Cimentaciones Con Pilotes

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
CIMENTACIONES CON PILOTES
CURSO : CONCRETO ARMADO II
DOCENTE : ING. EDGAR CHURA AROCUTIPA
ESTUDIANTE : CAHUANA CACERES, MERY CRISTINA
FECHA DE ENTREGA : 20/09/2019
TACNA-PERÚ
2019
Concreto Armado II Página 1

ÍNDICE
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................... 4
MARCO TEORICO ............................................................................................................................. 5
PILOTES DE CIMENTACION .......................................................................................................... 5
1. DEFINICION: ......................................................................................................................................................... 5
2. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO ..................................................................................................................... 5
3. CLASIFICACIÓN.................................................................................................................................................... 6
3.1. Según su forma de trabajo ................................................................................................. 6

3.2. Según el sistema constructivo:........................................................................................... 8
3.3. Según el diámetro del pilote: ........................................................................................... 13
4. ARMADURAS DE PILOTES ................................................................................................................................ 13
4.1. Vaciado de Pilotes ........................................................................................................... 14

4.2. Descabezado y Encepado ................................................................................................ 14
5. PRECAUCIONES CONSTRUCTIVAS ................................................................................................................. 15
5.1. Colocación de concreto in situ ......................................................................................... 15

5.2. Vaciado con el método tremie ......................................................................................... 15
6. MATERIALES UTILIZADOS ................................................................................................................................ 16
6.1. Madera ............................................................................................................................. 16

6.2. Acero................................................................................................................................ 16
6.3. Concreto ........................................................................................................................... 17
7. CASOS EN QUE SE USAN PILOTES ................................................................................................................. 17
NORMA E.050 SUELOS Y CIMENTACIONES ............................................................................. 19

8. CIMENTACIÓN POR PILOTES(Art.26) ............................................................................................................... 19
8.1. Programa de exploración para pilotes.............................................................................. 19

8.2. Estimación de la longitud y de la capacidad de carga del pilote ..................................... 19
8.3. Consideraciones en el cálculo de capacidad de carga ..................................................... 20
8.4. Capacidad de carga del grupo de pilotes ......................................................................... 20
8.5. Asentamientos.................................................................................................................. 22
8.6. Consideraciones durante la ejecución de la obra ............................................................. 22
MARCO PRACTICO ........................................................................................................................ 23
APLICACIÓN N°1 ......................................................................................................................................................... 23
APLICACIÓN N°2 ......................................................................................................................................................... 26
CONCLUSIONES ............................................................................................................................. 27
RECOMENDACIONES .................................................................................................................... 27
BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................................... 28

TABLA DE FIGURAS
figura 1 Pilote rígido de primer orden .................................................................................................. 6

figura 2 Pilote rígido de Segundo Orden ............................................................................................. 7
figura 3 Pilote flotante.......................................................................................................................... 7
figura 4 pilotes prefabricados ............................................................................................................... 8
figura 5 pilotes de desplazamiento con azuche .................................................................................... 9
figura 6 pilote de desplazamiento con tapón de gravas ..................................................................... 10
figura 7 pilotes con extracción de tierras ........................................................................................... 11
figura 8 Colocación de estructura para el vaciado posterior .............................................................. 12
figura 9 Vaciado de concreto ............................................................................................................. 14
figura 10 Armazón de acero ............................................................................................................... 17

INTRODUCCIÓN
Prácticamente todas las estructuras de ingeniería civil, edificios, puentes, carreteras, túneles, muros,
torres, canales o presas deben cimentarse sobre la superficie del terreno o dentro de él. Las cargas de
estas estructuras se transmiten al terreno a través de una cimentación adecuada; dependiendo de la
naturaleza del terreno, se construyen cimentaciones superficiales como las zapatas y cimentaciones
profundas como los pilotes.
En el proyecto de cualquier sistema de cimentación, el problema fundamental es evitar que se

produzcan asentamientos suficientemente grandes para dañar la estructura o dificultar sus funciones.
La magnitud del asiento permisible depende, entre otros factores, del tamaño, tipo y utilización de la
estructura, tipo de cimentación y del emplazamiento de la estructura.
En el presente trabajo se desarrollará cimentaciones con pilotes, explicándolos casos en que debe ser
usada, sus tipos, su clasificación, etc.

MARCO TEORICO
PILOTES DE CIMENTACION
1. DEFINICION:
Cuando comenzamos a realizar las excavaciones para la ejecución de una obra, podemos topar con
diversas dificultades para encontrar el estrato resistente o firme donde queremos cimentar. En este
proceso se nos presenta la necesidad de apoyar una carga aislada sobre un terreno no firme, o
difícilmente accesible por métodos habituales. (Das, 2016)
Para solucionar estos tipos de dificultades usamos los pilotes. Se denomina pilote al elemento
constructivo de cimentación profunda de tipo puntual utilizado en obras, que permite transmitir las
cargas de la superestructura e infraestructura a través de estratos flojos e inconsistentes, hasta estratos
más profundos con la capacidad de carga suficiente para soportarlas; o bien, para repartir estas en un
suelo relativamente blando de tal manera que atraviesen lo suficiente para que permita soportar la
estructura con seguridad. (Das, 2016)
2. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Los pilotes trasmiten al terreno las cargas que reciben de la estructura mediante una combinación de
rozamiento lateral o resistencia por fuste y resistencia a la penetración o resistencia por punta. Ambas
dependen de las características del pilote y del terreno, y la combinación idónea es el objeto del
proyecto.
Cabe señalar que, como en todo trabajo relacionado con la ingeniería civil, existe cierto grado de
incertidumbre en la capacidad final de un pilote. Es por esto que buena parte de la investigación que
se viene desarrollando en este campo tiene que ver con métodos que permitan hacer un control de
calidad a bajo costo del pilotaje antes de aplicar las cargas. El método más obvio, aunque el más
costoso es hacer una prueba de carga.
Como métodos alternativos podemos mencionar: pruebas de resonancia, prensa hidráulica de

