Pilot Esy Micro Pilot Es

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    25-Jul-2015

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Diseo y Construccin / Pilotes y Micropilotes

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<p>MICROPILOTES</p> <p>13</p> <p>13Pilotes y Micropilotes13.1 HISTORIALEl micropilote se empez a utilizar en Italia (entre 1950-52) y en muchos otros pases por la empresa FONDEDILE. Este termino es utilizado casi universalmente pero entendido como refirindose a pilotes ejecutados con tcnicas diferentes.</p> <p>Captulo</p> <p>Cap.13-Imagen 1 Cortesa C. Arenas</p> <p>La primera referencia que se ha encontrado es en el libro de Sansn (1993). En el se describe los pali radice como pilotes de pequeo dimetro, ejecutados con perforacin a rotacin y una tubera de entubacin de unos 100 mm de dimetro; despus se coloca una armadura central (de una o ms barras) y se hormigota manteniendo la presin del mortero en cabeza con aire comprimido, mientras se extrae la tubera de entibacin. Se utiliza una mezcla con una dosificacin elevada de cemento y aditivos. PROYECTO DE FIN DE CARRERA Antonio Ros Esteban 263</p> <p>MICROPILOTES</p> <p>13</p> <p>13.2 </p> <p>FORMA DE TRABAJOComo cimentacin y/o recalce de estructuras, trabajando bsicamente a compresin. Constituyendo cortinas o muros discontinuos para contencin de terrenos o excavaciones profundas. Trabajando a flexin, traccin o flexotraccin en la correccin de corrimientos o deslizamientos. En paraguas de presostenimiento de tneles tanto en las bocas (es ya una prctica comn en la mayora de los tneles) como para el paso de terrenos muy difciles o para la recuperacin de tramos con hundimientos.</p> <p>Los micropilotes se usan cada vez ms. Hay cuatro grandes reas de utilizacin:</p> <p>Cap.13-Imagen 1 Pantalla de micropilotes (C. Arenas)</p> <p>En el mercado anglosajn a veces se diferencia entre minipilote con dimetro entre 150 y 250 mm, y micropilote con dimetro menos de 150 mm (Herbert, 1985). En Espaa apenas se utiliza el trmino minipilote. Tras un largo abandono de los pilotes con dimetros pequeos, durante los ltimos aos, stos han alcanzado una gran importancia. La aparicin de normas y homologaciones, han dado al usuario confianza en esta nueva tecnologa. Los pilotes con dimetros pequeos y muy pequeos se conocen con distintos nombres:</p> <p>PROYECTO DE FIN DE CARRERA</p> <p>Antonio Ros Esteban </p> <p>264</p> <p>MICROPILOTES micropilotes pilotes de raz; minipilotes</p> <p>13</p> <p>Adems de las soluciones especiales, se utiliza frecuentemente para el saneamiento de obras, en los que han de reforzarse cimentaciones antiguas. Tambin se utiliza en la instalacin de recintos de trabajo con acceso limitado, dimensiones reducidas y pequeas alturas de trabajo. Entre los distintos tipos, el micropilote es el que ms se ha desarrollado, especialmente en la minimizacin del dimetro de la perforacin manteniendo de una alta capacidad de carga.</p> <p>Cap.13-Imagen 2 (Cortesa C. Arenas)</p> <p>La figura muestra que la relacin del contorno del pilote con respecto a la seccin transversal del pilote es extremadamente alta, la superficie envolvente es el factor ms importante para la transmisin de la carga como en el caso de los anclajes inyectados. La elevada capacidad portante del pilote GEWI se debe al ncleo de acero, que por lo general se considera en el clculo como la nica seccin resistente. El mortero de cemento envolvente sirve como proteccin contra la corrosin, para la transmisin de la carga al suelo y como refuerzo contra el pandeo, as como lecho del</p> <p>PROYECTO DE FIN DE CARRERA</p> <p>Antonio Ros Esteban </p> <p>265</p> <p>MICROPILOTES</p> <p>13</p> <p>pilote en el subsuelo. Entre el mortero de cemento y el ncleo de acero debe haber buena adherencia, para que ambos componentes puedan actuar conjuntamente. En stos justifica la utilizacin del acero GEWI, cuyas