Evaluación del comportamiento de pilotes

EVALUACION DEL COMPORTAMIENTO DE LA CAPACIDAD DE CARGA Y
CARACTERISTICAS DE LOS PILOTES PERFORADOS FUNDIDOS IN SITU PARA
PUENTES CONSTRUIDOS EN EL PERU ENTRE EL 2005 AL 2015
Lara Llacas, Julio Ricardo
Docente en Universidad San Ignacio de Loyola (Perú).
Ingeniero Civil MSc. PMP. Especialista en Cimentaciones Profundas & Ensayos Dinámicos
(PDI-PDCA)
RESUMEN
La presente investigación consiste en el análisis de las cimentaciones profundas (pilotes)
de proyectos de construcción de puentes para poder evaluar sus caracteristicas fisicas,
resistentes u otros durante su ejecución entre los años 2005 y 2015 en el territorio peruano.
Durante dicho periodo se tiene referencia de la ejecución de 78 (setenta y ocho)
proyectos de puentes con cimentaciones profundas (pilotes) y de estos se ha podido tener
acceso a información técnica de 27 (veintisiete). En dichos proyectos se ha podido evaluar
el comportamiento de los pilotes debido a la ejecución de ensayos de Carga Dinámica PDA
e Integridad PIT.
Algunas de las conclusiones más importantes de esta investigación son que más de la
tercera parte de los puentes con pilotes perforados en el Perú no han sido verificados en su
capacidad de carga del suelo-pilote por lo que existe una incertidumbre latente. Es
recomendable realizar por lo menos una prueba de carga durante la ejecución para validar
los supuestos teóricos del diseño en el expediente técnico. El 68% de los proyectos con
pilotes perforados han sido ensayados por integridad para verificar la correcta construcción
de la sección y longitud del pilote con lo solicitado por el expediente.
De los resultados encontrados se ha determinado que los pilotes construidos en el Perú
en el ultimo decenio trabajan con un aporte mayor por fricción que por punta para la carga
requerida del proyecto. Esta situación nos advierte que existen factores que no se
consideran en el diseño original o teórico, es por ello que el comportamiento real del pilote
debe ser verificado durante la ejecución del puente mediante ensayos de verificación de
capacidad de carga como mínimo.
I. ANTECEDENTES
Después del impacto en las cimentaciones de los puentes durante el Fenómeno del Niño
en los años 1997-1998 en el norte del Perú, se ha optado por la ejecución de pilotes que
tengan la profundidad y diámetro adecuado para evitar los fenómenos geotécnicos-
hidráulicos (socavación, erosión, licuación, etc), a partir de esa fecha se empezó a utilizar
en mayor medida el tipo de pilotes perforados fundidos in situ. La diversificación en suelos
en el Perú es otro motivo para la utilización de cimentaciones con pilotes donde se debe
estimar apropiadamente y verificar durante la ejecución su capacidad de carga y por
consiguiente disminuir la incertidumbre de los cálculos teóricos.

