1. 1
PILOTAJES
Profesor: Ing. Daniel E. Weber
J.T.P.: Ing. Sebastián Romero
Ayudante: T.C.N. Adrián San Martín
Cimentaciones U.T.N. – Facultad Regional Santa Fe – 2011
Pilotajes:
Un pilotaje es una cimentación constituida por una
zapata o cabezal, que se apoya sobre un grupo de
pilotes o columnas, que se introducen profundamente en
el terreno, para transmitir su carga al mismo.
Los pilotajes se emplean:
• cuando el terreno resistente está a profundidades
mayores de los 5 ó 6 mts.;
• cuando el terreno es poco consistente hasta una gran
profundidad.
• cuando existe una gran cantidad de agua en el terreno.
• cuando hay que resistir acciones horizontales
importantes.

2. 2
Tipos de pilotes y pilotajes:
Los principales tipos de pilotes de Hº son los siguientes:
• Pilotes prefabricados, que se hincan en el terreno
mediante máquinas del tipo martillo.
• Pilotes moldeados in situ, en perforaciones realizadas
mediante sondas rotativas.
• Pilotes mixtos, realizados a partir de una perforación
que se ensancha posteriormente inyectando Hº a
presión, o hincando pilotes prefabricados de mayor
sección que la perforación.

3. 3
Tipos de pilotes y pilotajes:
Las Zapatas o Cabezales que arriostran los grupos de
pilotes, constituyendo los pilotajes pueden ser
individuales, para cimentar un pilar, y continuas, para
cimentar un grupo de pilares alineados o un muro.
Los cabezales pueden ir arriostradas entre si por vigas,
que rigidizan el conjunto.

4. 4
Capacidad de carga de un pilote y de un
pilotaje:
Por su forma de trabajo, los pilotes se pueden clasificar
en:
• Pilotes columna, en los que la punta se apoya en un
terreno firme (arena compacta, grava, arcilla dura, roca,
etc.) y trabajan predominantemente de punta.
• Pilotes flotantes, son los que se apoyan en limos o
arcillas fluidas y trabajan por rozamiento lateral del fuste.
Se construyen grupos de 3 o 4 pilotes.
Capacidad de carga de un pilote y de un
pilotaje:
La capacidad de carga de un pilote es la suma de la
resistencia de punta y su resistencia por rozamiento.
En suelos sin cohesión (arenas), la carga de hundimiento
de un pilote aislado puede estimarse mediante:
Para pilotes hincados
Para pilotes perforados
50
An
An4N Lm
pu
⋅
+⋅⋅=
100
An
An4N Lm
pu
⋅
+⋅⋅=
Métodos para determinar la capacidad de carga: Vesic
(1977), Meyerhof (1976), Jambu (1976).

5. 5
Capacidad de carga de un pilote y de un
pilotaje:
Mientras que en suelos cohesivos (arcillas puede
estimarse mediante la fórmula:
Siendo:
n: resultado del ensayo de penetración normalizado (NSPT), bajo la punta del pilote. El
valor de N es proporcional a la resistencia de la arena, pudiendo variar de n = 4 para
arena suelta a n = 50 para arena densa.
nm: valor medio del ensayo SPT a lo largo del fuste.
Ap: área de la punta
AL: área lateral del fuste
cu: Valor de la cohesión del suelo
ca: valor de la adherencia suelo-fuste. Para arcillas blandas, puede tomarse ca = cu;
para arcillas medias a duras debe tomarse ca = 0,3 cu. En ningún caso se debe tomar
ca > 1,0 Kp/cm2.
Lapuu AcAc4N ⋅+⋅⋅=
Capacidad de carga de un pilote y de un
pilotaje:
La carga admisible de un pilote aislado es función de la
carga de hundimiento y de la deformabilidad del terreno y
de la capacidad de deformación de la estructura
cimentada.
El coeficiente de seguridad frente al hundimiento no debe
tomarse inferior a 3 para acciones normales ni a 2 para
acciones extraordinarias.

6. 6
Capacidad de carga de un pilote y de un
pilotaje:
El mejor procedimiento para estimar la carga admisible
es un ensayo de carga.
Para los pilotes hincados se utiliza la fórmula:
Siendo:
Nadm: carga admisible para el pilote
G1: peso de la maza.
G0: peso del pilote
h: altura de caída de la maza al final de la hinca, en m.
s: rechazo del último golpe de la maza en mm.
01
11
.adm
GG
G
s6
hG
N
+
⋅
⋅
⋅
=
Cálculo de esfuerzos en los pilotes:
En el caso de los pilotajes isostáticos, las cargas en los
pilotes se obtienen descomponiendo la carga F en
vectores que actúan según el eje de los pilotes.

