Universidad Nacional Experimental Politécnica de La Fuerza Armada.ю

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Para obtener la fuerza T de tracción según los lados el cuadro, aplicando el método de la flexión se deduce que el momento del eje de la columna sin tomar en cuenta las dimensiones de la misma resulta:

Ma-a=[pic 13]

Y la fuerza T actuando en los lados opuestos del cuadro se obtiene:

T=[pic 14]

El acero que se coloca para resistir esta fuerza T debe distribuirse en la parte inferior del cabezal, en el ancho D, sobre las cabezas de los pilotes. En el resto del área en planta del cabezal, se colocara acero mínimo, dispuesto ortogonalmente. En todos los casos se verificara a corte y a punzonado en la forma indicada previamente.

Cabezales de Cinco o más Pilotes:

Los cabezales que conectan muchos pilotes, ofrecen un comportamiento similar al de las zapatas directamente apoyadas al suelo de fundación. La tabla 13.1, da para estos casos el valor de la fuerza de tracción en el borde inferior del cabezal, y la altura útil mínima d que debe tener el mismo para poder diseñarse por el método de bielas.

Debe aclararse que los casos del 1 al 5 de la tabla, para cabezales de 2 a 5 pilotes (en este ultimo caso para cabezal cuadrado) las fuerzas correspondientes a las que se producen a cada uno de los lados del polígono definido por los baricentros de los pilotes perimetrales, mientras que los cabezales de 6 o mas pilotes, las fuerzas de tracción T y T2 de la tabla son las fuerzas totales en cada eje ortogonal, la cual debe ser resistida en cada dirección por las barras de acero que se colocan conectando las cabezas de todos los pilotes del cabezal. Usualmente este acero, en cabezales de muchos pilotes, se distribuye uniformemente en planta, cubriendo toda el área de la sección transversal, en dos direcciones ortogonales tipo malla. A continuación se muestran algunos cabezales de 5 o más pilotes, con distribuciones usuales a la práctica.

[pic 15]

[pic 16]

[pic 17]

[pic 18]

Forma, Dimensiones y Peso Propio de un Cabezal:

Las formas geométricas y las dimensiones de los cabezales quedan definidas por el número de pilotes que conectan y su separación, así como por el valor adoptado de recubrimiento “r” medido desde la cara exterior de los pilotes, se adopta generalmente: r ≥ 10 a 15cm.

La separación entre ejes de pilotes dependerá de la forma principal de trabajo de los mismos. En pilotes que trabajan por punta, apoyados en roca o en un estrato firme del subsuelo, se debe cumplir:

S ≥ [pic 19]

Y en pilotes que trabajan por fricción, en los suelos cohesivos, la separacion “s” resulta:

[pic 20]

“D” es el diámetro en pilotes cilíndrico o la magnitud de la diagonal en las secciones transversales cuadradas o H. En la práctica es usual adoptar:

; e[pic 21][pic 22]

Refuerzo Metálico de un Cabezal:

En la parte superior del cabezal al igual que en las zapatas se recomienda un acero mínimo de 0,30 veces el de la capa inferior; el acero de diseño que se coloca en la parte inferior, debe tener un porcentaje mínimo de 0,22%.

Como los espesores de los cabezales superan los 60cm, también se requieren capas intermedias de acero separadas cada 30cm aproximadamente.

[pic 23]

En el caso particular de cabezales sobre dos pilotes se debe colocar estribos dobles mínimos, por que hay un comportamiento tipo ménsula invertida bastante peligroso; en su parte media inferior que colocan aceros laterales para zunchar el empotramiento del cabezal.

[pic 24]

Fundaciones Profundas:

Cuando los estratos superficiales de fundaciones del suelo no son lo suficientemente resistentes para soportar las cargas impuestas por las bases directas de la superestructura, se pueden producir:

- Asentamientos locales excesivos e inadmisible

- Falla del suelo, al superar su capacidad portante

Para solucionar este problema, se deben buscar estratos más profundos mas firmes, de modo de transmitir a ellos las cargas actuantes, mediante fundaciones indirectas o profundas, las cuales se pueden clasificar en:

- Pilotines (10 cm ≤ D ≤ 20 cm)

- Pilotes (20 cm

- Pilas (80 cm

“D” es el diámetro de sección transversal

Entre las fundaciones básicas que cumplen las fundaciones indirectas se pueden mencionar:

- Transmitir, trabajando por punta, como una columna, las cargas de la superestructura, hasta un estrato firme del subsuelo.

- Distribuir de cargas concentradas de gran magnitud, por adherencia o fricción, en suelos homogéneos de espesor considerable.

- Densificar y compactar suelos sueltos sin cohesión, incrementando su resistencia.

- Resistir cargas horizontales o inclinadas, debidas al viento, sismo, o empujes actuando sobre la superestructura.

- Anclar estructuras, evitando que se inclinen o vuelquen.

- Controlar los asentamientos, cuando los suelos son compresibles o expansivos.

- Transmitir las cargas de las estructuras marítimas o fluviales al suelo firme, por debajo del nivel de las aguas.

- Proteger la cimentación de los daños producidos por la socavación en el lecho de lagos, ríos o mares.

- Formar pantallas impermeables, colocados en fila, en contacto entre si, o tablestaca para resistir el empuje lateral de tierras o del agua, actuando como muros de contención o presas temporales.

- Estabilizar taludes evitando el deslizamiento de laderas y controlar los movimientos del terreno.

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