Guia Para El Proyecto y Ejecucion de Micropilotes

7/27/2019 Guia Para El Proyecto y Ejecucion de Micropilotes

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Esta Gua para el proyecto y la ejecucin de micropilotes en obras de carretera forma parte deuna serie de un documentos de divulgacin tecnolgica elaborados por la Direccin Tcnica de laDireccin General de Carreteras, incluidos en una lnea editorial que pretende el conocimiento y laarmonizacin de conceptos sobre aspectos relevantes relacionados especficamente con el queha-cer de los tcnicos del Centro Directivo.

En el mbito de lo concreto, pretende desarrollar las principales cuestiones a tener en cuentaen lo referente a materiales y productos, diseo y clculo, ejecucin y procedimientos de control demicropilotes en los proyectos y obras de carretera. Para ello los define y clasifica, introduce mto-dos de clculo, expone los criterios a seguir para su ejecucin, formula prescripciones bsicas so-bre su control, e incluye una serie de apndices sobre aspectos diversos; todo ello sin perjuicio dela existencia de cuestiones particulares de cada obra o proyecto que puedan quedar, por su singu-laridad, fuera del contexto de la misma.

Su elaboracin se ha dividido en dos fases sucesivas: la primera de redaccin de un docu-mento bsico de partida que reflejara la experiencia en la ejecucin de este tipo de trabajos en Es-paa, y la segunda que ha comprendido su ampliacin y puesta al da, a la luz de los principalestextos sobre la materia normativos y divulgativos a nivel nacional e internacional, la revisin in-tegral del documento por especialistas en geotecnia y estructuras, la fase de consultas internas y la

redaccin definitiva, con la consiguiente introduccin de nuevos conceptos en diferentes campos,si bien, fundamentalmente relativos a cuestiones de proyecto geotcnico y estructural, mtodos declculo y normativa.

La primera fase, dirigida por el catedrtico de Ingeniera del Terreno D. Carlos Oteo Mazo, fuellevada a cabo, en primer lugar, por el ingeniero de caminos, canales y puertos D. Jos Luis Fernn-dez Salso, con la colaboracin del Comit Tcnico de la Asociacin de Empresas de la Tecnologa delSuelo y del Subsuelo (AETESS), compuesto por ingenieros de caminos, canales y puertos de las em-presas integradas en dicha asociacin, reconocidos especialistas en geotecnia. En esta fase se ha pre-tendido recoger la gran experiencia de dicha asociacin en la realizacin de este tipo de trabajos.

La segunda de las fases descritas ha sido llevada a cabo por ingenieros de caminos, canales ypuertos, funcionarios de la Direccin General de Carreteras. La redaccin del texto definitivo ha sido

responsabilidad del Servicio de Geotecnia:D.a Mercedes L. Gmez lvarez.

D. ngel Juanco Garca.

D. lvaro Parrilla Alcaide

quienes adems han contado con las valiosas opiniones de:

D.a Pilar Crespo Rodrguez, Servicio de Estudios Especiales.

D. Csar Fernndez-Nespral Prez, Demarcacin de Carreteras del Estado en Asturias.

D. Francisco Javier Gonzlez Cabezas, Demarcacin de Carreteras del Estado en Castilla-La

Mancha.D. ngel Carlos Paradela Snchez, Servicio de Estudios Especiales.

GUA PARA EL PROYECTO Y LA EJECUCINDE MICROPILOTES EN OBRAS DE CARRETERA


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D. Javier Payn de Tejada Gonzlez, Demarcacin de Carreteras del Estado en Castilla y LenOccidental.

D. Fernando Pedrazo Majarrez, Demarcacin de Carreteras del Estado en Extremadura.

D. Francisco Ruiz Hidalgo, Demarcacin de Carreteras del Estado en Andaluca Oriental.

Asimismo han recibido las observaciones de los reconocidos expertos en estructuras, D. JuanLuis Alcal Snchez, y en geotecnia, profesor D. Luis Sopea Maas y, de nuevo, del profesorD. Carlos Oteo Mazo.

La utilizacin de esta Gua en el proyecto, construccin y seguimiento de las obras, permitiren el futuro matizar y completar los criterios recogidos en la misma, teniendo en cuenta que se tra-ta de un tipo de trabajos en que los avances e innovaciones se producen de manera casi continua.

Octubre de 2005

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1. Consideraciones generales ......................................................................................................................... 7

1.1. Introduccin ........................................................................................................................................ 71.2. Definicin y clasificaciones ............................................................................................................... 71.3. Recomendaciones sobre la posible idoneidad de cada tipo de micropilote ............................... 81.4. Principales aplicaciones .................................................................................................................... 8

2. Materiales y productos ............................................................................................................................... 132.1. Armaduras .......................................................................................................................................... 132.2. Lechadas y morteros de cemento .................................................................................................... 142.3. Proteccin contra la corrosin ......................................................................................................... 15

3. Clculo de los micropilotes ........................................................................................................................ 19

3.1. Estados lmite ................................................................................................................................... 193.2. Comprobaciones especficas a efectuar en las aplicaciones ms usuales ................................ 213.3. Comprobacin frente al hundimiento ............................................................................................ 243.4. Comprobacin frente al arranque .................................................................................................. 323.5. Comprobacin frente a solicitaciones transversales .................................................................... 343.6. Fallo estructural de los micropilotes .............................................................................................. 363.7. Clculo de asientos de los micropilotes ........................................................................................ 42

3.8. Grupos de micropilotes ................................................................................................................... 453.9. Unin a las cimentaciones o encepados ....................................................................................... 48

3.10. Consideraciones de clculo en aplicaciones especiales .............................................................. 50

4. Ejecucin de los micropilotes ..................................................................................................................... 59

4.1. Operaciones bsicas .......................................................................................................................... 594.2. Perforacin del taladro del micropilote ........................................................................................... 604.3. Colocacin de la armadura ............................................................................................................... 634.4. Inyeccin del micropilote .................................................................................................................. 634.5. Ejecucin de micropilotes de eje no vertical .................................................................................. 684.6. Conexin de los micropilotes con la estructura ............................................................................. 694.7. Protocolo de ejecucin y partes de trabajo .................................................................................... 69

5. Procedimientos de control .......................................................................................................................... 735.1. Consideraciones generales ............................................................................................................... 735.2. Control de materiales ........................................................................................................................ 735.3. Control de ejecucin .......................................................................................................................... 745.4. Pruebas de carga ............................................................................................................................... 75

Apndice 1. Clasificacin de los micropilotes segn la norma EN 14199 ..................................................... 79

Apndice 2. Aspectos relativos a la realizacin de pruebas de carga in situ ........................................... 81

A.2.1. Introduccin .................................................................................................................................... 81A.2.2. Procedimientos de carga ............................................................................................................... 82A.2.3. Montaje de las pruebas de carga ................................................................................................. 85A.2.4. Instrumentacin de las pruebas de carga ................................................................................... 85

A.2.5. Toma de datos e informe de la prueba de carga ....................................................................... 87A.2.6. Ejemplo prctico de realizacin de una prueba de carga .......................................................... 88

NDICE


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Apndice 3. Desarrollos tericos complementarios ........................................................................................ 89

A.3.1. Resistencia frente a solicitaciones transversales ........................................................................ 89A.3.2. Comprobacin de la inestabilidad estructural ............................................................................ 95A.3.3. Mtodo de la imperfeccin geomtrica ....................................................................................... 97A.3.4. bacos de Souche .......................................................................................................................... 100

Apndice 4. Resistencia estructural a flexin, cortante y esfuerzos combinados ....................................... 109A.4.1. Resistencia estructural a flexin ................................................................................................... 109A.4.2. Resistencia estructural a cortante ................................................................................................. 110A.4.3. Resistencia estructural frente a esfuerzos combinados ............................................................. 111

Apndice 5. Ejemplos de conexin entre micropilotes y estructura ............................................................. 113

A.5.1. Ejemplos de conexin a una cimentacin de nueva construccin ........................................... 113A.5.2. Ejemplos de conexin directa a una cimentacin preexistente ................................................ 118A.5.3. Ejemplos de conexin a un nuevo encepado que se conecta a su vez a una cimentacin

preexistente ..................................................................................................................................... 120

Apndice 6. Correlaciones y clasificaciones empricas de tipo geotcnico, referidas en esta Gua .......... 121

A.6.1. Escala de meteorizacin de las rocas .......................................................................................... 121

A.6.2. Clasificacin de la compacidad de las arenas ............................................................................. 122A.6.3. Correlacin entre el ndice N del ensayo SPT y la resistencia por punta del ensayo de

penetracin esttica CPT ............................................................................................................... 122A.6.4. Clasificacin de la consistencia de los suelos arcillosos ........................................................... 123A.6.5. Mdulo de reaccin del terreno ................................................................................................... 124

Apndice 7. Nomenclatura ................................................................................................................................. 131

A.7.1. Glosario ........................................................................................................................................... 131A.7.2. Notacin .......................................................................................................................................... 132

Apndice 8. Normas UNE y bibliografa ........................................................................................................... 139

A.8.1. Normas UNE ................................................................................................................................... 139A.8.2. Bibliografa ...................................................................................................................................... 140

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1.1. INTRODUCCIN

Esta Gua contempla las principales cuestiones a considerar durante el proyecto y la ejecucin

de micropilotes en obras de carretera, en sus principales aplicaciones.

Define las caractersticas que deben cumplir sus elementos constituyentes, as como las de los

materiales y medios auxiliares empleados. Incluye las principales cuestiones relativas a la concep-cin, tipologa y clculo resistente de los micropilotes, todas ellas dependientes de la aplicacin

concreta a la que vayan a destinarse y de las caractersticas del terreno en el que se construyan, que

debern estudiarse con carcter previo a la ejecucin de las obras.

Indica y describe las diferentes fases que pueden distinguirse durante la ejecucin de un mi-

cropilote: la perforacin del taladro en el terreno, la colocacin de la armadura, la inyeccin del mi-cropilote y su conexin con la estructura proyectada o preexistente en su caso.

Por ltimo, seala las tolerancias en la ejecucin y los ensayos de uso ms frecuente para esta

unidad de obra, e incluye una serie de apndices que pretenden encaminar al lector hacia una me-

jor asimilacin de ciertos conceptos incluidos en la Gua.