Osterberg, pruebas de análisis de ondas, pruebas sísmicas.
En muchos casos las teorías que permiten estimar la resistencia de fuste y la resistencia de punta son
de tipo empírico. Es decir, son el resultado de un análisis estadístico del comportamiento de ciertos
pilotes en determinadas condiciones de terreno. Por lo tanto, es sumamente importante conocer el
origen y las condiciones bajo las cuales determinadas fórmulas de cálculo son válidas. (Das, 2016)

3. CLASIFICACIÓN
3.1. Según su forma de trabajo
3.1.1. Pilotes rígidos de primer orden.

Funcionan principalmente como una columna que, al soportar una carga sobre su extremo superior,
desarrollan su capacidad de carga con apoyo directo sobre un estrato resistente.
El pilote trabaja por punta, clavado a gran profundidad. Las puntas de los pilotes se clavan en terreno
firme; de manera que se confía en el apoyo en ese estrato, aún si hubiere una pequeña descarga por
rozamiento del fuste al atravesar estratos menos resistentes. Lo cual denota que las fuerzas de
sustentación actúan sobre la punta del pilote, y en menor medida mediante el rozamiento de la
superficie lateral del pilote. Esta acción lateral del terreno elimina el riesgo de pandeo.
Los pilotes rígidos de primer orden son el mejor apoyo y el más seguro, porque se apoya en un terreno
de gran resistencia. (Davidian, 1982)
figura 1 Pilote rígido de primer orden
3.1.2. Pilotes rígidos de Segundo Orden.

Son aquellos que al estar soportando una carga sobre su cabeza dentro de un estrato profundo de
suelos menos firmes como un estrato profundo de suelo granular o coherente. En este caso se debe
utilizar un pilote rígido de segundo orden y éste se debe profundizar hasta que la punta llegue a
encontrar terreno firme de mayor espesor.
Este tipo de pilote transmite su carga al terreno por punta, pero también descarga gran parte de los
esfuerzos de las capas de terreno que ha atravesado por rozamiento lateral. La punta al perforar la
primera capa firme, puede sufrir asientos diferenciales considerables. (Davidian, 1982)

figura 2 Pilote rígido de Segundo Orden
3.1.3. Pilotes flotantes.

Cuando el terreno donde se construye posee el estrato a gran profundidad; en este caso los pilotes
están sumergidos en una capa blanda y no apoyan en ningún estrato de terreno firme, por lo que la
carga que transmite al terreno lo hace únicamente por efecto de rozamiento del fuste del pilote, su
valor resistente es en función de la profundidad, diámetro y naturaleza del terreno.
Se calcula la longitud del pilote en función de su resistencia. En forma empírica sabemos que los
pilotes cuya longitud es menor que la anchura de obra, no pueden soportar su carga. (Davidian, 1982)
figura 3 Pilote flotante

3.2. Según el sistema constructivo:
3.2.1. Pilotes prefabricados

Los pilotes prefabricados también se los conoce por el nombre de pilotes pre moldeados, estos
pertenecen a la categoría de cimentaciones profundas; pueden estar construidos con concreto armado
ordinario o con concreto pretensados similares a postes de luz o secciones metálicas.
Estos pilotes se hincan o clavan verticalmente sobre la superficie del terreno por medio de golpes,
esto mediante un martinete, pala metálica equipada, maquinas a golpe de masas o con martillo
neumático esto hace que el elemento descienda, penetrando el terreno, tarea que se prolonga hasta
que se alcanza la profundidad del estrato resistente y se produzca el "rechazo" del suelo en caso de
ser un pilote que trabaje por "punta", o de llegar a la profundidad de diseño, en caso de ser un pilote
que trabaje por "fricción".
Una vez hincado o clavado en el terreno, este ejerce sobre el pilote y en toda su superficie lateral, una
fuerza de adherencia que aumenta al continuar clavando más pilotes en las proximidades, pudiendo
conseguir mediante este procedimiento, una consolidación del terreno.
Es importante indicar que la operación de hincado o clavado del pilote debe de realizarse siempre de
dentro hacia fuera.
Están constituidos en toda su longitud mediante tramos ensamblables. Son relativamente caros ya que
están fuertemente armados para resistir los esfuerzos durante el transporte y el clavado en el terreno.
La punta va reforzada con una pieza metálica especial para permitir la hinca o el clavado.
La sección del pilote suele ser cuadrada y sus dimensiones normalmente son de 30 cm. x 30 cm. o 45
cm. x 45 cm. También se construyen con secciones hexagonales en casos especiales.
Están compuestos por dos armaduras: una longitudinal con 4 diámetros de 25 mm. y otra transversal
compuesta por estribos de varilla de sección 8 mm. como mínimo.
La cabeza del pilote se refuerza uniendo los cercos con una separación de 5 cm. en una longitud que
oscila en 1 m. (Davidian, 1982)
figura 4 pilotes prefabricados

3.2.2. Pilotes de Desplazamiento
Los pilotes de desplazamiento son los pilotes que se construyen sin extraer las tierras del terreno y
tienen dos sistemas de ejecución diferentes.
3.2.2.1. Pilotes de Desplazamiento con Azuche
Se utilizan cuando los pilotes poseen diámetros pequeños (se considera entre 30 y 65 cm.
aproximados) y el terreno es resistente pero poco estable.
Se ejecuta la hinca con una entubación que posee un azuche de punta cónica o plana en su extremo
inferior, la entubación puede ser metálica o de concreto.
El azuche posee un diámetro exterior mayor en aproximadamente 5 cm. que el pilote, con la parte
superior cilíndrica ya preparada para introducir en el extremo inferior de la entubación.
Con golpes de maza o martillo se hinca desde la parte superior de la entubación y se encaja hasta la
profundidad que se requiere para el pilotaje.
Luego se extrae la entubación con la precaución de que quede un mínimo de concreto igual a 2
veces el diámetro interior; de esta manera se impide la entrada de agua por la parte inferior. La
forma de extraer la entubación es con un golpe en la cabeza, logrando el efecto de vibrado del
concreto. (Davidian, 1982)
figura 5 pilotes de desplazamiento con azuche

