ESTUDIO GEOTÉCNICO EN EDIFICACIONES

Transcripción

1 Universidad Nacional de Ingeniería, Lima, Perú Facultad de Ingeniería Civil Centro de Educación Continua ESTUDIO GEOTÉCNICO EN EDIFICACIONES CIMENTACIONES PROFUNDAS Dr. Ing. Jorge L. Cárdenas Guillen Ingeniero Civil, Profesor Universitario - Consultor Geotécnico jorge.c.guillen@hotmail.com Marzo,

2 TÓPICOS Introducción Pilotes - Definición Tipología Estimación de Capacidad de soporte Aplicaciones Comentarios Finales Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 2

3 INTRODUCCIÓN Cimentaciones Resistencia al Esfuerzo de los Suelos 3

4 INTRODUCCIÓN Grandes Asentamientos Fenómeno de Licuación de Suelos. (Japón, Niigata, 1964) Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 4

5 INTRODUCCIÓN Grandes Asentamientos Fenómeno de Licuación de Suelos. (Japón, Kobe, 1995) Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 5

6 INTRODUCCIÓN Grandes Asentamientos Fenómeno de Licuación de Suelos. (Japón, Kobe, 1995) Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 6

7 INTRODUCCIÓN Grandes Asentamientos Fenómeno de Consolidación en Suelos Arcillosos. (Torre de Pisa, Italia) Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 7

8 INTRODUCCIÓN El Suelo de Fundación El suelo de fundación debe garantizar que la estructura no presente problemas de capacidad de soporte y asentamientos que puedan alterar la estatura proyectada sobre esta. Esta condición debe ser tanto en condiciones estáticas y dinámica Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 8

9 INTRODUCCIÓN Uso de Cimentaciones Profundas Se utilizan cuando el suelo de fundación superficial (estrato) no presenta capacidad de soportar cargas (estáticas o dinámicas) elevadas o están sujetos a procesos erosivos. En tal sentido, la cimentación profunda trasmitirá las cargas al estrato mas resistente. Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 9

10 INTRODUCCIÓN Tipos de Cimentaciones Profundas Las cimentaciones profundas se pueden clasificar en los siguiente tipos: Pilote aislado Grupo de pilotes Zonas pilotadas Micropilotes. Aislado Grupo de Pilotes Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 10

11 INTRODUCCIÓN Tipos de Cimentaciones Profundas Las cimentaciones profundas se pueden clasificar en los siguiente tipos: Pilote aislado Grupo de pilotes Zonas pilotadas Micropilotes. Uso de micropilotes Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 11

12 INTRODUCCIÓN Uso de Cimentaciones Profundas Cimentación en suelos en suelos potencialmente licuables. (Oficinas en Talara, 2015) Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 12

13 INTRODUCCIÓN Uso de Cimentaciones Profundas Construcción de muros pantalla con pilotes. (Paso a desnivel Av. 28 de Julio, Lima, 2015) Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 13

14 INTRODUCCIÓN Uso de Cimentaciones Profundas Construcción de muros pantalla con pilotes. (Paso a desnivel Av. 28 de Julio, Lima, 2015) Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 14

15 INTRODUCCIÓN Uso de Cimentaciones Profundas Uso de Calzaduras en la construcción de Túnel debajo del Puente Trujillo. (Proyecto Vía Parque Rimac, Lima, 2015) Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 15

16 INTRODUCCIÓN Uso de Cimentaciones Profundas Uso de Calzaduras en la construcción de Túnel debajo del Puente Trujillo. (Proyecto Vía Parque Rimac, Lima, 2015) Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 16

17 INTRODUCCIÓN Uso de Cimentaciones Profundas Uso de Pilotes metálicos en la construcción de plataformas sobre mar. (Ampliación del puerto del Callao, Lima, 2015) Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 17