7. 7
Cálculo de esfuerzos en los pilotes:
La carga de un pilote cualquiera de coordenadas (xi, yi),
respecto al centro de gravedad del pilotaje es:
Siendo:
Niz: carga de un pilote producida por una carga vertical F
Fz: carga vertical (incluyendo el peso propio)
ex ; ey: excentricidades de dicha carga.
Ix: momento de inercia del pilotaje respecto al eje OX
Iy: momento de inercia del pilotaje respecto al eje OY
n: número de pilotes verticales iguales
Un pilotaje cuyos pilotes sean verticales, sometido a
cargas verticales, es en general hiperestático si tiene
más de 3 pilotes no alineados.







 ⋅
+
⋅
+⋅=
x
iy
y
ix
ziz
I
ye
I
xe
n
1
FN
Cálculo de esfuerzos en los pilotes:

8. 8
Cálculo de esfuerzos en los pilotes:
En el caso que sea necesario resistir una fuerza
horizontal Fα, bastará con inclinar alguno de los pilotes
un ángulo βi con respecto a la vertical:
Entonces los pilotes inclinados tomarán cargas:
Y serán capaces de suministrar las componentes
horizontales necesarias para absorber Fα.
∑ α=β⋅ FtgN iiz
i
iz
i
cos
N
N
β
=β
Cálculo de esfuerzos en los pilotes:
La carga total de un pilote se obtiene sumando a la carga
transmitida por el cabezal, el peso propio del pilote y el
rozamiento negativo. Este se presenta en pilotes
columna situados en terrenos compresibles y es:






⋅γ+⋅⋅=
2
L
qu25,0R
2
0
Siendo:
u: perímetro del pilote
q0: sobrecarga unitaria en la superficie del terreno.
L: longitud del pilote.
g:peso específico del terreno

9. 9
Dimensionamiento de pilotes:
Para determinar la longitud de un pilote, se tendrá en
cuenta, si trabaja por punta, la profundidad del estrato
resistente.
El pilote deberá penetrar unos 5 diámetros y no menos
de 2,50 m en el estrato.
Si el pilote trabaja por rozamiento, su longitud se
determinará en función de su resistencia.
Las longitudes más frecuentes de pilotes son de 10 a 15
mts, llegándose a los 30 mts.
Capacidad de carga de un pilote y de un
pilotaje:

10. 10
Dimensionamiento de pilotes:
La sección del pilote se establece por consideraciones
resistentes. En pilotes excavados la sección suele ser
circular. En pilotes hincados se emplea la sección
cuadrada, de mayor inercia y perímetro, a igualdad de
área.
Las secciones más frecuentes son de 40 a 60 cm de
diámetro (para excavados), llegando a 150-200 cm de
gran diámetro y de 30 a 45 cm de lado (para los
hincados).
Dimensionamiento de pilotes:
Los esfuerzos a considerar en el dimensionamiento son:
• la carga axial y los esfuerzos
secundarios (momentos flectores y
esfuerzos de corte) transmitidos por
el cabezal.
• el peso propio.
• el rozamiento negativo, si lo hay.
• los posibles empujes horizontales
del terreno.
• en pilotes prefabricados, los
esfuerzos de transporte y manejo.

11. 11
Dimensionamiento de pilotes:
Los esfuerzos a considerar en el dimensionamiento son:
• en los pilotes hincados, las acciones dinámicas
durante la hinca.
• En los pilotes que trabajan por punta, los esfuerzos
de pandeo. Como longitud de pandeo deberá tomarse
la longitud enterrada, en suelos de poca resistencia;
2/3 de la misma, en suelos de consistencia media y 1/3
en suelos de buena consistencia.
Dimensionamiento de pilotes:
Los pilotes llevan armaduras longitudinales y
transversales.
Las longitudinales son barras rectas, en número no
menor de 6 para sección circular y 4 para sección
cuadrada.
Su diámetro debe ser como mínimo de 12 mm.
En pilotes prefabricados es conveniente que sean de una
pieza y la cuantía geométrica no debe bajar del 0,5 %.
El recubrimiento libre mínimo debe ser de 5 cm en pilotes
hormigonados in situ, y puede ser algo menor en pilotes
prefabricados.

