1. Tipos de pilotes y sus características 2. Métodos de instalación de pilotes. 3. Pruebas de carga en pilotes. 4. Estado del arte en pilotes.

1. Equipo No. 4
Tema: Pilotes de cimentación
Alumnos:
Jorge Luis Angel Ibarra Guevara – 165349
Andrés Baca Vázquez – 132673
Aldo Daniel Valenzuela Navarro – 182434
Maestro: Raúl Antonio Gutiérrez Duran

2. Tipos de pilotes y sus características
• Materiales:
En el trabajo de construcción se utilizan diferentes tipos de
pilotes, dependiendo del tipo de carga que soportarán, de las
condiciones del subsuelo y de la ubicación del nivel freático. Los
pilotes se pueden dividir en las categorías siguientes: a) de
acero, b) de concreto, c) de madera y d) compuestos.

3. Pilotes de acero
Los pilotes de acero por lo general son a base de tubos o de perfiles H de
acero laminado. Las vigas de patín ancho y de perfil I también se pueden
utilizar como pilotes. Sin embargo, los pilotes de perfil H suelen preferirse
debido a que sus espesores del alma y del patín son iguales. (En las vigas de
patín ancho y de perfil I, los espesores del alma son menores que los del
patín). En muchos casos, los pilotes de tubo se rellenan con concreto después
de su hincado.

4. Pilotes de acero
• Aplicaciones.
Las cimentaciones con pilotes metálicos pueden ser usadas
prácticamente en cualquier tipo de obra que requieran cimentación
profunda como solución de cimentación e incluso en aquellas en que
los elementos de cimentación son superficiales pero muy robustos,
con el fin de economizar y agilizar el procedimiento constructivo. El
uso de perfiles metálicos como parte de sistemas de contención de
excavaciones ha sido un campo importante para el uso de elementos
metálicos que son hincados parcialmente para soportar los empujes
del suelo. Otra aplicación se ha dado en obras carreteras en las
defensas metálicas las cuales requieren perfiles hincados que integran
el sistema de contención. Son utilizados también como soportes para
paneles en parques fotovoltaicos.

5. Pilotes de concreto
Los pilotes de concreto se pueden dividir en dos categorías básicas: a)
precolados y b) colados in situ. Los pilotes precolados se pueden preparar
empleando un refuerzo ordinario y pueden tener una sección transversal
cuadrada u octagonal. El refuerzo se proporciona con el fin de habilitar al
pilote para resistir el momento flexionante desarrollado durante su
levantamiento y transporte, la carga vertical y el momento flexionante
causado por una carga lateral. Los pilotes se cuelan a la longitud deseada y se
curan antes de transportarlos a los emplazamientos de trabajo.

6. Pilotes de concreto
• Aplicaciones
Los pilotes de hormigón armado convencional se utilizan para trabajar a la
compresión; los de hormigón pretensado funcionan bien a la tracción, y
sirven para tablestacas y cuando deben quedar sumergidos bajo agua.
Actualmente los pilotes pretensados son una buena alternativa, éstos tiene
mayor resistencia en flexión y son consecuentemente menos susceptibles a
dañarse durante su manipuleo e hincado.

7. Pilotes de madera
Los pilotes de madera son troncos de árboles a los que se les recortaron
cuidadosamente las ramas y la corteza. La longitud máxima de la mayoría de
los pilotes de madera es de 10 a 20 m. Para calificar para su uso como pilote,
la madera debe ser recta, resistente y sin defectos. El Manual de la American
Society of Civil Engineers, dividió los pilotes de madera en tres clases:
1. Pilotes clase A que soportan cargas pesadas. El diámetro mínimo del fuste
debe ser de 356 mm.
2. Pilotes clase B que se utilizan para soportar cargas medias. El diámetro
mínimo del fuste debe ser de 305 a 330 mm.
3. Pilotes clase C que se utilizan en trabajos provisionales de construcción. Se
pueden emplear permanentemente para estructuras cuando todo el pilote se
encuentra debajo del nivel freático. El diámetro mínimo del fuste deber ser
de 305 mm.

