Cálculo de pilotes
CTE DB SE-C

Cálculo de pilotes

DATOS
Procedimiento (?)
  • Perforado: Pilote de hormigón armado ejecutado "in situ" en excavación previa realizada en el terreno.
  • Hincado: pilote prefabricado de hormigón, acero o madera, que se introduce en el terreno sin hacer excavación previa.
Tipo perforación (?)
  • Entubación recuperable: pilotes de extracción con entubación recuperable
  • Con camisa perdida: pilotes de extracción con tubo de acero perdido
  • Con lodos tixotrópicos: pilote de extracción sin entubación, con lodos tixotrópicos
  • En seco: pilotes de desplazamiento con azuche, pilotes de desplazamiento con tapón de gravas y pilotes de desplazamiento por rotación
  • Barrenados sin control: pilotes barrenados sin entubación y SIN control de la ejecución.
    (Apoyo en roca No disponible)
  • Barrenados con control: pilotes barrenados sin entubación y CON control de la ejecución
    (Apoyo en roca No disponible)
Axil de servicio
Nk(KN) (?)

Esfuerzo axil de compresión en cabeza de pilote característico (sin mayorar). Valor comprendido entre 10 y 10000

Diámetro     Separación
D(cm)     (?)    s(cm)
  • D: diámetro de la sección circular del pilote. Valor entre 30 y 120. Si D < 45 cm no se deben ejecutar pilotes aislados.
  • s: separación mínima entre ejes de pilotes. Valor entre D y 1000.
    Introduzca s > 3·D en pilotes aislados.
Materiales
Hormigón (?) Acero

Elija el tipo de hormigón y acero corrugado del pilote de hormigón armado


PERFIL GEOTÉCNICO
Nivel freático hf(m) (?)

Profundidad del nivel freático respecto de la cabeza del pilote. Valor comprendido entre 0 y 50

Nivel - 1 (?) 
  • Suelo cohesivo: la proporción en peso del contenido de finos (arcillas+limos) es igual o superior al 35%.
  • Suelo granular: la proporción en peso del contenido de arenas y gravas es mayor del 65%.
  • Rozamiento negativo: el asiento del estrato es mayor que el asiento del pilote. Es necesario que los estratos superiores tengan seleccionada esta opción
  • Roca (apoyo del pilote en roca):
    - Opción sólo disponible para el nivel más profundo.
    - Profundidad mínima requerida = 8·D.
    - No se considera resistencia a hundimiento de los niveles superiores.
Prof.(m)   (?) Espesor(m)

Introduzca el espesor de la capa de suelo correspondiente a la profundidad indicada. Valor entre 0.5 y 15


El espesor de la última capa se considera indefinido

cu(MPa)   γ1(KN/m3) (?) φ'(º)
  • cu: resistencia al corte sin drenaje. Indique "0" para capas sin resistencia. Valor entre 0 y 0.4
  • γ: Peso específico del suelo. Valor entre 16 y 22
  • φ′: ángulo de rozamiento efectivo del suelo. Valor entre 15 y 40
γ1(KN/m3) (?) φ'(º)
  • γ: Peso específico del suelo. Valor entre 16 y 22
  • φ′: ángulo de rozamiento efectivo del suelo. Valor entre 15 y 40
γ1(KN/m3) (?) Coef. β1
  • γ: Peso específico del suelo. Valor entre 16 y 22
  • β: Coeficiente de rozamiento negativo del estrato: 0,25 en arcillas y limos blandos; 0,1 en arenas flojas y 0,8 en arenas densas. Valor entre 0 y 1
qu(MPa) (?) Coef. Ksp
  • qu: resistencia a compresión simple de la roca. Valor comprendido entre 20 y 500
  • Ksp: Coeficiente función de la apertura "a" y espaciamiento "s" de las discontinuidades de la roca. Valor entre 0.1 y 0.5. Puede introdicir el coeficiente directamente o por medio de los siguientes datos:
    a (mm) s (mm)
     s > 300

Apoyo de pilote en roca 
El suelo 1 no interviene en el cálculo a hundimiento del pilote

Nivel - 2 (?) 
  • Suelo cohesivo: la proporción en peso del contenido de finos (arcillas+limos) es igual o superior al 35%.
  • Suelo granular: la proporción en peso del contenido de arenas y gravas es mayor del 65%.
  • Rozamiento negativo: el asiento del estrato es mayor que el asiento del pilote. Es necesario que los estratos superiores tengan seleccionada esta opción
  • Roca (apoyo del pilote en roca):
    - Opción sólo disponible para el nivel más profundo.
    - Profundidad mínima requerida = 8·D.
    - No se considera resistencia a hundimiento de los niveles superiores.
Prof.(m)   (?) Espesor(m)

