiempo la muestra se endurece y finalmente se desmenuza bajo la presiente presión de los dedos, se vuelve a agitar las piezas rotas hasta que fluyan otra ves juntas, hay que distinguir entre reacción lenta, rápida y media al ensayo de sacudimiento.
Una reacción rápida indica falta de plasticidad, tal es el caso de limo inorgánico, polvo de roca o arena muy fina.
Una reacción lenta indica un limo o arcilla-limo ligeramente plástico.
Forma del grano.- Se observan y clasifican las partículas de arena y grava en cuanto a su grado de angulosidad y redondos.
Tamaños y graduación de los granos.- Los tamaños en arenas y gravas se reconocen rápidamente por inspección visual. Los granos mas pequeños que el limite menor de la arena no pueden verse a simple vista deben ser identificados por medio de otros ensayos.
Para un control adecuado de los suelos se necesita su perfecta identificación. La falta de tiempos o de medios hace que frecuentemente sea imposible el realizar detenidos ensayos para poderlos clasificar. Así pues la habilidad de identificarlos en el campo por simple inspección visual y su examen al tacto son:
Principales tipos de suelos para su identificación, todos los suelos pueden agrupar se en 5 tipos básicos:
La grava.- Esta formada por grandes granos minerales con diámetros mayores de ¼ de pulgada. Las piezas grandes se llaman piedras, cuando son mayores a
La arena.- Se componen de partículas minerales que varían aproximadamente desde ¼ de pulgada a
El limo.- Consiste en partículas minerales naturales, mas pequeñas de
La arcilla.- Contienen partículas de tamaño coloidal que producen su plasticidad. La plasticidad y resistencia en seco están afectadas por la forma y la composición mineral de las partículas.
La materia orgánica.- Consiste en vegetales parcialmente descompuesto como sucede en la turba o en materia vegetal finalmente dividida, como sucede en los limos orgánicos y en las arcillas orgánicas
El programa exploratorio para las cimentación de una construcción depende de dos factores:
Si la estructura el ligera no es necesario mucho estudio, pero para estructuras pesadas es imprescindible explorar la profundidad mediante la toma de muestras con pozos y perforaciones, además conocer la geología local y regional
Son parte del ciclo hidrológico y se originan principalmente por la infiltración de las aguas de superficie (lluvias, nieve, hielo y aguas de escorrentias ), además de los lagos, canales, embalses y otros depósitos de agua.
Las aguas subterráneas se presentan en las siguientes formas:
A) Químicamente ligadas.
B) Agua de cristalización.
C) Agua físicamente adherida.
D) Aguas libres de percolación o gravitacionales.
Las aguas subterráneas son favorables cuando se destinan al consumo humano, agrícola o industrial, pero para la estabilidad de la construcción de ingeniería constituyen un factor desfavorable. Las medidas y acciones que se toman para evitar o disminuir los perjuicios que pudieran causar esta aguas, son el objeto de la geotecnia.
1.1) FORMACIÓN DE LOS SUELOS .- Los suelos son materiales detríticos sueltos de estructura muelle, de composición variada que cubren partes de la superficie terrestre y son producto de la destrucción y descomposición de las rocas por procesos de climatización e interperismo.
1.2) METEORIZACION.- Es la destrucción y descomposición de las rocas y minerales cercanos a la superficie de la tierra, y se dividen en:
- físicos o mecánicos, que comprenden la meteorización térmica, gelifracción, salina eólica y orgánica.
- química, que se debe a la acción disolvente del agua intensificada por la presencia de sales y ácidos, comprenden la meteorización por disolución, hidrolitica, por oxidación, por hidratación.
1.2) SUELOS GLACIARES.- los suelos glaciares son masas de suelo y hielo que por influencia de la gravedad se trasladan valle abajo hacia zonas cálidas de materia rocosa es arrastrado con el glaciar y cuando el hielo se funde da lugar a las morrenas que consta de un material procedente de desprendimientos, meteorización, erosión glaciar, etc.
Este tipo de suelos son de composición absolutamente heterogénea, por que contienen gravas y arenas permeables, arcillas y banco de limo impermeable, de acuerdo a esta formación son de elevada permeabilidad, en construcciones pesadas pueden correr riesgos a consecuencia de los asientos diferenciales no uniformes.
1.4) SUELOS EOLICOS.- son suelos producidos por la acción del viento, osea son aero transportables y precipitados por la lluvia. Forman diferentes tipos de suelos de:
- “loes” que son acumulaciones de polvo y fino, pueden ser primarios por lo cual no sufren mucha descomposición química, también pueden ser secundarios el cual han sido transportados y experimentaron descomposición química profunda.
- “suelos de arena” que son de grano mas grueso que los loes y forman dunas y barjanes.
Por su característica de hidroconsolidación se constituye en un material peligroso para las fundaciones por que los loes en contacto con el agua producen asentamientos, por lo tanto la remoción de unos metros de loes en la superficie y una cuidadosa compactación puede crear una plataforma de confianza para la construcción de apoyos de fundaciones, pues al compactar el suelo adquiere gran resistencia al esfuerzo cortante y la erosión.