8. Pilotes de madera
Los pilotes de madera no pueden soportar esfuerzos altos de hincado; por lo tanto, la
capacidad del pilote por lo general está limitada. Se pueden utilizar zapatas de acero
para evitar dañar la punta del pilote (fondo). Las partes superiores de los pilotes de
madera también se pueden dañar durante la operación de hincado. Al aplastamiento
de las fibras de madera ocasionado por el impacto del martinete se le refiere como
astillado. Para evitar dañar la parte superior de un pilote, se puede utilizar una banda
o un capuchón metálico.

9. Pilotes de madera
• Aplicaciones.
Los pilotes de madera son resistentes a los suelos ácidos y alcalinos y a los
que tienen alto contenido en sulfatos o dióxido de carbono libre2.Los pilotes
de madera también pueden utilizarse para mejorar el suelo y densificar
terrenos granulares disgregados o sueltos.
El Olmo y el Alerce son tipo de madera frondosas templadas más usadas
aunque en tiempos antiguos también se utilizaron roble, abedul, fresno y
castaño. Los pilotes de frondosas se emplean normalmente para aplicaciones
marinas por su alta resistencia a la abrasión y donde hay peligro de ataques
de moluscos xilófagos.
Algunas maderas consideradas perecederas como el abedul y el Sycamore son
curiosamente adecuadas para su uso en pilotes sumergidos.

10. Pilotes compuestos
Las partes superior e inferior de los pilotes compuestos están hechas de materiales
diferentes. Por ejemplo, los pilotes compuestos se pueden hacer de acero y concreto o
de madera y concreto. Los pilotes de acero y concreto consisten de una parte inferior
de acero y una parte superior de concreto colado en el lugar. Este tipo de pilote se
utiliza cuando la longitud del pilote requerida para un soporte adecuado excede la
capacidad de un pilote simple de concreto colado en el lugar. Los pilotes de madera y
concreto suelen consistir de una parte inferior del pilote de madera debajo del nivel
freático permanente y una parte superior de concreto. En cualquier caso, la formación
de juntas apropiadas entre dos materiales disimilares es difícil, y por esa razón, los
pilotes compuestos no se utilizan ampliamente.

11. Métodos de instalación de Pilotes
La mayoría de los pilotes se hincan en el terreno mediante martinetes o impulsores
vibratorios. En circunstancias especiales, los pilotes también se pueden insertar por
chorro de agua a alta presión o barrenado parcial. Entre los tipos de martinetes
utilizados para el hincado de pilotes se incluyen:
a) Un martinete de caída libre se eleva con un malacate y se deja caer desde una
cierta altura H. Es el tipo más viejo de martinete utilizado para el hincado de pilotes.
Martinete de caída libre

12. Métodos de instalación de pilotes
• b) El principio del martinete de aire o vapor de acción simple consiste en que la
parte percusiva, o ariete, se eleva por presión de aire o vapor y luego cae por
gravedad.
• c) Martinete de aire o vapor de doble acción y diferencial. Se utiliza aire o vapor
para elevar el ariete y empujarlo hacia abajo, incrementando así la velocidad de
impacto del ariete.
Martinete de aire o
vapor de acción simple
Martinete de aire o vapor de
doble acción y diferencial

13. Métodos de instalación de pilotes
• d) El martinete diesel consiste esencialmente de un ariete, un yunque inferior del
martinete y de un sistema de inyección de combustible. Primero el ariete se eleva
y se inyecta combustible cerca del yunque. Luego se libera el ariete. Cuando el
ariete cae, comprime la mezcla aire-combustible, que se enciende. Esta acción
empuja el pilote hacia abajo y levanta el ariete. Los martinetes diesel funcionan
bien ante condiciones de hincado difíciles.
Martinete diesel

14. Métodos de instalación de pilotes
La perforación por chorro de agua a alta presión es una técnica que en
ocasiones se utiliza para el hincado de pilotes cuando se necesita que
el pilote penetre un estrato delgado de suelo duro (como de arena y
grava) subyacente a un estrato de suelo más suave. En esta técnica, se
descarga agua por la punta del pilote mediante un tubo de 50 a 75 mm
de diámetro para erosionar y aflojar la arena y la grava.

