EMPUJES HORIZONTALES SOBRE PILOTES PRÓXIMOS A TALUDES DE RELLENO.

Existen situaciones en las que se ejecutan pilotajes en rellenos, situándolos próximos a los taludes de los mismos. Es el caso, por ejemplo, de los estribos de puente pilotados desde la coronación de los terraplenes de acceso.

Siempre es una práctica recomendable construir primero los terraplenes y, una vez consolida- dos sus cimientos y estabilizados sus movimientos, ejecutar los pilotes. Si esa práctica se sigue, y si se observa un control fehaciente de los movimientos de los terraplenes, de manera que se pue- da asegurar que los movimientos futuros, tras la construcción del pilotaje serán mínimos (unos pocos centímetros, nunca más de 5 cm en el punto de mayor movimiento), entonces puede suponer- se que no existirán esfuerzos parásitos inducidos.

De otra forma y, si por cualquier circunstancia, se sigue la práctica, no recomendable, de construir los pilotes volados y después «enterrarlos» en los terraplenes de acceso, conviene realizar una estimación del esfuerzo horizontal inducido, y también del rozamiento negativo antes descrito.

Para evaluar el empuje horizontal que actúa sobre los pilotes, pueden desarrollarse cálculos específicos con modelos numéricos que permitan representar los detalles del caso en estudio. Estos procedimientos salen fuera del alcance de esta Guía.

Cuando el problema en cuestión no resulte crítico, se puede seguir el procedimiento simplificado que se describe en este epígrafe.

La estimación del empuje del terreno sobre los pilotes, requiere realizar cálculos de estabilidad global utilizando métodos de equilibrio límite adecuados al caso. En general se recomienda el uso del método de Bishop simplificado.

En primer lugar, debe calcularse la situación correspondiente al talud sin pilotes y, en función del resultado, decidir sobre el paso siguiente del proceso, como se indica a continuación:

• Si el coeficiente de seguridad resulta suficientemente elevado (F ≥ 1,7), se supondrá que no existe empuje sobre los pilotes.
• Si el coeficiente de seguridad es inferior a dicho valor (F < 1,7), la fuerza horizontal sobre el conjunto de los pilotes es aquella que asegura un coeficiente de seguridad global sufi- cientemente elevado.

En este segundo caso (F < 1,7), el cálculo puede realizarse de manera simplificada, mediante
los siguientes pasos:

• El grupo de pilotes ha de ser representado por un solo elemento resistente situado en el
centro de gravedad del grupo.
• Fijar un punto en la vertical del elemento resistente a la profundidad, hi (véase figura 5.5),tantear distintas líneas de rotura que pasen por dicho punto y realizar el cálculo de estabilidad suponiendo que no existen pilotes. Si el coeficiente de seguridad, en alguna de las líneas tanteadas resulta inferior a 1,7, se supondrá que sobre la masa deslizante actúa una fuerza F =– Ei (igual y contraria que el empuje de la masa deslizante sobre el pilote, que se representa en la figura 5.5) aplicada a una profundidad igual a 2/3 hi , cuyo valor se aumentará progresivamente hasta que los coeficientes de seguridad de todas las líneas de rotura que pasan por el punto en cuestión, sean iguales o superiores a 1,7 (Fi ≥ 1,7).
• Variar la profundidad, hi , y repetir el proceso para obtener una relación de parejas de valores (Ei, hi ) que aseguran un coeficiente de seguridad siempre superior a 1,7, para cualquier línea de rotura, que corte al elemento resistente que constituye el pilotaje, a la profundidad hi.
• Se entiende que la acción que produce el terreno sobre el elemento resistente es el valor de Ei
que conduce a la situación más desfavorable. Se entiende también que, en general, será más desfavorable aquella situación cuyo producto Ei · hi alcance el valor máximo (máxima flexión en el pilote).
• El empuje Ei que se obtiene es una fuerza por unidad de longitud transversal (perpendicular a la sección plana representada en la figura 5.5) y que habrá que multiplicar por la anchura para obtener el empuje total. A estos efectos se considera suficientemente aproximado tomar, como ancho B de cálculo, el menor de entre los tres siguientes:
• a) El ancho del terraplén en la coronación.
• b) El ancho del grupo de pilotes, medido entre los ejes de los pilotes extremos, más tres veces el diámetro del pilote.
• c) El producto del número de pilotes en una misma fila, en sentido perpendicular a la fuerza Ei, por tres veces su diámetro.
• El empuje total a distribuir entre todos los pilotes del grupo es:


• La distribución del empuje total entre los distintos pilotes del grupo puede efectuarse siguiendo el criterio indicado al respecto en el epígrafe 5.6.5.

Cuando sea necesario conocer la forma de reparto del empuje en la vertical del pilote, se podrá suponer un reparto triangular con valor nulo en la cabeza y máximo en la profundidad hi.

ESTIMACIÓN DE EMPUJES SOBRE PILOTES EJECUTADOS EN RELLENOS

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