3.2.2.2. Pilotes de Desplazamiento con Tapón de Gravas
Este sistema se realiza por una hinca y entubación por golpe sobre un tapón de gravas u concreto,
introducido antes en la entubación.
El concreto se coloca en pequeñas tongadas y se va compactando hasta obtener un tapón que debe
tener como mínimo tres veces el diámetro del pilote.
Con la presión ejercida por las paredes del tubo se va progresivamente efectuando un desplazamiento
lateral del terreno, llegando con el tubo hasta la profundidad calculada para el pilotaje. El golpe de
maza desaloja el tapón del tubo y queda ensanchada la punta de los pilotes.
Luego se coloca la armadura, se quita la camisa y se realiza la hormigonada por tongadas.
Finalmente se apisona o se vibra para garantizar la continuidad del cuerpo del pilote.
Se procede a extraer el tubo cuidando que quede un mínimo de concreto que deberá ser el doble de
su diámetro interno, para impedir el ingreso de agua por la parte inferior de la entubación. (Davidian,
1982)
figura 6 pilote de desplazamiento con tapón de gravas
3.2.3. Pilotes con Extracción de Tierra
Este sistema de Pilotaje por Extracción de Tierras requiere que las tierras de la excavación sean
extraídas antes de la ejecución del hormigonado de pilotes.
La excavación se puede realizar de diferentes modos, de acuerdo a las características del terreno. Para
lo cual se utilizan maquinarias diferentes como cucharas, trépanos, barrenas y otros.

En terrenos poco cohesivos o cuando el terreno resistente queda debajo del Nivel Freático, se pueden
producir desmoronamientos o filtraciones de la napa. Para evitar estos problemas se recurre a
una camisa metálica, es un tubo que tiene la misma función de un encofrado; esta camisa se va
clavando al tiempo que se efectúa la excavación. Estas camisas pueden ser recuperables o perdidas si
se dejan en el terreno; en este caso, el tubo metálico ha sido tratado en su cara externa con pinturas
adecuadas para evitar la corrosión.
Existen otras soluciones que utilizan lodos tixotrópicos para garantizar la estabilidad de las paredes
de la excavación; o por extracción de tierras con barrena helicoidal, en terrenos coherentes donde no
ocurran desmoronamientos.
Dentro de la clasificación de pilotes con extracción de tierras, podemos mencionar:
Pilotes de Extracción con Entubación Recuperable: por lo general son pilotes de grandes dimensiones,
con diámetros entre 45 y 125 cm. (Davidian, 1982)
figura 7 pilotes con extracción de tierras
3.2.4. Pilotes vaciados in situ
Los Pilotes vaciados in situ son un tipo de pilotes ejecutados en obra, tal como su nombre lo indica,
en el sitio, en el lugar.
La denominación se aplica cuando el método constructivo consiste en realizar una perforación en el

suelo a la cual se le colocará un armado en su interior y posteriormente se rellenará con concreto.
En ocasiones, el material en el que se está cimentando, es un suelo friccionante (como son arenas,
materiales gruesos y limos, los cuales pueden ser considerados como materiales friccionantes ya que
al poseer una estructura cohesiva tan frágil, cualquier movimiento como el que produce la broca al
perforar, hace que se rompa dicha cohesión y el material trabaje como un suelo friccionantes), es por
ello que se presentan desmoronamientos en el interior de las paredes de la perforación; a este
fenómeno se le denomina "caídos", es por ello que se recurre a diversos métodos para evitar que se
presente.

Uno de los principales métodos de evitar "caídos", consiste en vaciar "lodo bentonítico" en el interior
de la perforación, y al vaciar posteriormente el concreto dentro, el lodo saldrá por diferencia de
densidades. Otro método menos empleado, es el uso de "camisas" o "ademes" de acero recuperables,
los cuales no son más que secciones metálicas que se introducen en la excavación y evitan que el
material de las paredes caiga. (Davidian, 1982)
figura 8 Colocación de estructura para el vaciado posterior
3.2.4.1. Pilotaje "in situ" en seco.
Este tipo de pilotaje comprende diferentes fases como son la perforación del subsuelo con hélice o
cazo, colocación de armadura de acero y vertido de concreto mediante tubo tremie que se realiza de
abajo a arriba. (Davidian, 1982)
3.2.4.2. Pilotaje "in situ" con camisa recuperable o perdida.
En terrenos fangosos o cercanos al nivel del mar o cuencas de ríos. Este pilotaje comprende la
introducción de camisas para sujeción de las paredes a perforar, perforación del terreno, colocación
de armaduras y vertido de concreto. (Davidian, 1982)
3.2.4.3. Pilotaje "in situ" con ayuda de lodos bentoníticos.
Esta perforación no se realiza en seco ya que hay que suministrar el lodo bentonítico a la perforación,
el cual penetra en las fisuras del terreno para crear una pequeña "costra" que impida la caída de las
paredes perforadas. Así estos lodos se recuperan en un tanque en el cual se filtra y se vuelve a
reutilizar en la siguiente perforación. Después de este proceso se coloca la armadura y se vierte el
concreto. (Davidian, 1982)

