CIMENTACIONES PROFUNDAS

1. CIMENTACIONES
•La cimentación es la parte de la estructura de un edificio que esta en contacto
directo con el suelo, es la que permite equilibrar y transmitir al terreno las
cargas propias del edificio y de las personas que lo habitan.
•Las cimentaciones son toda una especialidad dentro de la Ingeniería, misma
que se relaciona con el comportamiento del suelo y la forma en que esta
transmite al terreno las cargas correspondientes, por lo que estas se clasifican
primeramente en dos grandes apartados:
•
• 1.- Cimentaciones superficiales o poco profundas.-Son las que
se caracterizan porque su profundidad no excede de un par de
veces el ancho del cimiento.
2.- Cimentaciones profundas. Son aquellas que por las
condiciones del terreno, no es posible una cimentación superficial y,
se recurre a la búsqueda de estratos resistentes a mayor
profundidad a fin de garantizar la estabilidad de la estructura.

2. •
REQUISITOS QUE DEBE DE CUMPLIR UNA CIMENTACION
1.- Los cimientos no deberán volcarse o deslizarse sobre el terreno.
2.- Hasta donde sea posible, deben evitarse los asentamientos de la
construcción, en caso de ser inevitables por las condiciones del subsuelo, se
deberá prever en el diseño de las cimentaciones para que se proyecten
elementos de control hidráulica, pero en ningún caso se aceptan
asentamientos diferenciales.
3.- En zonas de alto riesgo sísmico, se deben prever las formas de
contrarrestar sus efectos (Pueden rigidizarse las estructuras), o puede
diseñarse una cimentación que contrarreste los efectos trepidatorios (Mov.
Verticales), mediante pilotes especiales tipo amortiguador y los efectos
undulatorios (Mov. Horizontales) por ejemplo mediante pilotes montados
sobre dispositivos BALIN, que permiten el movimiento undulatorio del
terreno, sin que se mueva la parte del edificio que esta sobre ellos.
4.- En ningún punto de las cimentaciones las cargas unitarias sobre el
terreno excederán la capacidad de carga del mismo (terreno).
5.- Para cimentaciones a base de pilotes, estos no deberán soportar cargas
mayores que las estipuladas por los cálculos. Así mismo no debera en este
caso, o en cualquier otra, considerarse ninguna capacidad de carga del
terreno superficial.

6. 1. Cuando el terreno no posee la resistencia suficiente al esfuerzo
cortante por ser muy suave, se buscan estratos mas resistentes a
mayor profundidad, claro esta sin descuidar el factor económico.
2. Cuando el edificio es muy masivo y las presiones a transmitir son
grandes y rebasan la capacidad resistiva del terreno para ser
cimentado sobre una losa de cimentación.
3. También suelen utilizarse las cimentaciones profundas en suelos
muy arcillosos o arcillas expansivas muy potentes, es decir de gran
espesor. En este caso se recurre al uso de pilotajes por fricción.
Las cimentaciones profundas por pilotes son especiales en el caso de
puentes sobre ríos caudalosos o en zonas pantanosas e, inclusive se han
utilizado con mucho éxito en la construcción de plataformas petroleras.
CIMENTACIONES PROFUNDAS
Las cimentaciones profundas se utilizan por varias razones, que discutiremos a
continuación:

8.  Estetipodecimentaciónseutilizacuandose tienen
circunstanciasespeciales:
 Una obra con una carga demasiada grande no
pudiendo utilizar ningún sistema de cimentación
directa.
 Que el terreno al ocupar no tenga resistencia o
características necesarias para soportar
construccionesmuyextensaso pesadas.

9. La torre
Latinoamericana con
sus 43 pisos es una
estructura cimentada
sobre un cajón de 13
metros de profundidad
que se apoya en mas
de 350 pilotes de
extremo ancho,
desplantados a 33.5
metros sobre una capa
delgada arena, situada
entre depósitos
lacustres de arcilla
muy compresible.

10. La torre de Pisa es un ejemplo de
estructura cimentada sobre pilotes
de madera de cedro que actúan
como pilotes de fricción. Estos se
dispusieron simétricamente en
distribución concéntrica sobre la
base circular de desplante de la
torre.
En 1962, Terracina presento una
evaluación de los asentamiento que
ha experimentado la torre,
presentándose un hundimiento de
mas de 1.00 metro m del lado norte,
mientras que del lado sur el
asentamiento es del orden de los
3.00 metros.

