Cimentaciones con pilas perforadas y cimentaciones con cajones

1. PERFORADAS Y CIMENTACIONES CON
CAJONES.
 Alumnos:
 Galván Casillas Edgar
Antonio
 Castillo Escobedo David
Alejandro
 Materia:
Cimentaciones
 Horario: Martes-
Jueves 10:00-11:00
 Profesor:
Portales Pérez
Gustavo Arturo

2. INTRODUCCIÓN
Las pilas o cajones son
elementos de cimentación
profunda con secciones
mayores que la de los
pilotes, las cuales también
transmiten al subsuelo las
cargas provenientes de una
estructura y de la misma
cimentación con el
propósito de lograr la
estabilidad del conjunto.

3. CARACTERÍSTICAS:
 Las pilas se fabrican
directamente en el subsuelo
por los que se les conoce
como elementos fabricados
in situ
 Las pilas pueden fabricarse
prácticamente de cualquier
material, siendo los más
utilizados la grava, la cal, el
mortero, y el concreto
armado. Siendo las
características de los
estratos del subsuelo, así
como las condiciones de
lagua subterránea, definirán
el material que deberá
emplearse para la
fabricación de las pilas.
 La sección utilizada con
mayor frecuencia es la
circular, cuyo diámetro no
debe de ser menor a 60cm
pudiendo llegarse a
especificar un diámetro
hasta de 300cm
 Existen pilas que se
diseñan con secciones
rectangulares, “T” y “H”

4. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL USO
DE CAJONES/PILAS:
Las ventajas y desventajas más importantes que se tienen al resolver
una cimentación profunda a base de cajones, con respecto a una
solución a base de pilotes son las siguientes:
Ventajas:
1. Considerando que las pilas son elementos fabricados in situ, no
requieren de área adicional para una planta de fabricación y para
su almacenamiento como elementos terminados.
2. Las pilas no están expuestas a sufrir daños estructurales ya que
no se requiere de que sean maniobradas y golpeadas para su
instalación como sucede con los pilotes.
3. los decibeles generados durante la instalación de una pila son
muy inferiores, a los que se generan al instalar un pilote
prefabricado.

5. 1. la longitud de las pilas puede
ser variable dependiendo de
la profundidad delos estratos
resistentes, pudiendo hacerse
los ajustes correspondientes
prácticamente en forma
inmediata, lo cual no están
versátil en el caso de los
pilotes ya que estos son
prefabricados.
2. La fabricación de las pilas
siempre es monolítica y no
requiere de juntas especiales,
como sucede en algunos
pilotes que son instalados en
tramos.
 las pilas pueden ser instaladas
en subsuelos con presencia de
gravas y boletos, aplicando el
procedimiento adecuado que
permita la estabilización dela
pared de las perforaciones, lo
cual no es posible llevar a cabo
para cimentaciones a base de
pilotes, ya que el diámetro de
las perforaciones es Inferior a
1.20m (4ft), dimensión que
permite la extracción de los
obstáculos.• la capacidad de
carga de las pilas es mayor que
la de los pilotes, debiéndose sin
embargo considerar el efecto de
escala.

6.  Desventajas:
1. Las pilas requieren siempre de perforaciones
previas, mientras que los pilotes en ocasiones
pueden ser instalados desplazando el subsuelo.
2. Cuando existen estratos de subsuelo sin
consistencia, no es posible realizar la
construcción de pilas con calidad, ya que su
sección puede llegar a deformarse, lo cual no
sucede con un elemento prefabricado; se puede
resolver este problema con tubería metálica
perdida, lo cual origina un incremento en el
costo.
3. en la fabricación de pilas es necesario siempre
garantizar que en el desplante de las
excavaciones no existan material suelto.

7. 1. Los cambios de presión del agua subterránea
pueden cercenar el fuste de las pilas durante su
fabricación, cuando se utilizan además metálicos
recuperables y no son retirados adecuadamente.
2. el procedimiento constructivo de las pilas sobre
agua se complica, al tener que evitar el vaivén de
la plataforma flotante donde se apoya el equipo
deconstrucción, así como tener que aislar el
cuerpo de la pila en la zona donde no existen
suelo que lo confine.
3. el sistema de ademado de las perforaciones
requiere mayor control que en el caso de los
pilotes, ya que de este depende en forma
importante la calidad delas pilas.