Introduzca el espesor de la capa de suelo correspondiente a la profundidad indicada. Valor entre 0.5 y 15


El espesor de la última capa se considera indefinido

cu(MPa)   γ2(KN/m3) (?) φ'(º)
  • cu: resistencia al corte sin drenaje. Indique "0" para capas sin resistencia. Valor entre 0 y 0.4
  • γ: Peso específico del suelo. Valor entre 16 y 22
  • φ′: ángulo de rozamiento efectivo del suelo. Valor entre 15 y 40
γ2(KN/m3) (?) φ'(º)
  • γ: Peso específico del suelo. Valor entre 16 y 22
  • φ′: ángulo de rozamiento efectivo del suelo. Valor entre 15 y 40
γ2(KN/m3) (?) Coef. β2
  • γ: Peso específico del suelo. Valor entre 16 y 22
  • β: Coeficiente de rozamiento negativo del estrato: 0,25 en arcillas y limos blandos; 0,1 en arenas flojas y 0,8 en arenas densas. Valor entre 0 y 1
qu(MPa) (?) Coef. Ksp
  • qu: resistencia a compresión simple de la roca. Valor comprendido entre 20 y 500
  • Ksp: Coeficiente función de la apertura "a" y espaciamiento "s" de las discontinuidades de la roca. Valor entre 0.1 y 0.5. Puede introdicir el coeficiente directamente o por medio de los siguientes datos:
    a (mm) s (mm)
     s > 300

Apoyo de pilote en roca 
El suelo 2 no interviene en el cálculo a hundimiento del pilote

Nivel - 3 (?) 
  • Suelo cohesivo: la proporción en peso del contenido de finos (arcillas+limos) es igual o superior al 35%.
  • Suelo granular: la proporción en peso del contenido de arenas y gravas es mayor del 65%.
  • Rozamiento negativo: el asiento del estrato es mayor que el asiento del pilote. Es necesario que los estratos superiores tengan seleccionada esta opción
  • Roca (apoyo del pilote en roca):
    - Opción sólo disponible para el nivel más profundo.
    - Profundidad mínima requerida = 8·D.
    - No se considera resistencia a hundimiento de los niveles superiores.
Prof.(m)   (?) Espesor(m)

Introduzca el espesor de la capa de suelo correspondiente a la profundidad indicada. Valor entre 0.5 y 15


El espesor de la última capa se considera indefinido

cu(MPa)   γ3(KN/m3) (?) φ'(º)
  • cu: resistencia al corte sin drenaje. Indique "0" para capas sin resistencia. Valor entre 0 y 0.4
  • γ: Peso específico del suelo. Valor entre 16 y 22
  • φ′: ángulo de rozamiento efectivo del suelo. Valor entre 15 y 40
γ3(KN/m3) (?) φ'(º)
  • γ: Peso específico del suelo. Valor entre 16 y 22
  • φ′: ángulo de rozamiento efectivo del suelo. Valor entre 15 y 40
γ3(KN/m3) (?) Coef. β3
  • γ: Peso específico del suelo. Valor entre 16 y 22
  • β: Coeficiente de rozamiento negativo del estrato: 0,25 en arcillas y limos blandos; 0,1 en arenas flojas y 0,8 en arenas densas. Valor entre 0 y 1
qu(MPa) (?) Coef. Ksp
  • qu: resistencia a compresión simple de la roca. Valor comprendido entre 20 y 500
  • Ksp: Coeficiente función de la apertura "a" y espaciamiento "s" de las discontinuidades de la roca. Valor entre 0.1 y 0.5. Puede introdicir el coeficiente directamente o por medio de los siguientes datos:
    a (mm) s (mm)
     s > 300

Apoyo de pilote en roca 
El suelo 3 no interviene en el cálculo a hundimiento del pilote

Nivel - 4 (?) 
  • Suelo cohesivo: la proporción en peso del contenido de finos (arcillas+limos) es igual o superior al 35%.
  • Suelo granular: la proporción en peso del contenido de arenas y gravas es mayor del 65%.
  • Rozamiento negativo: el asiento del estrato es mayor que el asiento del pilote. Es necesario que los estratos superiores tengan seleccionada esta opción
  • Roca (apoyo del pilote en roca):
    - Opción sólo disponible para el nivel más profundo.
    - Profundidad mínima requerida = 8·D.
    - No se considera resistencia a hundimiento de los niveles superiores.
Prof.(m)   (?) Espesor(m)