1.2. DEFINICIN Y CLASIFICACIONES

La presente Gua se refiere a micropilotes cilndricos, de dimetro inferior a trescientos mil-

metros (300 mm), perforados en el terreno, armados con tubera de acero reforzada a veces con una

o varias barras corrugadas, e inyectado con lechada o mortero de cemento en una o varias fases.Si bien hay otros tipos de micropilotes, no son objeto de este documento.

En el apndice 1 de esta Gua se reproduce la clasificacin de los micropilotes segn la norma

UNE EN 14199. Ejecucin de trabajos geotcnicos especiales. Micropilotes. Los contemplados en

esta Gua, se refieren en dicha clasificacin como perforados con armadura constituida por un per-

fil tubular.

Los micropilotes objeto de esta Gua pueden clasificarse atendiendo, fundamentalmente, a los

siguientes aspectos:

Segn la forma de transmisin de los esfuerzos al terreno:

Individualmente como cimentacin profunda, a travs del fuste y la punta.

Como grupo, actuando sobre una determinada zona del terreno.

Segn el tipo de solicitacin dominante a la que estn sometidos:

Esfuerzos axiles de compresin o traccin (normalmente en obras de cimentacin)1.

Momentos flectores y esfuerzos cortantes (normalmente en obras de estabilizacin deladeras, contencin de tierras, paraguas en tneles, etc.).

1CONSIDERACIONES GENERALES

1 En cimentaciones, con acciones horizontales importantes (pilas en zona ssmica, estribos de puente, etc.), adems deaxiles, habr flectores y cortantes.


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Segn el sistema de inyeccin de la lechada o mortero de cemento:

Los inyectados en una sola fase, tambin denominados de inyeccin nica global

(IU).

Los reinyectados hasta dos veces a travs de tubos o circuitos con vlvulas antirretor-

no, tambin denominados de inyeccin repetitiva (IR).

Los reinyectados varias veces a travs de tubos-manguito desde el interior de la tube-

ra de armadura, en toda la longitud del micropilote o en parte, tambin denominados

de inyeccin repetitiva y selectiva (IRS).

En esta Gua se abordar normalmente la clasificacin de los micropilotes atendiendo al siste-

ma de inyeccin empleado. En el epgrafe 4.4.2 se efecta una descripcin ms detallada de cadauno de los tipos recin mencionados.

1.3. RECOMENDACIONES SOBRE LA POSIBLE IDONEIDADDE CADA TIPO DE MICROPILOTE

El proceso de inyeccin tiene por objeto garantizar el contacto y la transmisin de esfuerzos

entre la armadura tubular y el terreno. El sistema de inyeccin ms adecuado a cada caso, deber

elegirse en funcin del terreno atravesado, entre otros aspectos.

A continuacin se formulan algunas recomendaciones genricas acerca de la posible adecua-cin del uso de unos u otros tipos de inyeccin, que deben considerarse nicamente a ttulo orien-

tativo.

Los micropilotes del tipo IU suelen ser los ms adecuados en rocas ms o menos sanas,

suelos cohesivos muy duros y suelos granulares.

Los del tipo IR se emplean generalmente en rocas blandas y fisuradas y en materiales

granulares gruesos y de compacidad media.

Los del tipo IRS, que permiten efectuar una inyeccin ms controlada, se recomiendanen suelos cohesivos (salvo los muy duros), suelos de consistencia baja o media y espe-

cialmente en suelos granulares en los que se intenta formar un bulbo.

No obstante lo anterior, cada caso precisa una definicin especfica de la tipologa a utilizar,

que ser funcin, adems, de la capacidad resistente requerida para el mismo y que el proyecto de-

ber evaluar de modo expreso.

1.4. PRINCIPALES APLICACIONES

Las aplicaciones ms usuales de los micropilotes en obras de carretera, que se recogen en esta

Gua, son las que se indican en este apartado; as, en lo sucesivo, se estudiar el empleo de los mi-cropilotes como:

a) Estructuras de cimentacin: pueden emplearse tanto en obra nueva como en recal-ces, reparaciones, etc., de estructuras preexistentes:

Obras de nueva planta: su campo de aplicacin fundamental son las estructurascon espacio de trabajo reducido o acceso complicado, los terrenos difciles de per-forar por intercalacin de niveles rocosos, bolos o bloques de grandes dimensiones,

etc. Los micropilotes transmiten las cargas de manera menos concentrada y ms

uniforme que los pilotes, pudiendo suponer una ventaja en determinadas circuns-

tancias, como por ejemplo en zonas constituidas por roca alterada, etc.

Obras de reparacin, refuerzo, rehabilitacin, mejora o recalce de estructuras pre-

existentes: incluye la remodelacin de aqullas que presentan incrementos de lassolicitaciones, la actuacin frente a determinadas patologas geotcnicas, etc.

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CONSIDERACIONES GENERALES

FIGURA 1.1. EJEMPLO DE CIMENTACIN DE NUEVA PLANTA CON MICROPILOTES

FIGURA 1.2. EJEMPLOS DE RECALCE DE CIMENTACIONES PREEXISTENTES MEDIANTE MICROPILOTES

NOTA: Estas figuras son meramente ilustrativas y no incluyen detalles sobre las conexiones (vase apartado 3.9).


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b) Estructuras de contencin o sostenimiento2 del terreno: normalmente se dispo-nen formando alineaciones o grupos numerosos con varias inclinaciones, se encepan

en cabeza y se acompaan de anclajes u otras unidades de obra. Se sitan en un mis-

mo plano (generalmente vertical) o formando abanico.

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Encepado dehormign armado

Anclajes

Micropilotes inclinados

Vigas de

arriostramientoy reparto

Alineacin demicropilotes

FIGURA 1.3. EJEMPLO DE MICROPILOTES COMO ESTRUCTURA DE CONTENCIN O SOSTENIMIENTO

c) Estabilizacin de taludes o laderas: se disponen formando alineaciones o gruposnumerosos con varias inclinaciones y se encepan en cabeza, pudiendo ir acompaadosde anclajes u otras unidades de obra.

Producen una mejora del coeficiente de seguridad global de los taludes o laderas por in-

cremento de la resistencia al corte de las mismas, evaluada segn potenciales superfi-

cies de rotura, que comprenden secciones transversales a la alineacin de micropilotes.

2 A los efectos de esta Gua se utilizan, de conformidad con lo especificado en la Gua de cimentaciones en obras de ca-rretera y en Tipologa de muros de carretera, los conceptos de estructura de contencin como obra que contiene terrenos,exteriores a la carretera, respecto a la misma y de estructura de sostenimiento como obra de sujecin, generalmente de re-llenos, sobre la que se sita la propia plataforma de la carretera.


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d) Paraguas de sostenimiento: ejecutados como sostenimiento del terreno en la exca-vacin de tneles, normalmente antes de la fase de avance, bien con carcter general

en toda una obra, en emboquilles, zonas de especial dificultad, etc.

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CONSIDERACIONES GENERALES


Superficie derotura potencial

Micropilotes

Carretera

FIGURA 1.4. EJEMPLO DE MICROPILOTES PARA ESTABILIZACIN DE TALUDES O LADERAS

Paraguas de micropilotes

CROQUIS LATERAL

CROQUIS FRONTAL

Frente de avance

FIGURA 1.5. EJEMPLO DE MICROPILOTES COMO PARAGUAS DE SOSTENIMIENTO


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e) Mejora del terreno: pretenden el aumento de la capacidad de soporte global de unamasa de terreno y la reduccin de asientos de las estructuras, cimentadas posterior-

mente sobre el mismo.

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Pilares o muros

Zapata o losa sobreterreno mejorado

Micropilotes

FIGURA 1.6. EJEMPLO DE MICROPILOTES COMO MEJORA DEL TERRENO


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2.1. ARMADURAS

La armadura de los micropilotes considerados en esta Gua estar constituida por un tubo de

acero estructural, pudiendo estar complementada por una o varias barras corrugadas de acero si-

tuadas en su eje, o dispuestas en torno al mismo.

Segn el proceso de fabricacin empleado, la armadura tubular deber cumplir lo especifi-cado en una de las dos normas siguientes, segn el caso de que se trate:

UNE EN 10210. Perfiles huecos para construccin, acabados en caliente, de acero no ale-

ado de grano fino.

UNE EN 10219. Perfiles huecos para construccin, conformados en fro, de acero no ale-

ado y de grano fino.

En obras permanentes no se reutilizarn, como armaduras tubulares, perfiles procedentes de

campaas petrolferas, sondeos, o cualquier otra aplicacin. Sin embargo, en obras auxiliares, en

las que la funcin resistente se desempee en un plazo muy corto, se podr contemplar el uso de

esos materiales siempre que cumplan los mismos requisitos que los exigidos a las armaduras tu-bulares nuevas.

A efectos de clculo, los lmites elsticos de los aceros ms habituales empleados como ar-madura tubular son los que figuran en la tabla 2.1.

2MATERIALES Y PRODUCTOS

TABLA 2.1. LMITE ELSTICO DE LOS ACEROS PARA LAS ARMADURAS TUBULARES, fy

DESIGNACIN UNE EN 10027 LMITE ELSTICO fy (MPa)

S 235 235

S 275 275

S 355 355

S 420 420

S 460 460

Para la armadura constituida por barras corrugadas de acero, se estar a lo dispuesto en elartculo 240 del Pliego de Prescripciones Tcnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes

(PG-3) y en la Instruccin de Hormign Estructural (EHE).

Los lmites elsticos de los aceros de las barras corrugadas, de acuerdo con la EHE1, son los

que figuran en la tabla 2.2.

1 Vase: EHE, apartado 31.2.


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Respecto al posible uso de barras de alto lmite elstico, se estar a lo especificado al respec-to en la EHE2 para barras de pretensado.

Los empalmes en las armaduras tubulares se efectuarn por soldadura o por roscado; en las

barras corrugadas sern de tipo mecnico3; cualquier otro tipo de empalme habr de considerarse

como excepcional, debiendo justificarse expresamente en el proyecto.

En el caso de que se empleen aceros laminados en las conexiones con las estructuras a

recalzar, encepados o vigas riostras, estos debern cumplir lo especificado en UNE EN 10025 y

UNE EN 10113.

