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https://www.youtube.com/watch?v=Yp-aUw22L28

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Tipologías de cimentaciones profundas: Análisis de casos reales | Masterclass

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Las cimentaciones profundas son una clase de cimentación pensada para solucionar la transmisión de cargas a los sustratos más resistentes del suelo. El desarrollo de este tipo de cimentación requiere de una maquinaria específica así como de técnicas de excavación y evacuación del material obtenido.

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Es el tipo de cimentación profunda más utilizada en edificios de gran altura, por este motivo está muy presente en grandes núcleos urbanos, en edificios con sótanos, aparcamientos, en túneles, carreteras o como medio de contención de aguas.

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En estas excavaciones el material o terreno extraído es proporcional al peso de la construcción que se pretender edificar.

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Se trata de una clase de  cimentaciones profundas que utilizan el principio de Arquímedes.

Para su planificación es necesario que la construcción sea totalmente impermeable y requiere de un cálculo previo de la reacción de empuje ascendente.

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Este tipo de cimentación se emplea ante determinadas necesidades técnicas: cuando el terreno es de baja calidad o está expuesto a variaciones como hinchamientos o retracciones. También en caso de edificaciones de gran altura que sufren la acción de fuertes vientos o edificaciones que requieren de elementos de tracción o sostenimiento.

En estas situaciones es necesario excavar hasta encontrar terreno firme que dé sustento suficiente al pilotaje.

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Los pilotes son anteriores a la historia que conocemos. Hace 12000 anos los habitantes neolíticos de Suiza hincaron postes de madera en los blandos fondos de lagos poco profundos para construir sus casas sobre ellos y a alturas suficiente para protegerlos de los animales que merodeaban y de los guerreros vecinos. Estructuras similares están actualmente en uso en las junglas del sudeste de Asia y de la América del Sur. Venecia fue construidas sobre pilotes de madera en el delta pantanoso del río Po, para proteger a los primeros italianos de los invasores del este de Europa y, al mismo tiempo, para estar cerca del mar y de sus fuentes de subsistencia.

Los descubridores españoles dieron a Venezuela ese nombre, que significa pequeña Venecia, porque los indios vivían en chozas construidas sobre pilotes en las lagunas que rodean las costas del lago Maracaibo. En la actualidad las cimentaciones de pilotes tienen el mismo propósito: hacer posible las construcciones de casas y mantener industrias y comercios en lugares donde las condiciones del suelo no son favorables.

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Los pilotes cargados lateralmente soportan las cargas aplicadas perpendicularmente al eje del pilote y se usan en cimentaciones sometidas a fuerzas horizontales, como son los muros de sostenimiento de tierras, los puentes, las presas y los muelles y como defensas y duques de alba en las obras de los puertos.

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Los pilotes de tracción se usan para resistir fuerzas hacia arriba, como en las estructuras sometidas a subpresion, tales son los edificios cuyos basamentos están situados por debajo del nivel freatico, las obras de protección de presas o los tanques sorterrados.

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Los pilotes se usan de muchas maneras. Los pilotes de carga que soportan las cimentaciones son los más comunes. Estos pilotes transmiten la carga de la estructura a través de estratos blandos a suelos más fuertes e incompresibles o a la roca que se encuentre debajo o distribuyen la carga a través de los estratos blandos que no son capaces de resistir la concentración de la carga de un cimiento poco profundo. Los pilotes de carga se usan cuando hay peligro de que los estratos superiores del suelo puedan ser socavados por la acción de las corrientes o las olas o en los muelles y puentes que se construyen en el agua.

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https://youtu.be/yeWv2LZHS6E

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Los pilotes son elementos esbeltos para transmitir las cargas en profundidad de cimentaciones profundas, en diversos materiales como la madera, metálicos o de hormigón, y diversas formas, circulares, cuadrados, etc. Según su puesta en obra existen dos tipos, los excavados o perforados y los hincados, también denominados pilotes de desplazamiento, cuya característica principal es que el pilote se introduce en el terreno mediante percusión o vibración sin hacer excavaciones previas que faciliten su alojamiento, aunque existen casos donde la hinca se facilita con perforaciones de menor diámetro que la del pilote o con la ayuda de lanzas de agua.

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https://www.youtube.com/watch?v=lbmCSBDKkrs

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En la mayoría de los casos, los pilotes se utilizan en grupos para transmitir la carga estructural al suelo. Uno de los problemás más complejos en la ingeniería de fundaciones consiste en poder evaluar con exactitud la capacidad de carga de un grupo de pilotes o relacionarla con la de los pilotes aislados.

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no alcanzan un estrato resistente, transmitiendo la carga al terreno circundante por rozamiento a través del fuste. Se llaman también pilotes flotantes o de fricción.

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alcanzan el estrato resistente, transmitiéndose las cargas por punta, comprimiéndose el pilote. El terreno circundante dificulta el pandeo. La deformación del pilote es muy pequeña por su rigidez, de forma que el movimiento relativo con el terreno no es significativa. También se llaman pilotes columna.

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La capacidad admisible de los pilotes se calcula de acuerdo a su resistencia por punta mas la del fuste pero los piloteros calculan la capacidad por lo que soporta el concreto. Se estima aproximadamente un 20 % de la tension cedente del concreto f'c, que seria para 210 kg/cm2, entre 45 kg/cm2 o 50 kg/cm2; la capacidad entonces seria igual a esta tension multiplicada por el area del pilote. Pero estos numeros de donde salen? Cual es su base?

Encontre una tabla de Soletanche que se refiere a la capacidad maxima de pilotes excavados, donde se mencionan los estandares DTU y CCBA (?), y ahi establece que la maxima carga de trabajo a compresion simple es de 5 Mpa osea como 50 kg/cm2.

Cuando queremos saber cuanto soporta un pilote por su seccion de concreto lo estudiamos como si fuera una columna corta donde el Pu=Ø(0.85Agf'c+AsFy), pero esto esta lejos de lo comentado anteriormente.

Estara la diferencia en la teoria empleada. Puede ser que inicialmente se estudio este caso bajo la teoria elastica pero ahora todos trabajamos bajo la teoria de rotura.

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El método más seguro para determinar la capacidad de carga de un pilote, para la mayoría de los lugares, es la prueba de carga. Los ensayos de carga se hacen para determinar la carga máxima de falla de un pilote o grupo de pilotes o para determinar si un pilote o grupo de pilotes es capaz de soportar una carga sin asentamiento excesivo o continúo.

La capacidad de carga en todos los pilotes, excepto los hincados hasta la roca, no alcanza su valor máximo hasta después de un periodo de reposo. Los resultados de los ensayos de carga no son una buena indicación del funcionamiento de los pilotes, a menos que se hagan después de un periodo de ajustes. En el caso de pilotes hincados en suelo permeable este periodo es de dos o tres días, pero para pilotes rodeados total o parcialmente por limo o arcilla, puede ser de mas de un mes.

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4.11.-DETERIORO Y PROTECCION DE PILOTES.

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4.11.-DETERIORO Y PROTECCION DE PILOTES.

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El daño que se presenta en los pilotes de hormigón gracias al sulfato se debe al aumento en el volumen molecular de los minerales, lo que genera la expansión y por último la desintegración del hormigón endurecido.