12c fundaciones profundas
TRANSCRIPT
-
Fundaciones profundas
(84.07) Mecnica de Suelos y Geologa
FIUBA
-
ndice
Definicin y tipos de fundaciones profundas Procedimientos constructivos: pilotes hincados
a
s
Procedimientos constructivos: pilotes perforados Mtodos de diseo
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Curvas carga-asentamiento Grupos de pilotesF
u
n
d
a
c
i
o
Friccin negativa Ensayos de cargay g
2
-
Fundaciones profundas
Las fundacionesLas fundaciones
a
s
Las fundacionesprofundas(pilas, pilotes)
Las fundacionessuperficiales(bases, plateas)
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
(p p )transmiten cargaal terreno por su
l i f i
( p )transmiten cargaal terreno por su
l i f i
F
u
n
d
a
c
i
o plano inferiory superficie lateral
plano inferior
3
-
Fundaciones profundas
Pueden ser Verticales
a
s
Cargas horizontales Friccin negativa
Inclinadas
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
Empujes laterales Esfuerzos de corte4
-
Fundaciones profundas
Pueden ser Verticales
a
s
Cargas horizontales Friccin negativa
InclinadasPueden tener cargas
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Axiales TransversalesF
u
n
d
a
c
i
o
En el fustePueden trabajar en
Empujes laterales Esfuerzos de corte
jgrupo
5
-
Tipos de pilote
Mtodo de instalacin Con desplazamiento (sin extraccin de suelo)
a
s
Hincado (con martillo o vibrohincador) Roscado
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
6
-
Tipos de pilote
Mtodo de instalacin Con desplazamiento (sin extraccin de suelo)
a
s
Hincado (con martillo o vibrohincador) Roscado
Si d l i t ( t i d l )on
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Sin desplazamiento (con extraccin de suelo) Perforado (con balde o cuchara)
Perforado con hlice continua
F
u
n
d
a
c
i
o
Perforado con hlice continua
7
-
Tipos de pilote
Mtodo de instalacin Con desplazamiento (sin extraccin de suelo)
a
s
Hincado (con martillo o vibrohincador) Roscado
Si d l i t ( t i d l )on
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Sin desplazamiento (con extraccin de suelo) Perforado (con balde o cuchara)
Perforado con hlice continua
F
u
n
d
a
c
i
o
Perforado con hlice continua Con desplazamiento reducido (parcial)
Hincado con punta abierta Hincado con punta abierta Preperforado e hincado
8
-
ndice
Definicin y tipos de fundaciones profundas Procedimientos constructivos: pilotes hincados
a
s
Procedimientos constructivos: pilotes perforados Mtodos de diseo
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Curvas carga-asentamiento Grupos de pilotesF
u
n
d
a
c
i
o
Friccin negativa Ensayos de cargay g
9
-
Definicin
Los pilotes hincados son columnaspremoldeadas que se instalan en el terreno para transferir cargas aa
s
terreno para transferir cargas a estratos resistentes
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
Timber Concrete CompositePipeH-pile10
-
Un poco de historiaa
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
Pilotera romana Primer martillo de vapor11
-
Pilotes de acero
Perfiles laminados
a
s
Tubos Punta abierta
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Punta cerrada
F
u
n
d
a
c
i
o
12
-
Pilotes spin-fin
Tienen paletas que fuerzan una rotacin durante la hincaL d l t tia
s
Luego del set-up, tienen una resistencia asimilable a la dela punta ensanchadao n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
la punta ensanchada
F
u
n
d
a
c
i
o
13
-
Pilotes de hormigna
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
14
-
Pilotes de hormigna
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
15
-
Pilote tipo Frankia