8. TIPOS DE PILAS PERFORADAS.
 Las pilas perforadas se
clasifican de acuerdo con la
manera en que se diseñan
para transferir la carga
estructural al subsuelo. La
figura 10.1a muestra una
pila perforada recta, extendida
a través de la capa superior de
suelo pobre y su punta
descansa sobre un estrato de
suelo o roca con capacidad de
carga. El barreno debe
revestirse con acero cuando se
requiera (como en el caso de
los pilotes de concreto colados
in situ revestidos; figura
9.4). Para tales pilas, la
resistencia a la carga aplicada
se desarrolla en la punta y
también como resultado de la
fricción lateral en el perímetro
de la pila y la interfaz con el
suelo.
FIGURA 10.1 Tipos de pilas
perforadas:(a) pila recta; (b) y (c) pila
acampanada; (d) pila recvta empotrada
en roca.

9.  Una pila acampanada (figura 10.lb
y c) consiste en una pila recta con
una campana en el fondo que
descansa sobre un suelo resistente.
La campana se construye con forma
de domo (figura 10.lc) o de
escarpio. Para campanas de escarpio,
las herramientas o cortadores
comercialmente disponibles forman
ángulos de 30° a 450 con la vertical.
Para la mayoría de las pilas
perforadas construidas en Estados
Unidos, la capacidad total de carga se
asigna solamente a la carga en la
punta, sin embargo, bajo ciertas
circunstancias también se considera
la resistencia por fricción. En Europa
siempre se consideran ambas
contribuciones.
Los pilotes rectos también se
extienden hasta un estrato de roca
(figura 10.ld). En el cálculo de la
capacidad de carga de tales pilas, el
esfuerzo cortante y el de carga
desarrollados a lo largo del perímetro
de la pila y en la interfaz con la roca
deben tomarse en consideración.
Figura 9.4 Disposición de
armaduras en vigas.

10. TIPOS DE CAJONES - PILAS.
 Los cajones se dividen en tres tipos
principales: (1) cajones abiertos,
(2) cajones cerrados y (3)
cajones neumáticos.
Los cajones abiertos (figura 10.30)
son pilas de concreto que permanecen
abiertas en sus partes superior e
inferior durante la construcción. El
fondo del cajón tiene un borde
cortante.
 El cajón se entierra en su lugar y el
suelo del interior se retira por medio
de cucharones de almeja hasta
alcanzar el estrato de apoyo.
 Los cajones pueden ser circulares,
cuadrados, rectangulares u ovalados.
Una vez alcanzado el estrato de apoyo,
se vierte concreto en el cajón (bajo
agua) para formar un sello en su
fondo. Cuando fragua el concreto del
sello, el agua dentro del cajón se
bombea hacia afuera. Se vierte
entonces concreto en el cajón para
llenarlo.
FIGURA 10.30 Cajón abierto.

11.  Los cajones cerrados
(figura 10.3 1) son
estructuras con fondo
cerrado y se construyen
en tierra y luego se
transportan al sitio de la
construcción. Se
entierran gradualmente
en el sitio llenando su
interior con arena,
balasto, agua o concreto.
 El costo de este tipo de
construcción es bajo.
 La superficie de apoyo
debe estar a nivel, y si no
lo está, debe nivelarse
por excavación.
FIGURA 10.31 Cajón cerrado.

12.  Los cajones neumáticos (figura
10.32) se usan generalmente para
profundidades de entre 50 y 130 pies
(15—40 m).
 Este tipo se requiere cuando una
excavación no logra mantenerse
abierta porque el suelo fluye al área
excavada más rápidamente de lo que
puede ser removido.
 Un cajón neumático tiene una
cámara de trabajo en el fondo que
tiene por lo menos 10 pies ( 3m) de
altura.
 En esta cámara, los trabajadores
excavan el suelo y cuelan el concreto.
La presión de aire en la cámara se
mantiene suficientemente alta para
impedir que el agua y el suelo
penetren en ella.
 Los trabajadores usualmente no
tienen molestias severas cuando la
presión en la cámara se eleva a 15
Ib/puig2 ( 100 kN/m2) por encima
de la presión atmosférica.
FIGURA 10.32 Cajón
neumático.