3.2.4.4. Pantalla de pilotes secantes "in situ".
Este es el método más utilizado ya que permite hacer una excavación del terreno a gran profundidad,
sin preocupación de que se puedan deteriora cimentaciones de viviendas contiguas como también del
acerado de la calle, así impide el paso del nivel freático a los sótanos. Con este método se pueden
construir diferentes plantas de parking que, como anteriormente hemos indicado, es solución
inminente por el gran problema de aparcamiento que existe en nuestras ciudades. Esta pantalla trabaja
también como cimentación de la estructura u obteniéndose así un doble aprovechamiento de este tipo
de cimentación especial. (Davidian, 1982)
3.3. Según el diámetro del pilote:
 Micro pilotes
Diámetro menor de 200 mm. Se emplean en obras de recalce.
 Pilotes convencionales
De 300 a 600 mm.
 Pilotes de gran diámetro
Diámetro mayor de 800 mm.
 Pilotes pantalla
De sección pseudo rectangular.
 Pilotes de sección en forma de cruz.
4. ARMADURAS DE PILOTES
Las armaduras se conforman como si fuesen jaulas; las armaduras longitudinales están constituidas
por barras colocadas uniformemente en el perímetro de la sección, y el armado transversal lo
constituyen un zuncho en espiral o cercos de redondos de 6 mm. de sección, con una separación de
20 cm.
El diámetro exterior del zuncho será igual al diámetro de pilote, restándole 8 cm; así se obtiene un
recubrimiento mínimo de 4 cm.
La cantidad de barras y el diámetro de las mismas, se calcula en función de la carga que deba soportar
el pilote. (http://ingecivilcusco.blogspot.com, 2009)

4.1. Vaciado de Pilotes
El concreto utilizado de acuerdo a la resistencia es de 250 kg/cm2 aproximadamente (consultar con

la norma respectiva de su país).
Con una consistencia medida en cono de Abrams de 10 a 15 cm.
figura 9 Vaciado de concreto
4.2. Descabezado y Encepado
Los pilotes se descabezan, por ello, siempre se elimina el concreto de baja calidad que queda en la
parte superior.
Así quedan las armaduras al descubierto que se entrelazan al encepado.
La longitud de la armadura debe permitir que posterior al descabezado, queden sobresaliendo del
pilote alrededor de 50 cm.
Las armaduras longitudinales del pilote se empalman por un solape mínimo de 40 cm., van soldadas
o atadas con alambre en toda su longitud.
Si se utilizare cercos a modo de armadura transversal, los cierres se hacen por solape de 8 cm como
mínimo, y van soldados o atados con alambre.
El solapado se hace alternado para cercos sucesivos. Se atan firmemente las armaduras formando una
jaula que soporte la hormigonada.
Cada pilote se vacía de una vez sin interrumpir la operación, no se admiten juntas de hormigonado.
Al finalizar el pilote, debe quedar vaciado a una altura superior a la definitiva; lo que excede de
concreto se demuele cuando ha fraguado.

No se debe efectuar la hincada con desplazamiento de pilotes o entibar en un área menor de 3 m.
alrededor del pilote, hasta que el concreto tenga una resistencia mínima de 30 kg/cm2, de acuerdo a
ensayos previos.
Posterior al descabezado los pilotes deben sobresalir del terreno lo suficiente para permitir el
empotramiento del concreto de 5 cm mínimo para el encepado. (http://ingecivilcusco.blogspot.com,
2009)
5. PRECAUCIONES CONSTRUCTIVAS
5.1. Colocación de concreto in situ
La distancia mínima entre la piloteadora y la colocación del concreto debe ser especificada. Se han
realizado pruebas que muestran que las vibraciones provenientes de la piloteadora no tienen efectos
contrarios sobre el concreto fresco, y un criterio de un pilote abierto entre las operaciones de
perforación y las de vaciado es considerado como satisfactorio. (Gonzales, 2012)
La camisa, cascarón, tubo o tubería, debe ser inspeccionado justo antes a rellenarlo con concreto y
debe estar libre de material extraño y no contener más de diez centímetros de agua, a menos que se
utilice el método tremie para introducir concreto. El concreto debe ser vertido en cada perforación o
camisa sin interrupción. Si es necesario interrumpir el proceso de vertido de concreto por un intervalo
de tiempo tal que endurezca el concreto, se deben colocar dovelas de acero en la zona superior
hormigonada del pilote. Cuando el vaciado se suspende, todas las rebabas deben ser retiradas y la
superficie del concreto debe ser lavada con una lechada fluida. (Gonzales, 2012)
5.2. Vaciado con el método tremie
El método tremie, de llenado por flujo inverso, se usa para verter concreto a través de agua, cuando
la perforación queda inundada. El concreto se carga por tolva o es bombeado, en forma continua,
dentro de una tubería llamada tremie, deslizándose hacia el fondo y desplazando el agua e impurezas
hacia la superficie. El fondo del tremie se debe cerrar con una válvula para prevenir que el concreto
entre en contacto con el agua. El tremie llega hasta el fondo de la perforación antes de iniciarse el
vertido del concreto. Al principio, se debe elevar algunos centímetros para iniciar el flujo del concreto
y asegurar un buen contacto entre en concreto y el fondo de la perforación.
Como el tremie es elevado durante el vaciado, se debe mantener dentro del volumen del concreto,
evitando el contacto con el agua. Antes de retirar el tremie completamente, se debe verter suficiente
concreto para desplazar toda el agua y el concreto diluido. (http://ingecivilcusco.blogspot.com, 2009)