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
16
-
Pilotes hincados: cuando si y cuando no
Cuando si Muchos pilotes con cargas similares
a
s
Suelo blando seguido por suelo competente a cota uniforme
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
17
-
Pilotes hincados: cuando si y cuando no
Cuando si Muchos pilotes con cargas similares
a
s
Suelo blando seguido por suelo competente a cota uniforme
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Cuando no Perfil geotcnico errtico con lentes densas
i t di
F
u
n
d
a
c
i
o
intermedias Ambiente urbano Grandes cargas (verticales / horizontales)
18
-
Pilotes hincados: cuando si y cuando no
a
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
19
-
Aspectos constructivos
Los aspectos constructivos ms importantes son: Seleccin del martillo
a
s
Peso del pilote: Peso del martillo Estratigrafa: Regulacin
Ritmo de hinca (pilotes dormidos)o n es
p
r
o
f
u
n
d
Ritmo de hinca (pilotes dormidos) Empalme entre tramos
F
u
n
d
a
c
i
o
20
-
Martillos
Hay varios tipos de martillo: Caida libre
a
s
Aire o vapor Diesel, efecto simple
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Diesel, efecto doble Hidrulicos de impactoF
u
n
d
a
c
i
o
Hidrulicos de presin Vibradores
21
-
Un martillo Diesela
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
Elevacin Caida libre e inyeccin
Explosin Ascenso y libera gases
Entrada de combustible22
-
Eficiencia de martillos
El martillo es un motorSu potencia real depende de su mantenimiento
a
s
HAY que medir la eficiencia del martillo que se usaAverage Measured Transfer Efficiency
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Hammer and Pile Type Combination
Transfer Efficiency(relative to Developed
Energy)
F
u
n
d
a
c
i
o
Air/Steam hammers, all piles 0.49 Open ended diesel hammers with concrete or timber piles
0.30
Open ended diesel hammers 0 48Open ended diesel hammerswith steel piles
0.48
Closed ended diesel hammers 0.41 23
-
Inspeccin
La inspeccin es central para el xito de unainstalacin de pilotes hincados
L t i i ias
Los aspectos mnimos a inspeccionar son: Fabricacin, transporte, izado y posicionam.
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Funcionamiento del martillo (regulacin) Hinca y rechazo (incl. registro) F u
n
d
a
c
i
o
Cota de punta Integridad
24
-
ndice
Definicin y tipos de fundaciones profundas Procedimientos constructivos: pilotes hincados
a
s
Procedimientos constructivos: pilotes perforados Mtodos de diseo
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Curvas carga-asentamiento Grupos de pilotesF
u
n
d
a
c
i
o
Friccin negativa Ensayos de cargay g
25
-
Pilotes perforado con hlice en seco
a
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
26
-
Perforados por rotacin con entubacin recuperable
a
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
27
-
Perforados por rotacin bajo lodosa
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
28
-
Perforados por rotacin de baldea
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
29
-
Bajada de armadura y hormigonado
a
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
30
-
Pilote perforado de desplazamientoa
s
La mquina penetra elterreno mediante rotacinEl l t id
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d El suelo no es extraido: pilote de desplazamientoS l t l
F
u
n
d
a
c
i
o Solo apto para suelos muy blandos
31
-
Puente sobre pilotesa
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
32
-
Puente sobre pilotesa
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
33
-
Pilotes perforados para estacin subternea
a
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