2.2. LECHADAS Y MORTEROS DE CEMENTO

2.2.1. CONSIDERACIONES GENERALES

El cemento para la fabricacin de lechadas y morteros cumplir lo especificado en las vigen-tes instrucciones para la Recepcin de Cementos (RC), Hormign Estructural4 (EHE) y artculo 202

del Pliego de Prescripciones Tcnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes (PG-3).

Los cementos a utilizar para las lechadas y morteros de cemento sern los especificados por

la EHEpara cimentaciones de hormign armado y su clase resistente ser al menos 42,5 N. En caso

de existir sustancias agresivas en el terreno, el cemento a utilizar deber ser resistente al ataque delas mismas.

El agua5 de amasado y los aditivos6 debern cumplir asimismo las especificaciones de la EHE.

A los efectos de esta Gua, se definen las lechadas como mezclas de cemento, agua y aditi-vos en su caso. Asimismo se denominan tambin lechadas7, aquellas mezclas que incluyan la adi-cin de polvo mineral o arena de tamao inferior a dos milmetros (2 mm) en cantidad, inferior en

peso, a la total de cemento de la mezcla. Las mezclas que incluyan ridos que superen las limita-

ciones anteriores de tamao mximo o de peso total, sern consideradas como morteros.

2.2.2. LECHADAS DE CEMENTO

La resistencia caracterstica a compresin de la lechada a utilizar en micropilotes debe cum-plir:

A veintiocho das de edad (28 d) ser superior o igual a veinticinco megapascales(fck 25 MPa).

A siete das de edad (7 d) ser superior o igual que el sesenta por ciento de la requeri-

da a los veintiocho das (fck,7 0,6 fck).

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TABLA 2.2. LMITE ELSTICO DE LOS ACEROS PARA LAS BARRAS CORRUGADAS DE ACERO, fsk

DESIGNACIN UNE EN 36068:94 LMITE ELSTICO fsk (MPa)

B 400 S 400

B 500 S 500

2 Vase: EHE, apartado 32.4.3 Vase: EHE, apartado 66.6.4 Vase: EHE, artculo 26.5 Vase: EHE, artculo 27.6 Vase: EHE, artculo 29.7 Definicin conforme a UNE EN 14199.


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Los ensayos para determinar la resistencia de la lechada se efectuarn con probetas cilndri-cas fabricadas, curadas y ensayadas a compresin, segn la normativa8 indicada en la EHEpara el

control de la resistencia del hormign.

Respecto a su dosificacin, las lechadas de cemento debern presentar alta resistencia y es-tabilidad, ser fcilmente bombeables y alcanzar la resistencia a compresin requerida.

La relacin agua/cemento, en peso, deber mantenerse aproximadamente entre cuarenta ycincuenta y cinco centsimas (0,40 a/c 0,55). En caso de que sea necesario recurrir a lecha-

das con relaciones agua/cemento por debajo de cuarenta centsimas (a/c < 0,40), normalmente

debern agregarse aditivos a las mismas para permitir que se puedan bombear de forma ade-

cuada.

La exudacin de la lechada9, determinada segn se indica en la EHE, ser menor o igual

que el tres por ciento (3%) en volumen, transcurridas dos horas (2 h) desde la preparacin de la

mezcla.

2.2.3. MORTEROS DE CEMENTO

La resistencia caracterstica a compresin a veintiocho das (28 d) de los morteros de ce-mento a utilizar en micropilotes, ser superior o igual a veinticinco megapascales (fck 25 MPa).

Los ensayos para determinar la resistencia del mortero se efectuarn con probetas cilndricasfabricadas, curadas y ensayadas a compresin a veintiocho das (28 d) de edad segn la normati-

va10 indicada en la EHEpara el control de la resistencia del hormign.

Respecto a su dosificacin, los morteros debern presentar un contenido mnimo de cementode trescientos setenta y cinco kilogramos por metro cbico (375 kg/m3), salvo especificacin expre-

sa del proyecto.

Su relacin agua/cemento, en peso, deber ser inferior a sesenta centsimas (a/c < 0,60) y la

distribucin granulomtrica del rido a emplear deber cumplir:

D85 4 mm

D100 8 mm

donde:

Dx: Tamiz por el que pasa el x% de la muestra.

La arena de los morteros deber cumplir las especificaciones recogidas en la EHE, estar limpiay seca, y normalmente no contener partculas que pasen por el tamiz 0,16 UNE. Las arenas roda-

das, en general, mejoran la inyectabilidad de la mezcla.

2.3. PROTECCIN CONTRA LA CORROSIN

2.3.1. CONSIDERACIONES GENERALES

Las armaduras de los micropilotes y el resto de elementos metlicos de los mismos, como por

ejemplo los de unin, debern estar protegidos frente a la corrosin durante su vida til.

El sistema de proteccin considerado en esta Gua se basa en la disposicin de un recubri-

miento mnimo de la armadura, mediante lechada o mortero de cemento y en la consideracin de

una reduccin del espesor de acero debida a la corrosin.

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MATERIALES Y PRODUCTOS

8 Vase: EHE, artculo 84.9 Vase: EHE, anejo 6.10 Vase: EHE, artculo 84.


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Para micropilotes en ambientes agresivos, el proyecto podr disponer protecciones adiciona-les, tales como:

Uso de cementos y aceros especiales.

Recubrimientos superiores a los especificados en la tabla 2.3.

Proteccin catdica. Entubacin permanente en el tramo de terreno considerado como agresivo.

Tratamiento superficial.

Otros sistemas.

2.3.2. RECUBRIMIENTO MNIMO

En las aplicaciones consideradas en esta Gua, debe procurarse que las armaduras tubulares

no acten como sostenimiento de la perforacin. Se recomienda que la punta de la armadura noapoye directamente sobre el fondo y que el recubrimiento mnimo entre armadura y terreno se ma-

terialice mediante centradores.

Los valores mnimos del recubrimiento se debern tomar de la tabla 2.3, debiendo garantizar-

se, incluso en las secciones de empalme de las armaduras.

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TABLA 2.3. RECUBRIMIENTOS MNIMOS, r (mm)

LECHADA MORTERO

Compresin 20 30

Traccin 25 35

La diferencia entre el dimetro de perforacin y el exterior de la armadura tubular, debe ser

mayor o igual que el doble del recubrimiento previsto (Dp de 2r), si bien es recomendable que

esta distancia sea algo mayor, en funcin del tipo de ejecucin, de las caractersticas de los centra-

dores empleados, etc.

2.3.3. REDUCCIN DE ESPESOR

En el clculo de la resistencia estructural de los micropilotes, deber tenerse en cuenta la co-rrespondiente reduccin de espesor de las armaduras por corrosin, en funcin de la vida til de la

estructura proyectada y de las caractersticas del terreno.

Salvo justificacin expresa del proyecto, la reduccin de espesor de la armadura que debe con-

siderarse, a causa de la corrosin, por el contacto del micropilote con el terreno (con o sin presen-

cia de agua subterrnea) ser mayor o igual que la reflejada en la tabla 2.4.


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MATERIALES Y PRODUCTOS

TABLA 2.4. REDUCCIN DE ESPESOR DE ARMADURA POR EFECTO DE LA CORROSIN1, re (mm)

VIDA TIL REQUERIDAAL MICROPILOTE3 (aos)

TIPO DE TERRENO

5 25 50 75 100

Suelos naturales sin alterar 0,00 0,30 0,60 0,90 1,20

Suelos naturales contaminados o suelos industriales 0,15 0,75 1,50 2,25 3,00

Suelos naturales agresivos (turbas, cinagas, etc.) 0,20 1,00 1,75 2,50 3,25

Rellenos no agresivos sin compactar2 0,18 0,70 1,20 1,70 2,20

Rellenos agresivos sin compactar (cenizas, escorias, etc.)2 0,50 2,00 3,25 4,50 5,75

1 Segn UNE EN 14199.2 La corrosin es menor en rellenos compactados que en rellenos sin compactar; as, en los compactados, los valores re-

flejados en esta tabla pueden reducirse hasta la mitad.3

Los valores dados para 5 y 25 aos se basan en mediciones reales, mientras que en los dems casos se han obtenido comoresultado de extrapolaciones.


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3.1. ESTADOS LMITE

3.1.1. INTRODUCCIN

El clculo de los micropilotes requiere el conocimiento previo de los esfuerzos actuantes, trans-mitidos por la estructura a cimentar o recalzar, por el macizo de terreno a estabilizar, etc. Lo relati-

vo a situaciones de proyecto, acciones y caractersticas del terreno, deber abordarse de conformi-dad con lo especificado en la Gua de cimentaciones en obras de carretera.

En esta Gua se aplica un procedimiento de anlisis basado en coeficientes de seguridad par-ciales. Cuando se trate de micropilotes en cimentaciones, las acciones que habrn de considerarsepara definir las diferentes situaciones de proyecto susceptibles de anlisis, sern esencialmente lasreacciones en los apoyos de la estructura correspondiente, para cargas mayoradas de acuerdo conla Instruccin sobre las acciones a considerar en el proyecto de puentes de carreteras (IAP)y la EHE.

En algunos casos de micropilotes dispuestos para contencin del terreno, como estabilizacinde laderas o paraguas en tneles, se pueden seguir mtodos basados en coeficientes de seguridadglobales como los expuestos en la Gua de cimentaciones en obras de carretera. En el apartado 3.10de este documento se efectan algunas indicaciones para el clculo de esfuerzos en dichas aplica-

ciones.Con carcter general, y de conformidad con lo especificado al respecto en la Gua de cimenta-

ciones en obras de carretera, debern efectuarse las siguientes comprobaciones:

Estados lmite ltimos:

Fallo de estabilidad global.

Fallo de capacidad de soporte del terreno.

Fallo estructural.

Socavacin del cimiento.

Estados lmite de servicio.

Otras comprobaciones.

3.1.2. ESTADOS LMITE LTIMOS

Dan lugar a una situacin de ruina o fallo del cimiento. Entre los estados lmite ltimos habrnde comprobarse, en todo caso, los que se citan a continuacin:

Fallo de estabilidad global

Esta comprobacin requiere suponer varias superficies de rotura que engloben a toda la ci-mentacin, o a parte de ella, y analizar su estabilidad, en general, a partir de mtodos de clculo de

3CLCULO DE LOS MICROPILOTES


20/142

equilibrio lmite. Los requisitos a satisfacer y los procedimientos de evaluacin sern los indicadosen la Gua de cimentaciones en obras de carretera1.