En el aspecto normativo, en el Perú se ha tenido vigente un estándar desde el año
2003 donde se establece el diseño, construcción y control de los pilotes para puentes de
manera limitada y basado en referencias externas como son las recomendaciones del
AASHTO (USA) vigentes en dicho momento.
Peter Narsavage, Ohio Department of Transportation, USA (2011) en un seminario de la
PDCA (Pile Driving Constractors Asociation) indica que en su estado el costo por
verificación o ensayos en pilotes asciende a un 2% del costo de la ejecución de los pilotes
y los ahorros por mejora de la ingeniería en base a ensayos durante la ejecución puede
llegar a un 43% de los costos del expediente inicial lo que significa para ese gobierno un
ahorro de hasta 92 mil millones de dólares entre el 2005 y 2010; esa experiencia nos hace
entender lo importante de conocer la situación actual de nuestra ingeniería y construcción
de cimentaciones profundas para poder establecer parámetros o expedientes técnicos
acordes a la realidad del país y la incorporación de técnicas de verificación que nos
brinden mayor información de la capacidad de carga para pilotes.
II. OBJETIVOS
 Conocer el comportamiento y caracteristicas de los pilotes perforados fundidos in situ
en puentes construidos en el Perú entre los años 2005 al 2015 obtenidos de ensayos
de carga dinámicos.
 Generar información técnica que sirva como sustento para la actualización de la
normativa peruana y/o recomendaciones para los involucrados en el diseño,
construcción y verificación de este tipo de proyectos.
 Difundir los ensayos de carga dinámicos como herramienta de control de calidad en
pilotes perforados fundidos in situ.
III. METODOLOGÍA
 Se ha consolidado los ensayos de carga dinámica en pilotes perforados fundidos in situ
de 18 (dieciocho) puentes construidos en el Perú entre el 2005 al 2015.
 Se realiza un procesamiento de la información obtenida en cada uno de los pilotes de
los puentes mencionados, teniendo en cuenta el diametro, la longitud, el aporte en
capacidad de carga por fricción y por punta, asi como tambien de la relación del
resultado de ensayo con lo requerido por la superestructura.
 Se calcula una estimación con métodos estáticos semi-empiricos de la capacidad de
carga para pilotes perforados fundidos in situ en un diametro y longitud arbitraria para
tres casos propuestos: suelo blando, suelo duro y suelo intermedio.
 Posteriormente se realiza una discusión e interpretación de los resultados.
 Finalmente se establecen las conclusiones y recomendaciones.

10
7
11
7
5
10
6
5
11
6
00
2
4
6
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2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035
CANTIDADDEPUENTESCONPILOTESPORAÑO
AÑOS
IV. ESCENARIOS ESTUDIADOS
Los proyectos estudiados en la presente investigación son los puentes con
cimentaciones profundas del tipo pilote construidos entre los años 2005 al 2015.
1. DESCRIPCION DEL TOTAL DE PROYECTOS
En base a la información del Ministerio de Transportes y Comunicaciones del Perú
(MTC) y del Organismo Supervisor de las Contrataciones del Estado (OSCE) se han
podido identificar 78 proyectos de puentes a nivel nacional con cimentaciones
profundas (pilotes) construidos entre los años 2005 y 2015. Esta información
contiene proyectos generados por el mismo MTC (Provias) y de los gobiernos
regionales y locales, asi como también se han considerado proyectos dentro de
concesiones que no son licitados publicamente.
Es importante destacar que pueden existir proyectos no considerados en la presente
investigación por omisión involuntaria debido a que no se tuvo acceso publicamente
de manera clara en el uso de pilotes como cimentación expecificada en base a ello
se ha considerado conservadoramente los valores estadisticos utilizados.
Figura 01: Cantidad de Puentes con Pilotes por año construidos en el Perú según
la información del MTC
.

En la Figura 01, se muestra la cantidad de proyectos por año identificados y
la tendencia creciente que tiene este tipo de obra en nuestro pais.
De acuerdo a la linea de tendencia que nos proporciona la información
anualizada encontrada podemos proyectar que en el 2030, los proyectos de puentes con
cimentaciones profundas en el Perú estaran en el orden de 15 por año aproximadamente.
2. DESCRIPCION DE LA MUESTRA EVALUADA
En la presente investigación se utiliza la información obtenida de informes de
ensayos de carga PDA y de Integridad PIT realizados a pilotes en veintisiete
(27) proyectos de puentes en el lapso del 2005 al 2015 en el Perú.
Estos informes han sido obtenidos de empresas especialistas en pilotes y de
la información publica de las entidades del estado.
Los proyectos que forman parte de la presente investigación son los
siguientes:
 Eje Vial Amazonas Norte - IIRSA NORTE: Paita - Yurimaguas - Puente
Convento
Tioyacu
Yuracyacu
 Eje Vial Amazonas Norte - IIRSA NORTE: Paita - Yurimaguas - puente
Pucaquebrada
 Eje Vial Amazonas Norte - IIRSA NORTE: Paita - Yurimaguas
 Puente El Rubio - Km 1209 Pan. Norte - Tumbes
 Puente KM 2+300 Variante Internacional - tumbes
 Puente Asillo - Puno
 Verde - Cajamarca