34
-
Inspeccin
La inspeccin de pilotes perforados debe ser mas cuidadosa que la de pilotes hincados
Ti d l d l t ifi ias
Tipo de suelo de la punta vs especificacin Limpieza de perforacin
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Desarenado Curva de hormigonadoF u
n
d
a
c
i
o
35
-
Inspeccina
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
36
-
ndice
Definicin y tipos de fundaciones profundas Procedimientos constructivos: pilotes hincados
a
s
Procedimientos constructivos: pilotes perforados Mtodos de diseo
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Curvas carga-asentamiento Grupos de pilotesF
u
n
d
a
c
i
o
Friccin negativa Ensayos de cargay g
37
-
Elementos para el diseo de pilotes
a
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
38
-
Capacidad de carga de pilotesa
s
La capacidad de carga totalde un pilote es la suma de sucapacidad de carga por la punta
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Q Q Q
capacidad de carga por la puntamas la friccin lateral
F
u
n
d
a
c
i
o Qu =Qp +QfLa contribucin de cada componenteLa contribucin de cada componentedepende de la estratigrafa y mtodoconstructivo
39
constructivo
-
Capacidad de carga de pilotesa
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
40
-
Mtodos para determinar capacidad de carga
a
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
41
-
Capacidad de carga por la punta
a
s
La capacidad de carga por la punta depende de
Fi h
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d Ficha Parmetros resistentes
d l t
F
u
n
d
a
c
i
o del terreno Tapada
42
-
Capacidad de carga por la punta
Frmula de capacidad de carga para pilotes
( )a s Qu = cNc + q Nq( ) scdcN N 1( )coto n e s p
r
o
f
u
n
d
Nc = Nq 1( )cot
F
u
n
d
a
c
i
o
Diferentes coeficientes Nq segn diferentes
tautores
43
-
Friccin lateral
( )La friccin lateral es la resistencia al corte de la interfase suelo pilotea
s
fs = ca + K v tan ( )interfase suelo-pilote
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
44
-
Friccin lateral
( )La friccin lateral es la resistencia al corte de la interfase suelo pilotea
s
fs = ca + K v tan ( )interfase suelo-pilote Depende del procedimiento constructivo
Hi d 1 2 < K < 3 0on
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Hincados: 1.2 < K < 3.0 Perforados: K0 < K < 1.0F u
n
d
a
c
i
o
45
-
Friccin lateral
( )La friccin lateral es la resistencia al corte de la interfase suelo pilotea
s
fs = ca + K v tan ( )interfase suelo-pilote Depende del procedimiento constructivo
Hi d 1 2 < K < 3 0on
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Hincados: 1.2 < K < 3.0 Perforados: K0 < K < 1.0D d d l t i l
F
u
n
d
a
c
i
o
Depende del material Acero: = 20 Madera: = 2/3 Hormign: = 3/4 46
-
Friccin lateral no drenada en arcillas: mtodo
a
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
f s=47
s uf s
-
Friccin lateral no drenada en arcillas: mtodo La interfase
controla la resistencia
a
s
resistencia
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
El terreno controla la
F
u
n
d
a
c
i
o
resistencia
f s=48
s uf s
-
Friccin lateral en arenas:mtodo
f =
a
s
Arenas
s zf
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d Con desplazamiento
Sin despla amiento0.18 0.65 rD = +
F
u
n
d
a
c
i
o Sin desplazamiento
Gravas[ ]1.5 0.245 z m =
Gravas Gruesas [ ]0.0853.4 z me =
49
Finas[ ]0.752.0 0.15 mz =
-
Friccin lateral drenada en arcillas:mtodo
a
s f =
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d s zf
F
u
n
d
a
c
i
o
50
-
Ejercicio: capacidad de carga de un pilote
Suelo 1 Cohesivo = 20 kN/m3s = 80 kN/m2a s su = 80 kN/m = 25