Fallo de capacidad de soporte del terreno

El fallo del cimiento puede producirse por falta de resistencia del terreno, de los siguientesmodos:

Hundimiento: Cuando la capacidad de soporte del terreno es inferior a la carga (de com-presin) que transmite el micropilote al terreno.

Arranque: Cuando en micropilotes sometidos a esfuerzos de traccin se alcanza el ago-tamiento por esfuerzo rasante en el fuste.

Rotura horizontal del terreno: Cuando en micropilotes de eje aproximadamente vertical,las presiones horizontales agotan la capacidad del terreno.

Fallo estructural

Debern analizarse los siguientes modos de fallo:

Fallo estructural de los micropilotes: Cuando los esfuerzos transmitidos superan la re-sistencia del micropilote como elemento estructural.

Fallo de conexin con la estructura: Cuando los esfuerzos transmitidos superan la resis-tencia de la conexin entre el micropilote y la estructura de cimentacin de la que for-ma parte, o el encepado que une sus cabezas, segn el caso.

Socavacin del cimientoSu consideracin como estado lmite en la comprobacin de cimentaciones deber abordarse

de conformidad con lo especificado al respecto en la Gua de cimentaciones en obras de carretera,si bien su anlisis especfico excede el contenido de este documento.

3.1.3. ESTADOS LMITE DE SERVICIO

No implican la ruina o fallo del cimiento, aunque s suponen una limitacin de su capacidadfuncional, esttica, etc. Debern abordarse con carcter general, segn lo especificado en la Guade cimentaciones en obras de carretera.

El estado lmite de servicio debido a los asientos podr abordarse con la metodologa de cl-culo prevista en este documento. No obstante lo anterior, hay que tener en cuenta que los asientosdel micropilote pueden originar un estado lmite ltimo por daos en la estructura soportada.

3.1.4. COMPROBACIONES ADICIONALES

En determinadas circunstancias sern necesarias otras comprobaciones adicionales entre lasque pueden citarse:

Estabilidad de los taludes de las excavaciones y plataformas realizadas para construir losmicropilotes.

20

A

1 Vase: Gua de cimentaciones en obras de carretera, apartado 4.4.


21/142

Expansividad del terreno, que puede provocar cierto levantamiento de la cimentacin.

Problemas de colapsabilidad en suelos.

Heladicidad del terreno, que puede afectar a encepados poco empotrados en el mismo.

Ataque qumico, del terreno o de las aguas, a los micropilotes.

Posible contaminacin debida a materiales que se utilicen en la perforacin. Posibles efectos ssmicos y en particular la licuacin del terreno en el entorno del ci-

miento.

Erosin localizada por escorrenta.

Cualquier otro fenmeno ligado a condiciones especiales de cimentacin de las obras deque en cada caso se trate.

En el proyecto deber hacerse mencin expresa de la consideracin de cada uno de los as-pectos indicados en la lista precedente, as como de cualquier otra singularidad propia del empla-zamiento de la cimentacin, adicional a las de la relacin anterior.

3.2. COMPROBACIONES ESPECFICAS A EFECTUAR EN LAS APLICACIONESMS USUALES

3.2.1. COMPROBACIONES ESPECFICAS

Para cada modo de fallo, la capacidad resistente del micropilote o del conjunto micropi-lote-terreno, deber cumplir:

Rd Ed

donde:

Rd: Resistencia de clculo frente a un determinado modo de fallo, obtenida a partir de valorescaractersticos (de las propiedades resistentes de los materiales o del terreno) minorados.

Ed: Esfuerzo de clculo para un determinado modo de fallo, obtenido a partir de acciones ma-yoradas.

Si se siguieran mtodos de clculo basados en coeficientes de seguridad globales, la compro-bacin se efectuara segn la metodologa presentada en la Gua de cimentaciones en obras decarretera.

En los siguientes apartados se indican algunos criterios bsicos de comprobacin especfica delos micropilotes para diferentes modos de fallo, si bien se deber estar, en todo caso, a lo especifi-cado con carcter general en el epgrafe 3.1 de este documento.

En el caso de micropilotes verticales sometidos simultneamente a esfuerzos axiles y latera-les, el anlisis de los mismos, en relacin con su rigidez y desplazamientos, se podr efectuar demanera independiente, estudiando por separado el comportamiento frente a cargas axiles y frentea cargas laterales2. Este principio resulta vlido asimismo, para el estudio de micropilotes cuyas in-clinaciones estn comprendidas entre 0 y 20 respecto de la vertical, que se podrn estudiar des-componiendo la carga en dos direcciones, una axial y otra transversal.

La inclinacin de la carga respecto al eje del micropilote produce, en general, una reduccinde su capacidad de soporte en las direcciones axial y lateral. En micropilotes verticales con una car-ga inclinada un ngulo a respecto a la vertical, la resistencia de clculo se puede aproximar me-diante la expresin:

21

CLCULO DE LOS MICROPILOTES

2 En clculos con modelos tridimensionales de elementos finitos descritos en Forever(vase apndice 8) se ha puesto demanifiesto que el comportamiento del micropilote en direccin lateral es independiente de la carga axial, pero que la rigidezfrente a la carga axial puede aumentar con la existencia de la carga lateral. Este ltimo aspecto puede despreciarse, que-dando del lado de la seguridad.


22/142

donde:

R,d

: Resistencia de clculo frente a una carga que forma un ngulo con la vertical.

Rc,d: Resistencia de clculo frente al modo de fallo de hundimiento. Si el sentido de la carga esde arranque debe tomarse la resistencia de clculo frente a esfuerzos de traccin, R t,d.

Rh,d: Resistencia de clculo frente a carga horizontal.

3.2.2. APLICACIONES MS USUALES

La clasificacin funcional efectuada en el captulo 1 de esta Gua, junto con la relacin de com-probaciones genricas del apartado 3.1, permiten definir, para las aplicaciones ms habituales, lascomprobaciones especficas que deben plantearse en el proyecto de micropilotes.

No obstante lo anterior, debe entenderse que la relacin que se presenta a continuacin noser aplicable a todos los casos, sino nicamente a los de ms frecuente aparicin, y que la com-probacin exhaustiva de los estados lmite ltimos, deber efectuarse de conformidad con lo espe-cificado en el epgrafe 3.1 de este documento y en la Gua de cimentaciones en obras de carretera.En este apartado se presentan nicamente aquellos aspectos no recogidos en dicha publicacin queresultan especficos para micropilotes.

Tal y como se ha puesto de manifiesto en 3.1.2, los estados lmite ltimos de estabilidad glo-bal y socavacin del cimiento no implican una metodologa de clculo especfica por tratarse de mi-cropilotes. Por el contrario, los estados lmite ltimos de falta de capacidad de soporte del terrenode cimentacin y de agotamiento estructural del micropilote, se abordan en esta Gua mediante m-todos de clculo concebidos expresamente para micropilotes.

De acuerdo con las aplicaciones indicadas en el apartado 1.4 de esta Gua, los esfuerzos msimportantes y los modos de fallo a considerar en el clculo de los micropilotes, en la mayora delos casos, son:

a) En estructuras de cimentacin, tanto en obras de nueva planta como de refuerzo orecalce, en general, los micropilotes se debern proyectar para que trabajen sometidosa esfuerzos axiles, fundamentalmente de compresin y en ocasiones de traccin.

Cuando la cimentacin est sometida a esfuerzos horizontales significativos, se podrndisponer micropilotes inclinados para absorber la componente horizontal de la carga, oparte de la misma.

Los modos de fallo ms tpicos para esta aplicacin son los de:

Hundimiento.

Arranque.

Rotura del terreno por esfuerzos horizontales.

Fallo estructural de los micropilotes.

Fallo de la conexin con la estructura.

En las aplicaciones de los micropilotes como elementos de cimentacin, se deberncomprobar adems los asientos, segn se especifica en los apartados 3.7 y 3.8 de estaGua.

b) En estructuras de contencin o sostenimiento del terreno los micropilotes esta-

rn sometidos fundamentalmente a esfuerzos de flexin, cortante y, segn su disposi-cin, a esfuerzos de traccin o compresin.

RRR

Rd

c d

d

h d

,

,

,

,

cos

2 2

1+ =sen

22

A


23/142


Fallo de estabilidad global.


Fallo de la conexin con el encepado.

c) En estabilizacin de terrenos los esfuerzos transmitidos a los micropilotes sern fun-damentalmente de cortante y de flexin.

Los modos de fallo ms tpicos para esta aplicacin son los de: Fallo de estabilidad global.

23


Carga verticalCarga vertical

Carga lateralCarga lateral

Micropilote inclinado paraabsorber parte de la componentehorizontal de la carga

MomentoMomento

Micropilotes Micropilotes

FIGURA 3.1. MICROPILOTES EN ESTRUCTURAS DE CIMENTACIN. ACCIONES A CONSIDERAR EN LOS CASOSMS HABITUALES

FIGURA 3.2. MICROPILOTES EN ESTRUCTURAS DE CONTENCIN O SOSTENIMIENTO DEL TERRENO. ACCIONES ACONSIDERAR EN LOS CASOS MS HABITUALES



Anclajes

MicropilotesMicropilotes

Carga lateral Carga lateral




24/142


Fallo de la conexin con el encepado.

d) En paraguas de sostenimiento los esfuerzos a los que se encuentran sometidos losmicropilotes sern principalmente de flexin y cortante.

Los modos de fallo ms tpicos para esta aplicacin son los de: Fallo estructural de los micropilotes.

e) En aplicaciones de mejora del terreno: los esfuerzos transmitidos a los micropilo-tes son bsicamente de compresin.


Hundimiento.


3.3. COMPROBACIN FRENTE AL HUNDIMIENTO

3.3.1. RESISTENCIA DE CLCULO FRENTE AL MODO DE FALLO DE HUNDIMIENTO

El valor de la resistencia de clculo frente al modo de fallo de hundimiento R c,d, deber ser ma-yor o igual que el esfuerzo axil (compresin) de clculo transmitido por la estructura en la hipte-sis ms desfavorable Nc,Ed, es decir:

Rc,d Nc,Ed

donde:

Rc,d: Resistencia de clculo frente al modo de fallo de hundimiento (esfuerzo axil de compre-

sin).Nc,Ed: Esfuerzo axil de clculo (compresin), obtenido a partir de acciones mayoradas.