15. Métodos de instalación de pilotes
• Pilotes colados en el lugar.
Los pilotes de concreto colados en el lugar son elementos estructurales alargados, cuyo
diámetro o dimensión transversal generalmente es igual o inferior a dos metros, elaborados
en su lugar definitivo con concreto reforzado colado dentro de excavaciones previas con o
sin ademe, para la cimentación profunda de estructuras, con el objeto de transmitir las
cargas de la superestructura al subsuelo.
Los pilotes colados in situ o colados en el lugar se construyen haciendo un barreno en el
terreno y luego colándolo con concreto. En la actualidad en la construcción se utilizan
varios tipos de pilotes de concreto colados en el lugar y la mayoría de ellos fueron
patentados por sus fabricantes. Estos pilotes se pueden dividir en dos categorías generales:
a) ademados b) no ademados. Los dos tipos pueden tener un pedestal en el fondo.
Los pilotes ademados se hacen hincando un tubo (ademe) de acero en el terreno con ayuda
de un mandril colocado dentro del tubo. Cuando el pilote llega a la profundidad adecuada
se retira el mandril y el tubo se llena con concreto.
Los pilotes sin ademe se hacen primero hincando el ademe hasta la profundidad deseada y
luego llenándolo con concreto fresco. Luego el ademe se saca gradualmente.

16. ¿Qué son los pilotes de alto y bajo
desplazamiento?
Los pilotes se pueden dividir en dos categorías con base en la naturaleza de
su colocación: pilotes con desplazamiento y pilotes sin desplazamiento. Los
pilotes hincados son pilotes con desplazamiento, debido a que mueven
lateralmente parte del suelo; Los pilotes de concreto y los pilotes de tubo de
extremo cerrado son pilotes de alto desplazamiento. Sin embargo, los pilotes
H de acero desplazan menos suelo lateralmente durante su hincado, por lo
que son pilotes de bajo desplazamiento. En contraste, los pilotes perforados
son pilotes sin desplazamiento ya que su colocación ocasiona muy poco
cambio en el estado de esfuerzo en el suelo.

17. Pruebas estáticas
• Las pruebas de carga estáticas permiten conocer el comportamiento real de los
pilotes en el terreno, sometidos a cargas generalmente superiores a las de servicio.
Se realizan en la fase de proyecto de la cimentación, o en la fase de construcción,
como comprobación del diseño realizado. Dadas las elevadas cargas a aplicar,
usualmente del orden de cientos o miles de toneladas, son ensayos costosos, por
lo que la participación de consultores especializados y con medios adecuados es
fundamental para el éxito técnico y económico de las pruebas.
• Las cargas de prueba se aplican con cilindros hidráulicos, y los asentamientos de la
cabeza del pilote se miden con dispositivos electrónicos y mecánicos. También es
habitual medir el estado tensional del pilote a diferentes profundidades para
comprobar la transferencia de carga al terreno por fuste y por punta.

18. Pruebas dinámicas
• Los métodos más empleados son las pruebas dinámicas y las pruebas rápidas, tipo
Statnamic o similar. En las pruebas dinámicas se utiliza una masa que cae e
impacta sobre el pilote para movilizar su resistencia por punta y por fuste, y
mediante instrumentación electrónica captar su comportamiento y obtener
después por cálculo numérico la capacidad portante del pilote.
• Las pruebas dinámicas se emplean habitualmente para comprobar la capacidad de
carga de pilotes prefabricados de hormigón hincados con martillo, ya que se
dispone en obra de la maza necesaria para la prueba.
• También se realizan medidas de las vibraciones producidas por la hinca de pilotes.
Es bastante habitual comprobar el efecto que produce la hinca de pilotes en las
estructuras vecinas.