 Puente Azangaro - Puno
 Puente Macusani - Puno
 Puente Chino - Huanuco
 Puente Coata - Juliaca
 Puente Motilones - Moyobamba
 Reforzamiento By-Pass Cerro
Puente Paranapura -
Yurimaguas
 Puente Comuneros - Huancayo
 Puente Pampas - Apurimac
 Puente San Martin de Alao –
San Martin
 Puente Caleta Grau - Tumbes
 Puente Canoas - Tumbes
 Puente Chihuani - Puno
 Puente Canoas - Tumbes
 Puente Salaverry - La Libertad
 Puente Crisnejas –
San Marcos - Cajamarca
 Puente Km 41+175 Cutervo -
Cajamarca
 Puente Pasamayito - Piura
 Puente Las Delicias - Lambayeque
Figura 03: Muetra Evaluada de Puentes con Pilotes por año construidos en el Perú
según la información del MTC
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2
5
11
4
2
0
3
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1
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2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016
CANTIDADDEMUESTRADEPUENTESCON
PILOTESPORAÑO
AÑOS
Figura 02: Ubicación de Proyectos Evaluados
.

Esta muestra de proyectos concentra diversas realidades de carga requerida
y tipo de suelo. La información utilizada se encuentra distribuida en las regiones del Perú
como sigue: el 32% en la costa, el 39% en la sierra y el 29% en la selva (Ver Figura 02).
V. PILOTES PERFORADOS FUNDIDOS IN SITU
Los pilotes perforados fundidos in situ se encuentran clasificados por su
comportamiento con el suelo como “pilotes no desplazantes” debido a que el suelo no es
disturbado en su ejecución como sucede con pilotes hincados o similar. Estos tipos de
pilotes comúnmente también son conocidos como “pilotes vaceados in situ”, “pilotes
perforados”, “pilotes barrenados”, “pilotes colados en lugar”, etc.
En este tipo de estructura se utiliza un equipo de perforación de pilotes con el torque
suficiente para poder realizar los diametros y longitudes requeridas por el proyecto en
función del tipo de suelo.
El procedimiento consiste en la perforación conteniendo en el caso de suelos sueltos
con “fundas” o tuberias de acero, ó con lodo bentonitico; seguidamente se ingresa la
armadura de acero del pilote. Luego, mediante un sistema de fundido denominado “Tremie”
en base de tuberias desmontables y un embudo se mantiene un diafragma con la colocación
del concreto desde la parte inferior desplazando cualquier material menos denso al exterior
del pilote. Finalmente, si es el caso, se extrae la “funda” de acero. (Ver Figura 04)
Existen casos que por el acceso, el tipo de suelo o el tamaño del pilote a ejecutar se
opta por realizar excavaciones con herramientas manuales, en este caso lo unico que varia
Figura 04: Proceso Constructivo de Pilotes Perforados Fundidos In Situ con equipo

en el procedimiento es el metodo de perforación y la entibación usada ya que en
algunos casos se utiliza una tuberia de acero permanente o perdida ó un muro circular de
concreto que tambien termina embebido en el terreno. (Ver Figura 05).
Dentro de los beneficios comparativos de este tipo de pilotes se encuentra la posibilidad
de utilizar grandes diametros para dar mayor aporte resistente lateral y axial; y lo más
importante que se puede llegar a la profundidad que se requiera venciendo los problemas
de socavación, licuación u otro que surja en el proyecto. Por otro lado, debido a no ser un
pilote desplazante, que forma un bulbo del suelo en el inferior, este tipo de pilotes
teóricamente es de menor capacidad con uno de la misma sección y longitud del tipo
hincado, sin embargo como se indico anteriormente es posible que los pilotes hincados no
logren la profundidad requerida.
Para evaluar el comportamiento real en obra de los pilotes fundidos in situ
primeramente se realizará una evaluación teórica del comportamiento de su
comportamiento donde se tomará como parametros base los métodos estáticos semi-
empiricos de los siguientes autores: Aoki Velloso, Decourt-Quaresma, Pedro Paulo Velloso
y Meyerhoff.
Esta modelación estaran basados en dos escenarios arbitrarios referenciales de Suelo
Blando y Suelo Rigido tanto para un caso de suelos arenosos (SM) y otro cohesivos (CL)
como sigue:
 Suelo Blando: A continuación se muestra las caracteristicas del suelo basados en el
ensayo SPT, para el caso de suelo granular se considerara que es “SM” y en caso de
suelo cohesivo “CL”:
Figura 05: Proceso Constructivo de Pilotes Perforados Fundidos In Situ con Herramientas Manuales

