¿Cuánto asienta un pilote?

En el post de hoy vamos a explicaros cómo se calcula el asiento de un pilote y lo que es más interesante, os vamos a justificar cómo obtener el número gordo para estimarlo de una manera rápida.

En verdad, y aquí esta lo más gracioso, es que las normativas suelen mostrar una fórmula para el asiento de pilotes, en función de la carga de hundimiento, que realmente sacan de un dato empírico que siempre se ha usado como número gordo. Nosotros lo vamos a hacer al revés, es decir, os vamos a mostrar la fórmula que suelen presentar las normativas y de esa vamos a deducir el número gordo (ya veréis cómo de sencillo es este).

La fórmula que presentan las distintas normativas para el asiento de un pilote aislado es la siguiente:

Siendo:

  • D el diámetro del pilote.
  • Qh la carga de hundimiento del pilote.
  • Lc es la longitud de cálculo igual a

  • l1 es la longitud del pilote fuera del terreno (en caso de existir).
  • l2 es la longitud del pilote dentro del terreno.
  • α un coeficiente en función de la transmisión de cargas del pilote al terreno.
    • Para pilotes por punta
      • α=1
    • Para pilotes por fuste (flotantes)
      • α=2/3 (GCOC)
      • α=0,5 (ROM)
    • Para situaciones intermedias, se interpola según la relación de resistencias entre la punta y el fuste.
  • A es el área de la sección transversal del pilote.
  • E el módulo de elasticidad del pilote.
  • P es la carga actuante en el pilote.

Como podéis apreciar, se trata de una fórmula de dos sumandos en el que el segundo es la parte de acortamiento elástico que experimenta el pilote (el 100% si la carga llega a la punta y el 66% si la carga se va “esfumando” por el fuste). Recordad que el acortamiento de un prisma sometido a una carga viene dada por:

El primer sumando de la fórmula de asientos es la parte que asienta el terreno debido a la carga (mientras más carga pueda soportar el pilote, Qh, menos será su asiento). De esta manera, la fórmula nos está explicando que el asiento del pilote es la suma de lo que se acorta él debido a la carga y lo que se deforma el terreno circundante del pilote debido a la carga transferida. Como veis, una fórmula muy intuitiva.

Por cierto, que la ecuación también la podemos escribir de la siguiente manera para evitar que interpolar el valor de alfa (tomando los valores de la GCOC):

Con Rp la resistencia por punta y Rf la resistencia por fuste.

Ahora hagamos el siguiente razonamiento. Pensemos en un pilote “bien calculado. Y cuando digo “bien calculado” me refiero que esta aprovechado al 100%, es decir, que esta solicitado a su carga máxima, solicitado a su “tope”. Podemos poner esta condición de dos maneras, una como que P es igual a la carga de hundimiento entre el coeficiente de seguridad, o que P es igual a la tensión de trabajo de un pilote por su área:

Con c.s. el coeficiente de seguridad en pilotes que podemos tomar igual a 3 y σ la tensión máxima de trabajo de un pilote que puede estimarse en 4 MPa.

Además, es asumible que la longitud de cálculo de un pilote suele estar en torno a los 15D (si no contamos con la parte libre del pilote fuera de terreno).

Si sustituimos esta carga P y la longitud de cálculo estimada del pilote y asumimos un módulo de deformación del hormigón de 30000 MPa, en la fórmula de asientos, tenemos:

Llegamos a la conclusión que un pilote bien calculado (aprovechado al 100%) asienta un 1% de su diámetro. Y esta estimación es la que se ha venido constatando empíricamente en multitud de ensayos.

Así que, aquí tenéis el número gordo para el asiento de pilotes “bien calculados”:

Más fácil, imposible. Además, ahora podéis mas o menos intuir que la normas no hacen otra cosa que proponer una fórmula que recoge la deformación del terreno por un lado, la deformación del pilote por otro, y la ajusta para que salga los datos empíricos en el caso de pilote “bien calculados”.

Espero que os haya resultado entretenido y os resulte de utilidad.

P.D. Si os gusta el tema de las cimentaciones profundas, sólo recordaros que tenemos dos cursos sobre ellas. Uno sobre pilotes y otro sobre micropilotes.

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José Antonio Agudelo Zapata

Ing. Caminos, Canales y Puertos por la Universidad de Granada. Cofundador y responsable de Estructurando.net

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One Response to ¿Cuánto asienta un pilote?

  1. José Castro dice:

    Qué tal Ingeniero, cómo le va? Buenas aportaciones en estos temas de Geotecnia y Cimentaciones, felicitaciones. Mi inquietud es la siguiente: Podría considerar estos criterios para aplicarlos en México?. Saludos.

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