18 INTRODUCCIÓN Uso de Cimentaciones Profundas Uso de Pilotes metálicos en la construcción de plataformas sobre mar. (Ampliación del puerto del Callao, Lima, 2015) Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 18

19 INTRODUCCIÓN Uso de Cimentaciones Profundas Uso de Pilotes metálicos en la construcción de plataformas sobre mar. (Ampliación del puerto del Callao, Lima, 2015) Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 19

20 INTRODUCCIÓN Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 20

21 PILOTES Definición Los pilotes son fundaciones profundas donde las cargas pueden ser soportadas por la fricción lateral y/o por la base. Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 21

22 PILOTES Definición Los pilotes también se utilizan en trabajos de calzaduras Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 22

23 PILOTES Definición En estabilización de taludes. Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 23

24 PILOTES Aspectos Generales Los pilotes son elementos estructurales utilizados para cimentación de estructuras y que permite trasladar las cargas actuantes hasta un estrato resistente del suelo. Este tipo de cimentación se utiliza cuando la opción de cimentación superficial se hace inviable, técnica o económicamente. Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 24

25 TIPOLOGÍA Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 25

26 TIPOLOGÍA Esquema de cimentación profunda Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 26

27 TIPOLOGÍA Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 27

28 TIPOLOGÍA Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 28

29 TIPOLOGÍA Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 29

30 TIPOLOGÍA Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 30

31 TIPOLOGÍA Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 31

32 TIPOLOGÍA Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 32

33 MÉTODO CONSTRUCTIVO Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 33

34 MÉTODO CONSTITUTIVO Pilote Barrenado Sin Sostenimiento Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 34

35 MÉTODO CONSTITUTIVO Pilote Barrenado Sin Sostenimiento Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 35

36 MÉTODO CONSTITUTIVO Pilote perforado sin entubación y con lodos bentoníticos Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 36

37 MÉTODO CONSTITUTIVO Pilote perforado sin entubación y con lodos bentoníticos Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 37

38 MÉTODO CONSTITUTIVO Pilote excavado con camisa recuperable Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 38

39 MÉTODO CONSTITUTIVO Pilote excavado con camisa recuperable Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 39

40 MÉTODO CONSTITUTIVO Pilote perforado con hélice Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 40

41 MÉTODO CONSTITUTIVO Pilote Perforado con hélice Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 41

42 MÉTODO CONSTITUTIVO Pilote perforado con hélice y entubación recuperable Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 42

43 MÉTODO CONSTITUTIVO Pilote perforado con hélice y entubación recuperable Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 43

44 Estimación de la Capacidad Admisible Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 44

45 CAPACIDAD ADMISIBLE Carga ultima de un pilote Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 45

46 CAPACIDAD ADMISIBLE Carga ultima de un pilote Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 46

47 CAPACIDAD ADMISIBLE Carga ultima de un pilote Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 47

48 CAPACIDAD ADMISIBLE Carga ultima de un pilote Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 48

49 CAPACIDAD ADMISIBLE Métodos de Calculo Método Analítico Método Empírico (uso de parámetros de resistencia) (correlaciones) Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 49

50 CAPACIDAD ADMISIBLE Métodos de Calculo Método Analítico Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 50

51 CAPACIDAD ADMISIBLE Métodos de Calculo Método Analítico Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 51

52 CAPACIDAD ADMISIBLE Métodos de Calculo Método Analítico Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 52

53 CAPACIDAD ADMISIBLE Métodos de Calculo Método Analítico Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 53

54 CAPACIDAD ADMISIBLE Métodos de Calculo Método Analítico Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 54

55 CAPACIDAD ADMISIBLE Métodos de Calculo Método Analítico Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 55

56 CAPACIDAD ADMISIBLE Métodos de Calculo Método Analítico Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 56

57 CAPACIDAD ADMISIBLE Métodos de Calculo Método Empírico Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 57

58 CAPACIDAD ADMISIBLE Métodos de Calculo Método Propuesto por Meyerhof (1976) Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 58

