¿20 MPa no es muchísimo?

Question

El hormigón mínimo de la EHE-08 es HA-25, es decir, de resistencia característica de 25 MPa.
En estructuras, minoramos con 1,5 la resistencia de este hormigón que está controladísimo, con probetas. Y se nos queda en unos míseros 16,6 MPa.
Si hablamos de pilotes perforados, el CTE DB SE-C recomienda usar 5 MPa de tope estructural (como mucho).
Y si hablamos de pilotes de hormigón armado hincados, sería 0,30 · fck = 0,30 · 25 MPa = 7,5 MPa

Manuel Ballesta · Accepted Answer

Muy buena pregunta Pablo , alguna crítica que otra he escuchado de empresas de cimentación en el sentido que apuntas y creo es un ejemplo de cómo no ligar una norma al estado de la técnica puede generar aparentes contradicciones.

Al parecer su razón de ser viene ¿ de las NTC ? y entiendo argumenta la limitación en no poder garantizar el mismo nivel de calidad del hormigón de pilotes en comparación con el de estructuras. Se entiende por factores de incertidumbre en su génesis constructiva y posterior valoración cualitativa: posibles derrumbes de terreno, dimensiones irregulares, inclinación de la alineación, segregación de áridos, mal curado, imposibilidad de valoración visual/física posterior, otros... .

¿ Tiene sentido invertir en un/a perforadora/vibrador/sistema control que pueda garantizar una sección uniforme, un control de la alineación, una calidad de la mezcla, y ahorrar por ende con este fin en material o conseguir una mejora de rendimiento, si por norma me limitan el tope estructural sin ligar el mismo a un "tipo de control en obra o grado de industrialización" ? .

Saludos,
Manuel.

Victor Alvado Benitez · Answer

Hola Pablo y Manuel,

yo creo que 20 MPa es una cota (muy, pero que muy) superior de la resistencia por punta sin minorar. Por ejemplo, aplicando Mohr-Coulomb (sin considerar cohesión y suponiendo el factor adimensional de la GCOC f<sub>d</sub> = 2/3 para estar del lado de la seguridad), podéis ver en el gráfico de abajo que para alcanzar 20 MPa por punta se necesitan o bien presiones efectivas muy altas (0.7 - 1.0 MPa) a nivel de la punta, o ángulos de rozamiento que empiezan a ser difíciles de encontrarse en un suelo.

De todas formas, sí que se pueden conseguir resistencias por punta (sin minorar) bastante respetables de manera habitual si el pilote es suficientemente profundo (y el suelo no es un desastre). Pensar que en esos casos, para hundirse, la punta necesita "punzonar" el suelo y movilizar las dos cuñas, pero sobre éstas hay mucho suelo encima haciendo de "contrapeso".

Y aun con todo, el factor de seguridad que luego le metes tanto a la punta como al fuste suele rondar 3...
Asique en el mejor de los casos, 20/3 = 6.7 MPa es la cota superior de la resistencia por punta minorada.

Un saludo,
Victor

Manuel Ballesta · Answer

Muchas gracias Víctor por la valoración, supongo esto explica el motivo por el cual hacemos zapatas en contacto con el terreno, es decir, las zapatas son elementos estructurales de dimensiones/área mayores que las de la columna o pilar que esta recibe. ¿ Podemos decir algo con cierto carácter general del de la resistencia por fuste ? Este segundo fenómeno de transmisión de carga al terreno entiendo que subiría la carga en cabeza del pilote.

Victor Alvado Benitez · Answer

Hola Manuel!
Yo creo que el motivo de hacer zapatas o pilotes viene condicionado en mayor medida por la magnitud de las cargas y sobre todo por la capacidad del suelo que tienes en tu obra:

Si tienes un suelo competente superficial o a pocos metros, que permite cimentar a una tensión suficiente y no son de esperar asientos elevados, la opción más común son las zapatas;
Si tienes un suelo con poca capacidad portante, inestable o limitaciones de asientos muy fuertes, vas a cimentaciones pilotadas. Pueden darse dos situaciones:
- Hay un estrato duro a una profundidad alcanzable: pilotes trabajando por punta (también llamados "pilotes columna")
- No hay un estrato duro: pilotes trabajando por fuste

También hay que tomarse un poco esto con reservas, porque esto es un esquema "grosso modo" y siempre pueden darse situaciones intermedias. Un par de comentarios que me parecen importantes en pilotes:

El fuste y la punta requieren de desplazamientos muy distintos para movilizarse. En arcillas, normalmente es el fuste el que se moviliza completamente mientras que la punta trabaja poco; en cambio, en arenas es el fuste el que cuesta más movilizar y la punta ha colaborar en mayor medida.
La resistencia por fuste no crece indefinidamente con la profundidad. A una determinada cota, la resistencia por fuste deja de aumentar.

Respecto a la resistencia por fuste, es difícil generalizar.
Normalmente, para arenas puedes tomar como resistencia al fuste τ = ß × σ'vo, con ß un valor comprendido entre los dos límites que te dejo en este ábaco (normalmente se toma 0.3, que es el valor recomendado en la GCOC):

Las arcillas son otra liga completamente distinta. Su resistencia al fuste depende de muchas cosas (sobreconsolidación, condiciones de drenaje, si el pilote perturba el suelo o produce remoldeo o no, si el fuste es liso o rugoso, si son de hinca o perforados, etc.).

Está claro que tienen más resistencia al fuste que las arenas al contar con la cohesión, pero aquí no me atrevo a hacer generalizaciones. Depende de muchas cosas (sobreconsolidación, condiciones de drenaje, si el pilote perturba el suelo o produce remoldeo, si el fuste es liso o rugoso, etc.).

A ver si algún profesor se une al debate y nos da su opinión!

Un saludo

¿20 MPa no es muchísimo?

Busca en todo ingenio.xyz cursos, lecciones, preguntas...

Busca en todo ingenio.xyz
cursos, lecciones, preguntas...