Sofia Martinez 4.228.192 TAREA 4

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UNIVERSIDAD INTERNACIONAL TRES FRONTERAS – UNINTER FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIAS – FACYT
UNIVERSIDAD INTERNACIONAL TRES FRONTERAS
 FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍAS
Geotecnia ll
CIMENTACIONES PROFUNDAS 
Nombre y apellido: Sofía Camila Martínez 
C.I: 4.228.192
Profesor: Ing. Pamela C. 
	
MARZO, 2021
INTRODUCCIÓN
El presente trabajo pretende dar a conocer el tema de CIMENTACIONES PROFUNDAS, clasificación y tipos así como el proceso constructivo, su utilización en los diferentes tipos de obras estructurales que es de mucha consideración para el análisis y diseño de cimentaciones. En este trabajo se podrá ver como se realizaron las investigaciones y análisis del tema a presentar, La cimentación constituye el elemento intermedio que permite transmitir las cargas que soporta una estructura al suelo subyacente, de modo que no rebase la capacidad portante del suelo, y que las deformaciones producidas en éste sean Admisibles para la estructura. Por tanto, para realizar una correcta cimentación habrá que tener en cuenta las características geotécnicas del suelo y además dimensionar el propio cimiento como elemento de hormigón, de modo que sea suficientemente resistente. El uso de pilotes es una de las técnicas más antiguas del hombre para superar las dificultades de la cimentación de estructuras en suelos blandos. 
CIMENTACIONES PROFUNDAS
Definición
1.- Se considerará que una cimentación es profunda cuando su extremo inferior está a una profundidad
superior a 8 veces su diámetro o ancho.
Las Cimentaciones Profundas son un tipo de Cimentaciones que solucionan la trasmisión de cargas a los sustratos aptos y resistentes del suelo.
Entre estas cimentaciones se destacan:
· Muros Pantalla son muros verticales profundos de hormigón.
· Pilotes son elementos similares a los pilares, hincados a profundidad en el suelo.
POR QUÉ SE REALIZAN LAS CIMENTACIONES PROFUNDAS?
Las cimentaciones profundas se realizan muy por debajo de la superficie del terreno con el fin de que la estructura que se va a construir no sufra ningún tipo de daño como por ejemplo los asentamientos diferenciales o cualquier otra condición de la superficie que le pueda generar algún problema, este tipo de cimentación se encuentra por lo general a profundidades mayores de 3 metros por debajo del nivel del suelo terminado.
En otras palabras, las cimentaciones profundas se usan en el momento que necesitas transferir la carga de una estructura hasta un estrato más profundo que tenga la capacidad portante adecuada o que sea suficientemente competente para soportar las cargas de la estructura que se piensa construir. Es decir que el terreno que se encuentra cerca de la superficie es inadecuado para soportar la carga de dicha estructura y por tal razón se debe realizar una excavación de con mayor profundidad, más no superficial, con el fin de encontrar un estrato con una optima capacidad portante.
¿EN QUÉ CASOS SE UTILIZAN LAS CIMENTACIONES PROFUNDAS?
Por variaciones estacionales del terreno
Las cimentaciones profundas son una buena opción en el momento que el terreno en donde piensas ejecutar tu proyecto pueda llegar a presentar variaciones estacionales, ya sea por retracciones o hinchamientos.
Cuando se presenten asientos imprevisibles
Si los estratos que se encuentran próximos a los cimientos pueden generar cualquier tipo de asiento imprevisible a cierta profundidad, esto puede suceder en terrenos que se caracterizan por ser rellenos o que cuentan con una baja calidad.
a.-Se opta por cimentaciones profundas cuando los esfuerzos transmitidos por el edificio no pueden ser distribuidos suficientemente a través de una cimentación superficial, y en la solución probable se sobrepasa la capacidad portante del suelo.
b.- Cuando el terreno tiende a sufrir grandes variaciones estacionales: por hinchamientos y retracciones.
c.- Cuando los estratos próximos al cimiento pueden provocar asientos imprevisibles y a cierta profundidad, caso que ocurre en terrenos de relleno o de baja calidad.
d.- En edificios sobre el agua.
e.- Cuando los cimientos están solicitados a tracción; tal como ocurre en edificios altos sometidos a esfuerzos por vientos, o en estructuras que necesitan elementos sometidos a tracción para lograr estabilidad, como estructuras de cables o cualquier estructura anclada al suelo.
f.- Para resistir cargas inclinadas, como aquellos pilotes que se colocan en los muelles para resistir el impacto de los cascos de barcos durante el atraque.(tablestacado)
g.- Para el recalce de cimientos existentes.