59 CAPACIDAD ADMISIBLE Métodos de Calculo Método Propuesto por Aoki-Velloso (1975) Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 59

60 CAPACIDAD ADMISIBLE Métodos de Calculo Método Propuesto por Aoki-Velloso (1975) Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 60

61 CAPACIDAD ADMISIBLE Métodos de Calculo Método Propuesto por Aoki-Velloso (1975) Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 61

62 CAPACIDAD ADMISIBLE Métodos de Calculo Método Propuesto por Décourt & Quaresma (1978, 1982) Diseño Cimentaciones Geométrico Profundas de Cimentaciones Aspectos Proundas Generales 62

63 CAPACIDAD ADMISIBLE Métodos de Calculo Método Propuesto por Décourt & Quaresma (1978, 1982) Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 63

64 CAPACIDAD ADMISIBLE Capacidad Admisible en Pilotes Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 64

65 CAPACIDAD ADMISIBLE Capacidad Admisible en Pilotes Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 65

66 Parámetros de Resistencia Conglomerado de Lima Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 66

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68 DEFINICIONES Parámetros de Resistencia? Criterio de Falla: Mohr-Coulomb Cohesión Angulo de Fricción Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 68

69 DEFINICIONES Resistencia Cortante Se define como la resistencia al esfuerzo cortante que ofrece el material (suelo) en la superficie de falla (superficie de perdida de resistencia). Esfuerzo Actuante Esfuerzo Resistente Esquema de superficie de falla y zona de corte. Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 69

70 DEFINICIONES Comportamiento del suelo en la Superficie de Falla Efecto combinado de cohesión y fricción Tensiones actuantes en el plano de falla. Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 70

71 DEFINICIONES Parámetros de Resistencia Los parámetros de Parámetros de Resistencia (en la falla), de acuerdo al Modelo de Mohr-Coulomb son: Curva empírica!!! Angulo de fricción interna (Parámetro de fricción). Intercepto cohesivo (Parámetro de Cohesión). Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 71

72 DEFINICIONES Criterio de Falla Mohr-Coulomb : La ecuación de la envolvente de falla representa la ecuación de resistencia del suelo : Siempre lineal? Donde: Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 72

73 DEFINICIONES Parámetros de Resistencia No linealidad de la Curva de Mohr-Coulomb Qué significa no lineal? Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 73

74 DEFINICIONES Parámetros de Resistencia Reducción del ángulo de fricción con el esfuerzo confinante En relleno rocoso Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 74

75 DEFINICIONES Parámetros de Resistencia Reducción del ángulo de fricción con el esfuerzo confinante Ensayos a gran escala Palma, et. al., Caracterización Geotécnica de Materiales de Lastre en Botaderos de Gran Altura Mediante Ensayos Triaxiales y Odométricos de Gran Tamaño Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 75

76 ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS Ensayos de Laboratorio Corte Directo Triaxial Compresión Simple Corte Directo Triaxial Compresión Confinada Compresión Simple Compresión no-confinada Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 76

77 ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS Ensayos de Laboratorio Resultados Típicos Valores típicos en suelos granulares: Valores típicos en suelos finos: Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 77

78 ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS Ensayos in-situ Corte Directo Esquema del Ensayo Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 78

79 ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS Ensayos de Laboratorio Corte Directo a Gran escala Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 79

80 ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS Ensayos de Laboratorio Corte Directo a Gran escala Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 80

81 ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS Ensayos in-situ - micropilotes Carga rotura arrancamiento en ensayo 140 t Carga servicio en cálculo 59 t Fuente: TYPSA Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 81

82 Aplicaciones Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 82

83 APLICACIONES Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 83

84 APLICACIONES Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 84

85 APLICACIONES Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 85

86 APLICACIONES Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 86

87 GRACIAS POR LA ATENCIÓN Contacto: Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 87