9 - pilotes y dragado
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEINGENIERÍA
• FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
• DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CONSTRUCCIÓN
• CURSO: CONSTRUCCIÓN III• TEMA: PILOTES• PROFESOR: Ing. Walter R!r"g#e$ Ca%t&lle'• A(: )*+*
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ESTRUCTURAS NATURALES ,ARTIFICIALES
•ESTRUCTURAS NATURALES
•ESTRUCTURAS ARTIFICIALES
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-PARA UÉ SIRVEN
LAS ESTRUCTURAS/ La estructura que construye el hombre tienen una finalidaddeterminada, para la que ha sido pensada, diseñada y finalmenteconstruida.
Podemos hacer un análisis en función de la necesidad quesatisface:
•S0rtar 0e%: se engloban en este apartado aquellasestructuras cuyo fin principal es el de sostener cualquier otroelemento, son los pilares, las igas, estanter!as, torres, patas deuna mesa, etc.
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-PARA UÉ SIRVENLAS ESTRUCTURAS/
• Sal1ar !&%tan2&a%: su principal función es la de esquiar un ob"eto,permitir el paso por una #ona peligrosa o dif!cil, son los puentes, lostelesf$ricos,las gr%as, etc.
• Prteger 3'et%: cuando son almacenados o transportados, como las
ca"as de embala"es, los cartones de hueos, cascos, etc.
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TIPOS DE ESTRUCTURAS
RESISTENTES&i obseráis detenidamentelas estructuras están hechascon diferentes materiales,
formas y dimensiones, sepueden clasificar en:• La4&nar de capara#ón,los coches son de acero y tienen este tipo
de estructura, y la carcasa de un teleisor,un frigor!fico'.• De ar4a$5n Las torres el$ctricas se
construyen con perfiles o barras,atornilladas unas con otras.
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TIPOS DE ESTRUCTURAS
RESISTENTES• De 6r4&g5n ar4a! Los edificios modernos seconstruyen con este tipo de estructura (cimientos,pilares y igas de hormigón armado).
• V&ga% 4et7l&2a% *aes industriales.
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FUER8AS PRINCIPALES
EN ESTRUCTURAS+ay dos tipos de fuer#as en las estructuras:uer#as e-teriores /0120&uer#as interiores 3&43156&
DEFINICIÓN DE CARGA.TIPOS DE CARGASLas cargas son las fuer#as e-ternasque act%an sobre las estructuras.
Los tipos de carga más habituales son:7 Los pesos situados sobre las estructuras7 3l peso de la propia estructura7 La presión del agua7 La fuer#a del iento
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DEFINICIÓN DE ESFUER8OSL% e%9#er$% %n 9#er$a% &nterna% !e re%&%ten2&a #ea0are2en en la% e%tr#2t#ra% ; e1&tan #e <%ta 9alle.
•TRACCIÓN: e% el e%9#er$ a #e e%ta %4et&! #nele4ent !e #na e%tr#2t#ra 2#an! la% 2arga% #ea2t=an %3re <l t&en!en a ESTIRARLO.
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• COMPRESIÓN: e% el e%9#er$ a#e e%ta %4et&! #n ele4ent !e
#na e%tr#2t#ra 2#an! la% 2arga%#e a2t=an %3re <l t&en!en aAPLASTARLO.
• FLE>IÓN: e% el e%9#er$ a #e e%ta %4et&! #nele4ent !e #na e%tr#2t#ra 2#an! la% 2arga% #ea2t=an %3re <l
t&en!en aCURVARLO?DO@LARLO.
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• TORSIÓN: e% el e%9#er$ a
#e e%ta %4et&! #n ele4ent !e#na e%tr#2t#ra 2#an! la% 2arga%#e a2t=an %3re <l t&en!en aRETORCERLO.
• CORTANTE: e% el e%9#er$ a#e e%ta %4et&! #n ele4ent !e
#na e%tr#2t#ra 2#an! la% 2arga%#e a2t=an %3re <l t&en!en aCORTARLO.
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La% %&g#&ente% e%tr#2t#ra% %n e%ta3le%? e% !e2&r?n 1#el2an? gra2&a% a !&%t&nt% %&%te4a%. A!e47%
!e la e%ta3&l&!a! -#< tra% 2n!&2&ne% !e3e2#40l&r #na e%tr#2t#ra 0ara 9#n2&nar 24 tal/
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ESTRUCTURAS ESTA@LESPara que una estructura funcione bien, debe
cumplir tres condiciones independientes entre s!:• E%ta3&l&!a!. Alude a la capacidad de unaestructura de mantenerse erguida y no olcar.Para ello, su 2entr !e gra1e!a! debe estarcentrado sobre su base. /uanto más centrado
y mas cercano al suelo est$ el centro degraedad, más estable será la estructura.• Re%&%ten2&a: 3s la capacidad de la estructura deresistir las tensiones a las que esta sometida sinromperse. 3n la resistencia de una estructurainteriene la 9r4a ; el 4ater&al #e la
2n%t&t#;e.• R&g&!e$: 0unque todos los ob"etos se deformanleemente al aplicarles una fuer#a, esta
deformación nunca debe ser tan grandeque le impida cumplir su misión.
