El armado de pilotes perforados según el Eurocódigo 2

Figura 1. Imagen de portada - Composición de imágenes de la norma UNE EN 1536

El nuevo Código Estructural Español ha sorprendido a todos con la exclusión absoluta de las cimentaciones profundas de su ámbito de aplicación. Esto implica que, en caso de querer comprobar estos elementos estructurales, hay que echar mano de normativa o bibliografía adicional.

Las cimentaciones profundas han ocupado históricamente en la normativa española de hormigón un lugar testimonial. En la EHE-08, que ya ha pasado a mejor vida, los pilotes se veían limitados al artículo 58.6, que especificaba que “La comprobación de un pilote es análoga a la de un soporte…[]…en que el terreno impide, al menos parcialmente, el pandeo.”. El mismo artículo establecía la consideración de una excentricidad mínima y también que el diámetro de cálculo debía ser el 95% del diámetro nominal del pilote, con una diferencia entre diámetro nominal y de cálculo entre 2 y 5 cm.

Sin embargo, a pesar de que se especificaba cómo realizar la comprobación, no se establecían criterios relativos a la armadura longitudinal y transversal, como existían para vigas, losas, pilares, etc.

El Eurocódigo 2, conjunto de normas europeas sobre diseño estructural de elementos de hormigón, y específicamente la norma UNE EN 1992-1-1, vuelve a describir ese diámetro de cálculo del pilote a efectos de comprobación estructural

Tabla 1. Diámetro del pilote a efectos de comprobación estructural

En el artículo 9.8.5 describe los criterios adicionales de armado en pilotes in situ, donde existen discrepancias entre el anejo nacional español y el texto común de la norma. Considerando el anejo nacional, se tiene que disponer una armadura longitudinal mínima con una cuantía mecánica del 10% respecto a la sección de hormigón.

Dispuesta como en barras no separadas por más de 200 mm en el contorno, con un mínimo de 6, y de como mínimo 12 mm de diámetro. Adicionalmente, para el resto de detalles de armado el Eurocódigo nos refiere a la norma EN 1536: Ejecución de trabajos geotécnicos especiales: Pilotes perforados.

Dentro de esta norma, los aspectos relativos al diseño se recogen en el capítulo 7, del cual el apartado 7.5 está dedicado íntegramente a la armadura, y el 7.7 al recubrimiento de las mismas. En relación al recubrimiento, se especifica que el mínimo deberá ser, al menos:

·         40 mm si se emplea entubación o revestimiento permanente

·         50 mm para pilotes sin entubación con D <= 0,6 m

·         60 mm para pilotes sin entubación con D > 0,6 m

·         75 mm cuando se dé alguna de las siguientes condiciones

o   Los pilotes penetren en terreno blando y se ejecuten sin revestimiento

o   Los pilotes se hormigonen en condiciones sumergidas con áridos de 32 mm de tamaño máximo

o   Se utilice humo de sílice como sustituto de cemento

o   Se coloque la armadura después del hormigonado

o   La superficie de las paredes de perforación sea irregular

Debe recordarse que a este recubrimiento mínimo se le deberá sumar el margen de recubrimiento para obtener el recubrimiento nominal. Al tratarse de elementos in situ, se verá incrementado por norma general en 10 mm.

Respecto a las disposiciones de armado, es de destacar que en varios aspectos la norma UNE-EN 1536 es más laxa que la norma UNE-EN 1992-1-1. Estos no se han incluido en esta entrada, para no distorsionar los parámetros relevantes, es decir, los más restrictivos.

En la norma sobre pilotes perforados se especifica que la distancia libre horizontal entre barras longitudinales o conjuntos de barras de una misma capa no puede ser inferior a 100 mm, salvo cuando se trate de la longitud de solape y el tamaño máximo del árido sea inferior o igual a 20 mm, en cuyo caso puede reducirse a 80 mm.

También estipula que pueden colocarse las armaduras longitudinales en distintas capas, pero debería evitarse siempre que sea posible. En ese caso las barras de distintas capas deben disponerse radialmente unas detrás de otras con una distancia mínima de al menos dos veces el diámetro de la barra o 1,5 veces el tamaño máximo del árido.

Con todas estas consideraciones, puede establecerse una tabla de armados mínimos en pilotes perforados, especificando si se fija como criterio el empleo del mínimo número de barras o lo que es lo mismo, fijando la separación entre armaduras consecutivas.

Tabla 2. Armados mínimos en pilotes perforados considerando el mínimo número de barras

Si se busca un armado compuesto por barras del mínimo diámetro posible, puede fijarse según la distancia libre de 100 mm, considerando 120 mm de distancia mínima entre ejes, obteniendo la tabla antagónica, en la que tendremos el máximo número de barras.

Tabla 3. Armados mínimos en pilotes perforados considerando el mínimo diámetro

Respecto a la armadura transversal, la UNE-EN 1536 contiene especificaciones para su diámetro en función del tipo de armadura empleada y de las barras longitudinales, similar al que encontraríamos en un soporte.

Tabla 4. Diámetro de armados mínimos transversales en pilotes perforados

También especifica que la distancia libre entre armaduras transversales deberá ser análoga a la establecida para armaduras longitudinales, es decir, 100 mm para barras de una sola capa, y dos veces el diámetro de la barra o 1,5 veces el tamaño máximo del árido. Es precisamente al ver este requisito adicional donde se observa la dificultad de cumplir con los criterios en caso de establecer varias capas de armado. A pesar de estas indicaciones, no queda definida la distancia máxima entre armaduras transversales pero, considerando las similitudes entre las especificaciones para armado longitudinal y transversal, pueden tomarse los 200 mm que nos especificaba la norma UNE-EN 1992-1-1.

Finalmente, respecto a la eterna reflexión de si deben armarse los pilotes siempre y en qué longitud, el capítulo 12 de la norma UNE-EN 1992-1-1 dedicado a elementos de hormigón en masa, nos especifica que puede aplicarse sus disposiciones a elementos en los que pueda ignorarse el efecto de las acciones dinámicas, entre cuyos ejemplos incluye aquellos pilotes cuyo diámetro es igual o superior a 600 mm y donde la tensión media producida por el axil de cálculo no supere el 30% de la resistencia característica del hormigón (N_ed/A_c <= 0,3·f_ck).

La norma UNE-EN 1536 incluye alguna especificación adicional al respecto, con indicaciones entre los puntos 7.1.5 y 7.1.8, en los que se detalla que se podrá proyectar un pilote perforado como elemento de hormigón en masa si la cabeza del pilote está reforzada para soportar cargas accidentales, como la resultante de los trabajos de construcción en el emplazamiento. Sin embargo, no arroja más detalles sobre este refuerzo.

Adicionalmente, especifica que un pilote perforado deberá armarse en toda la longitud que atraviese suelos blandos o sueltos.

Si bien las especificaciones son del todo menos concisas, esto se debe precisamente a que la incertidumbre es muy superior la que encontramos en otros elementos estructurales. El contacto con el terreno y la influencia de este en las tensiones y deformaciones que experimentan los pilotes puede variar en gran medida en distintos casos y, por tanto, la decisión de armado no puede estipularse como un criterio absoluto en una norma, debiendo ser analizada en detalle por el proyectista.