corrugas garantizan la adherencia necesaria. La rosca gruesa continua provee adems la posibilidad del anclaje final mediante elementos roscados, tales como tuercas de anclaje o la unin por medio de manguitos roscados. La inyeccin del mortero de cemento a travs del tubo de la perforacin consigue la fijacin al suelo en funcin de las caractersticas del mismo. En los suelos peores, se aplica adems una inyeccin posterior para el tramo adherente, con el fin de aumentar el rozamiento. Los pilotes GEWI pueden ser utilizados como pilotes individuales, en filas o en grupo. Para evitar cargas excntricas accidentales, que no pueden ser soportadas por otros elementos estructurales, es conveniente colocar los pilotes por parejas en cada direccin. Los pilotes Gewi se utilizan sobre todo para la transmisin directa de la carga. Debe comprobarse que el suelo afectado por un grupo de pilote no est sobrecargado y no tenga asentamientos. Dado que la barra resiste cargas de traccin y compresin, los pilotes Gewi son utilizados tambin para solicitacin a traccin y para contrarrestar presiones ascendentes. Precisamente en estos casos son muy tiles, ya que no perforan la placa de la solera, evitando as puntos difciles de obturar. Slo un pequeo porcentaje de pilotes son sometidos a pruebas de carga lo que en comparacin con los anclajes inyectados, da lugar a un menor grado de seguridad. Por lo tanto hay que tener muy en cuenta al elegir el coeficiente de seguridad de adherencia, principalmente con los de pilotes a traccin el cual debe ser como mnimo f=2. El pilote Gewi con su ncleo de acero resiste cargas alternas en el campo de traccincompresin, tal y como se presenta en el caso de cimentaciones de torres, chimeneas, lneas de alta tensin, etc. Las investigaciones ms recientes (Koreck, Schawarz 1985) han demostrado, que ciertos suelos, como por ejemplo en el caso de arena estratificada semidensa debido a las cargas alternantes y escalones de carga, sufren mermas considerables del rozamiento, en comparacin con el caso de carga esttica y por PROYECTO DE FIN DE CARRERA Antonio Ros Esteban </p> <p>266</p> <p>MICROPILOTES</p> <p>13</p> <p>consiguiente ha de contarse con coeficiente de seguridad muy elevados. Los anclajes en roca son los que tienen mayores seguridades. Los pilote Gewi pueden ser instalados tambin con el fin de reforzar el terreno de forma similar a como se efecta con los clavos para conseguir resistencias ms elevadas., principalmente resistencia a traccin y cortante. En suelos con buenas caractersticas de rozamiento pueden formarse autnticos bloques de barras-suelo para muros de contencin, pantallas sobre tneles o similares. Los pilotes Gewi tambin pueden utilizarse como pasadores atravesando las juntas en una pendiente inestable. En estos casos los pilotes trabajan a flexin. La solucin ms econmica es una combinacin de transferencia de carga y refuerzo del suelo. En la siguiente tabla se puede observar que la mayor elasticidad de un pilote Gewi respecto a la de los pilotes perforados, hace que el subsuelo tambin soporte las cargas, sobre todo cuando la placa de la cabeza del pilote se transmite la carga tanto al suelo como los pilote Gewi. Asentamiento del suelo reforzado Pilote perforado D = Dimensin Seccin transversal Longitud Mdulo de elasticidad Tensin con 500 KN de carga Asentamiento elstico Unidades cm2 m N/mm2 N/mm2 mm Pilote Distribucin de la carga con el perforado+sue mismo asentamiento en % lo Pilote Gewi+suelo PROYECTO DE FIN DE CARRERA 77 23 267 97 3 50 cm 1.960 10 300 2,55 0,64 0 2,55 6,1 Pilot e Gewi o 1210 19,6 0 10 210 2 0,41 20,5 10 Suel</p> <p>Antonio Ros Esteban </p> <p>MICROPILOTES</p> <p>13</p> <p>Otra ventaja a tener en cuenta es que la carga a compresin permite al suelo soportar fuerzas horizontales que se presentan con frecuencia. Esto tiene lugar con una deformacin pequea, mientras que los pilotes inclinados requieren deformaciones ms intensas para entrar en accin. Una eficaz combinacin del pilote Gewi con otros mtodos de construccin tiene lugar cuando son utilizados como armadura para suelos en condiciones normales o inyectados a alta presin (es decir Jet-Gouting). Como elementos prefabricados y por consiguiente como elementos controlados su calidad en un suelo cuya mejora depende en alto grado de la inyeccin, pueden proporcionar un alto grado de seguridad frente a solicitaciones a traccin, a cortadura y asentamientos.