Cimentaciones por Pilotaje: Materiales y Diseño Estructural.

Aspectos estructurales y constructivos

Una vez asegurada la capacidad portante del pilotaje y que los asientos son admisibles, debe comprobarse que el material deL pilote resiste las cargas aplicadas.

Por tratarse de piezas enterradas la resistencia de cálculo se obtiene aplicando coeficientes de seguridad grandes (3 a 4) respecto a la resistencia característica. La reducción es máxima en los hormigonados bajo el nivel freático y mínima en los prefabricados.

Los pilotes de madera suelen hacerse trabajar a unos 45 Kp/cm2, como máximo.

Por lo que se refiere a los pilotes de hormigón y a nivel de anteproyecto, las tensiones nominales de trabajo (carga total dividida por la sección) suelen ser de: 

Por el riesgo de flexiones, excentricidad, etc. dichas tensiones se reducirán al 75 % si hay un solo pilote bajo un pilar y al 85 % si sólo hay dos pilotes.

El «tope estructural» o máxima carga a aplicar a un pilote puede obtenerse por: 

 

En el área de la camisa Sc se descontarán las posibles pérdidas por corrosión. A título orientativo puede contarse con pérdidas de orden siguiente: 

Los pilotes prefabricados suelen llevar hormigones de resistencia característica superior a 400 Kp/cm2 y una cuantía de acero no inferior al 1,25 % de la sección de hormigón (min 6 Ø 12). La armadura transversal debe ser superior al 0,2% del volumen de hormigón (Ø  = 6 mm). La cuantía será doble en la cabeza y punta, en una longitud no inferior a 3 diámetros. Recubrimiento mínimo 2,5 cm. Eventualmente pueden llevar angulares, azuches o placas de refuerzo en los extremos para soportar los impactos de la hinca.

Estos pilotes deben también armarse teniendo en cuenta las condiciones de manejo y suspensión (trabajos a flexión) en su presentaci3n para la hinca.

Los pilotes cortos a medios (L <= 10 m) se suspenden a 0,29 L de la cabeza, llevando la punta apoyada en el terreno. armándolos entonces para un momento flector máximo M = p L^2/24 siendo p su peso metro lineal.

Los pilotes largos se suspenden de dos o más puntos. Cuando son dos se sitúan a 0,20 L de los extremos, resultando M = p 1L^2/50, frente al p L^2/8 que se producirá de suspenderlos por los extremos.

Para los pilotes hormigonados in situ se debe exigir una resistencia característica mínima de 175 Kp/cm2 y mejor de 225 Kp/cm2. La dosificación de cemento suele variar de 350 a 400 Kg/m3 (mayor cuando se hormigona bajo agua) y el tamaño máximo del ando suele limitarse a 25 mm (rodado) o a 20 mm (de machaqueo). Deben emplearse cementos resistentes a las eventuales condiciones de agresividad del terreno, llegando a colocarse una camisa perdida si éstas son muy fuertes.

La consistencia del hormigon medida en el cono de Abrams debe ser de 10- 15 cm. Cuando el hormigonado se hace bajo el agua o al amparo de lodos, el asiento del cono puede aumentar de 16 a 20 cm. En pilotes apisonados, con tapón de grava se emplean hormigones muy secos, con cono de 1 a 5 cm.

Si los pilotes trabajaran a compresión centrada no necesitarían armadura, salvo algunas barras en la parte superior para unión al encepado. La longitud de estas barras suele fijarse entre 5,50 m y 9 a 6 diámetros (según la resistencia del terreno), dejando además un mínimo de 0,50 m para empotrar en el encepado.
Sin embargo, de hecho siempre existen esfuerzos de flexión por excentricidad, inclinación, acciones horizontales, etc., por lo que se recomienda colocar una cuantía del 0,25 al 0,70%.

Las prescripciones de armado continuo plántean problemas en los pilotes barrenados en los que la armadura se «pincha» en el hormigón fresco, penetrando usualmente unos pocos metros. Ello hace que las condiciones de utilización de estos pilotes deban estudiarse cuidadosamente. 

En la práctica usual se consideran mínimas las armaduras siguientes: 

Normalmente se colocan cercos o espirales 6 ó c 8 con separación o paso de 20 a 25 cm.
 

No se deben introducir reducciones por el hecho de pasar de barras lisas a
corrugadas, debiendo asegurarse un mínimo de 6 barras de diámetro superior a
12 mm por pilote.
 

La distancia mínima entre barras debe ser superior a 35 mm y el recubrimiento del orden de 4 cm.
 

La armadura longitudinal debe poder absorber las flexiones derivadas de excentricidades en la ejecución.
 

Se consideran tolerancias usuales: