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CONEXIN DE MICROPILOTES A ESTRUCTURASJos Mara Echave Rasines

Ingeniero de Caminos, Canales y PuertosTERRABAUER, S.L.

La transmisin de cargas entre la estructura y los micropilotes de cimentacin se realiza de diversasformas dependiendo de los siguientes factores:

A. Tipo de obra

1. Cimentacin de estructuras nuevas.2. Recalce de estructuras existentes.

B. Tipo y magnitud de esfuerzos a transmitir

CIMENTACIN DE ESTRUCTURAS NUEVAS

Las cargas de traccin y compresin se transmiten a los micropilotes mediante un elemento de uninque puede ser una losa, una viga o un encepado, que conecta los micropilotes con la estructura. Elmicropilote recibe su carga a travs de la armadura que penetra en el elemento de unin.

Conexin mediante encepado y viga volada en una estructura nueva

La armadura est normalmente formada por tubos lisos o barras corrugadas macizas o huecas, o lacombinacin de ambos.

La transmisin de esfuerzos se realiza:

a) Por la adherencia armadura - hormign.

Transmisin de esfuerzos por adherencia en un encepado y en una viga de coronacin de muro

Cuando son tubos lisos, se puede mejorar la adherencia soldndole al tubo una serie de barras corru-

gadas o placas metlicas o disponer una combinacin de ambas.

Mejora de adherencia mediante la soldadura de redondos de acero corrugado

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Mejora de adherencia mediante la soldadura de placas de acero

b) A travs de una cabeza especial que se coloca en la armadura.

Transmisin mediante cabeza de conexin

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En el caso de esfuerzos de traccin, lo mejor es colocar una placa soldada a la armadura. Si sta estformada por barra corrugada con paso de rosca, se coloca una placa sujeta por una tuerca ( armadu-ras Ischebeck, Diwydag, Gewi, etc.)

El clculo de los encepados se realiza de acuerdo con lanorma EHE, debindose comprobar que el sistema deconexin elegido garantiza la transmisin correcta de lascargas a los micropilotes sin producir un deslizamientoentre la armadura de los mismos y el encepado.

Encepado para cimentacin nueva

Al ser construcciones nuevas se puede jugar tanto con los cantos de los encepados, como con los sis-temas de conexin que se coloquen en las cabezas de los micropilotes, en orden a conseguir apro-vechar al mximo la carga que pueda resistir cada micropilote, y por lo tanto a economizar la solucinadoptada.

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Armaduras formadas por barras roscadas que mejoran la adhe-rencia y en las que se puede colocar una tuerca

Detalle de armaduras preparadas paraesfuerzos de traccin

En estructuras formadas por micropilotes destinados a proteger excavaciones y sometidas bsica-mente a esfuerzos de flexin, lo normal es colocar una viga de coronacin que una la cabeza de losmicropilotes y en la que en caso necesario se pueden colocar los anclajes.

La viga de arriostramiento servir de transmisin de cargas entre los pilares perimetrales de la estruc-tura y los micropilotes.

De igual manera se suelen solidarizar las cabezas de los micropilotes, en el caso de utilizarlos comorefuerzo del terreno para estabilizar taludes.

Sistema de unin de la cabeza de los pilotes empleados para estabilizar un talud

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Construccin de viga de coronacin enpantallas de micropilotes

La viga de cabeza proporciona un atado, que sirve para que los micropilotes trabajen conjuntamente,lo que unifica las deformaciones de los mismos y el movimiento del conjunto.

RECALCE DE ESTRUCTURAS EXISTENTES

Los micropilotes se realizan en estructuras ya construidas cuando es necesario reforzar la cimenta-cin existente. El refuerzo de la cimentacin puede ser necesario:

Por insuficiencia de la cimentacin para resistir las cargas actuantes en la estructura.

Por aumento de las cargas sobre la estructura existente.

En ambos casos se cuenta ya con una estructura de una cierta tipologa que condiciona, tanto la dis-tribucin y las cargas de los micropilotes como el sistema de conexin de los mismos.

Existe pues un nmero de variables a considerar que determinan el tipo de solucin a adoptar. Veamoslos ejemplos ms usuales.

2.a) La cimentacin existente puede transmitir directamente las cargas a los micropilotes:

Este es el caso de zapatas losas o muros en los que por su tipologa y la magnitud de las cargas asoportar es posible construir los micropilotes perforando los elementos mencionados.

La conexin se realiza:

Mediante el contacto entre la cimentacin previamente perforada y la adherencia entre la lechada omortero inyectado.