13. PROCESO CONSTRUCTIVO.
 El procedimiento constructivo es similar a los de
los pilotes, consiste en excavar las pilas con
máquinas perforadoras provistas con barrenos.

14.  Estas excavan hasta lugares donde el suelo lo permita sin derrumbarse
• 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).

15.  Se introduce el refuerzo.
• Este tubo permite seguir excavando y evitar que el suelo
se derrumbe dentro de la excavación.

16.  Por último se funde el concreto recordando retirar la camisa.

17. Conclusión general
 El empleo de un sistema de cimentación a base de
cajones/pilas nos permitirá desplantar sobre los
mismos una estructura de mayor peso, cosa que en
sistema convencional de pilotes nos seria imposible.
El sistema presentara sus ventajas al igual que
desventajas en el proceso constructivo, pero el
resultado nos dará un soporte y eficiencia deseados.

18. CONCLUSIÓN FINAL
CASTILLO ESCOBEDO DAVID ALEJANDRO
 Las Cimentaciones son las bases que sirven de sustentación al edificio; se calculan y proyectan
teniendo en consideración varios factores tales como la composición y resistencia del terreno, las
cargas propias del edificio y otras cargas que inciden, tales como el efecto del viento o el peso de la
nieve sobre las superficies expuestas a los mismos. Todos los edificios poseen un peso propio dado
por: La Estructura, elementos Constructivos : Paredes, Techos, Carpinterías, etc. Todo aquello que se
coloca al momento de habitarlo, es decir :mobiliario, electrodomésticos, etc. Otras cargas: Del mismo
modo, influyen en los edificios cargas importantes como el peso de la nieve sobre las cubiertas o la
incidencia de los vientos en fachadas o sobre superficies expuestas a los mismos.
 El edificio debe estar diseñado contemplándose estas variables para evitar agrietarse, hundirse,
inclinarse o colapsar.
 La estructura del edificio se compone de elementos tales como pilares, vigas, paredes, techos, etc., y
ha de tener la suficiente resistencia para soportar estos pesos.
 La estructura del edificio se sostiene y logra estabilidad a través de sus cimientos.
Los cimientos pues, son las bases donde apoya un edificio y son los que transmiten y distribuyen las
cargas del edificio al terreno.
 Después de efectuar los movimientos de tierra en una obra, y de transportar las tierras extraídas, se
ejecuta la construcción de los cimientos sobre los que se asentará la edificación. Siendo esta la más
importante y la base de toda construcción, por pequeña o grande que pueda parecer.
 Los cimientos tienen la función de transmitir en forma repartida las cargas del edificio al terreno donde
se asienta.
 La estructura proporciona esfuerzos, de compresión o tracción hasta las bases, y se deben distribuir
en forma pareja para que no originen tensiones mayores de la que puede soportar.

19. Galván Casillas Edgar Antonio.
CONCLUSIÓN PERSONAL.
 El tema realizado en esta unidad nos permite conocer más a detalle
las cimentaciones utilizadas en la realización de puentes y
estructuras de gran peso que requieran de un cajón de cimentación.
Siendo una variante del sistema de pilotaje sus métodos
constructivos y características resultan ser similares, pero el sistema
de cajones representa un mayor volumen de cimentación y por
tanto una mayor capacidad de carga y resistencia a los movimientos
del subsuelo.
 El curso cumple con su objetivo de dar a conocer los diferentes tipos
de cimentaciones que podemos encontrar dentro de la construcción,
sí bien no fueron todos los métodos existentes, los casos estudiados
en transcurso del semestre nos permiten visualizar y darnos un
mayor enfoque en lo que podremos encontrar en obra en la vida
real, permitiéndonos conocer los procesos y situaciones en que
podríamos aplicar las cimentaciones estudiadas.