12. 12
Dimensionamiento de pilotes:
Las barras transversales son estribos o hélices de
diámetro del orden de los 2/5 del de las longitudinales y
no menor de 6 mm.
Las separación de los estribos o paso de la hélice no
debe superar 12 veces el diámetro de las barras
longitudinales ni los 30 cm.
En el caso de los pilotes hormigonados in situ la jaula de
armaduras que se introduce en la perforación debe llevar
los estribos bien sujetos.
En los pilotes prefabricados la zona de la cabeza debe
reforzarse para la hinca juntando los estribos a 5 cm. en
una longitud aproximada a 1,00 m. y la punta con un
azuche metálico adecuado al terreno que se trate.
Dimensionamiento de pilotes:
Las tensiones de trabajo para las que se dimensionan las
armaduras deben ser reducidas. Se recomienda que la
tensión de compresión del hormigón no supere el valor
de 0,25 fc y en el acero no pase de 0,35 fy.
Los pilotes que puedan estar sometidos a tracción,
deben dimensionarse para un esfuerzo igual a 1,5 veces
la tracción máxima, considerando solo la armadura
longitudinal trabajando a una tensión de 0,5 fy.

13. 13
Dimensionamiento de pilotajes:
Para la cimentación de una obra es frecuente adoptar un
determinado tipo de pilote con una carga admisible dato.
Es necesario proyectar la disposición de los pilotes bajo
las distintas zapatas que deben sustentar los muros y
pilares de la obra, y dimensionar las zapatas.
El número de pilotes bajo cada zapata viene fijado por
consideraciones resistentes.
Como mínimo debe adoptarse 3 para zapatas aisladas
que soportan un pilar, si no están arriostradas
transversalmente, en cuyo caso puede bajarse a 2.
Una zapata continua deberá apoyarse en dos filas de
pilotes.
Dimensionamiento de pilotajes:
Cuando existan cargas horizontales, deberá colocarse
pilotes inclinados, capaces de resistirlas.
La forma y dimensiones en planta de las zapatas o
cabezales, dependen del número de los pilotes, de las
dimensiones de éstos y de su separación.
La separación mínima entre ejes de pilotes debe ser de
dos veces el diámetro de los mismos (1,75 veces la
diagonal, si son cuadrados) y no menor de 75 cm.

14. 14
Dimensionamiento de pilotajes:
La altura de la zapata o cabezal, se fija por
consideraciones económicas en función de las cargas y
dimensiones.
Para calcularlo como rígido es necesario que sea l ≤ 1,5h
No debe ser menor de 30 cm. Los pilotes deberán
empotrarse en el cabezal 10 cm. y éste deberá sobresalir
un mínimo de 20 cm. sobre el borde de los pilotes.
Dimensionamiento de pilotajes:
Las zapatas bajo pilares y muros de Hº deben llevar
armaduras en espera, iguales a las armaduras de éstos,
incluyendo estribos. La longitud del solape, debe ser de
30 diámetros.

15. 15
Dimensionamiento de pilotajes:
Para el dimensionamiento de la armadura principal de
tracción, se utiliza el método de las bielas.
Consiste en suponer que las cargas se transmiten del
pilar a los pilotes, por medio de bielas oblicuas que se
forman en el Hº de la zapata.
Dimensionamiento de pilotajes:
En el caso de dos pilotes, el ángulo de las bielas se
deduce de la relación:
2
a
l
d2
tg
4
a
2
l
d
tg
4
a
2
a
2
l
d
tg
4
a
2
al
d
tg
1
1
11
11
−
⋅
=α
−
=α
+−
=α
+
−
=α

16. 16
Dimensionamiento de pilotajes:
α⋅⋅=
⋅
==α
tgN2N
N2
N
N
2
N
tg
sd
s
d
s
d






−⋅
⋅
=
−
⋅
⋅
=
α⋅
=
=
2
a
l
d4
N
U
2
a
l
d2
2
N
U
tg2
N
U
NU
1d
1
d
d
s
Capacidad de la armadura: U
Dimensionamiento de pilotajes:






−⋅
⋅
=
⋅=





−⋅
⋅=





−⋅
⋅=





+−⋅
⋅=





+




 −
⋅
2
a
l
d4
N
U
dU
2
a
l
4
N
dU
4
a
2
l
2
N
dU
4
a
2
a
2
l
2
N
dU
4
a
2
al
2
N
1d
1d
1d
11d
11d

17. 17
Dimensionamiento de pilotajes:
α⋅⋅
=σ
α⋅⋅
α=σ
α⋅
=σ
α
=
=α
2
11
d
c
11
d
c
c
d
d
senba
N
senba
sen
N
senA
X
sen
N
X
X
N
sen
α
Nd
X
a1
b1
Columna
Cabezal
Biela
α
90º-α
( ) α⋅=α−⋅ senaº90cosa 11
Nd

18. 18