11. Puente Internacional de Nuevo Laredo

12. Las cimentaciones profundas suelen ser de varios tipos , entre ellas se
cuentan:
1. Pilotes.-Son estructuras generalmente de concreto reforzado,
pero pueden ser de perfiles de acero e incluso de maderas de
cedro encino o pino simplemente. Son elementos muy esbeltos
y su sección transversal n es mayor de 1,20 mts, los mas
comunes son de concreto reforzado circulares con diámetros de
30 a 60 cms.
2. Pilas.-Cuando los elementos d soporte son de secciones mayor
de 120 cms pero no exceden de su doble, se denominan pilas y
pueden ser de sección circular, ovoidea y rectangulares. Son
comunes las pilas de los puentes viales, mismas que siempre
son de concreto reforzado.
3. Cilindros o Cajones.- Son elementos de concreto reforzado que
se construyen huecos por cuestiones económicas y de peso,
sus diámetro suele variar entre 3.00 y 6.00 metros. Se llaman
cilindros cuando su sección es circular y cajones cuando con
paralelepípedos. Estos pueden trabajar simples o en batería.

13. Roca sana
Suelo
suave
Pilote
Pila Cilindro o
cajón
Cajones en
batería
Tipos de cimentaciones profundas

14.  USOS Y APLICACION:
 Construccióndemurospantalla.
 Laestabilidaddelpuente,excavadosa
profundidadesconsiderablesquepuedanaguantar
mayornúmerode cargas
 Nospermitandistanciarlosapoyosdelpuente.
 Lamaquinariaparasuconstrucciónhadeserde
mayorvolumenparaconseguirlosrendimientos
adecuados.
A)PILAS Y CILINDROS

15.  Excavarlaspilasconmáquinasperforadoras
provistascon barrenos.
 Estasexcavanhastalugaresdondeelsuelolo
permitasinderrumbarse
Procesoconstructivodelas
pilas

16. Cuando se alcanza la profundidad necesaria o se llega
a un estrato cohesivo, se detiene la excavación y se
inserta un tubo llamado camisa (o ademe).
Este tubo permite seguir excavando y evitar que el
suelo se derrumbe dentro de la excavación.

17.  Se introduce el refuerzo
 Por último se funde el concreto recordando retirar la
camisa.

18.  Los pilotes son miembros estructurales con un área
de sección transversal pequeña en comparación con
su longitud. Se hincan en el suelo a base de golpes
generados por maquinaria especializada, en grupos
o en filas, conteniendo cada uno el suficiente
número de pilotes para soportar la carga de una sola
columna o muro.
B)PILOTES

19. Los pilotes se utilizan con varios fines, entre ellos están:
1. Para transmitir las cargas de los edificios a mayor profundidad
hasta los estratos de suelos mas resistentes, conociéndose estos
como pilote de punta..
2. Transmitir la carga al mismo suelo blando parque por fricción
garantice la estabilidad de las estructuras
3. Proporcionar el anclaje adecuado a ciertas estructuras (como
tablestacados) o resistir fuerzas laterales ( caso de pilas de
puentes) ya sean de suelo u otro material.
4. Aumentar las fuerzas resistivas a varias estructuras a fin de
deslizamiento ( caso de muros de contención, cisternas
contrarrestar los momentos de volcadura o fuerzas de
y
edificios cerca de taludes).
5. Evitar los efectos de la erosión o socavación como en pilas de
puentes, en muelles o atracaderos.
6. Proteger estructuras marítimas como plataformas, muelles.

20.  Los pilotes se construyen en una gran variedad de
materiales,longitudyformadesusección,yque se
adaptan a diversas necesidades de carga,
colocación y economía. Entre algunos de los más
comunes tenemos:
POR MATERIALES:
 De madera
 De acero
 De concreto
POR SU COLOCACION:
 Hincados
 Colocados
 PerforadosIn Situ
Tipos de pilotes

21. De acuerdo a la forma en que trabajaran, es decir, como transmitirán las
cargas al terreno, los pilotes se clasifican como:
1. Pilotes de punta.-estos son hincados a una
profundidad en la cual se incrustan en un estrato
resistente, transmitiendo las cargas del edificio en
este estrato.
2. Pilote de fricción.-Estos son aquellos que transmiten
la carga al mismo estrato sobre el que están
hincados, mediante la fricción que se genera entre el
pilote y el suelo que lo rodea.
3. Pilote mixto.-Estos pilotes transmiten una parte de la
carga por punta y la carga restante se distribuye por
fricción sobre el suelo.
Cuando las condiciones y estratigrafía del lugar lo permita, los pilotes de punta
siempre deberán ser los primeros en seleccionarse, ya que son las mas
seguros puesto que al transmitir las cargas a mayor profundidad, el edificio no
experimentara inclinaciones ni asentamientos fuertes y su estabilidad será
mayor.