Suelo 2 = Suelo 1o ne
s
p
r
o
f
u
n
d
Suelo 2 = Suelo 1
Calcule la capacidad de carga a corto y largo plazo
F
u
n
d
a
c
i
o
largo plazo
51
-
Ejercicio: capacidad de carga de un pilote
Suelo 1 Cohesivo = 20 kN/m3s = 80 kN/m2a s su = 80 kN/m = 25
Suelo 2 Granularo ne
s
p
r
o
f
u
n
d
Suelo 2 Granular = 22 kN/m3 = 35F
u
n
d
a
c
i
o
Calcule la capacidad de carga a corto y largo plazo
52
-
Factor de seguridad de fundaciones profundas
QQp +Qs Qlt
a
s
Qadm = Qp QsFS =QltFS
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
53
-
Factor de seguridad de fundaciones profundas
QQp +Qs Qlt
a
s
Qadm = Qp QsFS =QltFS
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
54
-
Factor de seguridad de
QQp +Qs Qlt
fundaciones profundas
Qadm = Qp QsFS =QltFS
a
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
55 (USACE)
-
Diseo de pilotes hincados
El diseo de los pilotes hincados tiene cuatro aspectos importantes:
Cl l lti d id d das
Clculo analtico de capacidad de carga Determinacin de ficha
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Tensiones en el pilote durante instalacin Capacidad del martillo de hinca
Seleccin del criterio de rechazo
F
u
n
d
a
c
i
o
Seleccin del criterio de rechazo Diseo estructural (no lo vemos ac)
D bilid d Durabilidad 56
-
Determinacin de ficha
La longitud de la ficha queda controlada por: Capacidad y estado del martillo
a
s
Estratigrafa del terreno Longitud, armadura y calidad de hormign
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
57
-
Determinacin de ficha
La longitud de la ficha queda controlada por: Capacidad y estado del martillo
a
s
Estratigrafa del terreno Longitud, armadura y calidad de hormign
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
En suelos muy densos es difcil superar una ficha de dos dimetrosF u
n
d
a
c
i
o
58
-
Determinacin de ficha
La longitud de la ficha queda controlada por: Capacidad y estado del martillo
a
s
Estratigrafa del terreno Longitud, armadura y calidad de hormign
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
En suelos muy densos es difcil superar una ficha de dos dimetrosF u
n
d
a
c
i
o
El pilote puede parar en lentes densas intermedias
59
-
as
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
60
-
Determinacin de ficha
Existen mtodos para estimar la ficha a partir de datos del pilote, del martillo y de la estratigrafaE t t d b l i da
s
Estos mtodos se basan en la propagacin de ondas mecnicas en el piloteE t i l t do
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Estn implementadosen programas comerciales
F
u
n
d
a
c
i
o
comerciales CAPWAP DRIVEN DRIVEN
61
-
Anlisis dinmico de hinca
ram voHammer mass o
a
s
Una onda de compresin recorreel pilote y produce la hinca
C d ll l t b tLumped pile masses
mi
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d Cuando llega a la punta rebota(traccin local)E l b b t t masses
Interconnecting pile springsF
u
n
d
a
c
i
o En la cabeza rebota otra vez(traccin local)
Soil reaction model at pilebase
62
-
Anlisis dinmico de hincaa
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
63
-
Anlisis dinmico de hinca
ram voHammer mass o
a
s
Ecuacin de onda Eje recto
Lumped pile masses
mi
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d Seccin constante Material elstico lineal
masses
Interconnecting pile springsF
u
n
d
a
c
i
o
En cada capa: resistencia, rigidez y disipacin
Soil reaction
El lmite es la tensin en el pilote durante la hinca (fi i ) model at pile
base
64
(fisuracin)
-
Anlisis dinmico de hinca: estimacin de la carga ltima
ram voHammer mass
En un choque rgido ideal
a
s
o
Pu d =W h