La resistencia de clculo frente al modo de fallo de hundimiento ser la suma de las resisten-cias de clculo por fuste y por punta en su caso, las cuales dependen tanto de las caractersticas delmicropilote, como del terreno de su entorno.

3.3.1.1. En suelos

Para poder considerar la resistencia por punta es preciso que se verifique, simultneamente,en la zona de influencia de la misma3, que:

En terrenos granulares4 el ndice N del ensayo SPT segn UNE 103800 sea superior atreinta5 (N > 30), es decir, compacidad densa a muy densa.

24

A

3 De acuerdo con lo especificado en la Gua de cimentaciones en obras de carretera (epgrafe 5.10.2), el valor de cl-culo de un determinado parmetro resistente correspondiente a la punta en este caso N qu ser la semisuma delque se asigne a la zona activa inferior (desde el plano de la punta, hasta tres dimetros nominales bajo el mismo, 3D) ya la zona pasiva superior (desde seis dimetros nominales, 6D, sobre el plano de la punta, hasta alcanzar ste). A su vez,el valor que se asigne a cada una de estas dos zonas, debe ser una estimacin prudente del parmetro en cuestin den-tro de las mismas.

4 A los efectos de esta Gua, se considera terreno granular, aquel cuyo cernido por el tamiz 0,080 UNE sea inferior al quin-ce por ciento (# 0,080 mm < 15%), y terreno cohesivo aquel cuyo cernido por el tamiz 0,080 UNE sea superior al treinta y cin-co por ciento (# 0,080 mm > 35%). En los casos comprendidos entre los lmites anteriores y, sobre todo, en suelos satura-dos, ser conveniente efectuar ambas hiptesis de comportamiento y adoptar finalmente la ms pesimista respecto a laseguridad.

5 Los ndices N del ensayo SPT deben ser corregidos por el efecto de la sobrecarga de tierras y normalizados a la energaestndar del sesenta por ciento (60%). Vase: Gua de cimentaciones en obras de carretera, epgrafes 3.4.1.1, 4.5.2.1 y 5.10.2.1.


25/142

En terrenos cohesivos la resistencia a compresin simple del terreno, segnUNE 103400, o mediante correlacin con otros ensayos, sea superior a cien kilopas-cales (qu > 100 kPa), es decir, consistencia firme, muy firme o dura.

La longitud de empotramiento en el terreno de las caractersticas recin referidas, debeser superior o igual a seis dimetros nominales (Lemp 6D), medidos sobre el plano de

la punta.De acuerdo con lo inmediatamente expuesto, la resistencia de clculo frente al modo de fallo

de hundimiento Rc,d, en micropilotes sometidos a esfuerzos de compresin habr de determinarsede alguna de las dos maneras que se indican a continuacin, segn pueda o no considerarse la con-tribucin de la punta:

a) Cuando no pueda considerarse la resistencia por punta habr de tenerse en cuen-ta nicamente la resistencia por fuste de clculo del micropilote Rfc,d:

Rc,d = Rfc,d = AL rfc,d

donde:

Rc,d: Resistencia de clculo frente al modo de fallo de hundimiento.Rfc,d: Resistencia por fuste de clculo frente a esfuerzos de compresin. Deber dedu-

cirse de pruebas de carga segn se especifica en el epgrafe 3.3.2.2, o en su de-fecto, calcularse a partir de estimaciones del rozamiento unitario por fuste.

AL: rea lateral del micropilote. Deber determinarse a partir del dimetro nominal6,

D.

rfc,d: Rozamiento unitario por fuste de clculo frente a esfuerzos de compresin. Se ob-tendr su valor de acuerdo con lo especificado en el epgrafe 3.3.2.

La expresin anterior resulta de aplicacin en terrenos homogneos; cuando se atra-viesen n horizontes de distinta naturaleza, deber efectuarse una discretizacin y con-

siderarse el producto del rea lateral del micropilote en cada zona, por su rozamientounitario por fuste de clculo. Es decir:

donde:

n: Nmero de tramos que comprende la discretizacin.

ALi: rea lateral del micropilote en la zona comprendida dentro del tramo i-simo dela discretizacin efectuada.

(rfc,d)i: Rozamiento unitario por fuste de clculo en el tramo i-simo de la discretizacinefectuada.

b) Cuando pueda considerarse la resistencia por punta, la resistencia de clculofrente al modo de fallo de hundimiento Rc,d, ser la suma de las resistencias por pun-ta y fuste:

Rc,d = Rp,d + Rfc,d

donde:

Rc,d: Resistencia de clculo frente al modo de fallo de hundimiento.

R A rfc d Li fc d ii

n

, ,( )= =

1

25


6 Dimetro del micropilote considerado a efectos de clculo, que ser menor o igual que el de perforacin (vase ep-grafe 4.2.1).


26/142

Rp,d: Resistencia por punta de clculo. Deber determinarse segn se especifica en elepgrafe 3.3.3.

Rfc,d: Resistencia por fuste de clculo frente a esfuerzos de compresin. Deber deter-minarse segn se especifica en 3.3.1.1.a.

3.3.1.2. En roca

Para poder considerar que el micropilote est empotrado en roca es preciso que en la zona deinfluencia de la punta7 se cumpla, simultneamente:

La roca presente un grado de meteorizacin inferior o igual a III segn la escala ISRM(vase apndice A-6.1), el ndice RQD sea superior a sesenta (RQD > 60%) y la resisten-cia a compresin simple de la roca sea superior a veinte megapascales (qu > 20 MPa) de-terminada preferiblemente segn UNE 22950-1, o en su defecto mediante correlacincon otros ensayos.

El empotramiento en el terreno de las caractersticas que se acaban de describir sea

superior o igual a seis dimetros nominales (Lemp 6D), medidos sobre el plano de lapunta.

En tales circunstancias, la resistencia de clculo frente al modo de fallo de hundimiento R c,dser la proporcionada por el empotramiento, es decir:

Rc,d = Re,d

donde:

Rc,d: Resistencia de clculo frente al modo de fallo de hundimiento.

Re,d: Resistencia de clculo en el empotramiento en roca. Deber determinarse segn se in-dica en el epgrafe 3.3.3.

En caso de que no se cumplan los requisitos especificados para poder considerar que el mi-cropilote est empotrado en roca, se analizar el caso como si se tratase de un micropilote en sue-los, conforme a lo indicado en 3.3.1.1.

3.3.2. RESISTENCIA DE CLCULO POR FUSTE

3.3.2.1. Sistemas de clculo

La resistencia de clculo por fuste R fc,d, se puede obtener mediante ensayos de carga, o a par-tir del valor del rozamiento unitario por fuste de clculo, deducido por mtodos tericos o correla-

ciones empricas.Los valores ms representativos son los obtenidos en pruebas de carga realizadas sobre mi-

cropilotes del mismo tipo y dimensiones y en el mismo terreno que los que se vayan a ejecutar.

Para la adopcin del valor de clculo correspondiente al rozamiento unitario por fuste rfc,d, seseguir el siguiente orden de prelacin:

En primer lugar, y con carcter preferente, a partir de ensayos de carga in situ, se-gn los criterios especificados en el epgrafe 3.3.2.2.

26

A

7 De acuerdo con lo especificado en la Gua de cimentaciones en obras de carretera (vase epgrafe 5.10.2), el valor declculo de un determinado parmetro resistente correspondiente a la punta en este caso el grado de meteorizacin, el n-dice RQD, o la resistencia a compresin simple qu ser la semisuma del que se asigne a la zona activa inferior (desde elplano de la punta, hasta tres dimetros nominales bajo el mismo, 3D) y a la zona pasiva superior (desde seis dimetros no-minales, 6D, sobre el plano de la punta, hasta alcanzar ste). A su vez, el valor que se asigne a cada una de estas dos zonas,debe ser una estimacin prudente del parmetro en cuestin dentro de las mismas.


27/142

En ausencia de los referidos ensayos de carga, se adoptar el valor que se considerecomo ms representativo de entre los siguientes:

El obtenido por el mtodo terico (vase epgrafe 3.3.2.3).

El obtenido por correlaciones empricas (vase epgrafe 3.3.2.4).

En caso de que el micropilote atraviese cavidades o huecos, deber considerarse nula la re-sistencia por fuste en el tramo en cuestin. Tambin se considerar nula la resistencia por fuste enlos tramos en los que, por cualquier circunstancia, se deje una tubera de revestimiento de formapermanente (camisa prdida), salvo justificacin del proyecto.

3.3.2.2. Pruebas de carga

Los clculos asociados al estudio de las cimentaciones profundas pueden resultar, en ocasio-nes, poco precisos y por ello la realizacin de ensayos o pruebas de carga resulta especialmente re-comendable.

Las pruebas de carga conviene que se realicen sobre micropilotes de las mismas dimensiones(longitud y dimetro) que aquellos a cuyo estudio vayan a aplicarse los resultados, para evitar laconsideracin del efecto escala. Asimismo, estas pruebas deben realizarse sobre micropilotes cons-truidos en terrenos semejantes a los del caso estudiado, preferiblemente en la propia obra y, sobretodo, deben ser construidos con tcnicas anlogas.

La mxima utilidad de los ensayos de carga se obtiene cuando los micropilotes ensayados sonaquellos cuyo comportamiento se quiere conocer. En tales circunstancias, aunque no se alcance lacarga de hundimiento, puede definirse con bastante precisin la deformabilidad de la cimentacin.

Los ensayos de carga vertical de compresin hasta provocar el hundimiento, presentan el in-conveniente de tener que proporcionar una reaccin vertical suficientemente elevada, lo que nor-malmente se consigue con lastre o mediante el empleo de elementos de traccin construidos en elentorno: por lo general, otros micropilotes o anclajes dispuestos con este propsito.

En el apndice 2 se incluye tanto la metodologa recomendada para la obtencin de la resis-tencia por fuste a partir de los resultados de pruebas de carga, como una serie de aspectos relati-vos a su realizacin.

3.3.2.3. Mtodo terico

El rozamiento unitario por fuste de clculo a una determinada profundidad z, podr obtenersecomo:

donde:

rfc,d: Rozamiento unitario por fuste de clculo frente a esfuerzos de compresin.

z: Profundidad, medida verticalmente desde la superficie del terreno.

c: Cohesin efectiva del terreno natural a la profundidad z. Puede determinarse medianteensayos triaxiales segn UNE 103402, o de corte directo segn UNE 103401, con conso-lidacin y con drenaje (CD). Tambin pueden emplearse datos deducidos de ensayos decampo, observacin del comportamiento de estructuras enterradas, etc.