TIPOS DE CIMENTACIONES PROFUNDAS
Las cimentaciones profundas se pueden clasificar en los siguientes tipos: 
PILOTES 
Se denomina pilote a un elemento constructivo utilizado para cimentación de obras, que permite trasladar las cargas hasta un estrato resistente del suelo, cuando este se encuentra a una profundidad tal que hace inviable, técnica o económicamente, una cimentación más convencional mediante zapatas o losas. Tiene forma de columna colocada en vertical en el interior del terreno sobre la que se apoya el elemento que le trasmite las cargas (pilar, encepado, losa...) y que trasmite la carga al terreno por rozamiento del fuste con el terreno, apoyando la punta en capas más resistentes o por ambos métodos a la vez.
a) Pilote aislado: aquél que está a una distancia lo suficientemente alejada de otros pilotes como para que no tenga interacción geotécnica con ellos. 
TIPOLOGÍAS
 Por la forma de trabajo 
 En cuanto a la forma de trabajo, los pilotes se clasifican en: 
a) pilotes por fuste: en aquellos terrenos en los que al no existir un nivel claramente más resistente, al que transmitir la carga del pilotaje, éste transmitirá su carga al terreno fundamentalmente a través del fuste. Se suelen denominar pilotes “flotantes”.
b) pilotes por punta: en aquellos terrenos en los que al existir, a cierta profundidad, un estrato claramente más resistente, las cargas del pilotaje se transmitirán fundamentalmente por punta. Se suelen denominar pilotes “columna”. Esquema de cimentaciones profundas (pilotajes).
b) Grupo de pilotes: son aquellos que por su proximidad interaccionan entre sí o están unidos mediante elementos estructurales lo suficientemente rígidos, como para que trabajen conjuntamente.
c) Zonas pilotadas: son aquellas en las que los pilotes están dispuestos con el fin de reducir asientos o mejorar la seguridad frente a hundimiento de las cimentaciones. Suelen ser pilotes de escasa capacidad portante individual y estar regularmente espaciados o situados en puntos estratégicos.
¿QUÉ SON LOS PILOTES PREFABRICADOS DE CONCRETO?
Como todos ya sabemos los pilotes prefabricados de concreto tienen una definición muy parecida a la de los demás tipos de pilotes. Los pilotes de concreto prefabricados son estructuras diseñadas para transmitir y resistir las cargas de una estructura, estos gracias al tipo de profundidad y por los materiales que están fabricados son capaces de soportar cargas considerables. Los pilotes de concreto armado se dividen en dos categorías, la primera son los pilotes prefabricados y la segunda son los pilotes colados in situ.
Fabricación de los pilotes prefabricados de concreto
Los pilotes prefabricados se caracterizan porque al momento de realizarlos se utiliza un refuerzo ordinario y presentan una forma cuadrada u octagonal en la sección transversal. Este refuerzo es realizado con el fin de que el pilote pueda resistir el momento flexionante que se desarrolla al manipularlo y transportarlo al lugar donde los pilotes se van a hincar, también para soportar la carga vertical y el momento flexionante qué se origina por la carga lateral. Este tipo de pilote es fabricado dependiendo de la longitud que se necesita y son curados antes de transportarlos al lugar donde se va a instalar.
Tipos de pilotes de concreto
Actualmente existen varias técnicas para realizar los pilotes de concreto prefabricados, esto da cuenta de que la industria de los pilotes cada día perfeccionasu técnica de realización para prevenir cualquier tipo de falla en las cimentaciones.
Pilotes de concreto presforzado
Los pilotes de concretos prefabricados también pueden presentarse como presforzados gracias al uso de los cables de presfuerzo, estos pilotes se fabrican con acero de gran resistencia para que cumplan de gran forma con el trabajo para el que se crearon.
Que es el concreto presforzado
Antes de describir el concreto presforzado describiremos lo qué es el presfuerzo, este concepto da cuenta de la aplicación intencional de esfuerzos constantes a una estructura o a diferentes piezas, con el ánimo de mejorar la resistencia y el comportamiento bajo las condiciones de resistencia y servicio que se necesita.
Uso de la técnica del concreto presforzado
Las técnicas y los principios que dan cuenta del presforzado se implementan en diferentes tipos de estructuras y materiales, uno de los usos más comunes es el diseño del concreto estructural.
El proceso para realizar concreto presforzado consiste en introducir a las vigas una gran cantidad de precomprensión axial con el ánimo de suprimir cualquier esfuerzo de tensión que actúe en el concreto. Gracias a la práctica de esta técnica y el avance en los diferentes tipos de conocimientos relacionados, se identifica que está idea es innecesariamente restrictiva, ya que se pueden permitir esfuerzos de tensión en el concreto y un cierto ancho de grietas.