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Lumped pile masses
mi
F
u
n
d
a
c
i
o
masses
Interconnecting pile springs
Soil reaction
65
model at pilebase
-
Anlisis dinmico de hinca: estimacin de la carga ltima
ram voHammer mass
En un choque rgido ideal
a
s
o
Pu d =W h En un choque elstico
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Lumped pile masses
miPu d + de( ) =W h
F
u
n
d
a
c
i
o
masses
Interconnecting pile springs
( )
Soil reaction
66
model at pilebase
-
Anlisis dinmico de hinca: estimacin de la carga ltima
ram voHammer mass
En un choque rgido ideal
a
s
o
Pu d =W h En un choque elstico
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Lumped pile masses
miPu d + de( ) =W h El martillo es un motor
F
u
n
d
a
c
i
o
masses
Interconnecting pile springs
( )Pu d + de( ) = W h
Soil reaction
u e( )
67
model at pilebase
-
Anlisis dinmico de hinca: estimacin de la carga ltima
ram voHammer mass
En un choque rgido ideal
a
s
o
Pu d =W h En un choque elstico
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Lumped pile masses
miPu d + de( ) =W h El martillo es un motor
F
u
n
d
a
c
i
o
masses
Interconnecting pile springs
( )Pu d + de( ) = W h
Se pierde energa en el motor, Soil reaction
u e( ) p g
el impacto y la compresin elstica de pilote y terreno68
model at pilebase
-
Anlisis dinmico de hinca: estimacin de la carga ltima
El criterio de hinca de especifica medianteRn kN = 21.6 Feff E kN m ln 10 N( )
a
s
(WSDOT)
E es la energa de hinca N = prom golpes/pulgada para ltimas 4 pulgadas
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Feff factor de eficienciaF u
n
d
a
c
i
o
69
-
Anlisis dinmico de hinca: estimacin de la carga ltima
3000
s
)
. Steam hammers
a
s
2500
s
i
s
t
a
n
c
e
(
k
i
p
Steam hammers
OE Diesel, with
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
1500
2000
N
o
m
i
n
a
l
R
e
s
OE Diesel, withconcrete ortimber piles
OE Diesel, with
F
u
n
d
a
c
i
o
500
1000
T
P
r
e
d
i
c
t
e
d
N
OE Diesel, withsteel piles
CE Diesel
0
500
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
W
S
D
O
T
ChammersRn = 6.6 F eff E ln(10N)
70 (WSDOT)
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Measured Pile Bearing Resistance from Pile Load Test (kips)
-
Pilotes de tubo abierto
Los pilotes de tubo abierto cambian de comporta-miento cuando se taponanS d la
s
Se pueden colocar elementos que favorezcan lao n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Sleeve Short SleeveOpen
Plug measurer and guide rod for drop weight
Dense sand
Instrumentation
favorezcan la formacin del tapn
F
u
n
d
a
c
i
o
pPlug
Tapered Sleeve Closed
71
-
Pilotes spin-fina
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
72
-
Cargas horizontales
Los pilotes sometidos a cargas horizontales se disean mediante t d i ba
s
teora de viga sobre medio elsticoPuede emplearse uno n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Puede emplearse un mdulo de reaccin no lineal
F
u
n
d
a
c
i
o
no lineal
Matlock & Reese (1961)73
-
Ensayo de carga lateral de pilotes
Prediccin: viga sobre medio elstico
p
r
o
f
u
n
d
a
s
3
15.60.5h
mmn MN m =
=
u
n
d
a
c
i
o
n
e
s
p
F
u
(Verri 2007)74
-
Ensayo de carga lateral de pilotes
Prediccin: viga sobre medio elstico
p
r
o
f
u
n
d
a
s
1 12cm =3
15.60.5h
mmn MN m =
=
u
n
d
a
c
i
o
n
e
s
p
Ensayo in situ1 12cm
1 12mm = 2 7mm =
F
u
2 7cm =31.2hn MN m= 312hn MN m=2 1 0.58 =
2 1 10h hn n =(Larrague 1998, Verri 2007)75
-
ndice
Definicin y tipos de fundaciones profundas Procedimientos constructivos: pilotes hincados
a
s
Procedimientos constructivos: pilotes perforados Mtodos de diseo