En general, salvo que se tenga un conocimiento muy exhaustivo acerca de este par-metro en el terreno concreto a estudiar, se recomienda reducir el valor de la cohesin

r z cF z Ffc d

cH, ( ) ( )= +

tg

27



28/142

efectiva deducida por estos sistemas, llegando incluso a considerarla nula (c = 0) en elcaso de valores poco representativos.

: ngulo de rozamiento del contacto terreno-fuste del micropilote, a la profundidad z.Es una fraccin del ngulo de rozamiento interno efectivo del terreno , que puededeterminarse mediante ensayo de corte directo segn UNE 103401, con consolidacin

y con drenaje

8

(CD). Tambin pueden emplearse datos deducidos de ensayos de cam-po, observacin del comportamiento de estructuras enterradas, etc.

Resulta habitual considerar = kr

donde:

kr: Relacin entre los ngulos de rozamiento del contacto terreno-fuste e interno del te-rreno. Es un coeficiente comprendido habitualmente, para micropilotes, entre dos ter-cios y la unidad (2/3 kr 1).

H(z): Presin horizontal efectiva del terreno a la profundidad z. Se determinar como se indi-ca a continuacin, dependiendo del tipo de inyeccin:

Inyecciones tipo IR IRS, con registro de presiones de inyeccin, para profundidades

superiores a cinco metros (z 5 m):

Resto de casos:

donde:

V(z): Presin vertical efectiva del terreno a la profundidad z.pi: Presin de inyeccin. Slo se considerar no nula (pi 0) en micropilotes tipo

IR IRS con registro de presiones de inyeccin, para zonas del fuste que se en-cuentren a una profundidad superior a cinco metros (z 5 m); en caso con-trario deber considerarse de valor nulo (pi = 0).

ko: Coeficiente de empuje al reposo9.

Fc, F: Coeficientes de minoracin que dependen del tipo de aplicacin y que pueden obtener-se de la tabla 3.1.

= H o vz k z( ) ( )

= + H o v

iz k zp

( ) ( )3

28

A

8 Como alternativa a los ensayos con consolidacin y drenaje (CD), se puede considerar la opcin de efectuar ensayostriaxiales consolidados no drenados (CU) con medida de presiones intersticiales.

9

La determinacin de este parmetro excede el contenido de este documento. A falta de informacin ms precisa, en te-rrenos con superficie horizontal, puede considerarse:

Terrenos normalmente consolidados:

Terrenos sobreconsolidados:

donde:

= ngulo de rozamiento interno efectivo del terreno, determinado segn se especifica en 3.3.2.3.ROC = Razn de sobreconsolidacin. Se define como el cociente entre la mxima presin efectiva vertical a que un de-

terminado punto de un suelo ha estado sometido en cualquier poca y la que presenta en la actualidad.

k Ro OC= ( )1 sen

ko = ( )1 sen


29/142

Situaciones de corto plazo

Para el caso de micropilotes cuyo fuste est en contacto con suelos arcillosos saturados y parael anlisis concreto de situaciones de corto plazo10, el rozamiento unitario por fuste de clculo, seobtendr como:

donde:


su: Resistencia al corte sin drenaje del terreno natural a la profundidad z. En general es equi-valente a la mitad de la resistencia a la compresin simple del terreno en cuestin, salvoen arcillas fisuradas en las cuales se debe obtener a partir de ensayos triaxiales sin con-solidacin y sin drenaje (UU) segn UNE 103402. Tambin puede obtenerse in situ, me-diante el ensayo de molinete.

Fcu: Coeficiente de minoracin, cuyo valor puede considerarse un noventa por ciento del coe-

ficiente Fc, obtenido de la tabla 3.1.

3.3.2.4. Correlaciones empricas

Utilizando correlaciones empricas, el rozamiento unitario por fuste de clculo se obtiene me-diante la expresin:

donde:


rf,lm: Rozamiento unitario lmite por fuste. Puede obtenerse a partir de la figura 3.3, siempreque se cumplan los criterios de aplicabilidad de dicha figura, que se refieren en este mis-mo epgrafe.

Fr: Coeficiente de minoracin que tiene en cuenta la duracin de la funcin estructural de losmicropilotes, que puede obtenerse de la tabla 3.2.

r

r

Ffc df

r,

,

=

lm

F Fcu c= 0 90,

rs

F

fc du

cu

, =

29


TABLA 3.1. COEFICIENTES Fc, F

TIPO DE APLICACIN Fc F

Estructuras de cimentacin de nueva construccin 1,50 1,50

Recalce de estructuras de cimentacin preexistentes 1,20 1,20

10 Vase: Gua de cimentaciones en obras de carretera, apartado 2.8.


30/142

La figura 3.3 relaciona el rozamiento unitario lmite por fuste r f,lm, con una serie de parmetrosgeotcnicos representativos como el ndice N del ensayo SPT en terrenos granulares, la resistenciaa compresin simple en los terrenos cohesivos qu, o la presin lmite del terreno en el ensayo pre-siomtrico Plm. Aunque en abscisas se usa una escala doble, ha de entenderse como una facilidadadicional para la obtencin del rozamiento unitario lmite por fuste rf,lm, pero nunca como correla-cin entre las variables indicadas en dichos ejes paralelos.

30

A

TABLA 3.2. COEFICIENTE Fr

DURACIN Fr

Obras donde los micropilotes tienen una funcin estructural de duracin inferior oigual a seis (6) meses 1,45

Obras donde los micropilotes tienen una funcin estructural de duracin superiora seis (6) meses 1,65

FIGURA 3.3. ROZAMIENTO UNITARIO LMITE POR FUSTE

IRS

IRS

0,0

0,1

0,1

0,5

0,2

1,0

0,3

1,5

0,4

2,0

0,2

0,3

0,4

20 40 60 80 100

0,0

0,1

1

0,3

0,2

0,4

2 3

0,6

0,5

0,7

0,8

4 5 6 7

IU

IU

IR

IR

rf,lim

rf,lim rf,lim

rf,lim

P lim

P lim

Plim

Plim

qu

qu

N

(MPa)

(MPa)

(MPa)

(MPa)

(MPa)

Nrechazo

0

0

0,0

0,0

Rozamiento unitario limite por fustePresin limite en el ensayo presiometricoResistencia a compresin simple

Rozamiento unitario limite por fustePresin limite en el ensayo presiometricondice del ensayo SPT

Procedimientosde inyeccin

Procedimientosde inyeccin

ARENAS Y GRAVAS

ARCILLAS Y LIMOS


31/142

Asimismo, cada figura incluye tres curvas correspondientes a otros tantos tipos de micropilo-tes, en funcin del tipo de inyeccin aplicada (IU, IR IRS). Debe tenerse en cuenta que si no se ob-tienen los lmites inferiores que se establecen para las presiones de inyeccin, en el epgrafe 4.4.2de esta Gua, dichas curvas no resultarn de aplicacin.

Para la parte del fuste que se encuentre a una profundidad, medida verticalmente desde la su-

perficie del terreno, menor de cinco metros (z < 5 m), debe adoptarse en todo caso, e independien-temente del procedimiento de inyeccin utilizado, el valor rf,lm correspondiente al de una inyeccindel tipo IU.

En ausencia de datos ms especficos sobre el particular, en el apndice A-6.3 se incluye unacorrelacin entre los valores del ndice N del ensayo SPT segn UNE 103800 y la resistencia por pun-ta qc, del ensayo de penetracin esttica con el cono CPT segn UNE 103804, en funcin del tama-o medio de las partculas D50, lo que permite la utilizacin de la figura 3.3 cuando se disponga deeste tipo de datos.

3.3.3. RESISTENCIA POR PUNTA

3.3.3.1. Resistencia de clculo por punta en suelos

En el caso de apoyo de los micropilotes en suelos, y dada la pequea seccin transversal delos mismos, resulta habitual no considerar la colaboracin por punta del terreno.

No obstante lo anterior y cuando, de acuerdo con lo especificado en 3.3.1.1, pueda considerar-se la resistencia por punta Rp,d, habr de adoptarse como valor mximo de la misma el quince porciento (15%) de la resistencia de clculo por fuste frente a esfuerzos de compresin Rfc,d, es decir:

donde:Rp,d: Resistencia de clculo por punta.

Rfc,d: Resistencia de clculo por fuste frente a esfuerzos de compresin.

3.3.3.2. Resistencia del empotramiento en roca

El aprovechamiento del rozamiento por fuste a lo largo de los suelos o rocas alteradas, por en-cima de la profundidad del empotramiento en roca, requiere para poder desarrollarse una defor-macin que, en general, no es compatible con la propia condicin de empotramiento en roca.

Cuando, de acuerdo con lo especificado en 3.3.1.2, pueda considerarse que el micropilote estempotrado en roca, la resistencia de clculo en el empotramiento se obtendr mediante la expresin:

donde:

Re,d: Resistencia de clculo en el empotramiento en roca.

ALe: rea lateral del micropilote en el empotramiento en roca.

fe,d: Resistencia unitaria por fuste de clculo en el empotramiento en roca.

APe: rea de la seccin recta de la punta en el empotramiento en roca.qpe,d: Resistencia unitaria por punta de clculo en el empotramiento en roca.

R A f A qe d Le e d Pe pe d, , ,= +

R Rp d fc d, ,, 0 15

31



32/142

Los parmetros fe,d y qpe,d pueden tomarse de la tabla 3.3 para rocas cuyo grado de alteracinsea igual o inferior a III segn la escala ISRM (vase apndice A-6.1).

32

A

TABLA 3.3. RESISTENCIA UNITARIA DE CLCULO EN EL EMPOTRAMIENTO EN ROCA, POR FUSTE Y PUNTA(GRADO ISRM III)

TIPO DE ROCA fe,d (MPa) qpe,d

Margas y margocalizas 0,15 - 0,40 0,07 qu

Pizarras y otros esquistos 0,20 - 0,30 0,07 qu

Areniscas 0,30 - 0,45 0,07 qu

Calizas y dolomas 0,40 - 0,50 0,10 qu

Granitos y basaltos 0,40 - 0,60 0,10 qu

qu: Resistencia a compresin simple de la roca, determinada preferiblemente segn UNE 22950-1, o en su defecto median-te correlacin con otros ensayos. Deber determinarse este parmetro en la zona de influencia de la punta, definida con-forme a lo especificado en el epgrafe 3.3.1.2.