22. 02/05/2014
CURSOGEOLOGIA 19
PILOTES DE MADERA

23.  Son de los más usados en la actualidad, los hay de
sección circular, cuadrada y octagonal y en tamaños
de 8, 10 y 12 metros. Pueden dividirse en dos
categorías: colados en el lugar -in situ- y precolados.
PILOTES DE CONCRETO

24. Los pilotes de
concreto pueden
prefabricados
ser
e
hincados a golpes con
maquina piloteadora (
llamada Martillo,
como se ve en la foto)
o hincados por
neumática.
los pilotes
pueden ser
presión
Además
también
colados en el lugar,
en una excavación
realizada
previamente.

25. PILOTES DE ACERO
Los tubos de acero se utilizan mucho como pilotes y
usualmente se llena de concreto después de hincados, y
si el hincado es violento es posible utilizar perfiles I o H
de acero.

26. Maquina martillo de presión de aire hincando pilotes de
acero, perfiles HP

27. Maquina martillo de Diesel
hincando pilotes de acero
perfiles HP.

28. Martillo vibratorio hincando perfiles de acero para
la construcción de una pila.

29. Pilotes Hincados Resistencia enPunta
Este tipo de pilote transmites la carga directamente al estrato firme o de
cimentación. También
r
oe
pc
oirb
tu
e
nid
la
ade
ss
ujte
uc
bio
ó
s
nde
por parte del subsuelo. Son elementos
pacreerfoa.bricados de concreto y en

30. Pilotes Hincados
1.
Replante
o

31. Pilotes Hincados
2. Hincado
mediante
rúa con
martillo

32. Pilotes Hincados
Estrato de
cimentación
3. Hincar mediante
martilleo hasta
alcanzar estrato
de cimentación

33. In Situ
Pilotes Perforados
Los pilotes perforados o pre-excavados son elementos fundidos in situ, ya
que a diferencia de los
pilotes de resistencia por punta, estos pueden no alcanzar el
estrato adecuado para apoyarse, por

34.  El sistemade pilotes perforados o in situ , es una de
las soluciones estándares de cimentación cuando en
una obra de construcción aparecen problemas de
suelos bienseaporbajacapacidadportantedel terreno
o bien por la necesidad de soportar grandes cargas
transmitidasporlaestructuraacimentar
.
 Los pilotes perforados y hormigonados in situ ,
diseñados normalmente para absorber combinaciones
de esfuerzos verticales, horizontales y momentos
flectores,puedensoportaresfuerzosdeflexión,como es
el caso de contenciones de tierras mediante pilotes en
línealoquellamamoscomúnmentepantallasde pilotes.
PILOTES IN SITU

35. Pilotes perforados por
inyección
Pilotes de concreto
in situ

36. Camión o bamba de
inyección
y recolección de
lodos
bentoniticos o
bentonita
Broca de
excavación
1. Coordinar la
máquina de
inyección de
bentonita y la
grúa perforadora

37. Camión o bamba de
inyección
de bentonita
Tubo de
inyección de
bentonita
2. A medida que se realiza
la
perforación, se debe
inyectar
bentonita para evitar el
desbarrancamiento de

38. Camión o bamba de
inyección
de bentonita
Excavación
llena con
bentonita
3. Al terminar la perforación,
la
excavación debe estar
completamente llena de
bentonita

39. Entram
ado de
acero
de
refuer
zo
armad
o
previa
mente
4. Insertar canasta de
refuerzo de
acero previamente
armada

40. Camión o
bamba de
recolección de
bentonita Entramado de
acero de
refuerzo
armado
previamente
5. A medida que se
introduce la
canasta de refuerzo de
acero, se debe
recolectar la bentonita
para evitar su

41. Camión o
bamba de
recolección de
bentonita Entramado de
acero de
refuerzo
armado
previamente
6. Cuando la canasta de
refuerzo se
ha introducido
completamente, la
bentonita ha debido ser
completamente

42. Camión o
bamba para la
inyección de
concreto Pilote fundido
in situ
7. Después de insertada la
canasta
de refuerzo de acero,
se funde concreto

43. Diferentes casos donde se puede utilizar pilotes
COLOCACION DE PILOTES

44. Pilote de fricción en arcillas
Distribución de carga para pilotes de fricción

45. Pilotes de punta en arena o grava.
Distribución de carga para pilotes de punta