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Curvas carga-asentamiento Grupos de pilotesF
u
n
d
a
c
i
o
Friccin negativa Ensayos de cargay g
76
-
Mecanismos resistentes y deformacin de pilotes
a
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
77
-
Mecanismos resistentes y deformacin de pilotes
a
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
78
-
Mecanismos resistentes y deformacin de pilotes
a
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
79
-
Mecanismos resistentes y deformacin de pilotes
El pilote toma cargas permanentes por friccin
a
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
80
-
Mecanismos resistentes y deformacin de pilotes
El pilote toma cargas permanentes por friccinLa reaccin de la punta slo ocurre para d f i da
s
deformaciones grandes
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
81
-
Relacin carga hundimiento de pilotes
a
s
La respuesta es fuertemente no linealL i id i i
QQ
Qlinear
P P
Q QQQ
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d La rigidez en servicio es aportada por la friccin lateral Q F
Q
PQ
F FQ
F
u
n
d
a
c
i
o friccin lateral A largo plazo se pro-
ducen asentamientos
Q
QQlinearQ Q
Q
ducen asentamientos adicionales
FQPQ
P P
F F
QQ
82
Q
-
Modelo hiperblico aplicado a pilotes
a
s
El ajuste se aplica indepen-dientemente a punta
QQ
Qlinear
P P
Q QQQ
* **Q P P
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d dientemente a punta y friccin
La respuesta global Q FQ
PQ
F FQ
F
u
n
d
a
c
i
o La respuesta global es hiperblica nicamente si Qp es
Q
QQlinearQ Q
Q
Qpsimilar a Qf
FQPQ
P P
F F
QQ
83
Q
-
Ejemplo: pilote en arcilla
2.0
Pilotem =
Rigidez por la punta2 640iP iK E A MN m=
a
s
( ) ( )2.035 10
Propiedades mecnicas arcilla
mL m SP m CH= +
2 640
8.4(1 )
iP i
rPrP
fP iP
K E A MN mQ cmR K
=
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
5080% 22 , 1
p
SPT
c
NLL OCR
>= = =
Resistencia del fuste13.4rFQ MN=
F
u
n
d
a
c
i
o [ ] 6.7 400500
u SPT
i u
s KPa N KPaE s
= ( )
Rigidez del fust
21001
e
rFiF
QK MN mR = =
'10 44Capacidad de carga por la p
5013 6
unta
rP u vq s KPaQ A MN
= + =( )1
0.1% 0.1% 25 2.5fF r
r
R
L m cm
= = =
84
13.60.75 18.1
rP rP
f uP
Q q A MNR Q MN
= =
-
Ejemplo: pilote en arcilla
QPile 2 , tip embedded in clays
m =
a
s
Q
embedded in clays
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
P PQ
F
u
n
d
a
c
i
o
13.6rPQ MN=
MNmQ
85
640
-
Ejemplo: pilote en arcilla
QPile 2 , tip embedded in clays
m =
a
s
Q
embedded in clays
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
P P
F F
QQ
13.4rFQ MN=
F
u
n
d
a
c
i
o
13.6rPQ MN=
MNmQ
86
2100 640
-
Ejemplo: pilote en arcilla
QQPile 2 , tip embedded in clays
m =
a
s
QQ
embedded in clays
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d P P
F F
QQ
13.4rFQ MN=R d
F
u
n
d
a
c
i
o
13.6rPQ MN=Rango de diseo
MNmQ
87
2740 2100 640
-
Ejemplo: pilote en arena
2 690Rigidez por la punta
iP iK E A MN m= 2.0 , 25Pilote
m L m = =
a
s
44(1 )
rPrP
fP iP
Q cmR K
= 36, 75%Propiedades mecnicas arena
SPT rN D= =
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
tan 77
Resistencia del fuste
vsf K KPa =( )
[ ]2
12
100 1000 1400
2 log 0.42r rC D D
n C
+ + =
F
u
n
d
a
c
i
o 1213.9
Ri id d l f t
rF s
fU
Q f A MNQ MN
= ==( ) 220
Capacidad de carga por la punta
ni a c aE C p p p MPa= =
( ) 37201Rigidez del fuste
rFiF
fF
QK MN mR = = ( )2 13 3 2
rP fP ult
fP r
q R q
R D
== +
88
( )10.1% 0.1% 25
fF r
r
R
L m
= = 4
39ult SPT
rP rP
q NQ q A MN
= =
-
Ejemplo: pilote en arena
QPile 2 , 25embedded in dense sands
m L m = =
a
s
Q
embedded in dense sands
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
P PQ 39rPQ MN=
F
u
n
d
a
c
i
o
MNmQ
