Capacidad de carga de pilotes horadados o preperforados

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Los pilotes de fundación transfieren el peso de una estructura a un estrato firme del subsuelo.

El paso más importante de calcular una fundación consiste en fijar el máximo asentamiento admisible, sin que se produzca su rotura.

En la práctica generalmente se acepta una diferencia de asentamiento entre dos fundaciones adyacentes de 2 a 3 centímetros, dependiendo del tipo de estructura que soporte. Por ello es importante determinar la máxima tensión que puede aplicarse al suelo debajo de la base, sin que se origine un asentamiento nocivo. De este asentamiento resulta la carga crítica, que puede asignarse a una fundación.

El tema que nos interesa, es el de los pilotes horadados o preperforados. Sus diámetros muy variables (40 - 300 centímetros) permiten aplicarles no sólo cargas verticales, sino también horizontales. Por ello pueden resultar más económicos, que los hincados; además se pueden llevar a cualquier profundad, sin problemas (ver los sistemas Benoto, Bauer, Aufschlaeger, Dicht, etc.).

En los párrafos siguientes se presenta un método simple y eficiente para calcular la carga crítica de pilotes perforados, en función de su asentamiento. Como en estas fórmulas no se incluye la resistencia periférica al rozamiento, el coeficiente de seguridad se puede limitar a

 

Según Karl Fischer [1] la base de un pilote cilíndrico se puede definir como una placa rígida con diámetro de: 2a.

 

Con una carga Q y una tensión

 

La distribución de la presión central en la base, según Froehlich [3], se calcula con la fórmula

 

 

Y el asentamiento con la conocida Fórmula de Boussinesq [2]

 

¥ = coeficiente de Poisson (constante, independiente del estado de tensión)
E = modulo de elasticidad del estrato debajo de la base del pilote
Condición: espesor mínimo del estrato homogéneo debajo de la punta del pilote

tE ¥ 5 x d
d = diámetro del pilote

Ejemplo

 

 

Un problema especial son los pilotes integrados en un grupo (figura 3)

 

Cada pilote está sometido a un asentamiento propio ¥0 y por la influencia del pilote adyacente a un adicional ¥x, de modo que el asentamiento total será:

S¥ = ¥0 + ¥x

Según la teoría de Boussinesq, el sentamiento de un punto fuera de la placa rígida se define con la relación

 

Ejemplo

 

2a = 50 cm

Asentamiento inicial del pilote "0" = 2cm
Influencia de pilotes adyacentes:

 

 

Conclusión

El ingeniero constructor por medio de su experiencia decide, si el asentamiento de un pilotaje reduce sustancialmente la estabilidad de su estructura. Por ello, él y el calculista de la estática fijan a priori las condiciones mínimas de la carga admisible, que será la solicitación para la cual el coeficiente de seguridad tiene un valor aceptable.
Es evidente que los resultados de los cálculos de asentamiento dependen de una exploración completa del suelo hasta una profundidad de por lo menos 5xd, debajo de la base del pilotaje.

Bibliografía

[1] K. Fischer: Zur Berechnung der Setzungciner starren, mittigh belasteten Kreisplatte, Berlin, Muchen 1966, Wilhelm Ernst & Sohn
[2] Boussinesq: Application de potentiels, Paris 1885, Gauthier – Villars
[3] O.K. Froehlich: Die starre kreisplatte, Wien 1943, Geologic un Bauwesen
[4] V. Terzaghi: Die Traffahigkeit von Pfahlgrundungen, Berlin, Bautechnik 1930
[5] Terzaghi - Ralph B. Peck: Mecánica de suelos, traducción del original inglés por el profesor Oreste Moretto, Buenos Aires 1955, Editorial Ateneo.

Norman Haase, ingeniero civil
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