6. MATERIALES UTILIZADOS
Indicamos los materiales utilizados en pilotaje:
6.1. Madera
La madera se emplea desde la prehistoria; en ese entonces los habitantes lacustres construían sus
chozas apoyándolas sobre troncos hincados en el lecho del lago. Estos troncos lograron conservarse
mientras las aguas que los rodeaban eran ácidas, es decir de pantanos turbosos.
Los rollizos de madera se conservan más tiempo si se los mantiene permanentemente mojados o
secos, pero si se alternan estas condiciones de humedad, se destruyen rápidamente.
Antes de colocar los pilotes se aconseja impregnarlos a presión con una sustancia protectora para
evitar el ataque de hongos o insectos que destruyen sus fibras.
Las maderas más usadas, por ser más económicas, son pino y abeto. Si se requiere de mayor
resistencia por el ataque de aguas de mar o por impactos, se debe recurrir a maderas más costosas,
pero de mayor dureza, como por ejemplo la haya o la teca.
Los rollizos naturales son más económicos, pero si poseen sección cuadrada, son mejores para sus
posibles empalmes.
El hincado debe realizarse con golpeteo suave sobre la parte más gruesa del tronco.
En pilotes más grandes la carga de trabajo no ha de superar las 25 T. Esta clase de pilotaje se emplea
donde el tronco de árbol es un material habitual fácil de encontrar en ese lugar, o cuando se trata de
cimentaciones en zonas lacustres. (Das, 2016)
6.2. Acero
Se utilizan con secciones en H o en Cajón.
En tipo cajón pueden rellenarse de concreto después de haberse colocado.
A veces se constituye el pilotaje con perfiles planos empalmarles, es el tablestacado, que se consiguen
con secciones de acero laminado en caliente. Se los utiliza como contención de tierras y como barrera
del agua en caso de excavaciones para cimentaciones, sótanos. En muelles y zonas ribereñas también
suele usarse.
Para evitar la corrosión, el acero puede contener una cantidad importante de cobre, se lo llama acero
de oxidación controlada o estar impregnado con pintura bituminosa.
Los hincados en pilotes de acero son más fuertes y vigorosos.
Si es necesario, pueden recuperarse y se les puede hacer variar su longitud por corte o por soldadura.
(Das, 2016)
figura 10 Armazón de acero
6.3. Concreto
 Los pilotes fabricados de este material se dividen en:

 Pilotes Prefabricados
 Pilotes vaciados in Situ (Das, 2016)
7. CASOS EN QUE SE USAN PILOTES
 Cuando las cargas transmitidas por el edificio no se pueden distribuir adecuadamente en una
cimentación superficial excediendo la capacidad portante del suelo.
 Puede darse que los estratos inmediatos a los cimientos produzcan asientos imprevistos y que
el suelo resistente esté a cierta profundidad; es el caso de edificios que apoyan en terrenos de
baja calidad.
 Cuando el terreno está sometido a grandes variaciones de temperatura por hinchamientos y

retracciones producidos con arcillas expansivas.
 Cuando la edificación está situada sobre agua o con la capa freática muy cerca del nivel de
suelo.
 Cuando los cimientos están sometidos a esfuerzos de tracción.

Aquí tenemos varios casos:
 En edificios de altura expuestos a fuertes vientos.
 En construcciones que requieren de elementos que trabajen a la tracción, como estructuras de

cables, o cualquier estructura anclada en el suelo.
 Cuando se necesita resistir cargas inclinadas; como en los muros de contención de los muelles.
 Cuando se deben recalzar cimientos existentes.
En la cimentación por pilotaje deben observarse los siguientes factores de incidencia:
a) El rozamiento y adherencia entre suelo y cuerpo del pilote.
b) La resistencia por punta, en caso de transmitir compresiones, para absorber esfuerzos de

tracción puede ensancharse la parte inferior del pilote, para que trabaje el suelo superior.
c) La combinación de ambos.
Para hincar el pilote siempre se busca el apoyo sobre una capa resistente que soporte las cargas
transmitidas.
Frecuentemente la capa firme está a mucha profundidad, entonces el rozamiento lateral puede
ser de importancia según el caso.
Con un terreno mediocre en superficie y fuertes cargas, el rozamiento lateral será menos importante
cuanto más débiles sean las capas del terreno atravesadas; por ello conviene emplear este sistema.
(Das, 2016)

NORMA E.050 SUELOS Y CIMENTACIONES
8. CIMENTACIÓN POR PILOTES(Art.26)
Los pilotes son elementos estructurales hechos de concreto, acero o madera y son usados para
construir cimentaciones en los casos en que sea necesario apoyar la cimentación en estratos ubicados
a una mayor profundidad que el usual para cimentaciones superficiales. (cimentaciones, 2006)
8.1. Programa de exploración para pilotes
El programa de exploración para cimentaciones por pilotes se sujetará a lo indicado en el

Artículo 11.
8.2. Estimación de la longitud y de la capacidad de carga del pilote
 Si los registros de la perforación establecen la presencia de roca a una profundidad razonable,

los pilotes se extienden hasta la superficie de la roca. En este caso la capacidad última de los
pilotes depende por completo de la capacidad de carga del material subyacente.
 Si en vez de roca se encuentra un estrato de suelo bastante compacto y resistente a una
profundidad razonable, los pilotes se prolongan unos cuantos metros dentro del estrato duro.
En este caso, la carga última del pilote se expresa como:
donde:
 Qu = capacidad última del pilote.

 Qp = capacidad última tomada por la punta del pilote.
 ΣQf = capacidad última tomada por la fricción superficial desarrollada en los lados del
pilote, por los estratos que intervienen en el efecto de fricción.
Si ΣQf es muy pequeña:
En este caso, la longitud requerida de pilote se estimacon mucha precisión si se dispone de los
registros de exploración del subsuelo.

 Cuando no se tiene roca o material resistente a una profundidad razonable, los pilotes de carga
de punta resultan muy largos y antieconómicos. Para este tipo de condición en el subsuelo,
los pilotes se hincan a profundidades específicas. La carga última de esos pilotes se
expresa por la ecuación:
donde:
 Qu = capacidad última del pilote.