1.5) SUELOS ARENOSOS.- Son los suelos de poca estabilización para la construcción de fundaciones, por lo tanto no se debe excavar las arenas mas bien apisonar in situ, hincando pilotes hasta profundidades superiores al movimiento de las dunas.
1.6) SUELOS ALUVIALES.- Son los suelos de materiales arrastrados por las aguas y depositados de acuerdo a tamaño, desde gruesos en la parte empinada del valle, hasta finos en la cuenca.
Los depósitos de suelos aluviales son una excelente zona de suministro de materiales gruesos de construcción tales como áridos para hormigón o materiales permeables para el relleno de las cajas de las carreteras.
1.7) SUELOS PANTANOSOS Y TURBERAS.- Se llama ciénaga a un terreno cubierto con agua detenida o de infiltración, en ocasiones es un estadio de colmatación de lagos sobre suelos impermeables sin pendiente o en depresiones con nivel freático elevado.
Introducción. –
La aparición de
Hoy en día es cada vez más concluyente el hecho de que ningún ingeniero que sienta la responsabilidad técnica y moral de su profesión deja de efectuar un estudio de las condiciones del subsuelo cuando diseña estructuras de cierta importancia. Ya que ello conlleva dos características que se conjugan: seguridad y economía. No olvidemos: “Quien solo conoce la teoría de
Las cargas de proyecto para pilotes no serán mayores que el valor mínimo que se determinará para los casos A, B y C que se indican enseguida: en Caso A se considera la capacidad del pilote como miembro estructural; en el Caso B, la capacidad del pilote para trasmitir su carga al terreno; y en el Caso C, la capacidad del terreno para soportar la carga trasmitida por el o los pilotes. Los valores que se pueden asignar en cada uno de los tres casos se determinarán mediante estudios y pruebas del subsuelo, realizados con la suficiente amplitud para justificar los valores supuestos en el proyecto para las condiciones particulares del apoyo en consideración.
Al determinar la capacidad de carga de los pilotes que se usarán en el proyecto, deberá tomarse en cuenta toda la información disponible sobre las condiciones del subsuelo. Asimismo, deberán considerarse:
(1) La diferencia que existe entre la capacidad de carga de un pilote aislado y la de un grupo.
(2) La capacidad de carga de un estrato subyacente para soportar la carga de un grupo de pilotes.
(3) El efecto que produce el hincado de pilotes adicionales y el efecto de sus cargas sobre las estructuras adyacentes.
(4) La posibilidad de socavación y sus efectos.
(A) Generalidades.
Las pilas se proyectaran para resistir las cargas muertas y vivas superpuestas; las presiones del viento que actúen sobre la pila y la superestructura; las fuerzas debidas a la corriente del agua, al hielo y a cuerpos flotantes; así como las fuerzas longitudinales. En los apoyos; fijos de los claros.
Donde sea necesario, las pilas se protegerán contra los efectos de la abrasión recubriéndolas con granito, ladrillos vitrificados, madera u otros materiales de protección adecuados, hasta una altura y límites donde no puedan causar daño los hielos o cuerpos flotantes.
(B) Arista en el parte aguas.
En las corrientes que lleven hielos o cuerpos flotantes, la arista del parte aguas se proyectara como un rompehielos para resistir los efectos de los choques. Cuando se ponga un ángulo de acero u otra arista de metal, se fijará firmemente a la mampostería con los elementos de anclaje apropiados.
Método de las Curvas Isohietas
Para aplicar este criterio se debe contar con un plano de curvas isohietas de la tormenta en estudio. Las isohietas son curvas que unen puntos de igual valores de lluvia y para trazarlas se requiere un conocimiento general del tipo de tormentas que se producen en las zonas de precipitaciones orográficas. Primeramente, se utilizan los mismos segmentos que unen las estaciones en estudio, según Thiessen; y para cada uno de ellos, en función de los montos de lluvia de dichas estaciones, se van marcando sobre los mismos, los valores de lluvia con el cual se irán formando las isohietas, de
Método de la Media Aritmética
Consiste en realizar la suma del valor registrado en cada una de las estaciones pluviométricas y/o pluviográficas del área en estudio y dividirla por el número total de estaciones analizadas, siendo el valor así hallado la lluvia media. Se trata de un método de resolución rápida de que conlleva un grado de precisión muy relativo, el cual depende de: el número de estaciones pluviométricas y/o pluviográficas, la forma en que estén localizadas y la distribución de la lluvia estudiada. Es el único método que no requiere de un conocimiento previo de la ubicación de cada estación. El valor buscado se calcula haciendo:
- Método de los Polígonos de Thiessen
Para aplicar este método se requiere conocer la ubicación de cada estación dentro o en la periferia de la cuenca, identificando el área de influencia de cada pluviómetro. Así se van formando triángulos entre las estaciones más cercanas uniéndolas con segmentos rectos sin que éstos se corten entre sí y tratando que los
triángulos sean lo más equiláteros posibles. A partir de allí se trazan líneas bisectoras perpendiculares a todos los lados de los triángulos, las que al unirse en el baricentro de cada triángulo conforma una serie de polígonos que delimitan el área de influencia de cada estación.El área de influencia de cada estación considerada (polígono) está comprendida exclusivamente dentro de la cuenca.