89
690
-
Ejemplo: pilote en arena
QPile 2 , 25embedded in dense sands
m L m = =
a
s
Q
embedded in dense sands
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
P P
F F
QQ
39rPQ MN=
F
u
n
d
a
c
i
o
12rFQ MN=
MNmQ
90
3720 690
-
Ejemplo: pilote en arena
QPile 2 , 25embedded in dense sands
m L m = =
a
s
QQQ
embedded in dense sands
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d P P
F F
QQ
39rPQ MN=
F
u
n
d
a
c
i
o
12rFQ MN=Rango de
diseo
MNmQ
91
4410 3720 690
FIN
-
ndice
Definicin y tipos de fundaciones profundas Procedimientos constructivos: pilotes hincados
a
s
Procedimientos constructivos: pilotes perforados Mtodos de diseo
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Curvas carga-asentamiento Grupos de pilotesF
u
n
d
a
c
i
o
Friccin negativa Ensayos de cargay g
92
-
Grupo de pilotesa
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
93
Transmisin de presiones a estratosms profundos (asentamientos)
Superposicin de bulbos (falla)
-
Arreglos tipicos de grupos de pilotes
a
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
94
-
Verificacin de grupos de pilotes
La capacidad de carga del grupo es la menor entre La suma de las capacidades individuales
( )as
(con ca y )
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
95
-
Verificacin de grupos de pilotes
La capacidad de carga del grupo es la menor entre La suma de las capacidades individuales
( )as
(con ca y ) La capacidad de carga del contorno de pilotes
il i ( )on
e
s
p
r
o
f
u
n
d
como una pila nica (con c y )
F
u
n
d
a
c
i
o
96
-
ndice
Definicin y tipos de fundaciones profundas Procedimientos constructivos: pilotes hincados
a
s
Procedimientos constructivos: pilotes perforados Mtodos de diseo
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Curvas carga-asentamiento Grupos de pilotesF
u
n
d
a
c
i
o
Friccin negativa Ensayos de cargay g
97
-
Friccin negativa)(+= FCARGASDISEO QPP
a
s
La friccin negativa ocurre cuando el terreno se asienta ms que el pilote
R ll b l bl d
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d Rellenos sobre suelos blandos Abatimiento de nivel fretico
F
u
n
d
a
c
i
o La friccin negativa produce
M t i t Mayores asentamientos Mayor compresin en el
il t
98
pilote
-
Friccin negativa)(+= FCARGASDISEO QPP
a
s
La friccin negativa ocurre cuando el terreno se asienta ms que el pilote
R ll b l bl d
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d Rellenos sobre suelos blandos Abatimiento de nivel fretico
F
u
n
d
a
c
i
o
La friccin negativa nod l id d dreduce la capacidad de
carga porque en falla elpilote siempre se hunde
99
pilote siempre se hundemas que el suelo
-
ndice
Definicin y tipos de fundaciones profundas Procedimientos constructivos: pilotes hincados
a
s
Procedimientos constructivos: pilotes perforados Mtodos de diseo
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Curvas carga-asentamiento Grupos de pilotesF
u
n
d
a
c
i
o
Friccin negativa Ensayos de cargay g
100
-
Ensayos sobre pilotes
Los ensayos sobre pilotes tienen varios objetivos Verificar la capacidad de carga y rigidez
a
s
Optimizar el diseo de las fundaciones Reducir el coeficiente de seguridad
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
Verificar la calidad de la instalacin
F
u
n
d
a
c
i
o
101
-
Ensayo de carga estticoa
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
102
-
Ensayo de carga estticoa
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
103
-
Ensayo de carga pseudoestticoa
s
Se aplica una carga de duracin mucho mayorque el tiempo de arribo de una onda que va y vuelve a la punta del pilote
