1 diseño geotecnico

5/12/2018 1 diseño geotecnico - slidepdf.com

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CURSO DEACTUALIZACION

DISEÑO GEOTECNICO DE PILOTES

Ing. Hebert Sotelo Aedo



DISEÑO GEOTECNICO

• Investigación Geotécnica.Determinación de la profundidad de investigaciónEnsayos de laboratorio

• Selección del elemento de cimentación y del equipo de construcción.Estudio de las Condiciones de apoyo

Experiencia local (estructuras existentes)Equipo disponibleRestricciones impuestas

• Determinación de la longitud y capacidad de carga del elementoModelo Geológico (determinación capas de apoyo) – punta –fricciónDeterminación de parámetros

• Cálculo de asentamientos• Pruebas de Carga



Aplicación de Cargas en una Cimentación

Terzaghi Meyerhof Hansen



FACTORES DE SEGURIDAD

• Importancia de la Estructura• Condiciones del sub suelo• Calidad del programa de exploración• Control de Calidad en la Construcción• Comportamiento del suelo (disminución de capacidad de carga)



CIMENTACIONES EN SUELOSPREDOMINANTEMENTE FRICCIONANTES

• Compacidad• Resistencia al esfuerzo cortante• Deformabilidad de los suelos• Magnitud de los esfuerzos• Relación del diámetro y fuste• Procedimiento Constructivo



a) PILOTES HINCADOS

• Empíricos – pruebas de campoPenetración estándarPenetración cono estáticoEnsayos presiométricos

• Relaciones teóricas• Pruebas de Carga a Escala Natural

• Capacidad de carga por punta

• Resultados de pruebas de campoPenetración estándar

Cono estáticoPresiométricosRelaciones teóricas

Kc = 0.37 Hincados

Kc = 0.15 Perforados



• Relaciones TeóricasEn función del ángulo de fricción

Kc = 0.37 HincadosKc = 0.15 Perforados

P’o = Presión vertical efectiva

N’q = factor de capacidad de carga

P’o = Presión vertical efectiva

Nt = factor de capacidad de carga en la base



• Capacidad de carga por fricción

• Resultados de pruebas de campo

Penetración de cono estático CPT

fs = fricción lateral media en pruebasde cono

Mediciones presiométricas

fs = fricción lateral últimap = perímetro del piloteD = penetración del piloteLs = Longitud del pilote



Relaciones teóricas

Qs = Capacidad de carga última porfricción.

P’os = Presión vertical efectiva media a lo largo del pilote

Ks = Relación entre el esfuerzohorizontal y vertical

Tan = Coeficiente de fricción lateralpilote – suelo

As = área de la superficie lateral



b) PILOTES PERFORADOS (COLOCADOS – IN SITU)

• Elementos mayores a 60cm de diámetro• Resistencia por punta y resistencia lateral• En función del procedimiento constructivo se puede despreciar

aporte lateral• Para aporte por punta deformación entre 10 y 20% del diámetro

• Capacidad de carga en la base

• Menor que el pilotes excavadosSuelo se altera proceso de excavación

No se presenta densificación en la baseOcurre un alivio temporal de esfuerzosProfundidad de influencia crece debido al mayor diámetro

Kc = 0.08 - 0.15 Perforados




Qs = Capacidad de carga última porfricción.

P’os = Presión vertical efectiva media a lo largo del pilote

Ks = Relación entre el esfuerzo

horizontal y verticalTan = Coeficiente de fricción lateral

pilote – sueloAs = área de la superficie lateral

Ks = 0.7 Ls < 8m0.6 Ls de 8 a 12m0.5 Ls > 12m

= - 3°

Verificar que exista contacto



c) GRUPO DE PILOTES EN SUELOS FRICCIONANTES

• Sumatoria de las cargas individuales• La capacidad se calcula como una zapata grande• En función del procedimiento constructivo se puede despreciar

aporte lateral• Para aporte por punta deformación entre 10 y 20% del diámetro

• Eficiencia del Grupo de Pilotes

• Compacidad relativa inicial del suelo• Procedimiento Constructivo

• Longitud de los pilotes• Espaciamiento entre pilotes2 a 4 Bb – carga última mayor a la suma individualLa resistencia por punta no se ve afectadoSi espaciamiento mayor a 7 Bb – Actúan como elementos aisladosEspaciamiento no menor a 2.5 B + 0.02 D



d) INFLUENCIA DEL PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVOEN EL DISEÑO

• Evitar daño estructuralConcreto 3 – 4 mm/ golpeAcero 2 mm / golpe

• Relajación y licuación temporal• Compactación por hincado• Hincado de grupo

• Pilotes Hincados

• Rugosidad producida por la herramienta de corte• Alivio de esfuerzos en el suelo• Error Geométrico al perforar• Fluido de perforación

• Pilotes Colocadas in situ



CIMENTACIONES EN SUELOSPREDOMINANTEMENTE COHESIVOS

• Induce alteración – pérdida de resistencia• Determinación del comportamiento (resistencia por punta – fricción)

a) PILOTES HINCADOS

• Capacidad de carga por punta

• Resultados de pruebas de campoPenetración estándar

Cono estáticoPresiométricosRelaciones teóricas

Kc = 0.60 Hincados

Kc = 0.37 Perforados




Nc = 9 diámetros menores a 0.5mNc = 7 diámetros mayores a 0.5m



b) GRUPO DE PILOTES EN SUELOS COHESIVOS

• Sumatoria de las cargas individuales• La capacidad se calcula como una zapata grande• En función del procedimiento constructivo se puede despreciar

aporte lateral

• Eficiencia del Grupo de Pilotes

• Se desprecia efecto de grupo para arcillas con Cu mayores a 100kPa.



d) INFLUENCIA DEL PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVOEN EL DISEÑO

• La resistencia del hincado puede confundirse con la resistencia delagua o lodo de la perforación. (rehincado posterior).

• Desplazamientos debido al hincado (1.2 Bb hacia abajo -9Bb hacia arriba)

• Alteración causada por el Hincado (realizar pruebas de carga muy posterior)• Presión de poro inducida por el hincado

• Pilotes Hincados

• Induce remoldeo y remblandecimiento – No se produce aumento deresistencia con el tiempo.

• Pilotes Colocadas in situ



CIMENTACIONES EN SUELOSCOHESIVOS Y FRICCIONANTES



CIMENTACIONES ANTE FUERZASAMBIENTALES

• Movimientos de Hielo, nieve, congelamiento del agua.• Empuje lateral del agua en movimiento• Hundimiento de la superficie (suelos colapsables)

• Acción de suelos arcillosos expansivos• Oleaje• Vientos huracanados• Fricción negativa• Efecto de ondas sísmicas cortantes• Licuación de suelos



CIMENTACIONES EN SUELOS EXPANSIVOS



CIMENTACIONES SUJETOS A FRICCION NEGATIVA

• Arcillas en proceso de consolidación.Abatimiento piezométricoSobrecarga

reconsolidación de la arcilla circundante



CIMENTACIONES PROFUNDAS EN ROCA

• Se requiere exploración detallada de la estructura, estratificación,foliación, rumbo, buzamiento.

• Las rocas sedimentarias, a menudo se encuentran en capas separadasde arcillas.

• Ciertas lutitas se reblandecen o expanden al ser expuestos al aire.• las rocas calcareas con cavernas constituyen un problema.• Se recomienda pruebas de carga.• Se recomienda un empotramiento de 1 a 3 veces el diámetro.• Capacidad de carga únicamente por resistencia por punta, si no existe

deformaciones.

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