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ESTA@ILIDADCentr !e gra1e!a!: /uando representamos la fuer#a
peso de un ob"eto, lo suponemos situado en un punto (elcentro de graedad), esto no es real, ya que el peso estádistribuido por todo el espacio f!sico ocupado por elcuerpo. 8efinimos el centro de graedad como ese puntocaracter!stico en el que suponemos el total de la masa del
ob"eto.
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-CÓMO ACER UE UNA ESTRUCTURASEA ESTA@LE? RESISTENTE , RÍGIDA/
• Podemos dar e%ta3&l&!a! a un cuerpo, añadiendo masa en su base,atirantándolo o empotrando su parte inferior en el suelo.
• La re%&%ten2&a depende del material conque se construye (el hormigón, el acero,
la madera o la piedra tienen distintasresistencias), de la cantidad de materialque se use y de la forma que tenga laestructura. 9/uál de las dos posicionesde esta tabla presenta me"or
resistencia a fle-ión: 9Por qu$: • La r&g&!e$ se consigue soldando las uniones, dando a la estructura
una forma apropiada y haciendo triangulaciones, comoeremos más adelante. La forma es muy importante, cuando máscanto tenga una iga o más ancho sea un pilar, mayor será
su rigide#.
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ELEMENTOS RESISTENTES EN LAS ESTRUCTURAS
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La función de los pilares es soportar todo el
peso de la construcción, es decir, aguantan el
peso de la estructura, paredes interiores,
techos, suelos, muebles, personas, etc.
0unque a simple ista parece que los pilaresestán sometidos a esfuer#os de compresión,
la realidad es que la deformación que sufren
suele ser lateral, sobre todo si son esbeltos.
Por tanto los pilares deberán ser resistentes
a 0an!e? que es la combadura de un elementolargo y estrecho en su parte central cuando
está sometido a compresión.
Pan!e B 9le&5n lateral 0r 240re%&5n
ELEMENTOS RESISTENTES EN LASESTRUCTURAS
PILARES O COLUMNAS
Ó
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• Los pilares transmiten los esfuer#os a los cimientos, queson los encargados de transmitirlos a su e# al suelo.
• Los elementos de cimentación más comunes son las$a0ata%, cuya misión es la de sostener la estructurapara que no se hunda. +0.
• Las l%a% crean una base de gran tamaño que permiteasentarse sobre suelos blandos . +0.
• Los 0<e%? empleadostambi$n en terrenosblandos, se claan enla tierra hastaencontrar una #ona
de roca duradonde apoyarse.
CIMENTACIÓN:8APATAS? LOSA? PILOTES
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TRIANGULACIÓN
El tr&7ng#l e% el =n&2 0l"gn&n!e9r4a3le? 0r l #e %e e40lea2n 4#26a 9re2#en2&a en la2n%tr#22&5n !e e%tr#2t#ra%.
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MATERIALES DE ESTRUCTURASELECCIÓN DEL MATERIAL:
&e reali#a teniendo en cuenta ; factores:
< Propiedades del material (dure#a, fle-ibilidad,conductiidad el$ctrica, etc.)
< 8isponibilidad (si el material es abundante o escasea,donde se encuentra, transporte, etc.)
< Procesos de fabricación (&i se puede fabricar, que
procesos conllea, contaminación, etc.)< /ostos (lo que cueste al final, sumando obtención,
transporte, transformación, enta, etc.)
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-#< %e t&ene en 2#enta 0ara!&%e(ar e%tr#2t#ra%/
=>P6 83 3&=14/=410 0P16P>086: 0rma#ón (barras), laminar, de hormigón armado,metálica, colgante, etc.
/6*&324>1 3L3?3*=6& 83 3&=14/=410& 13&>&=3*=3&:a) 3lección material< Propiedades f!sicas< 8isponibilidad
< Procesos de fabricación< y /ostesc) @asándonos en elementos conocidos:< Aiga elemento destinado a resistir a fle-ión< Pilar elemento destinado a resistir a compresión< Pórtico con"unto de elementos que dan forma a edificios o naes< 5apata elemento de sustentación de las construcciones
< ?ontantes y tirantes elementos caracter!sticos para salar grandes distancias (3".:puentes)< 6tros elementos (tirantes, cartelas, etc.)d) 3ligiendo secciones adecuadas seg%n a los esfuer#os que est$n sometidas las barras.
3"emplos:< 4n cable resiste bien a tracción.< 4na iga en doble = la que me"or resiste a fle-ión.
< 3n que posición resiste me"or a fle-ión una regla tumbada o de canto
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-#< %e t&ene en 2#enta 0ara!&%e(ar e%tr#2t#ra%/
/6*&324>1 4*0 3&=14/=410 13&>&=3*=3:
a) &er estable: sometida a esfuer#os que no uelque.
