15-Cimentaciones profundas

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UNIDAD III
CIMENTACIONES PROFUNDAS
Wilmer Rojas Armas
ING. WILMER ROJAS ARMAS PUENTES Y OBRAS DE ARTE
CIMENTACIONES PROFUNDAS
La cimentación profunda es aquella que está a una profundidad superior a
8 veces su diámetro o ancho.
Solemos emplear este tipo de cimentaciones en los siguientes casos:
• Cuando existan capas de gran espesor de suelos blandos
(compresibles) próximos a la superficie, impidiéndonos de esta manera
el apoyo de una cimentación superficial.
• Por la presencia de nivel freático cercano a la superficie.
• Por la existencia de cavidades cársticas (materiales solubles al agua).
• Cuanto necesitemos apoyar una carga aislada sobre un terreno sin
firme o difícilmente accesible por los medios habituales.
• Existe peligro inminente de licuación de suelos, es decir, presencia de
arenas sueltas y nivel freático alto.
En resumen siempre que no podamos construir una cimentación
superficial debido a la mala calidad del terreno próximo a la superficie,
esto es, cuando la realización de una cimentación superficial no sea
técnicamente viable.
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Clasificación cimentaciones profundas
Las cimentaciones profundas se pueden clasificar en los siguientes
tipos:
PILOTES: Elemento de gran esbeltez y escasa sección, muy similar a
los pilares (columnas), 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. 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.
POZO DE CIMENTACIÓN, también conocido por su nombre en francés
caisson, es un tipo de cimentación semiprofunda, utilizada
frecuentemente para cimentar pilares de puentes.
La particularidad del pozo de cimentación es que se va construyendo a
medida que se va hundiendo en el terreno. La sección transversal del
caisson generalmente es circular, pero existen también secciones
cuadradas, rectangulares o elípticas.
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PILOTES
Pilotes aislados: Es aquel que debido a su distancia con otros pilotes no
tiene interacción geotécnica alguna con ellos. En caso de que empleemos
pilotes “in situ”, deben tener un diámetro mínimo de 50 cm para absorber
esfuerzos horizontales y momentos. Podremos emplear pilotes
prefabricados de menor diámetro solo cuando los momentos sean nulos.
Grupo de pilotes: Es la solución más usual. En este caso la carga del pilar
se transmite a varios pilotes a través de un encepado rígido que entrelaza
sus cabezas.
Zonas pilotadas: Son pilotes de poca capacidad portante individual que se
encuentran colocados estratégicamente con el fin de reducir asientos o
mejorar la seguridad frente al hundimiento de las cimentaciones.
Micropilotes: Son pilotes de pequeño diámetro, empleados en aquellos
lugares en los que no es posible la ejecución de los pilotes
convencionales.
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Tipología de pilotes.
Elegir entre los distintos tipos de soluciones que aporta el pilotaje, debe
de ser una tarea concienzuda, esta elección depende de lo siguiente:
• Necesidades de la estructura,
• Condiciones del lugar y del suelo,
• Materiales de que se dispone y
• Competencia económica.
• Por ello se limita estrechamente la selección a muy pocos y a veces a
uno solo de los muchos tipos posibles.
Aún así existen una gran variedad de tamaños, formas y materiales para
adaptarse a cualquier caso, por lo que debemos distinguir los diferentes
tipos en función de:
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Según su forma de trabajo:
• Cimentación por pilotes por punta o “columna” 
• Cimentación por pilotes fuste (“flotantes”) 
Según el tipo de pilote:
• Por el material: 
• Hormigón 
• Acero 
• Madera 
• Mixtos 
• Según la forma de sección transversal 
• Según procedimiento constructivo
• Prefabricados hincados o de desplazamiento
• Hormigonados “in situ” 
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Según la forma de trabajo
Cimentación por Pilotes por 
punta o “columna” 
En terrenos donde el estrato más
resistente se encuentra a cierta
profundidad alcanzable por el
pilote, los cuales transmiten las
cargas fundamentalmente por
punta.
En esta forma de trabajo las
puntas de los pilotes se empotran
en terreno firme, apoyándose
directamente en este estrato.
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Cimentación por Fuste (Pilotes
“flotantes”)
Cuando al encontrarse en un terreno
donde no existe claramente un nivel
más resistente al que transmitir la
carga, quedan hincados en terreno
suelto, de resistencia media-baja,
transmitiendo su carga por
rozamiento lateral a través del fuste.