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d vuelve a la punta del piloteSu interpretacin es (relativamente) simple
F
u
n
d
a
c
i
o
104
-
Ensayo de carga pseudoestticoa
s
La curva incluye efectos viscosos y dinmicosLa carga acta a la vez en toda la longitud del pilotey
Load Cycle 4
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
-0.10
0.00-450.00-400.00-350.00-300.00-250.00-200.00-150.00-100.00-50.000.00
F
u
n
d
a
c
i
o
-0 40
-0.30
-0.20
l
a
c
e
m
e
n
t
(
I
n
c
h
e
s
)
-0.60
-0.50
0.40
D
i
s
p
l
105
-0.70
Load (tons)
Statnamic Static
-
Ensayo de carga dinmico
Se aplica un impacto en la cabeza del pilote L t i t ta
s
La respuesta se interpreta con la teora de propagacin de ondas elsticaso n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
ondas elsticas
F
u
n
d
a
c
i
o
106
-
Ensayo de carga dinmicoa
s
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
107
-
Ensayos de integridad
Se aplica un golpe en la cabezadel piloteL fl i i t dia
s
Las reflexiones intermediasindican defectos
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
F
u
n
d
a
c
i
o
108
-
Economa de los ensayos
j y
Capacity Verification Method
PDCA Safety Factor
Design Load per Pile (T)
Total Piles per Project
Pile Cost $
Testing Cost $
Total Cost $
a
s
(1) (2) ( )
(3) j
(4) (5) (6) (7) dynamic formula 3.50 57 tons 700 1,260,000 100 1,260,100 wave equation 2.50 80 500 900,000 1,000 901,000 d i t t (2%) 2 10 95 420 756 000 3 000 759 000o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
dynamic test (2%) 2.10 95 420 756,000 3,000 759,000dynamic test (10%) 1.90 105 380 684,000 11,400 695,400 static test (0.5%) 2.00 100 400 720,000 25,000 745,000 static test (2%) 1 80 111 360 648 000 75 000 723 000
F
u
n
d
a
c
i
o
static test (2%) 1.80 111 360 648,000 75,000 723,000static test (1) + dynamic (6%) 1.80 111 360 648,000 21,480 669,480 static test (1) + d i (15%) 1 65 121 340 612 000 30 300 642 300dynamic (15%) 1.65 121 340 612,000 30,300 642,300
109
-
Ensayo de carga en el Pampeano
p
r
o
f
u
n
d
a
s
Pilote cuadrado B = 40 cm, L = 12 mC d l
u
n
d
a
c
i
o
n
e
s
p Cap. de carga por la punta similar a cap. de carga por el fuste
F
u de carga por el fuste
110
-
Ensayo de carga en el Pampeano
p
r
o
f
u
n
d
a
s
Pilote cuadrado B = 30 cm, L = 12 mHi d D12
u
n
d
a
c
i
o
n
e
s
p Hincado con un D12
F
u
111
-
Ensayo de carga en el Pampeano
p
r
o
f
u
n
d
a
s
Pilote cuadrado B = 45 cm, L = 12 mP f i i l
u
n
d
a
c
i
o
n
e
s
p Preperforacin parcial (~8 m)R ll h i F u Relleno con hormign (1.45 vol. huelgo)Hincado con un K25Hincado con un K25(S10 < 2 cm)
112
-
Prediccin numrica P :Pilote Arauco
a
s
Carga - Asentamiento "realista"
00 5000 10000 15000 20000 25000 30000
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
-30
-20
-10 Carga [KN]
[
m
m
]
F
u
n
d
a
c
i
o
-50
-40
s
e
n
t
a
m
i
e
n
t
o
[
-80
-70
-60
A
s
113-100
-90
Pilotes Terratest Chile
-
Prediccin numrica P :Pilote Arauco
a
s
Carga - Asentamiento
00 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
Carga [KN]
o
n
e
s
p
r
o
f
u
n
d
-1
Carga [KN]
F
u
n
d
a
c
i
o
[
m
m
]
-2
s
e
n
t
a
m
i
e
n
t
o
114
-3 As
Ensayo Curva de ajuste FuncionHiperbolicaRealistaPilotes Terratest Chile
-
Bibliografa
Bsica Bowles. Foundation analysis and Design. McGraw-Hill
USACE Th ti l M l f Pil F d tias
USACE: Theoretical Manual for Pile Foundations USACE: Design of Pile Foundations
Complementariao ne
s
p
r
o
f
u
n
d
Complementaria DIN 4026: Driven Piles (Manufacture, dimensioning
and permissible loading)
F
u
n
d
a
c
i
o
p g) UNE-EN 12699: Pilotes de desplazamiento USACE: Pile Driving Equipment PDCA 102/103-07: Installation specification for driven
piles 115