 Qp= capacidad última tomada por la punta del pilote.
 SQf= capacidad última tomada por la fricción superficial desarrollada en los lados del
pilote, por los estratos que intervienen en el efecto de fricción.
Sin embargo, si el valor de Qp es pequeño:
Éstos se denominan pilotes de fricción porque la mayor parte de la resistencia se deriva de la fricción
superficial. La longitud de estos pilotes depende de la resistencia cortante del suelo, de la carga
aplicada y del tamaño del pilote. Los procedimientos teóricos para dicho cálculo se presentan más
adelante. (cimentaciones, 2006)
8.3. Consideraciones en el cálculo de capacidad de carga
Dentro de los cálculos de la capacidad de carga de los pilotes no se deben considerar los estratos
licuables, aquellos de muy baja resistencia, suelos orgánicos ni turbas.
8.4. Capacidad de carga del grupo de pilotes
- En el caso de un grupo de pilotes de fricción en arcilla, deberá analizarse el efecto de grupo.
- En el caso de pilotes de punta apoyados sobre un – bvbn

748estrato resistente de poco espesor, debajo del cual se tiene un suelo menos resistente, debe
analizarse la capacidad de carga por punzonamiento de dicho suelo.

a) Factores de seguridad
- Para el cálculo de la capacidad de carga admisible, mediante métodos estáticos, a partir de la carga
última, se utilizarán los factores de seguridad estipulados en elArtículo 16.
- Para el cálculo mediante métodos dinámicos, se uti-lizará el factor de seguridad correspondiente a

la fórmulautilizada. En ningún caso el factor de seguridad en losmétodos dinámicos será menor
de 2.
b) Espaciamiento de pilotes.
- Para el caso de pilotes por fricción, este espaciamiento no podrá ser menor de 1,20 m.
c) Fricción negativa
- La fricción negativa es una fuerza de arrastre haciaabajo ejercida sobre el pilote por el suelo que lo
rodea, lacual se presenta bajo las siguientes condiciones:
 Si un relleno de suelo arcilloso se coloca sobre un estrato de suelo granular en el que se hinca
un pilote, el relleno se consolidará gradualmente, ejerciendo una fuerza de arrastre hacia
abajo sobre el pilote durante el período de consolidación.
 Si un relleno de suelo granular se coloca sobre un estrato de arcilla blanda, inducirá el proceso
de consolidación en el estrato de arcilla y ejercerá una fuerza de arrastre hacia abajo
sobre el pilote.
 Si existe un relleno de suelo orgánico por encima del estrato donde está hincado el pilote, el
suelo orgánico se consolidará gradualmente, debido a la alta compresibilidad propia de este
material, ejerciendo una fuerza de arrastre hacia abajo sobre el pilote.
 El descenso del nivel freático incrementará el esfuerzo vertical efectivo sobre el suelo a
cualquier profundidad, lo que inducirá asentamientos por consolidación en la arcilla. Si un
pilote se localiza en el estrato de arcilla, quedará sometido a una fuerza de arrastre hacia
abajo.
- Este efecto incrementa la carga que actúa en el pilote y es generado por el desplazamiento
relativo hacia abajo del suelo con respecto al pilote; deberá tomarse en cuenta cuando se efectúa
pilotaje en suelos compresibles.

d) Análisis del efecto de la fricción negativa
- Para analizar el efecto de la fricción superficial negativa se utilizarán los métodos estáticos,
considerando úni-camente en ellos la fricción lateral suelo – pilote, actuan-do hacia abajo.
- La fricción negativa debe considerarse como una carga adicional a la que trasmite la estructura.
8.5. Asentamientos
 Se estimará primero el asentamiento tolerable porla estructura y luego se calculará el

asentamiento del pi-lote aislado o grupo de pilotes para luego compararlos.
 En el cálculo del asentamiento del pilote aislado se considerarán: el asentamiento debido a la
deformación axial del pilote, el asentamiento generado por la acción de punta y el
asentamiento generado por la carga trans-mitida por fricción.
 En el caso de pilotes en suelos granulares, el asen-tamiento del grupo está en función del
asentamiento delpilote aislado.
 En el caso de pilotes en suelo cohesivo, el principal componente del asentamiento del grupo
proviene de la consolidación de la arcilla. Para estimar el asentamiento, en este caso, puede
reemplazarse al grupo de pilotes por una zapata imaginaria ubicada a 2/3 de la profundidaddel
grupo de pilotes, de dimensiones iguales a la seccióndel grupo y que aplica la carga
transmitida por la estruc-tura.
8.6. Consideraciones durante la ejecución de la obra
 Pruebas de carga
- Se deberán efectuar pruebas de carga según lo indicado en la Norma ASTM D 1143.

- El número de pruebas de carga será de una porcada lote o grupos de pilotes, con un
mínimo de una prueba por cada cincuenta pilotes.
- Las pruebas se efectuarán en zonas con perfil desuelo conocido como más
desfavorables.
 Ensayos diversos
- Verificación del buen estado físico.

- Prueba de carga estática lateral, de acuerdo a las solicitaciones.
- Verificación de la inclinación.

MARCO PRACTICO
APLICACIÓN N°1
En la figura 13.16a se muestra un pilote hincado en arcilla. El pilote tiene un diámetro de 406mm
a) Calcule la capacidad de carga de punta neta. Use la ecuación (13.14)

b) Calcule la resistencia superficial 1) usando las ecuaciones (13.23) y (13.24) 2) usando la
ecuación 13.21 3) usando la ecuación (13.25). para todos los estratos de arcilla ∅𝑅 = 30°. Los
10 metros superiores de arcilla están normalmente consolidadas. El estrato inferior de arcilla
tiene una OCR de 2.
c) Estime la capacidad neta admisible del pilote. Use un FS=4
SOLUCION:
El área de la sección transversal del pilote es

𝜋 2 𝜋
𝐴𝑝 = 𝐷 = (0.406)2 = 0.1295 𝑚2
4 4
Parte a)
Calculo de la capacidad de carga de punta neta De la ecuación (13.14) tenemos
𝑄𝑝 = 𝐴𝑝 ∗ 𝑞𝑝 = 𝐴𝑝 ∗ 𝑁𝑐 𝐶𝑢(2) = (0.1295)(9)(100) = 116.55𝐾𝑁