< /entro de 2raedad ba"o.< @ase ancha.<0ncla"e o fi"ación al suelo.
b) &er r!gida: sometida a esfuer#os no se deforme, y sus
elementos resistan.< /on triangulaciones.< /on uniones r!gidas.
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ESTA@ILIDAD EUILI@RIO• -#< e% el 2entr !e gra1e!a! C.G./ 3s el punto
donde se mantiene el equilibrio de un ob"eto.
• A0l&2a2&5n: La principal aplicación del /.2. es lae%ta3&l&!a! y hay B formas de conseguirlo:
LA ALTURA/uanto más ba"o es un ob"eto mas ba"o estará su /2 ymayor equilibrio tendrá
LA @ASE DE SUSTENTACIÓN/uanto más grande es la base de sustentación, mayorserá el equilibrio de cualquier cuerpo
FIACIÓN AL SUELO /6* />?>3*=6& 60*/L0C3& D43 >?P>80* 3L A43L/6
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ESTA@ILIDAD EUILI@RIO
• R&g&!e$ ; ela%t&2&!a!: podemos definir elasticidadcomo la propiedad que tienen los cuerpos para retornara su forma inicial una e# ha sido suprimidas lasfuer#as que ha proocado la deformación. La
elasticidad depende del material, todos los materialesson más o menos elásticos. 4n cuerpo con un elasticidadba"a será r!gido. &i sometemos a un material elástico aun determinado esfuer#o, de manera que estesobrepase un determinado alor (l!mite elástico), enprimer lugar eremos que la deformación se ha
conertido en permanente, pero si seguimos aplicandoel esfuer#o, llegará un momento en que se produ#ca larotura.
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PILOTES YPILOTES YCIMENTACIONESCIMENTACIONES
PROFUNDASPROFUNDAS
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PILOTES Y CIMENTACIONES
PROFUNDAS
•PILOTES •CIMENTACIONES PROFUNDA
S
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/abe#al de un pilote
fundido in < situ
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CLASIFICACIÓN DE PILOTES
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CLASIFICACIÓN DE PILOTES
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/otasen cm
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/otasen cm
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3L =4@6 /3*=10L @0113*0
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CASOS DE DONDE PUEDEN NECESITARSE PILOTES
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CASOS DE DONDE PUEDEN NECESITARSE PILOTES
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Las perforaciones.
• &e e"ecutan con un sistema de rotación orotopercusión, por medio de elementos de cortecomo coronas de Eidia, martillos de fondo,barrenas helicoidales, trialetas, etc. queencabe#an una serie de tubos hasta alcan#ar laprofundidad necesaria.
• 3l diámetro de las perforaciones ar!a desde FG aHIG mm. Los más idóneos para recalce de
estructuras son de JGG, JHG y JIG mm.
a evacuac n e
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a evacuac n e!a"eria#es.
• &e logra por medio decirculación de agua opresión de aire. /on estossistemas las paredes del
taladro quedanperfectamente limpias,sin part!culas de terrenomoidas que afecten a lafricción entre elmicropilote y el terreno.
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LAS CAR$AS• 3l =ope 3structural del micropilote se calcula con la siguientefórmula:
• =e (0c K (G,I K cM N /.&.O.) (0s K (ac N /.&.0.)) N JNJ,H KJNJ,F
• 8onde
• 0c &ección del micropilote.• cM 1esistencia caracter!stica del hormigón.• 0s &ección de acero.• ac 1esistencia caracter!stica del acero.• /.&.0. /oeficiente de seguridad del acero.• Para el cálculo de la profundidad de los mismos e-iste un amplio
abanico de fórmulasQ nuestra empresa, despu$s de reali#ar unae-haustia comparatia entre ellas, opta por la utili#ación de lafórmula de R8orrR modificada.
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!icropi#o"es.
• &e reali#a con t$cnicas especiales y con morteros de eleadadosificación de cementos de altacalidad.
• 3n esta fase se procede a lae-tracción de la tuber!a de
ertido mientras se comprime elmortero contenido en dichatuber!a con golpes de aire apresión controlada.
• 3l ertido se puede reali#ar enpresencia de agua, falda freática,artesiana, etc. gracias a last$cnicas empleadas que permiteneliminar el agua presente en latuber!a y proceder a lareali#ación del micropilote sinriesgos.
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CIMENTACIONES
PROFUNDAS• Las cimentaciones profundas se emplean cuando losestratos de suelo o de roca situadosinmediatamente deba"o de la estructura no soncapaces de soportar la carga, con la adecuada
seguridad o con un asentamiento tolerable. 3l hechode llear la cimentación hasta el primer estratoresistente que se encuentre no es suficiente, aunqueesta sea la decisión que a menudo se toma, como fueel caso de la cimentación del hospital, pues la
cimentación profunda debe anali#arse de la mismamanera que la que es poco profunda.
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CONCLUSION• /on este traba"o llegu$ a laconclusión de que los pilotes son una
parte muy importante para laconstrucción de cualquier obra paracimentar en lugares poco accesibles, ya que se requiere buen soporte ymucha profundidad en estos.
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