3.4. COMPROBACIN FRENTE AL ARRANQUE

3.4.1. RESISTENCIA DE CLCULO FRENTE AL MODO DE FALLO DE ARRANQUE

El valor de la resistencia de clculo frente al modo de fallo de arranque R t,d, deber ser mayoro igual que el esfuerzo axil (traccin) de clculo transmitido por la estructura en la hiptesis msdesfavorable Nt,Ed, es decir:

donde:

Rt,d: Resistencia de clculo frente al modo de fallo de arranque (esfuerzo axil de traccin).

Nt,Ed: Esfuerzo axil de clculo (traccin), obtenido a partir de acciones mayoradas.

Las comprobaciones que se efectan en este apartado no comprenden el posible fallo por apli-cacin de esfuerzos de traccin, en que se produzcan superficies de rotura distintas de la del con-tacto micropilote-terreno (es decir, cuando tenga lugar el arranque simultneo del micropilote y elcono de tierras circundante, bien desde la punta, o desde cualquier altura intermedia), que deben

analizarse con la metodologa del fallo de estabilidad global, segn se especifica en el epgrafe 3.1.2.La resistencia de clculo frente al modo de fallo de arranque R t,d, en micropilotes sometidos a

esfuerzos axiles de traccin, se obtiene como suma de la resistencia por fuste frente a esfuerzos detraccin y la componente del peso propio del micropilote en la direccin de su eje, minorado tal ycomo se indica a continuacin:

donde:

Rt,d: Resistencia de clculo frente al modo de fallo de arranque.we: Componente del peso propio del micropilote en la direccin de su eje.

R R

w

Ft d ft d

e

we, ,= +

R Nt d t Ed, ,


33/142

Fwe: Coeficiente de minoracin. Salvo justificacin expresa en contra, deber adoptarse un va-lor de uno coma dos (Fwe = 1,2).

Rft,d: Resistencia de clculo por fuste frente a esfuerzos de traccin.

donde:

rft,d: Rozamiento unitario de clculo por fuste frente a esfuerzos de traccin

AL: rea lateral del micropilote. Debe determinarse a partir del valor del dimetro nomi-nal11.

3.4.2. RESISTENCIA DE CLCULO POR FUSTE FRENTE A ESFUERZOS DE TRACCIN

3.4.2.1. Sistemas de clculo

La resistencia de clculo por fuste frente a esfuerzos de traccin Rft,d, se puede deducir bien me-diante ensayos de carga, o a partir del valor del rozamiento unitario por fuste de clculo frente a es-fuerzos de traccin, deducido por mtodos tericos o correlaciones empricas.

Siempre que sea posible, el dimensionamiento se basar en resultados de pruebas de cargarealizadas sobre micropilotes del mismo tipo y dimensiones y en el mismo terreno que los que sevayan a ejecutar.

Para la adopcin del valor de clculo correspondiente al rozamiento unitario por fuste frente aesfuerzos de traccin rft,d, se seguir el siguiente orden de prelacin:

En primer lugar, y con carcter preferente, a partir de ensayos de carga in situ, segn

los criterios especificados en el epgrafe 3.4.2.2. En ausencia de los referidos ensayos, se adoptar el valor obtenido segn lo especifica-

do en el epgrafe 3.4.2.3.

En caso de que el micropilote atraviese cavidades o huecos, deber considerarse nula la re-sistencia por fuste en el tramo en cuestin. Tambin se considerar nula la resistencia por fuste enlos tramos en que por cualquier circunstancia, se deje una tubera de revestimiento de forma per-manente (camisa perdida).

3.4.2.2. Pruebas de carga

Tal y como se indica en 3.3.2.2, la realizacin de pruebas de carga resulta preferible a cualquierotro sistema, para la determinacin de parmetros de clculo en los micropilotes, obtenindose sumxima utilidad cuando se ensayan aquellos cuyo comportamiento se quiere conocer.

Los ensayos de carga vertical de traccin, hasta provocar el arrancamiento, presentan el in-conveniente de tener que proporcionar una reaccin suficientemente elevada, lo que normalmentese consigue con elementos de compresin construidos en el entorno, por lo general otros micropi-lotes dispuestos con este propsito.

En el apndice 2 se incluye tanto la metodologa recomendada para la obtencin de la resis-tencia por fuste a partir de los resultados de pruebas de carga, como una serie de aspectos relati-vos a su realizacin.

R A rft d L ft d, ,=

33


11 Dimetro del micropilote considerado a efectos de clculo, que ser menor o igual que el de perforacin (vase ep-grafe 4.2.1).


34/142

Por otra parte, la posibilidad de utilizacin de datos provenientes de pruebas de carga de com-presin, para la determinacin de valores de resistencia de micropilotes a traccin, debe evaluarsede manera especfica para cada situacin particular.

3.4.2.3. Mtodos tericos y correlaciones empricas

El rozamiento unitario por fuste de clculo frente a esfuerzos de traccin podr determinarsemediante la expresin:

donde:

rft,d: Rozamiento unitario de clculo por fuste frente a esfuerzos de traccin.

: Coeficiente que tiene en cuenta la alternancia de cargas sobre el micropilote:

Micropilotes sometidos alternativamente a cargas de compresin y traccin: = 0,60.

Micropilotes sometidos nicamente a esfuerzos de traccin: = 0,75.

rfc,d: Rozamiento unitario de clculo por fuste frente a esfuerzos de compresin. Se adoptarel que se considere ms representativo de entre los valores siguientes:

El obtenido por el mtodo terico (vase epgrafe 3.3.2.3).

El obtenido por correlaciones empricas (vase epgrafe 3.3.2.4).

3.5. COMPROBACIN FRENTE A SOLICITACIONES TRANSVERSALES

El valor de la resistencia de clculo de un micropilote vertical frente a carga horizontal Rh,d, de-ber ser mayor o igual que el esfuerzo horizontal de clculo que acta sobre el micropilote:

donde:


HEd: Carga horizontal de clculo.

Para la determinacin de la resistencia de clculo frente a carga horizontal, resulta muy reco-mendable efectuar una prueba de carga lateral, conforme a lo especificado en el apartado 5.4 y enel apndice 2 de esta Gua.

En su defecto, cuando se conozcan o se puedan estimar valores del mdulo de reaccin del te-rreno (vase apndice A-6.5) se recomienda realizar una estimacin terica segn la metodologaincluida en el apndice A-3.1.

Se puede obtener una primera aproximacin de la resistencia de clculo frente a una carga ho-rizontal a partir del peso especfico y los parmetros resistentes del terreno, usando los denomina-dos bacos de Broms para pilotes flexibles12, recogidos en la figura 3.4. El valor obtenido tendr,nicamente, la consideracin de magnitud de referencia.

R Hh d Ed,

r rft d fc d, ,=

34

A

12 A estos efectos, se entiende por pilotes flexibles, aquellos en los que la longitud enterrada del pilote L, es claramentemayor que su longitud elstica T, lo que se verifica con carcter general en los micropilotes (vase: Gua de cimentacionesen obras de carretera, apartado 5.13).


35/142

Hay que tener en cuenta que estos bacos cubren nicamente dos situaciones particulares:

La correspondiente a un terreno puramente granular (c = 0), que puede emplearse cuan-do se estime que la cohesin no contribuye de manera significativa en el resultado.

La correspondiente a un terreno puramente cohesivo (= 0), que puede emplearse, fun-damentalmente, para el anlisis de situaciones de corto plazo en terrenos arcillosos sa-turados.

Para el empleo de los bacos deben utilizarse los siguiente parmetros:

D: Dimetro nominal del micropilote.

MB: Momento que provoca la rotura del micropilote. Se tomar:

MB = Mc,Rd: Resistencia de clculo de la seccin a flexin, que se determinar conforme alo especificado en A-4.1.

35


1. Carga actuando a la distancia eB indicada.2. Hiptesis de movimiento rgido horizontal.

FIGURA 3.4. BACOS DE BROMS PARA PILOTES FLEXIBLES


36/142

ap: Peso especfico aparente13 del suelo.

su: Resistencia al corte sin drenaje del terreno.

kp: Coeficiente de empuje pasivo. Para terrenos puramente granulares debe tomarse:

donde:

: ngulo de rozamiento interno del terreno expresado en grados sexagesimales.

Una vez consultados los bacos, se obtendr la resitencia de clculo frente a carga horizontal,como cociente entre la resistencia horizontal deducida de dichos bacos HB, y un coeficiente de mi-noracin FH. Finalmente se deber comprobar que la solicitacin horizontal de clculo H Ed, es infe-rior a la resistencia de clculo Rh,d, es decir:

donde:

HEd: Carga horizontal de clculo.


HB: Resistencia horizontal obtenida de los bacos de Broms.

FH: Coeficiente de minoracin de la resistencia horizontal. Salvo justificacin expresa en con-tra, deber adoptarse un valor de dos (FH = 2).

3.6. FALLO ESTRUCTURAL DE LOS MICROPILOTES

3.6.1. RESISTENCIA ESTRUCTURAL DEL MICROPILOTE A COMPRESIN

Se debe comprobar:

donde:

Nc,Rd: Resistencia estructural del micropilote sometido a esfuerzos de compresin, o mximacapacidad que se le puede asignar como elemento estructural frente a este tipo de es-fuerzos.

Nc,Ed: Esfuerzo axil de clculo (compresin), obtenido a partir de acciones mayoradas.

La resistencia estructural del micropilote sometido a esfuerzos de compresin se puede deter-minar en general, mediante la siguiente expresin:

N A f A f A fR

Fc Rd c cd s sd a yd

e, ( , )

,= + + 0 85

120

N Nc Rd c Ed, ,

H R HF

Ed h dB

H

, =

kp = +tg2 45 2

36

A

13 Peso especfico aparente: peso por unidad de volumen del suelo en su estado natural, con el agua que contenga.


37/142

donde:

Ac: Seccin neta de lechada o mortero, descontando armaduras. Para calcularla se debe utili-zar el dimetro nominal del micropilote.

fcd: Resistencia de clculo del mortero o lechada de cemento a compresin:

fck: Resistencia caracterstica del mortero o lechada de cemento a compresin simple, a losveintiocho das (28 d) de edad.

c: Coeficiente parcial de seguridad para el mortero o lechada14. Se tomar un valor de uno

coma cincuenta (c = 1,50).