19. Estado del arte en pilotes
• Nuevas tecnologías en el diseño y construcción
1.- Tecnologías vestibles y ponibles.

20. 2.- Realidad aumentada en la fase de diseño
3.- Asfalto verde y eco sostenible

21. 4.- Drones y escáneres láser para los levantamientos
5.- Hormigón autorreparable

22. 6.- Robótica y automatización de las edificaciones
7.- Plataformas BIM

23. 8.- Aluminio transparente
9.- Nuevas figuras profesionales especializadas
La transformación del sector de la construcción, determinada por la innovación tecnológica,
ha generado nuevas figuras profesionales, cada vez más buscadas por el mercado laboral en
el sector de la construcción.
• CLOUD: cloud operations engineer, cloud manager, cloud strategist
• BIM: BIM modeler, BIM engineer, BIM specialist
• DRONE: piloto de drone
• VR y AR: virtual reality operator, VR innovation researcher, VR/AR developer
• IMPRESIÓN 3D: asistente de impresora 3D
• ROBÓTICA: ingeniero mecánico automatización/robótica, test engineer, robotics
developer

24. 10.- Impresoras 3D para la industria de la construcción

25. Cimentaciones balsa-pilote (Rack-pile)
• Las cimentaciones con pilotes son usadas normalmente cuando se
construyen edificios en altura sobre suelos granulares y en particular
sobre suelos arcillosos en estado normalmente consolidados (o mejor
aún) sobre suelos consolidados blandos. Las cimentaciones corridas, por
su parte, se convierten en una alternativa cuando no existen varias capas
de suelo. En este último caso, para evitar el asentamiento excesivo y
diferencial y con el objetivo de garantizar proyectos más económicos, sin
comprometer la seguridad y el comportamiento de la cimentación, una
cimentación compuesta se ha vuelto muy popular en los últimos años.
Esta consta de una cimentación corrida, generalmente de balsa, y un
relativamente bajo número de pilotes de fricción y es llamado cimentación
en balsa combinada con pilotes (BCP).
• A pesar de que esta variante viene usándose en nuestro medio con cierta
frecuencia, en la mayoría de los casos su proyecto se apoya en la intuición
y experiencia del ingeniero más que en un análisis debidamente
fundamentado.

26. Cimentaciones balsa-pilote (Rack-pile)
• El análisis de la interacción entre los tres elementos (balsa, pilotes y suelo) es de
primordial importancia para la evaluación de los asentamientos del conjunto, sean
uniformes o diferenciales. A su vez, una acertada predicción de los asentamientos
es indispensable para verificar que los requerimientos en el estado de servicio se
vean cumplidos. Resumidamente, la balsa y los pilotes son responsables de
transferir las cargas actuantes al terreno, activando la capacidad portante de las
distintas capas de este último. (Cudmani, 2008).
• Además de esto la cimentación en BCP tiene efectos positivos adicionales respecto
a una balsa de cimentación única como:
– Aumento de la capacidad portante de la fundación.
– Limitación de la descarga del suelo durante la ejecución de la excavación, debido a que los
pilotes, que en esta etapa trabajan a tracción, previenen la liberación de tensiones en el
mismo. Evitando los levantamientos excesivos de la base de la excavación.
– Reducción de las tensiones transmitidas al suelo a través de la balsa de fundación mediante
una adecuada elección del número y disposición de los pilotes.
– Reducción del riesgo de fallas o fisuras en elementos de la superestructura, en particular las
fachadas de los edificios.
– Implementación de un bloque excéntrico que impide el volcamiento en el caso de cargas
actuantes excéntricas, mediante un arreglo asimétrico de los pilotes.