La resistencia de estos pilotes
depende de la profundidad a la que
estén hincados, de su diámetro, y de
la naturaleza del terreno.
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Según el tipo de material
Hormigón “In situ”
Dentro de los pilotes de hormigón podemos destacar los de hormigón “in
situ”, que es aquel en el cual se vierte el hormigón y se coloca la
armadura directamente en el terreno formando el pilote, y que se
ejecutará mediante excavación previa, aunque también podrán realizarse
mediante desplazamiento del terreno o con técnicas mixtas;
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Hormigón Prefabricado
Pilotes de hormigón prefabricado,
pudiendo ser éste pretensado o
armado (hormigones de alta
resistencia).
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Acero
Ventajas:
• Al hincarse en un estrato duro adquiere una gran capacidad de carga
sin presentarse agrietamientos.
• Si fuese necesario se puede soldar para aumentar su longitud.
• Si sufre golpes o caídas no sufre daño alguno.
• Buena resistencia a flexión y a los esfuerzos laterales.
• Los pilotes huecos pueden rellenarse de hormigón, aumentando de
este modo su resistencia.
En zonas que existiese nivel freático o cualquier corriente de agua, incluso
en el empleo en el mar y en algunos rellenos debido a la existencia de
oxigeno atrapado, se deberán usar aleaciones o tratamientos que los
protejan del óxido y la corrosión.
Pueden tener formas tubulares, de doble canal U (cajas), perfil en H.
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Madera
Estos pilotes son muy usados debido a su bajo coste y a la facilidad de
obtener y manipular, empleándose sobre todo en terrenos blandos y
amplios.
La longitud de dichos pilotes es limitada, ya que depende de la altura de
los árboles disponibles, comúnmente entre 10 y 20m, siendo su diámetro
de 20 a 30 cm., aunque dependiendo del tipo de pilote y su uso.
Si se necesitan mayores longitudes de pilotes pueden empalmarse
mediante manguitos o planchas de acero, siempre y cuando éste empalme
no quede cerca de la mitad del pilote, ya que en caso de pandeo esta sería
la zona más afectada, pudiendo de este modo quebrarse la unión.
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Mixtos o Compuestos
Estos tipos de pilotes combinan dos o
más materiales durante su ejecución,
aprovechándosede las ventajas que
cada uno de ellos le brindan.
Como ejemplo de este tipo de pilote
podemos destacar los de acero tubular
rellenos de mortero o los de acero con
punta de madera.
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DIFERENCIA ENTRE PILOTES Y CAISSONS
Los caissons tienen gran similitud con los pilotes, ya que ambos, son
elementos estructurales de cimentación que cumplen las mismas
funciones.
La gran diferencia es que los caissons, son de diámetros mayores a
comparación de los pilotes y casi siempre van construidos en el mismo
lugar de la obra. Son muy utilizados en edificios residenciales y también
los podemos encontrar en los estribos de los puentes.
Estos elementos se construyen cuando van a soportar mucho peso o
cuando el terreno donde se va a construir tiene poca capacidad portante.
Puede decirse que con la construcción de los caissons se mejoran las
condiciones estructurales del suelo que se va a utilizar.
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CAJONES DE CIMENTACIÓN (CAISSONS)
Estructuras que se hunden a través del suelo o del agua con el propósito de
excavar y colocar la cimentación a la profundidad prescrita y que
subsecuentemente viene a ser una parte integral de trabajo permanente.
Cajón de excavación cerrado: Es un cajón que es cerrado en el fondo
pero abierto a la atmósfera en su extremo superior.
Cajón de excavación abierto: Es un cajón abierto por ambos lados, tanto
en el fondo como en su extremo superior.
Cajón de excavación neumático: Cajón con una cámara de trabajo en la
que el aire se mantiene sobre la presión atmosférica para prevenir la
entrada de agua a la excavación.
Monolítico: Cajón abierto de concreto denso y pesado o de construcción e
mampostería, que contiene uno o más pozos para la excavación.
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(a) Nivele el sitio, pavimente maderas exclusivas, construya la 
parte inferior del cajón abierto; (b) Saque las suelas de madera; 
(c) Excavar y hundir el cajón abierto; (d) Despeje la base y selle 
el fondo.
1- Retención con paquetes de suelo arcilloso; 2- Relleno de 
suelo; 3- Pavimentar suelas de madera; 4- Saque las suelas de 
madera simétricamente y al mismo tiempo llénelas con tierra 
arenosa; 5- hormigón de fondo; 6- techo.
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¡ GRACIAS !
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