</p> <p>13.3</p> <p>TIPOS</p> <p>14.3.1 Segn el tipo de barra:a. Amados con barras corrugadas. b. Armados con tubos de acero</p> <p>Cap.13-Imagen 3 Cortesa C Arenas</p> <p>14.3.2 Segn el tipo de construccin.a. PILOTES GEWI CON LONGITUD ELSTICA LIBRE En terrenos desiguales ha de vigilarse que el asentamiento de los pilotes Gewi sea igual para todos los elementos, a fin de que no se produzcan sobrecargas. En estos casos se pueden utilizar pilotes Gewi con un tramo elstico libre, en el que es exactamente conocido el comportamiento de asentamiento elstico. En esta zona se</p> <p>PROYECTO DE FIN DE CARRERA</p> <p>Antonio Ros Esteban </p> <p>268</p> <p>MICROPILOTES</p> <p>13</p> <p>determina la fuerza transmitida al suelo. La barra de acero debe colocarse en el centro del orificio de la perforacin. b. PILOTES GEWI CON DOBLE PROTECCIN CONTRA LA CORROSIN. Una capa de mortero de cemento de 20 mm de espesor como mnimo para la barra Gewi se considera, en condiciones normales, como proteccin suficiente para pilotes permanentes. Si se imponen condiciones ms severas principalmente en el caso de pilotes a traccin o suelos agresivos o terrenos hmedos, debe buscarse una doble proteccin contra la corrosin en pilotes permanentes, no en los pilotes perforados normales, proteccin que se aplica de forma anloga al caso de los anclajes inyectados en forma de un tubo nervado de plstico inyectado con mortero de cemento. Los pilotes protegidos de esta forma pueden ser instalados en suelos cuya agresividad para el acero limitara la utilizacin de pilotes convencionales de hormign armado. 14.3.3 Segn el tipo de cabeza del pilote. Tipos de cabezas de micropilotes a SOLDADAS</p> <p>Cap.13-Imagen 4 Cortesa C. Arenas</p> <p>b MECANIZADAS</p> <p>Cap.13-Imagen 5 Cortesa C. Arenas</p> <p>PROYECTO DE FIN DE CARRERA</p> <p>Antonio Ros Esteban </p> <p>269</p> <p>MICROPILOTES</p> <p>13</p> <p>13.4</p> <p>PARTES DE LOS PILOTES</p> <p>13.4.1 NCLEO DEL PILOTE.Para tendones de acero localizados de forma centrada hay disponibles varios dimetros de barra, esto es, barras Gewi de 40 mm y 50 mm de dimetro. Con tres barras Gewi la carga de trabajo puede ser mayor si el terreno lo soporta, as como la resistencia a la flexin. Se colocan varias barras roscadas de Gewi da fundamentalmente solo con instalacin en roca. CAPACIDAD PILOTES GEWI (KN) Dimetro nominal (mm) Seccin transversal Calidad del acero fy/fs 420/500 de la barra As (mm2) Fy=fsAs Fy/1,71 Fy/1,75 500/550 Fy=fsAs Fy/1,71 Fy/1,75 616 259 151 148 308 180 176 1257 528 309 302 628 367 359 1963 825 482 471 982 574 561 3770 1583 926 905 1885 1102 1077 5890 2474 1447 1414 2945 1722 1683 28 40 50 3x40 3x50 50 mm, cuando el rozamiento es suficientemente elevado como para absorber la carga, lo que se</p> <p>Cap.13-Imagen 6 Capaciddaes de los pilotes de la marca DSY, modelo Gewi (C. Arenas)</p> <p>En la anterior tabla se encuentran indicadas las cargas lmite de trabajo referidas a la seccin de la barra a distintos tamaos.</p> <p>13.4.2 UNIN DE MANGUITOS.Manguitos de contacto; para uniones que trabajan a compresin. Manguitos con contratuercas; para aquellos que trabajan a traccin.</p> <p>13.4.3 ANCLAJE FINAL.