Profundidad
(m)
Nspt Profundidad
(m)
Nspt
1.0 2 11.0 5
2.0 2 12.0 5
3.0 2 13.0 8
4.0 2 14.0 8
5.0 2 15.0 8
6.0 2 16.0 15
7.0 3 17.0 15
8.0 3 18.0 50
9.0 5 19.0 50
10.0 5 20 50
 Suelo Rígido: A continuación se muestra las caracteristicas del suelo basados en el
ensayo SPT, para el caso de suelo granular se considerara que es “SM” y en caso de
suelo cohesivo “CL”:
Profundidad
(m)
Nspt Profundidad
(m)
Nspt
1.0 15 11.0 50
2.0 15 12.0 50
3.0 25 13.0 50
4.0 35 14.0 50
5.0 45 15.0 50
6.0 50 16.0 50
7.0 50 17.0 50
8.0 50 18.0 50
9.0 50 19.0 50
10.0 50 20.0 50
En las siguientes secciones se mostraran los resultados de la presente modelación.
Tabla 01: Caracteristicas del Suelo Blando (arbitrario) en función del NSPT
Tabla 02: Caracteristicas del Suelo Rigido (arbitrario) en función del NSPT

VI. ENSAYOS DE CONTROL DE CALIDAD PARA CIMENTACIONES PROFUNDAS
Las pruebas o ensayos de control de calidad considerados en la presente investigación
son:
1. Prueba de Carga Dinámica PDA (ASTM
D4945)
El objetivo de la prueba de carga dinamica
PDA es verificar la capacidad de carga que soporta
la interacción de suelo-pilote. Con este ensayo se
esta validando la ingenieria y construcción del pilote.
Las Pruebas de Carga Dinámica (PDA)
consisten en instalar sensores en el pilote y usarlos
para monitorear las cargas y deformaciones
obtenidos mientras la cimentación es sujeta a
esfuerzos de impacto dinámico. La teoría de
propagación de onda es utilizada para que en base
a cargas dinámicas aplicadas se pueda calcular el
comportamiento estático del pilote.
Este ensayo proporciona los siguientes resultados:
• Capacidad Movilizada Total Estática de la interacción Suelo-Pilote.
• Curva Esfuerzo-Deformación Estático del Pilote.
• Capacidad por Punta y por Aporte de Fricción Lateral.
• Comportamiento del Aporte por Fricción a lo largo del Pilote.
• Eficiencia del martillo hincapilotes (Si fuera el caso).
• Monitorea los esfuerzos aplicados al pilote generados durante el ensayo.
• Detección de daños a lo largo del pilote.
Figura 06: Prueba de Carga Dinámica PDA para
puentes.

Antes de realizar cualquier ensayo de carga se debe tener en cuenta los siguientes
puntos:
• Identificación de la Carga Requerida por la Superestructura y el método de
diseño (LRFD ó ASD)
• Establecimiento del Factor de Seguridad o Coeficiente de Reducción, de
acuerdo a su metodología de diseño, que sea mínimo aceptable para el
proyecto.
• Determinación de los pilotes de ensayo.
• Determinación del tipo de ensayo de carga a ejecutar en el proyecto.
• Determinación del parámetro o método para la obtención de la capacidad
ultima del suelo-pilote.
Durante el ensayo es probable que no se llegue a obtener la capacidad ultima del
pilote, para ello existe normativa y teorías empíricas o semiempíricas que utilizan la curva
esfuerzo-deformación estático resultado de los ensayos de carga para establecer dicho
valor. Teniendo en cuenta lo indicado en US Army (1991), ABNT (2010), AASHTO (2010)
y RNE (2006) se tienen los siguientes parámetros o métodos para la determinación de la
capacidad última de la interacción suelo-pilote en base de pruebas de carga:
Acelerómetro
Strain Gages
Figura 07: Par de Sensores utilizados en el ensayo.