Parte b)
(1) De la ecuación (13.24):
Para el estrato superior del suelo 𝐶𝑢(1) = 30𝐾𝑁/𝑚2. De acuerdo con la gráfica promedio de la figura
100𝐾𝑁
13.14 ∝1 = 1.0. Similarmente, para el estrato inferior de suelo, 𝐶𝑢2 = ; ∝2 = 0.5
𝑚2
Entonces:
𝑄𝑠 =∝1 𝐶𝑢(1) [(𝜋)(0.406)]10 +∝2 𝐶𝑢(2) [(𝜋)(0.406)]20
𝑄𝑠 = (1)(30)[(𝜋)(0.406)]10 + (0.5)(100)[(𝜋)(0.406)]20
𝑄𝑠 = (1)(30)[(𝜋)(0.406)]10 + (0.5)(100)[(𝜋)(0.406)]20
(2) El valor promedio de 𝑪𝒖 es:
𝐶𝑢(1) (10)+𝐶𝑢(2) (20) (30)(10)+(100)(20)

= = 76.7 𝐾𝑁/𝑚2
30 30
Para obtener el valor promedio de 𝜎0 se dibuja en la figura 13.16b el diagrama para la

variación del esfuerzo efectivo vertical con la profundidad. De la ecuación (13.22).
𝐴1 + 𝐴2 + 𝐴3 225 + 552.38 + 4577

𝜎0 = = = 178.48 𝐾𝑁/𝑚2
𝐿 30
La magnitud de 𝜆 de la figura 13.12 es 0.14. Por tanto:
𝑓𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 0.14 ∗ [178.48 ∗ (2)(76.7)] = 46.46 𝐾𝑁/𝑚2
Por consiguiente:
𝑄𝑠 = 𝑝𝐿𝑓𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 𝜋(0.406)(30)(46.46) = 1777.8𝐾𝑁

(3) El estrato superior de arcilla (10m) esta normalmente consolidada y 𝝓𝑹 =
𝟑𝟎°, 𝑷𝒂𝒓𝒂 𝒛 = 𝟎 − 𝟓𝒎 ecuación 13.29
𝑓𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜(1) = (1 − 𝑠𝑒𝑛𝜙𝑅 )𝑡𝑎𝑛𝜙𝑅 ∗ 𝜎0(𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜)

0 + 90
𝑓𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜(1) = (1 − 𝑠𝑒𝑛30°)(𝑡𝑎𝑛30°) ( ) = 13.0 𝐾𝑁/𝑚2
2
Similarmente, para z=5-10m:
90 + 130.95
𝑓𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜(2) = (1 − 𝑠𝑒𝑛30°)(𝑡𝑎𝑛30°) ( ) = 31.9 𝐾𝑁/𝑚2
2
Para z=10-30m ecuación 13.30:
𝑓𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = (1 − 𝑠𝑒𝑛𝜙𝑅 )(𝑡𝑎𝑛𝜙𝑅 )√𝑂𝐶𝑅 ∗ 𝜎0(𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜)
Para OCR=2
130.95 + 326.75
𝑓𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜(3) = (1 − 𝑠𝑒𝑛30°)(𝑡𝑎𝑛30°)√2 ( ) = 93.43 𝐾𝑁/𝑚2
2
Entonces:
𝑄𝑠 = 𝑝[𝑓𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜(1) (5) + 𝑓𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜(2) (5) + 𝑓𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜(3) (20)]
𝑄𝑠 = (𝜋)(0.406)[(13)(5) + (31.9)(5) + (93.43)(20)] = 2669.7 𝐾𝑁
Parte c)
Cálculo de la capacidad neta ultima 𝑄𝑢 La comparación de los tres valores de 𝑄𝑠 muestra que los
métodos 𝛼 𝑦 𝜆 dan resultados similares. Usamos entonces.
1658.2 + 1777.8
𝑄𝑠 = = 1718 𝐾𝑁
2
Entonces:
𝑄𝑢 = 𝑄𝑝 + 𝑄𝑠 = 116.55 + 1718 = 1834.55𝐾𝑁
𝑄𝑢 1834.55
𝑄𝑎𝑑𝑚𝑖𝑠𝑖𝑏𝑙𝑒 = = = 458.6 𝐾𝑁
𝐹𝑆 4

APLICACIÓN N°2
Un pilote de concreto prefabricado totalmente empotrado de 12 metros de largo es hincado en un

estrato de arena homogénea (c=0). El pilote tiene sección transversal cuadrada con lados de 305 mm.
El peso específico seco de la arena 𝛾𝑑 es de 16.8 KN/m3, el ángulo de fricción promedio del suelo es
de 35° y la resistencia a la penetración estándar corregida cerca de la vecindad de la punta del pilote
es de 16. Calcule la carga puntual ultima sobre el pilote.
a) Use el método de Meyerhof con la ecuación 13.11

b) Use el método de Meyerhof con la ecuación 13.13
SOLUCION:
a) Este suelo homogéneo, por lo que Lb=L. Para 𝝓 = 𝟑𝟓°, Nq=120. Entonces:
𝑞 ′ = 𝛾𝑑 𝐿 = (16.8)(12) = 201.6 𝐾𝑁/𝑚2
305 ∗ 305
𝐴𝑝 = = 0.0929 𝑚2
1000 ∗ 1000
𝑄𝑝 = 𝐴𝑝 𝑞 ′ 𝑁𝑞 = (0.0929)(201.6)(120) = 2247.4 𝐾𝑁
Sin embargo, de la ecuación 13.12 tenemos:
𝑄𝑝 = 𝐴𝑝 𝑞 ′ = (0.0929)(4201.25) = 390.3 𝐾𝑁 < 𝐴𝑝 𝑞 ′ 𝑁𝑞
𝑸𝒑 = 𝟑𝟗𝟎 𝑲𝑵
b) La resistencia a la penetración estándar promedio cerca de la punta del pilote es

de 16. Entonces, de la ecuación 13.13 tenemos:
𝐿
𝑞𝑝 = 40𝑁𝑐𝑜𝑟 ≤ 400𝑁𝑐𝑜𝑟
𝐷
𝐿 12
= = 39.34
𝐷 0.305
𝑄𝑝 = 𝐴𝑝 𝑞𝑝 = (0.0929)(40)(16)(39.34) = 2339 𝐾𝑁
Sin embargo, el valor limite es:
𝑄𝑝 = 𝐴𝑝 ∗ 400𝑁𝑐𝑜𝑟 = (0.0929)(400)(16) = 594.6 𝐾𝑁 ≅ 595 𝐾𝑁