</p> <p>PROYECTO DE FIN DE CARRERA</p> <p>Antonio Ros Esteban </p> <p>270</p> <p>MICROPILOTES</p> <p>13</p> <p>Para el anclaje en la placa de la cabeza del pilote o en la estructura hay tres soluciones: Unin por adherencia entre la barra y el hormign armado, cuando hay suficiente longitud de adherencia, como por ejemplo en muros. Esta longitud se determina con una tensin de adherencia disminuida en un 20% al valor admisible. El anclaje final en el hormign mediante una pieza o placa de anclaje asegurada por contratuerca y en caso necesario una pequea longitud de adherencia. En la zona prxima al borde se requiere siempre una armadura es espiral para absorber las fuerzas expansivas as como estribos contra punzamiento. Anclaje roscado con placas de anclaje, que son partes de una construccin metlica o de un elemento prefabricado de hormign. El mortero de cemento de la cabeza del pilote penetra 10 cm. En el hormign de la obra. Igualmente la armadura de la cabeza del pilote pasa 30 cm. En el hormign de la obra.</p> <p>13.5</p> <p>INSTALACIN</p> <p>13.5.1 MTODOS DE EJECUCIN. 1 PERFORACIN. Puede hacerse por diversos sistemas, segn el tipo de terreno a atravesar: rotacin con corona de lidia o diamante o con tricono, retropercusin con martillo en fondo, o incluso hlice contina en terrenos flojos. Dependiendo de la estabilidad de la perforacin esta puede hacerse en seco, con la ayuda de lodos bentonticos o necesitan entubacin, normalmente recuperable. El fluido de perforacin puede ser aire o agua y se introduce por circulacin inversa. Si es preciso atravesar primeros las capas de rellenos o suelos flojos se suele utilizar en ellas el sistema OD dejando la entubacin exterior perdida. 2 LIMPIEZA La perforacin se lava con agua y/o aire a presin. Se trata de una operacin imprescindible para conseguir una mejor calidad.</p> <p>PROYECTO DE FIN DE CARRERA</p> <p>Antonio Ros Esteban </p> <p>271</p> <p>MICROPILOTES</p> <p>13</p> <p>3 COLOCACIN DE LA ARMADURA. La armadura de un micropilote puede hacerse con barras, tubos o una combinacin de ambas. En Espaa la armadura habitual es el tubo de acero que adems ha servido de entubacin, y en su caso de gua de inyeccin. Los tipos de acero a emplear dependen de las necesidades de resistencia (y de la forma de trabajo) del micropilote. Pueden usarse aceros de resistencia entre fyk = 250 MPa y fyk= 800 MPa aunque lo ms normal es el uso de aceros de 560 MPa de lmite elstico.</p> <p>Cap.13-Imagen 7 Distintos tipos de armadura de un micropilote (Rodrguez Ortiz, 1984)</p> <p>La armadura de tubo garantiza la continuidad del micropilote en caso de corte del mortero (defecto que es muy frecuente en terrenos flojos) y adems proporciona resistencia al corte y a flexin, necesarios cuando los micropilotes no trabajan solo a compresin. Adems puede realizarse un pretensazo del pilotemediante un cable o barra sujeta a la parte inferior del tubo y sujeta en cabezo con un pequeo gato (gato cable) o una turca (para barra). 4 PUESTA EN OBRA DEL MORTERO MEDIANTE UNA TOLVA TREMIE. 5 COLOCACIN DEL MORTERO. Cuando se rellena con mortero este debe tener una resistencia fck = 25 MPa a 28 das. Se suelen utilizar relaciones agua/cemento bajas (2/c = o.5) y arena como rido. Una dosificacin tpica es:</p> <p>PROYECTO DE FIN DE CARRERA</p> <p>Antonio Ros Esteban </p> <p>272</p> <p>MICROPILOTES</p> <p>13</p> <p>-</p> <p>agua (0.5), cemento (1), arena (0.5); (en peso)</p> <p>Puede llegarse a valores de la relacin agua/cemento algo mayores: la consistencia debe ser tal que se garantice el relleno total de la perforacin, sin cortes. Pero si hay que rellenar huecos o realizar inyecciones de compensacin conviene un mortero algo ms magro. El mtodo de introduccin del mortero variar segn el tipo de pilote. Los volmenes de mortero deben ser mayores que el terico (un 40% a 80% superiores). La inyeccin se realiza con lechada fluidas con resistencias caractersticas a 28 das fck = 25 MPa y relaciones agua/cemento w/c = 0.5. A veces se aade una proporcin reducida de bentonita para facilitar su fluidez. El nmero de fases de inyeccin en estos micropilotes debera ser a...</p>