Introduzca el espesor de la capa de suelo correspondiente a la profundidad indicada. Valor entre 0.5 y 15


El espesor de la última capa se considera indefinido

cu(MPa)   γ4(KN/m3) (?) φ'(º)
  • cu: resistencia al corte sin drenaje. Indique "0" para capas sin resistencia. Valor entre 0 y 0.4
  • γ: Peso específico del suelo. Valor entre 16 y 22
  • φ′: ángulo de rozamiento efectivo del suelo. Valor entre 15 y 40
γ4(KN/m3) (?) φ'(º)
  • γ: Peso específico del suelo. Valor entre 16 y 22
  • φ′: ángulo de rozamiento efectivo del suelo. Valor entre 15 y 40
γ4(KN/m3) (?) Coef. β4
  • γ: Peso específico del suelo. Valor entre 16 y 22
  • β: Coeficiente de rozamiento negativo del estrato: 0,25 en arcillas y limos blandos; 0,1 en arenas flojas y 0,8 en arenas densas. Valor entre 0 y 1
qu(MPa) (?) Coef. Ksp
  • qu: resistencia a compresión simple de la roca. Valor comprendido entre 20 y 500
  • Ksp: Coeficiente función de la apertura "a" y espaciamiento "s" de las discontinuidades de la roca. Valor entre 0.1 y 0.5. Puede introdicir el coeficiente directamente o por medio de los siguientes datos:
    a (mm) s (mm)
     s > 300

Apoyo de pilote en roca 
El suelo 4 no interviene en el cálculo a hundimiento del pilote

Nivel - 5 (?) 
  • Suelo cohesivo: la proporción en peso del contenido de finos (arcillas+limos) es igual o superior al 35%.
  • Suelo granular: la proporción en peso del contenido de arenas y gravas es mayor del 65%.
  • Rozamiento negativo: el asiento del estrato es mayor que el asiento del pilote. Es necesario que los estratos superiores tengan seleccionada esta opción
  • Roca (apoyo del pilote en roca):
    - Opción sólo disponible para el nivel más profundo.
    - Profundidad mínima requerida = 8·D.
    - No se considera resistencia a hundimiento de los niveles superiores.
Prof.(m)   (?) Espesor(m)

Introduzca el espesor de la capa de suelo correspondiente a la profundidad indicada. Valor entre 0.5 y 15


El espesor de la última capa se considera indefinido

cu(MPa)   γ5(KN/m3) (?) φ'(º)
  • cu: resistencia al corte sin drenaje. Indique "0" para capas sin resistencia. Valor entre 0 y 0.4
  • γ: Peso específico del suelo. Valor entre 16 y 22
  • φ′: ángulo de rozamiento efectivo del suelo. Valor entre 15 y 40
γ5(KN/m3) (?) φ'(º)
  • γ: Peso específico del suelo. Valor entre 16 y 22
  • φ′: ángulo de rozamiento efectivo del suelo. Valor entre 15 y 40
γ5(KN/m3) (?) Coef. β5
  • γ: Peso específico del suelo. Valor entre 16 y 22
  • β: Coeficiente de rozamiento negativo del estrato: 0,25 en arcillas y limos blandos; 0,1 en arenas flojas y 0,8 en arenas densas. Valor entre 0 y 1
qu(MPa) (?) Coef. Ksp
  • qu: resistencia a compresión simple de la roca. Valor comprendido entre 20 y 500
  • Ksp: Coeficiente función de la apertura "a" y espaciamiento "s" de las discontinuidades de la roca. Valor entre 0.1 y 0.5. Puede introdicir el coeficiente directamente o por medio de los siguientes datos:
    a (mm) s (mm)
     s > 300

Apoyo de pilote en roca 
El suelo 5 no interviene en el cálculo a hundimiento del pilote

 

RESULTADO

SECCIÓN D = 45 cm
Dimensiones
Diámetro D(cm) Longitud L(m)
45 14

Armado
Longitudinal Transversal
6 Φ 12 1c Φ8 s180cm
Recubrimiento: 70 mm

Medición teórica
Hormigón H-30 (m3) Acero B-500 (Kg)
2.22 119.7



MEMORIA DE CÁLCULO

Notación y metodología según CTE- DB SE-C

COMPROBACIÓN A HUNDIMIENTO

Nk = 600 KN ≤ Rcd = 613.87 KN

-- OK

Rcd (Resistencia a hundimiento de cálculo):