28. Pilotes tornillo
• Los pilotes de tornillo DESOI permiten la realización de una obra en un
tiempo muy corto y casi en cualquier lugar. Debido al ligero peso de los
pilotes, se pueden usar en casi todos los terrenos de construcción. La
forma en espiral de los pilotes de tornillo genera una relación única de la
sección transversal respecto de la superficie total, permitiendo una
compresión y una carga de tracción altas.
• La instalación se realiza mediante un martillo hidráulico o neumático, que,
literalmente, atornilla los pilotes en el suelo.

29. Pilotes entrelazados
• Este sistema consta de unos pilotes ligados a la cimentación pero que no
se apoyan en la capa dura (a) y otro conjunto no colineales con los otros
que se apoyan en la capa dura pero desligados de la cimentación (b).

30. Pilotes entrelazados
• La presencia de los pilotes disminuye la magnitud de los esfuerzos
inducidos en el suelo, por el peso de la estructura y por otra parte los
colchones del suelo entre la punta del pilote "A " y la capa dura, y entre la
cabeza del pilote "B" y la losa, absorben los espacios de la formación
arcillosa debido o a la consolidación regional y evitan que emerge la forma
en que transmiten su carga es la siguiente.
• Los pilotes "A " transmiten su carga al suelo por la fricción positiva "fl" y al
mismo tiempo
• Los pilotes "A " transmiten su carga al suelo por la fricción positiva "fl" y al
mismo tiempo transmitirán su carga sobrante "q" a través del suelo a los
pilotes "B" Los pilotes "B" reciben la carga por fricción negativa "f2"y la
transmiten a la capa dura, debido a la fricción negativa ques se produce en
el subsuelo y los pilotes "B", que se ejerce un esfuerzo "r" en el subsuelo
con dirección hacia arriba.

32. Fuentes bibliográficas.
LIBRO «INGENIERA DE CIMENTACIONES» DE BRAJA M. DAS 7MA EDICION.
Pilotes de acero
• https://www.gerdaucorsa.com.mx/sites/mx_gerdau/files/PDF/MANUAL_P
ILOTES_METALICOS_lr-min.pdf
Uso de los pilotes de madera.
• https://infomadera.net/uploads/articulos/archivo_4747_15790.pdf
Pruebas de carga en pilotes
• https://fernandeztadeo.com/WordPress/?page_id=1361
• https://fernandeztadeo.com/WordPress/?page_id=1371

33. Fuentes bibliográficas
Estado del arte en pilotes
• http://biblus.accasoftware.com/es/innovacion-tecnologica-en-construccion-10-tecnologias-que-
revolucionaran-el-mundo-de-la-construccion-en-el-2019/
• http://biblus.accasoftware.com/es/innovacion-tecnologica-en-construccion-10-tecnologias-que-
revolucionaran-la-construccion-en-el-2019-2/
• http://biblus.accasoftware.com/es/plataforma-de-colaboracion-bim-y-aluminio-transparente-10-
innovaciones-tecnologicas-en-construccion-en-el-2019-3/
• http://biblus.accasoftware.com/es/innovacion-tecnologica-en-construccion10-tecnologias-que-
revolucionaran-la-construccion-en-el-2019-4/
• https://www.monografias.com/trabajos92/analisis-cimentaciones-balsas-combinadas-
pilotes/analisis-cimentaciones-balsas-combinadas-pilotes.shtml
• https://www.desoi.es/productos/tcnicadeinyeccin/sistemas-de-anclaje/pilotes-de-tornillo.html
• https://infonavit.janium.net/janium/TESIS/Licenciatura/Chavez_Rodriguez_David_44650.pdf
• http://www.pilotec.com.mx/sites/pilotec.com.mx/files/pdf-
publicaciones/en_20_anos_de_construccion.pdf