Transferencia de cargas por adherencia

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En este caso la carga que se puede transmitir a cada micropilote depende del canto de la zapata oelemento de cimentacin, del dimetro del micropilote y de la adherencia entre la lechada o morterodel micropilote con su armadura y el hormign de la zapata. En el relleno del espacio de conexin seutilizar siempre una lechada o mortero expansivo.

La adherencia se puede mejorar soldando una serie de redondos a la armadura, cuando esta es lisa,o utilizando un tubo roscado como armadura.

Mejora de la adherencia mediante la colocacin de redondos

Colocando un sistema de conectores destinados a mejorar la transmisin de cargas.

En algn caso especial, en el que no existaagua en el terreno, ste sea suficientemen-te estable y la geometra de los elementoslo permita, es posible aadir algn sistemade conexin que pueda mejorar la transmi-sin de las cargas.

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Transferencia de carga medianteelementos de conexin

2.b) Es necesario construir un nuevo elemento que sirva de conexin entre los micropilotes yla cimentacin existente o a la propia estructura:

En esta ocasin la geometra de los elementos existentes, o la magnitud de las cargas imposibilitanestablecer una distribucin aprovechando estos elementos, siendo necesario recurrir a nuevos ence-pados que debern conectar a la estructura y cimentacin existente.

Precisamente por la variedad de casos que se pueden presentar en la prctica no existe una reglanica que se pueda aplicar a todos ellos, debiendo el proyectista disear la que mejor se adapte a lasnecesidades de la obra.

Enumeramos algunos casos:

Edificios cimentados con zapatas con un cambio de uso y fuerte aumento de cargas:

En este caso las zapatas existentes pueden no garantizar una buena transmisin de cargas por:- Tener un hormign deficiente.- No tener dimensiones suficientes.- No poder establecer un sistema de transmisin adecuado.

La solucin puede ser:

- Hacer un recrecido de las zapatas en ancho y canto que recoja los micropilotes a la manera de un nuevo encepado conectado a la zapata.

- Hacer una losa cimentada con micropilotes y conectada directamente a la estructura.

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Recrecido de la zapata existente

Construccin de losa micropilotada

Conexin del pilar existente

Recalce de edificios sustentados con muros cimentados en zapatas corridas de pequeo canto:

En este caso, una prctica habituales adosar dos vigas paralelas a lacimentacin que encepan losmicropilotes y que se unen al muromediante una serie de pasadorestransversales.

Ejecucin de micropilotes / vigas paralelas / pasadores de unin

Existen otras soluciones basadas en conectar el muro a los micropilotes a travs de diferentes ele-mentos metlicos o de hormign que garanticen una correcta transmisin de las cargas

Detalles de conexin al muro existente

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Recalce de muro

Recalce de edificios pilotados:

Este caso es parecido al primero, y es debido a que los encepados entre pilotes tienen normalmentedimensiones inferiores a las zapatas, siendo necesario en la mayora de las ocasiones colocar nuevosencepados que se unan a los anteriores o a la propia estructura.

En las figuras que se muestran a continuacin se pueden ver las soluciones adoptadas para el recal-ce de un edificio pilotado, basadas en la construccin de nuevos encepados, en la colocacin en algu-nos pilares de forros metlicos con vigas inferiores soldadas apoyadas sobre los encepados de micro-pilotes, y pilares recrecidos con hormign para conseguir una correcta transferencia de cargas.

Encepado inferior

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Forro metlico y vigas de conexin

Recrecido de pilar con hormign

Como vemos, en el caso de recalce de cimentaciones existentes, tanto para el diseo de la distribu-cin de los micropilotes, como para el de los sistemas de conexin, puede ser necesario hacer un estu-dio mucho ms complejo debido a las limitaciones de espacio y a condicionantes de la estructura exis-tente

Los detalles generales a tener en cuenta son:

Cuidado en la unin de hormigones nuevos con viejos (picado del hormign viejo, empleo de resinas,etc.)

Mejora de la adherencia de la armadura con la zona de contacto entre el micropilote y el encepado. Empleo de lechadas o morteros sin retraccin en los rellenos de contacto.

En la nueva gua para el diseo y ejecucin de micropilotes de la Direccin General de Carreteras delMinisterio de Fomento se recogen recomendaciones sobre la adherencia a considerar en recalces deelementos existentes, as como dimensiones y recubrimientos mnimos a tener en cuenta en la cons-truccin de nuevos encepados.,

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