Rcd = η·(Rpk + Rfk) / γR = 1·(1263.91 + 577.71) / 3 = 613.87 KN
η (efecto grupo) = 1
donde

Rpk (Resistencia por punta)

Rpk = qp · Ap = 7.95 · 159043 = 1263913 N
con

  • qp (Resistencia unitaria media en la punta)
    qp = (Lp1·qp1 ) / Lpunta
    qp = (4.05·7.95 ) / 4.05 = 7.95 MPa
    • Lpunta = 6·D + 3·D = 9·0.45 = 4.05 m
    • Tramo 1 Suelo granular
      profundidad: 11.25 m -- Lp1(longitud): 4.05 m
      qp1 = min(fp·σ′vp·Nq ; 20) = min(7.95 ; 20) = 7.95 MPa
      fp = 2.5; Nq(φ=30) = 18.4
      σ′vp = 18·3 + 19·2 + 9·2 + 10·4.25 + 10·4.05/2 = 172.8 KPa
  • Ap (área de la punta) = π·D2/4 = π·4502/4 = 159043 mm2

Rfk (Resistencia por fuste)

Rfk = Af1·τf1 + Af2·τf2 + Af3·τf3 + Af4·τf4 = 577707 N
Rfk = 4241150·0.0094+ 2827433·0.0291+ 2827433·0.0403+ 6008296·0.0568
con:

  • Lfuste = Lpilote - 6·D = 13.95 - 6·0.45 = 11.25 m
  • Afu (área lateral unitaria) = π·D·1000 = 1413717 mm2/m
  • Tramo 1 Suelo cohesivo
    Af1 = Afu · L1 = 1413717 · 3 = 4241150 mm2
    τf1 = min(τf(corto plazo) ; τf(largo plazo)) = 9.44 KPa
    τf-corto = 100·cu/(100+cu) = 100·150/(100+150) = 60 KPa
    τf-largo = min(σ′v·kf·f·tgφ ; 100) = min(9.44 ; 100) = 9.44 KPa
    kf = 0.75; f = 1; tgφ = 0.466
    σ′v = 18·3/2 = 27 KPa
  • Tramo 2 Suelo cohesivo
    Af2 = Afu · L2 = 1413717 · 2 = 2827433 mm2
    τf2 = min(τf(corto plazo) ; τf(largo plazo)) = 29.11 KPa
    τf-corto = 100·cu/(100+cu) = 100·250/(100+250) = 71.43 KPa
    τf-largo = min(σ′v·kf·f·tgφ ; 100) = min(29.11 ; 100) = 29.11 KPa
    kf = 0.75; f = 1; tgφ = 0.532
    σ′v = 18·3 + 19·2/2 = 73 KPa
  • Tramo 3 Suelo cohesivo
    Af3 = Afu · L3 = 1413717 · 2 = 2827433 mm2
    τf3 = min(τf(corto plazo) ; τf(largo plazo)) = 40.28 KPa
    τf-corto = 100·cu/(100+cu) = 100·250/(100+250) = 71.43 KPa
    τf-largo = min(σ′v·kf·f·tgφ ; 100) = min(40.28 ; 100) = 40.28 KPa
    kf = 0.75; f = 1; tgφ = 0.532
    σ′v = 18·3 + 19·2 + 9·2/2 = 101 KPa
  • Tramo 4 Suelo granular
    Af4 = Afu · L4 = 1413717 · 4.25 = 6008296 mm2
    τf4 = min(σ′v·kf·f·tgφ ; 120) = min(56.83 ; 100) = 56.83 KPa
    kf = 0.75; f = 1; tgφ = 0.577
    σ′v = 18·3 + 19·2 + 9·2 + 10·4.25/2 = 131.3 KPa

COMPROBACIONES ESTRUCTURALES

Tope estructural

Nk = 600 KN ≤ Qtope = 795.22 KN

-- OK

donde

  • Qtope = σ . A = 5 · 159043 = 795216 N
    con
    σ: tensión tope del pilote en MPa (tabla 5.1)
    A (sección transversal pilote) = Ap (área de la punta)

Cuantías mínimas de armado

  • Longitudinal: Areal = 6.79 cm2 > Amin = 6.36 cm2
    -- OK
  • Transversal: Areal = 5.59 cm2/m > Amin = 4.34 cm2/m
    -- OK