a) Limitando la Deformación Total del Cabezal
• 25.4mm: Código de New York/ Norma Técnica Holanda/ Reglamento
Nacional de Edificaciones E-050 (Perú) – Limite de Seguridad para Edificios en
los que no son admisibles grietas/AASHTO (Bjerrum, 1963)
• 15% del Diámetro de la Sección Transversal: ASTM D1143
• 10% del Diámetro de la Sección Transversal: Norma Técnica Reino Unido.
• 8% del Diámetro de la Sección Transversal: Kulhawy, 1983
• Deformación Elástica + Diámetro/30: Norma Técnica Canadá.
• Deformación Elástica + (4mm +Diámetro/30): Norma Brasilera NBR/ PDCA.
• Deformación Elástica + (Diámetro/30): US Army (Pilotes de diámetro mayor
a 600mm).
• Deformación Elástica + (3.8mm +Diámetro/120): Método Davisson / US Army
(Pilotes de diámetro menor a 600mm).
La deformación elástica del pilote es definida por la ecuación:
EA
LP


 (Ecuación 01)
Donde:
∆ = Deformación Elástica en el Cabezal del Pilote
P = Carga Aplicada al Pilote
L = Longitud de Empotramiento
A = Área de la Sección Transversal Llena del Pilote
E = Modulo de Elasticidad del Material del Pilote
b) Limitando la Deformación Plástica
• 0.25 pulgadas (AASHTO, New York, Louisiana)
• 0.50 pulgadas (Boston)
c) Limitando la Relación: Deformación Plástica/Elástica
1.5 (Christiani and Nielson, Dinamarca)

d) Limitando la Relación: Deformación / Carga Unitaria
• Total: 0.01 pulgada/ton (California, Chicago)
• Incrementos: 0.03 pulgada/ton (Ohio)
0.05 pulgada/ton (Raymond International)
e) Limitando la Relación: Deformación Plástica / Carga Unitaria
• Total: 0.01 pulgada/ton (Ciudad New York)
• Incrementos: 0.003 pulgada/ton (Raymond International)
2. Prueba de Integridad PIT (ASTM D5882)
El objetivo de la prueba de integridad PIT es
verificar y registrar los cambios de impedancia del pilote
(impedancia = sección + caracteristicas del concreto).
Con este ensayo se esta validando la construcción del
pilote.
Los ensayos dinámicos de baja tensión consisten
en deslumbrar la parte superior de la cimentación con
una pequeña de un martillo de mano y monitorear la
onda resultante usando uno o más acelerómetros. Por
lo tanto la tensión producida es muy pequeña y el
asentamiento no es cercanamente suficiente para
movilizar completamente la resistencia por fricción y/o
por punta. Es por eso, los ensayos dinámicos de baja
tensión no provee una indicación de capacidad de carga
estática. Sin embargo, son muy usados para evaluar la
integridad estructural y para determinar la longitud de
construcción.
Figura 08: Ensayo de Integridad PIT

La descripción del método usado es la
siguiente:
a.- El ensayo esta basado en la reflexión
de las ondas de tensión, causadas por la
variación de la impedancia de la estaca, definida
anteriormente.
b.- La onda de tensión es inducida en el
pilote por medio de un martillo. El impacto es
aplicado axialmente en el pilote,
preferentemente en su tope o parte superior. Un
martillo de una punta de plástico duro, de forma
a inducir un pulso de pequeña duración sin
causar daño al pilote.
c.- La señal de velocidades es obtenido por
medio de un acelerómetro colocado en el tope
del pilote, con un sensor paralelo a la misma
cara. El acelerómetro es fijado en la parte
superior por medio de un material de adhesión
temporal, como cera o vaselina. La señal del
acelerómetro es enviado a una unidad
electrónica, donde es integrado para obtener la
velocidad en función del tiempo.
d.- La señal de fuerza (opcional) es obtenido de un acelerómetro colocado en el
martillo. La señal desde el acelerómetro es enviado a la unidad electrónica, donde es
multiplicado por la masa del martillo para obtener la fuerza aplicada en función del tiempo.
El uso de la señal de fuerza combinado con el de velocidad en el Método Pulso Eco provee
información adicional sobre la integridad del pilote. El uso de la señal de fuerza es
obligatorio para el método de Respuesta Transitoria.
e.- De modo de minimizar los registros de ruidos aleatorios, se observa la señal a
través de la medida de dos señales de diversos golpes. El número de señales incluidas en
la medida puede ser variada por el operador, siendo sugerido situarse entre cuatro y seis.
VII. RESULTADOS
Figura 09: Ensayo de Integridad PIT