As: Seccin total de las barras corrugadas de acero.

fsd: Resistencia de clculo del acero de las armaduras corrugadas. Deber considerarse menoro igual que cuatrocientos megapascales:

fsk: Lmite elstico del acero de las armaduras corrugadas, que puede obtenerse de latabla 2.2.

s: Coeficiente parcial de seguridad para el acero de las armaduras corrugadas15. Se toma-

r un valor de uno coma quince (s = 1,15).

fyd: Resistencia de clculo del acero de la armadura tubular. Deber considerarse menor o igualque cuatrocientos megapascales:

fy: Lmite elstico del acero de la armadura tubular, que puede obtenerse de la tabla 2.1.

a: Coeficiente parcial de seguridad para el acero de la armadura tubular16. Se tomar un

valor de uno coma diez (a = 1,10).

Aa: Seccin de clculo de la armadura tubular de acero:

donde:

de: Dimetro exterior nominal de la armadura tubular.

re: Reduccin de espesor de la armadura por efecto de la corrosin, que puede obtener-se de la tabla 2.4.

di: Dimetro interior nominal de la armadura tubular.

Fu,c: Coeficiente de minoracin del rea de la armadura tubular en funcin del tipo deunin (compresin). Salvo justificacin expresa se debern adoptar los valores de latabla 3.4.

A d r d Fa e e i u c=

42 2 2[( ) ] ,

f fydy

a

= 400 MPa

ff

sdsk

s

= 400 MPa

f fcdck

c

=

37


14 Vase: Recomendaciones para el proyecto de puentes mixtos para carreteras RPX-95, captulo 6.15 Vase: Recomendaciones para el proyecto de puentes mixtos para carreteras RPX-95, captulo 6.16 Vase: Recomendaciones para el proyecto de puentes mixtos para carreteras RPX-95, captulo 6.


38/142

Fe: Coeficiente de influencia del tipo de ejecucin, que tiene en cuenta la naturaleza del terre-no y el sistema de perforacin empleado, que debe obtenerse de la tabla 3.5.

38

A

TABLA 3.4. COEFICIENTE Fu,c

TIPO DE UNIN Fu,c

Mediante manguitos exteriores doblemente roscados, sin disminucin de seccin

De rosca machihembrada con seccin ensanchada 1,0De rosca machihembrada, sin seccin ensanchada y con contacto a tope en ambos extremos

Otras uniones diseadas especficamente para no sufrir prdidas de resistencia

Resto de casos 0,5

17 Coeficiente de uniformidad: Relacin de dimetros de partculas, o aberturas de tamices, por los que pasa el sesentay el diez por ciento (60 y 10 %) de la muestra, en peso.

TABLA 3.5. COEFICIENTE Fe

TIPO DE TERRENO Y DE PERFORACIN Fe

Terreno con nivel fretico por encima de la punta del micropilote y perforacin sin revestir,sin empleo de lodos 1,50

Terreno con nivel fretico permanentemente bajo la punta del micropilote y perforacin sinrevestir, sin empleo de lodos 1,30

Cualquier tipo de terreno perforado con lodos 1,15

Cualquier tipo de terreno perforado al amparo de revestimiento recuperable 1,05

Micropilote con tubera de revestimiento dejada in situ de forma permanente (camisa perdida) 1,00

R: Factor emprico de pandeo o coeficiente de reduccin de la capacidad estructural del mi-cropilote por efecto del pandeo, cuyo valor se tomar como se indica a continuacin.

Deber considerarse el efecto del pandeo, aplicando un factor de reduccin menor o igualque la unidad (R 1), cuando:

El micropilote est rodeado por arenas con compacidades flojas a medias o suelos co-

hesivos con consistencias blandas a medias (vase apndice 6). En caso de que existan zonas del micropilote denominadas libres(sin coaccin lateral),

por existir huecos en el terreno, sobresalir el micropilote de la superficie del mismo, oestar rodeado por terrenos inestables.

En los restantes casos se adoptar un valor del factor emprico de pandeo igual a la uni-dad (R = 1).

A efectos de esta Gua, para la aplicacin del coeficiente de reduccin de capacidad es-tructural por efecto del pandeo R, se considerarn como terrenos inestableslos siguientes:

a) Suelos no cohesivos con coeficiente de uniformidad17 inferior a dos (Cu = D60/D10 < 2)que se encuentren bajo nivel fretico.


39/142

b) Suelos no cohesivos de compacidad floja, con ndice de densidad18 inferior o igual atreinta y cinco centsimas (ID 0,35).

c) Suelos muy blandos, con resistencia al corte sin drenaje19 inferior a quince kilopasca-les (su < 15 kPa).

El factor R se puede determinar mediante la siguiente expresin:

donde:

CR: Coeficiente adimensional cuyo valor20 se tomar de la tabla 3.6.

R CR= 107 0 027 1, ,

39


18 Vase apndice A-6.2.19 Vase: Gua de cimentaciones en obras de carretera, apartados 3.4 y 3.5. La resistencia al corte sin drenaje puede de-

terminarse preferiblemente mediante ensayos de campo (molinete), o en su defecto de laboratorio (fundamentalmente el deresistencia a compresin simple UNE 103400, triaxiales UNE 103402, o de corte directo UNE 103401).

20 Vase, Johnson, S. M. y Kavanagh, T. G. (1968): The Design of Foundations for Buildings, McGraw-Hill.21 Adems de por el ndice de densidad, puede determinarse la consistencia de las arenas de modo aproximado, a tra-

vs del ensayo de penetracin estndar SPT, segn UNE 103800, conforme a lo indicado en el apndice A-6.2.22 Vanse criterios para la consideracin del terreno como inestable en este mismo epgrafe.

TABLA 3.6. COEFICIENTE CR

TIPO DE COACCIN LATERAL CR

Fangos y turbas con 15 kPa su (kPa) 25 18 - 12

Arcillas y limos blandos con 15 kPa su (kPa) 25 12 - 8

Suelos no cohesivos de compacidad21 media (0,35 < ID < 0,65) que cumplan alguno de lossiguientes requisitos:

Encontrarse permanentemente por encima del nivel fretico Presentar un coeficiente de uniformidad mayor o igual que dos (D60/D10 2)

8 - 7

Suelos cohesivos de consistencia media (25 kPa su (kPa) 50)

Libre(sin terreno o rodeado de terreno inestable22) H/DR

Siendo:

DR: Dimetro del micropilote en la zona de pandeo. Cuando en la zona libre (sin terreno orodeado de terreno inestable) se haya colocado tubera de revestimiento perdida, DRser el dimetro de dicha tubera; si no fuera as se tomar el dimetro exterior de laarmadura tubular (DR = de).

H: Longitud de la zona libre (sin terreno o rodeado de terreno inestable).

Cuando se disponga de datos sobre las propiedades elsticas del terreno, el pandeo se podranalizar tambin con los mtodos incluidos en el apndice 3.

3.6.2. RESISTENCIA ESTRUCTURAL DEL MICROPILOTE A TRACCIN

Se debe comprobar:

N Nt Rd t Ed, ,


40/142

donde:

Nt,Rd: Resistencia estructural del micropilote sometido a esfuerzos de traccin, o mxima ca-pacidad que se le puede asignar como elemento estructural frente a este tipo de esfuer-zos.

Nt,Ed: Esfuerzo axil de clculo (traccin), obtenido a partir de acciones mayoradas.

El valor de la resistencia estructural del micropilote a traccin, se puede obtener de la siguienteexpresin:

donde:

As: Seccin total de las barras corrugadas de acero.

fsd: Resistencia de clculo del acero de las barras corrugadas:

fsk: Lmite elstico del acero de las barras corrugadas, que puede obtenerse de la tabla 2.2.

s: Coeficiente parcial de seguridad para el acero de las barras corrugadas23. Se tomar un

valor de uno coma quince (s = 1,15).

fyd: Resistencia de clculo del acero de la armadura tubular:

fy: Lmite elstico del acero de la armadura tubular, que puede obtenerse de la tabla 2.1.

a: Coeficiente parcial de seguridad para el acero de la armadura tubular24. Se tomar un

valor de uno coma diez (a = 1,10).

Aa: Seccin de clculo de la armadura tubular de acero:

donde:de: Dimetro exterior nominal de la armadura tubular.

re: Reduccin de espesor de la armadura por efecto de la corrosin, que puede obtener-se de la tabla 2.4.

di: Dimetro interior nominal de la armadura tubular.

Fu,t: Coeficiente de minoracin del rea de la armadura tubular en funcin del tipo de unin(traccin). Salvo justificacin expresa en contra se debern adoptar los valores de la ta-bla 3.7.

A d r d Fa e e i u t=

42 2 2[( ) ] ,

ff

ydy

a

=

ff

sdsk

s

=

N A f A ft Rd s sd a yd, ( ),

= + 1

110

40

A

23 Vase: Recomendaciones para el proyecto de puentes mixtos para carreteras RPX-95, captulo 6.24 Vase: Recomendaciones para el proyecto de puentes mixtos para carreteras RPX-95, captulo 6.


41/142

3.6.3. RESISTENCIA ESTRUCTURAL A FLEXIN Y CORTANTE

Para calcular la resistencia estructural del micropilote a flexin, a cortante o a esfuerzos com-binados, se supondr que nicamente colabora la armadura tubular del micropilote y se aplicarnlos mtodos de clculo de estructuras metlicas. En el apndice 4 se incluyen las frmulas de apli-

cacin para los casos ms usuales.Especial atencin merece la resistencia estructural de la unin de las armaduras, pues sta pu-

diera ser inferior a la de la propia armadura tubular.

Para estimar el momento flector mximo en el micropilote, originado por una carga horizontalHo un momento Mo en cabeza, puede asimilarse el micropilote a una mnsula equivalente de an-logas caractersticas mecnicas25, sometida slo a los esfuerzos exteriores y en la que la accin delsuelo se transforma en un empotramiento ficticio

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Guia Para El Proyecto y Ejecucion de Micropilotes