CARGA DE HUNDIMIENTO DEL PILOTE AISLADO.

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Despreciando la pequeña diferencia entre el peso del terreno extraído o desplazado y el del hormigón del pilote, la expresión general de la carga de hundi miento es: 

Pueden considerarse los casos siguientes:

Terrenos granulares.

Pilotes en terrenos cohesivos.

Pilotes con la punta en roca.

Cálculo de los pilotajes.

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Una vez seleccionado el tipo de pilote y los posibles diámetros, el cálculo comprende las fases siguientes:
 

a) Determinación de la carga de hundimiento del pilote aislado para diversas longitudes de implantación, hasta lograr un aprovechamiento adecuado de la resistencia nominal

b) Estimación de los asientos correspondientes a la carga admisible o de trabajo.
 

c) Estimación de la carga admisible de los pilotes en grupo y de los asientos asociados.
 

d) Dimensionado estructural del pilote.
 

e) Dimensionado de elementos auxiliares como encepados, vigas riostras, etc&era.

Formas de trabajo y solicitaciones de los pilotes.

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El pilote es un elemento de transmisión de cargas al terreno, distinguiéndose dos formas fundamentales de trabajo:

a) Pilotes flotantes, inmersos en terrenos de resistencia media a baja y que transmiten la mayor parte de la carga por rozamiento a través del fuste.
b) Pilotes columna, apoyados o empotrados en una base mucho más resistente que el terreno superior y que trabajan predominantemente por punta.

Al ir aumentando la carga sobre un pilote flotante cada vez llega a la punta un porcentaje mayor de aquella y en la rotura se produce la plastificación de un bulbo de terreno en torno a la base del pilote. Se han propuesto hipótesis muy diversas sobre la forma y dimensiones de ese bulbo plastificado (fig. 5.8).

En los pilotes columna es importante que la capa de apoyo tenga resistencia y espesor suficiente para que no se produzcan fenómenos de punzonamiento bajo las fuertes cargas que llegan a la punta.

En la cimentación de un edificio los pilotes estarán sometidos predominante- mente a cargas verticales, pero en algunos casos deben tenerse en cuenta otros tipos de solicitaciones como son:

—Cargas horizontales debidas al viento, empujes de arcos o muros, etc.
—Rozamiento negativo al producirse el asiento del terreno en torno a pilotes columna por haber extendido rellenos o sobrecargas, rebajar el nivel freático o tratarse de suelos blandos aún en proceso de consolidación.
—Flexiones por deformación lateral de capas blandas bajo cargas aplicadas en superficie.
—Esfuerzos de corte, cuando los pilotes atraviesan superficies de deslizamiento de taludes.

                         Fig. 5.8- Formas de rotura del terreno bajo un pilote, según diversos autores.

Condiciones de utilización cimentaciones por pilotaje.

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Las cimentaciones por pilotaje se utilizan cuando:

—No existe firme en una profundidad alcanzable con zapatas o pozos (D >= 5m).
—Se quieren reducir o limitar los asientos del edificio.
—La permeabilidad u otras condiciones del terreno impiden la ejecución de cimentaciones superficiales.
—Las cargas son muy fuertes y concentradas (caso de torres sobre pocos pilares).

Si el estrato firme está muy profundo (>25 m) deberán estudiarse otras alternativas (por ejemplo, la mejora y consolidación del terreno, cimentaciones compensadas, etc.). Lo mismo cuando se trata de áreas extensas poco cargadas (naves, almacenes, etc.).

La utilización de uno u otro tipo de pijote requiere la ponderación de diversos factores dependientes del terreno, tipo y tamaño de obra, condiciones del nivel freático, etc.

Otros tipos de cimentaciones profundas.

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Pueden citarse:

—Los cajones y pozos indios.
—Los paneles de pantalla, simples o combinados en forma de +, H, T, etc.
—Los micropilotes, o pilotes de diámetro inferior a unos 30 cm.
—Los piquetes, o «picots», elementos de forma troncocónica en los que el hormigón se comprime contra el terreno por la misma pieza que, hincada, sirvió para abrir el hueco hormigonado en el terreno.
—Los pilotes de base ensanchada o acampanada (zapilotes), o con bulbos a lo largo del fuste.
—Las columnas de grava o de terreno inyectado, estabilizado, etc.

Tipos de pilotes mas utilizados.

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Aunque antiguamente todos los pilotes eran de madera, en la actualidad sólo se utilizan pilotes de hormigón y, más raramente, metálicos.
Los tipos más usados en edificación y en nuestro país son:

I. Pilotes hincados  prefabricados (fig. 5.1)

—De hormigón (fig. 5.2).

—Metálicos (perfiles laminados, tubos huecos o rellenos, etcétera) (fig. 5.3).
—Tubulares de hormigón armado o pretensado (fig. 5.4).

II. Pilotes hormigonados in situ

 —Hinca de una entubación recuperable con un azuche o  tapón perdido en la punta. Hormigón vertido o apisonado (fig. 5.5).
—Perforados con cuchara, hélice, cabeza rotativa, etcéte ra al abrigo o no de una entubación recuperable. Hormigonad con trompa desde el fondo (fig. 5.6).
—Id. manteniendo la cavidad con lodos bentoníticos.
—Barrenados, introduciendo un mortero a presión por el eje de la hélice que extrae el terreno y contiene la cavi dad Las armaduras se introducen en el mortero fres c (fig. 5.7). 

Mucho menos utilizados son los pilotes de sección variable o telescópica, los roscados al terreno, los de camisa perdida para protección del hormigón, los hincados en agujeros preexcavados, etc.

La hinca puede hacerse por golpeo, vibración, a presión, etc. eventualmente ayudada con lanza de agua. 

Los pilotes ejecutados excavando el terreno se denominan de extracción mientras que los hincados son de desplazamiento, produci ndose en este caso una cierta compactación del terreno (suelos arenosos) o un levantamiento del mismo (suelos arcillosos).