Se ha encontrado la mención de una
cantidad de 78 (setenta y ocho) puentes con
cimentaciones profundas en la base de datos
entre el 2005 y 2015 del Sistema Electronico
de Contrataciones del Estado Peruano
(SEACE), propuestos por el Ministerio de
Transportes y Comunicaciones.
Se cuenta con 27 (veintisiete) proyectos
donde se tiene información respecto a la
evaluacion de su capacidad de carga y/o
integridad.
La totalidad de la muestra que se utilizara
en la presente investigación es de 27
(veintisiete) proyectos de puentes construidos
en los periodos mencionados. Considerando
una heterogeneidad de la data del 50%
(conservador por posible data no encontrada)
y una confiabilidad del 95% nos estaria dando un 14.9% de margen de error máximo en los
valores en lo que respecta a caracteristicas de los pilotes con respecto a la totalidad de
proyectos construidos en el país en dicho intervalo.
La información de ensayos
de carga PDA ejecutados en los
proyectos utilizada en la
presente investigación asciende
a 17 (diecisiete) puentes
representando un 62.96% de la
muestra. Con esto se verifica el
diseño, por ende el
comportamiento de la
interacción suelo-pilote.
La información de ensayos
de integridad PIT ejecutados en
los proyectos utilizada en la
presente investigación asciende
a 18 (dieciocho) puentes
representando un 66.70% de la
muestra. Con esto se verifica la
correcta construcción de la
sección y longitud del pilote
con lo solicitado por el
expediente.
El diametro promedio de los pilotes perforados fundidos in situ en el Perú entre los años
2005 y 2015 para puentes es de 0.97m y su longitud empotrada promedio de 16.57m.
Figura 10: Porcentaje de la Muestra Evaluada
Figura 11: Tendencia de los Diametros de Pilotes en el Perú

La información
utilizada se encuentra
distribuida en las regiones
del Perú como sigue: el
32% en la costa, el 39%
en la sierra y el 29% en la
selva. Siendo la costa
donde se encontro el
mayor promedio de
diametro (1.09m) y
longitud (18.9m) de los
pilotes de la muestra.
El diametro de los
pilotes desde el 2005 ha
ido aumentando
progresivamente.
Realizando una analisis
de un promedio trianual
encontramos una
tendencia a realizar pilotes con dimensiones superiores a 1.00m en los proximos años. (Ver
Figuras Nro. 11 & 12)
Realizando la modelación teórica del comportamiento de los pilotes perforados in situ,
mediante metodos estáticos semi-empiricos (Métodos de Aoki Velloso, Decourt-Quaresma,
Pedro Paulo Velloso y Meyerhoff) basados en dos escenarios arbitrarios referenciales
(suelo blando y suelo rigido) tanto para un caso de suelos arenosos (SM) y otro cohesivos
(CL) establecen que para pilotes de 1.00m de diametro y entre 13m a 19m de longitud se
tienen los siguientes resultados:
 Suelo Rígido (Granular)
METODO FRICCION PUNTA
METODO AOKI-VELLOSO 33.50% 66.50%
METODO DECOURT-QUARESMA 31.12% 68.88%
METODO PEDRO PAULO 57.57% 42.43%
METODO MEYERHOFF 29.99% 70.01%
Figura 12: Tendencia de las Longitudes de Pilotes en el Perú
Tabla 03: Porcentaje de Aporte de Capacidad de Carga en Suelo Rigido (Granular)