CONCLUSIONES
 Se puede decir que el pilote o sistema por pilotaje es un tipo de cimentación profunda de tipo
puntual, que se hinca en el terreno buscando siempre el estrato resistente capaz de soportar
las cargas transmitidas. Por lo cual nos permite trasladar las cargas hasta un estrato resistente
del terreno, en si se presenta factible para una cimentación mas convencional mediante zapatas
o losas.
 La Cimentaci6n profunda mediante el uso de pilotes ofrece una soluci6n adecuada para la
fundaci6n de edificaciones que reposan en suelos pésimos o que no reúnen las condiciones
adecuadas de seguridad para el proyecto.
 La determinaci6n de la capacidad portante de pilotes individuales por los métodos

dinámicos son métodos prácticos y primordialmente empíricos, basados en el criterio de
energía desarrollada por el peso de un martillo que cae desde cierta altura.
RECOMENDACIONES
 No someter a los pilotes a cargas mayores a lo de su resistencia
 Realizar ensayos en laboratorio para conocer su resistencia
 Si realizamos pilotes de madera realizar su respectivo curado ya que esto ayudara a

prolongar la vida útil del pilote.

BIBLIOGRAFIA
cimentaciones, s. y. (2006). suelos y cimentac. NTE 050.
Das, B. M. (2016). Fundamentos de Ingeniería de Cimentaciones. 7ma. Edición Parte 2 .
Davidian, Z. (1982). pilotes y cimentaciones sobre pilotes. barcelona: Reverte.
Gonzales, P. (2012). www.academia.edu/8535646/CIMENTACIONES_PROFUNDAS_final.

Obtenido de www.academia.edu/8535646/CIMENTACIONES_PROFUNDAS_final:
https://www.academia.edu/8535646/CIMENTACIONES_PROFUNDAS_final
http://ingecivilcusco.blogspot.com. (2009). Obtenido de http://ingecivilcusco.blogspot.com:

http://ingecivilcusco.blogspot.com/2009/06/pilotes.html

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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA

CIMENTACIONES CON PILOTES

CURSO : CONCRETO ARMADO II

DOCENTE : ING. EDGAR CHURA AROCUTIPA

ESTUDIANTE : CAHUANA CACERES, MERY CRISTINA

FECHA DE ENTREGA : 20/09/2019

Concreto Armado II Página 1

3.1. Según su forma de trabajo ................................................................................................. 6

4.1. Vaciado de Pilotes ........................................................................................................... 14

5.1. Colocación de concreto in situ ......................................................................................... 15

6.1. Madera ............................................................................................................................. 16

NORMA E.050 SUELOS Y CIMENTACIONES ............................................................................. 19

8.1. Programa de exploración para pilotes.............................................................................. 19

Concreto Armado II Página 2

figura 1 Pilote rígido de primer orden .................................................................................................. 6

Concreto Armado II Página 3

En el proyecto de cualquier sistema de cimentación, el problema fundamental es evitar que se

Concreto Armado II Página 4

Como métodos alternativos podemos mencionar: pruebas de resonancia, prensa hidráulica de

Concreto Armado II Página 5

3.1. Según su forma de trabajo

3.1.1. Pilotes rígidos de primer orden.

figura 1 Pilote rígido de primer orden

3.1.2. Pilotes rígidos de Segundo Orden.

Concreto Armado II Página 6

3.1.3. Pilotes flotantes.

figura 3 Pilote flotante

Concreto Armado II Página 7

3.2.1. Pilotes prefabricados

figura 4 pilotes prefabricados

Concreto Armado II Página 8

3.2.2.1. Pilotes de Desplazamiento con Azuche

figura 5 pilotes de desplazamiento con azuche

Concreto Armado II Página 9

Luego se coloca la armadura, se quita la camisa y se realiza la hormigonada por tongadas.

figura 6 pilote de desplazamiento con tapón de gravas

3.2.3. Pilotes con Extracción de Tierra

Concreto Armado II Página 10

Dentro de la clasificación de pilotes con extracción de tierras, podemos mencionar:

figura 7 pilotes con extracción de tierras

3.2.4. Pilotes vaciados in situ

La denominación se aplica cuando el método constructivo consiste en realizar una perforación en el

Concreto Armado II Página 11

figura 8 Colocación de estructura para el vaciado posterior

3.2.4.1. Pilotaje "in situ" en seco.

3.2.4.2. Pilotaje "in situ" con camisa recuperable o perdida.

3.2.4.3. Pilotaje "in situ" con ayuda de lodos bentoníticos.

Concreto Armado II Página 12

3.3. Según el diámetro del pilote:

Diámetro menor de 200 mm. Se emplean en obras de recalce.

De 300 a 600 mm.

 Pilotes de gran diámetro

Diámetro mayor de 800 mm.

De sección pseudo rectangular.

 Pilotes de sección en forma de cruz.

Concreto Armado II Página 13

El concreto utilizado de acuerdo a la resistencia es de 250 kg/cm2 aproximadamente (consultar con

Con una consistencia medida en cono de Abrams de 10 a 15 cm.

figura 9 Vaciado de concreto