Técnica de los pilotes presforzados
Los pilotes presforzados cuentan con una resistencia última de sus cables de aproximadamente 260 Ksi ( = 1800 MN / m2). Al momento de colar los pilotes, los cables son pretensados con una resistencia de 130 – 190 ksi ( = 900 – 1300 MN / m2) y luego se les pierde concreto en su alrededor. Luego de curar los pilotes, se recortan los cables lo que hace que se produzca una fuerza de comprensión en la sección del pilote.
Pilotes colados in situ
El pilote in situ se construye gracias a la perforación de un agujero en el terreno donde se va a instalar y después se llena con concreto. Actualmente hay diferentes tipos de pilotes de concreto colados in situ que se utilizan en la construcción y gran parte de estos han sido patentados por sus propios fabricantes. Los pilotes colados in situ están divididos en dos amplias categorías que son los ademados y los no ademados. Ambos tipos de estos pilotes se caracterizan por tener un pedestal en su fondo.
Pilotes ademados
Los pilotes con ademe se caracterizan por tener un pedestal, de gran consistencia en un bulbo de concreto de forma expandida que se crea gracias a dejar caer un martillo sobre el concreto fresco.
Pilotes no ademados
El tipo de pilote sin ademe se divide en dos, uno que cuenta con un pedestal y el otro no. Los pilotes no ademados se realizan introduciendo en un principio el tubo a la profundidad que se necesita y después se llenan con concreto fresco. El tubo que se introdujo en un principio se va retirando gradualmente conforme se llena el agujero que se hizo en el terreno.
Pilotes de concreto precolado
Este tipo de pilote es un elemento estructural alargado, que se elabora con concreto presforzado o reforzado, y su sección se caracteriza por tener un lado o diámetro menor por lo general inferior o igual a los 60 cm, que se fabrican en  la superficie y luego se hincan en el lugar que se ha decidido para formar la cimentación profunda de las estructuras, con el fin de transmitir las cargas que producen una superestructura al suelo.
Pilotes prefabricados
Los pilotes prefabricados de hormigón es una técnica de cimentación profunda que se encuentra dentro de la categoría de los pilotes denominados como pilotes de desplazamiento. La instalación o ejecución de los pilotes prefabricados se realiza por medio del hincado de los pilotes prefabricados, proporcionándole impactos  de energía que está controlada para no causarle ningún daño al pilote.
Diseño estructural de los pilotes de concreto prefabricados
El diseño estructural de los pilotes de concreto prefabricados se caracteriza por tener un fuste de sección uniforme circular, octagonal y cuadrada y cuentan con un refuerzo. Los pilotes de concreto reforzado son fabricados de esta manera con el fin de que resistan los esfuerzos que se realizan al momento de manipularlos. Por lo general el tamaño de los pilotes de concreto más pequeños es de 20 a 30 cm de ancho y en la mayoría de los casos son sólidos; los pilotes de concreto con tamaños mayores se caracterizan por ser sólidos o huecos con el fin de reducir su peso.
Diseño estructural de los pilotes de concreto pretensado
Los pilotes de concreto pretensado brindan la resistencia necesaria a pesar de contar con paredes de espesores que son relativamente delgadas; estos pilotes huecos tiene unas medidas de 140 cm de diámetro y unas paredes con un espesor de 10 cm, se asemejan a los tubos de hormigón, se usan en muchos casos en donde se necesita una alta capacidad de carga junto con una gran rigidez.
d) Micropilotes: Son pilotes de pequeño diámetro, ejecutados con perforación a rotación y una tubería de entubación de unos 100 mm de diámetro; después se coloca una armadura central (de una o más barras) y se hormigota manteniendo la presión del mortero en cabeza con aire comprimido, mientras se extrae la tubería de entibación. Se utiliza una mezcla con una dosificación “elevada” de cemento y aditivos.
PROCESO PARA EJECUCIÓN DE PILOTES 
Tareas Previas 
a. Obtenido el Estudio Geotécnico, se tomarán los siguientes datos: 
1. Corte estratigráfico y nivel de la capa freática. 
2. Características mecánicas del suelo. 
3. Grado de agresividad del suelo.
4. Profundidad proyectada para la cimentación. 
b. Limpiar y nivelar la superficie de trabajo, dejando una anchura conveniente para el trabajo de la maquinaria a utilizar. 
c. Se realizará una inspección de las construcciones aledañas a fin de comprobar que no haya servicios que impidan o afecten los trabajos de construcción de pilotes; si fuese necesario, se sustituirán los mismos. 
Replanteo 
Los trabajos de replanteo son ejecutados por un topógrafo con ayuda de una estación total a fin de obtener mayor precisión. Los pilotes se marcan con redondos de acero corrugado con un alambre en la punta ya que estas marcas no se quitan para perforar. 