 Suelo Rígido (Cohesivo)
Del analisis anterior se establece una distribución predominante de aportes por fricción
por encima del 50% con respecto a la totalidad de la capacidad de carga del pilote en los
casos donde el suelo es predominante cohesivo (CL), salvo en el método más conservador
o tradicional (Meyerhoff). Para el caso del suelo granular (SM) existe un método de los
considerados que estima que la fricción podria superar al aporte por punta, la mayoria
estima que el aporte por punta seguira siendo muy mayor al aporte por fricción.
 Suelo Blando (Granular)
 Suelo Blando (Cohesivo)
Tabla 04: Porcentaje de Aporte de Capacidad de Carga en Suelo Rigido (Cohesivo)
Tabla 05: Porcentaje de Aporte de Capacidad de Carga en Suelo Blando (Granular)
Tabla 06: Porcentaje de Aporte de Capacidad de Carga en Suelo Blando (Cohesivo)

Del analisis en condiciones de suelos blandos (Cohesivo & Granular), es mayor el
aporte por punta con respecto al aporte por fricción en distintos rangos, siendo en el caso
de menor porcentaje de la
punta un valor de 56%.
De los ensayos de
carga PDA evaluados, la
capacidad ultima
promedio requerida en los
proyectos por pilote
alcanza un valor de 546.3
ton.
La distribución de la
capacidad de carga de los
pilotes perforados
fundidos in situ en el Perú
para lograr el
requerimiento máximo de
la superestructura es de
35% por un aporte por
punta y 65% por un
aporte por fricción.
El 16.7% de los proyectos de puentes evaluados tienen pilotes que han llegado a
valores cercanos a la capacidad de carga ultima de la interacción suelo-pilote durante los
ensayos en campo de verificación de la ingenieria.
VIII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
 La información utilizada en la presente investigación agrupa proyectos ya construidos y
en operación por lo que las estructuras evaluadas y mostradas en la presente son
muestra tangible de la realidad actual de la ingenieria en esta materia en el Perú.
 Debido a la cantidad de información utilizada con respecto al universo de puentes
construidos en el país entre el 2005 y 2015 puede variar las estimaciones realizadas en
la presente investigación con un margen de error del 14.9% (muestra de 27 proyectos
de 78 en total).
 El 36% de los puentes con pilotes perforados en el Perú no han sido verificados en su
capacidad de carga por lo que existe una incertidumbre latente en este tipo de
estructuras. Es recomendable realizar por lo menos una prueba de carga durante la
ejecución para validar los supuestos teoricos del diseño en el expediente técnico.
Figura 13: Resultados de Ensayos de Carga PDA en Pilotes

 Los pilotes perforados fundidos in situ ejecutados para puentes en el Perú entre 2005 al
2015 en promedio estan alcanzando por unidad una capacidad de carga admisible de
273.15 ton con un factor de seguridad de 2.0 respecto a la carga ultima ensayada y
requerida para el proyecto.
 Existe una relación lógica entre capacidad de carga y diametro/profundidad del pilote ya
que se busca una mayor capacidad de carga con un proporcional incremento de
diametro y/o profundidad de pilote, en la presente investigación se ha encontrado un
aumento progresivo del diametro del pilote en los periodos 2005 al 2015 por lo que nos
encontramos en este momento con un diametro promedio de los pilotes perforados
fundidos in situ de 0.97m y su longitud empotrada es de 16.6m para todo el periodo
evaluado; terminando dicho intervalo con valores promedio de 1.05m de diametro. Esto
nos indica que los pilotes de este tipo continuaran aumentando asi como también los
requerimientos de equipos y sistemas para estas magnitudes.
Por otro lado, nos establece la información obtenida que en algunos proyectos se ha
mantenido o reducido el diametro respecto a 1.00m pero se aumento la profundidad para
lograr las capacidades del proyecto.
 La presente investigación nos da a entender que se estan dando los proyectos con
mayor sección y longitud en la costa peruana, esto puede deberse a la presencia de
zonas licuables en varios sectores del país (arena) y el efecto de socavación (mayor
flujo) por ser desembocadura de los ríos. Sin mencionar la poca ejecución de proyectos
en la amazonia del Perú que tiene un suelo generalmente arcilloso y de poca capacidad.
 Existe un 84% de pilotes que no han alcanzado su capacidad de carga ultima pero si
han superado las cargas ultimas requeridas por el proyecto, esto nos da a entender que
los pilotes se encuentran con una mucho mayor capacidad de carga de la estimada en
el expediente técnico original, esta situación nos da una señal de que en el país no se
esta realizando una politica de mejora del proyecto con fines de optimización con
respaldo técnico correspondiente.
 Desde el punto de vista teórico con métodos semi-empiricos, los pilotes estan diseñados
para soportar una mayor capacidad por punta que por fricción para longitudes de hasta
19m (tramo evaluado en la presente investigación), por lo que el caso o escenario que
puede invertir esta distribución de cargas es cuando nos encontramos con suelo
cohesivo que puede estar blando o muy rigido.
 De los resultados encontrados se ha determinado que los pilotes construidos en el Perú
en el ultimo decenio trabajan con un aporte mayor por fricción que por punta para la
carga requerida del proyecto. Esta situación nos advierte que existen factores que no se
consideran en el diseño original o teorico que deben ser verificados durante la ejecución
por lo que es recomendable realizar ensayos de verificación de capacidad de carga.

