Como ya hemos hablado en post anteriores, un pilote tiene dos formas de trabajar: por punta y por fuste. Y lo puede hacer de forma predominante a una de ellas, o a ambas a la vez. Si sólo transmite su carga al terreno fundamentalmente a través del fuste, se suelen denominar pilotes “flotantes”, y si las cargas del pilotaje se transmite fundamentalmente por punta, se suelen denominar pilotes “columna”. Lo normal es que el pilote esté en una situación intermedia en la que transmite la carga al terreno tanto por el fuste como por la punta.
Sea como sea, para evaluar la carga transmitida es primordial saber cual es el área que ofrece el fuste y cuál es el área que ofrece la punta. Algo que parece trivial, puede tener significativas diferencias a lo que podamos pensar en un primer momento si la geometría del pilote es no convencional. Y en este post lo vamos a ver para todas las casuísticas posibles.
La sección transversal del pilote suele ser circular o casi circular (cuadrada, hexagonal u octogonal) de manera que no es difícil asimilar la mayoría de los pilotes a elementos cilíndricos de longitud L y de diámetro D. Pero el diámetro equivalente que obtengamos no es el mismo si lo usamos para el área del fuste como para el área de la punta.
Si se trata de evaluar la capacidad portante por la punta, debe hacerse la equivalencia igualando las áreas de la sección transversal, es decir:
Donde:
A = Sección transversal del área de apoyo.
Deq = Diámetro equivalente.
Sin embargo, si lo que se trata es de evaluar la resistencia por fuste, debe hacerse la equivalencia en la longitud del contorno de la sección transversal (o perímetro de la misma), P. Es decir:
Donde:
P = Perímetro de la sección transversal.
Deq = Diámetro equivalente.
Como puede apreciarse, para una misma sección, no se obtiene un diámetro equivalente igual para usarlo para el área por fuste que para el área por punta. Por ejemplo, pensemos en un pilote cuadrado de lado “l” el diámetro equivalente a usar para la punta es 1.13l mientras que el diámetro equivalente para evaluar el área por fuste es de 1.27l. Aunque realmente, no es que haya un gran problema para nuestros cálculos si tenemos en cuenta el área y perímetro real de la sección en nuestros cálculos y no estimemos el diámetro equivalente.
Sin embargo, esto no se puede hacer para cualquier geometría que nos encontremos.
Cuando tenemos un pilote metálico en doble T (IPN, IPE, HEM, HEB…) la longitud de contorno que conviene tomar, para obtener el diámetro equivalente a usar en el área por fuste, es igual al perímetro del rectángulo circunscrito a dicha H, es decir, el doble de la suma del ancho del ala más el canto.
Otro caso particular son los pilotes-pantalla que con una sección rectangular con longitud muy superior a su anchura que complica la asimilación a forma circular.
Para ello el Área por punta a considerar será igual:
Donde:
B = Ancho de la pantalla (dimensión menor en planta).
L = Longitud de la pantalla (dimensión mayor en planta).
f = Factor de reducción de capacidad de soporte por punta en pantallas de sección recta rectangular, B · L:
Es decir, que si la sección es muy larga en función de su ancho podemos llegar hasta sólo considerar el 60% del área de la sección.
Sin embargo, para la resistencia por fuste se puede calcular, en el caso de pantallas, del mismo modo que en los pilotes excavados, contando, como longitud del perímetro de la sección transversal, su valor real, es decir, 2 · (B + L).
Espero que haya resultado interesante o, al menos, llamado la atención sobre estos casos fuera de lo normal.
Fuente: Guía de Cimentaciones de Carretera. Ministerio de Fomento.
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