Proceso Constructivo 
El proceso constructivo se lleva a cabo del siguiente modo: Trabajos de Perforación Después de haber replanteado el pilote, se realiza la perforación del terreno excavando un pozo de igual diámetro al del pilote, en él se coloca la tubería de entubación.
 MUROS PANTALLA  O MURO MILÁN
Los muros pantalla o también conocidos como muro Milán hacen parte de la clasificación de las cimentaciones profundas, se utilizan con frecuencia en edificios que cuentan con alturas considerables, estos actúan como un muro de contención y se caracterizan por tener diferentes ventajas como el ahorro de los costos y un mayor desarrollo de las superficies. Los muros pantalla son las cimentaciones que más se utilizan en las áreas urbanas para los edificios que cuentan con sótanos, para parqueaderos y con el objetivo que sean muros de contención del agua subterránea que se presenta en las carreteras y túneles.
Muro pantalla o muro milán hecho con micropilotes
Cuchara bivalva para construcción de muro pantalla o muro milán
¿CÓMO SE CLASIFICAN LOS MUROS PANTALLA O MUROS MILÁN? 
Los muros pantalla o muros Milán tienen diferentes clasificaciones o dimensiones entre estas están de 40, 60 y 80 centímetros de grosor o espesor y una profundidad de hasta 40 metros todo depende del requerimiento que tenga el proyecto que estás adelantando, ten presente que para conocer la clasificación del muro que vas a utilizar se debe hacer un estudio estructural y del terreno adecuado con anterioridad.
¿CUÁNDO Y DÓNDE IMPLEMENTAR MUROS PANTALLA?
La cimentación con muro pantalla o muro Milán se usan en las excavaciones donde se pretende extraer un volumen muy grande de tierra, un ejemplo son los estacionamientos subterráneos, las cimentaciones, esto quiere decir,en excavaciones donde es necesario contener paredes circundantes.
Debes tener presente que los muros de pantalla o muros Milán tienen un uso principal de apoyo a las cimentaciones o también son de gran utilidad en el momento que se necesita contener cortes verticales en las excavaciones. En las construcciones civiles estos elementos se pueden aplicar de muchas formas, entre ellas se encuentran los túneles urbanos para metros, obras subterráneas, los cajones de cimentación para edificios, los sótanos, muelles, estacionamientos subterráneos, presas, cárcamos de bombeo con gran capacidad, canales de gran sección y silos.
PROCESO CONSTRUCTIVO DEL MURO PANTALLA O MURO MILÁN.
 Por lo general la construcción de los muros pantalla se realiza por módulos de manera continua. Las obras o proyectos pueden contar con diferentes módulos de inicio, que se pueden continuar construyendo al día siguiente de terminar el anterior, de esta forma se logra cerrar el perímetro de la obra que se necesita.
Desde hace mucho tiempo la ejecución del muro pantalla se realiza de forma alterna, pero siguiendo la forma más continua posible. Esto quiere decir, que si el muro pantalla se va a formar con 8 paneles, es indispensable iniciar por el 1, 3 , 5 y 8, teniendo presente que en el momento que se excave la zanja número 7, a la misma vez se coloquen las juntas y la armadura en la zanja número 5, se encuentre en proceso de hormigonado el panel 3, y el primero esté finalizado en su totalidad. Luego de finalizar la primera tanda de paneles debes proceder con los que te haga falta para de esta forma finalizar el muro pantalla.
INFORMACIÓN QUE NECESITAS PARA REALIZAR TUS MUROS PANTALLA
Cómo toda construcción es importante tener una información previa para saber cómo proceder con el proceso constructivo, en el caso de los muros pantalla es importante que tengas en cuenta aspectos importantes sobre la mecánica del suelo, los planos y aspectos de gran importancia en el caso que el muro reciba las cargas de la estructura, estos aspectos te los contamos a continuación.
Para el caso del estudio de suelo o también conocido como estudio de mecánica de suelo debes tener en cuenta, a la hora de realizar un muro pantalla, la siguiente información para realizar tu proyecto.
· Contar con el perfil estratigráfico del suelo.
· Saber cuál es el peso volumétrico con el que cuenta cada estrato que se identificó en el perfil estratigráfico.
· Conocer cuál es el ángulo de fricción interna con el que cuenta cada estrato.
· Identificar la cohesión del suelo (Únicamente para el caso en que existan estratos de suelos cohesivos).
· Es importante identificar si existe y la localización del nivel de agua freático.
· Saber cuál es la sobrecarga del terreno adyacente (Esta es una información que puede variar dependiendo de las estructuras que rodean tu excavación).