 Es recomendable que se formalice un procedimiento en el estado de mejora del proyecto
durante la ejecución para poder optimizar recursos nacionales y por otro lado no afectar
a los contratistas con paralizaciones extensas.
 Existen fenomenos relacionados con la hidraulica y geotecnia como son la erosión,
socavación o licuación que afectan el aporte por fricción de los pilotes, es por ello que
se deben realizar verificaciones durante la ejecución en estados de carga operativos y
durante eventos extremos para dar por valido el diseño y construcción del pilote. Asi
como tambien utilizar metodos de ensayo de carga que cuantifiquen el aporte por fricción
de los pilotes.
 Los ensayos de verificación de carga dinamicos PDA brindan una mayor información de
las caracteristicas de los pilotes por lo que es recomendable continuar con la ejecución
de los mismos.
 En el Perú existe una diversidad de suelos entre cohesivos y granulares que por la
ubicación de los proyectos evaluados nos establece que se ha realizado en diferentes
tipos de suelos. En la presente investigación no se esta haciendo un analisis por tipo de
suelo de cada proyecto por la poca información que se tiene en ese tema, a pesar de
ello el aspecto teorico nos indica que la distribución de carga en un pilote es similar sin
importar el tipo de suelo (salvo algunos autores que si lo consideran) aun así es
recomendable realizar una recopilación más completa y evaluar la participación o
influencia del tipo de suelo en los resultados brindados.
 Es recomendable continuar con la buena practica de ensayos de verificación de carga
donde se evalua el diseño del pilote y tambien realizar una verificación de la integridad
de la sección para la totalidad de pilotes en un proyecto y evaluar la homegeneidad de
estos, con este procedimiento se disminuiria más la incertidumbre del estado de la
cimentacion profunda entre lo esperado por el diseño y lo construido o en operación.
IX. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
1. American Society for Testing and Materials(ASTM), “Standard Test Method for High-
Strain Dynamic Testing of Deep Foundations-D4945”, USA, 2012.
2. American Society for Testing and Materials(ASTM), “Standard Test Method for Low
Strain Impact Integrity Testing of Deep Foundations-D5882”, USA, 2016.
3. Bowles, J., “Foundation Analysis and Design”, 5 ed., USA, 1997.
4. Coduto, D.,”Geotechnical Engineering-Principles and Practices”, USA, 1999.
5. Guillén, “Programa para el Computo de Capacidad Ultima de Pilotes-FEPC”, Perú,
1993.
6. Organismo Supervisor de las Contrataciones del Estado (OSCE), Portal web:
SEACE (Sistema Electronico de Contrataciones del Estado), Perú, 2016.
7. Prakash, S.,” Pile Foundations in Engineering Practice”, USA, 1990.

Evaluación del comportamiento de pilotes

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