Cimentaciones Profundas. Mecánica de Suelos 360 UCA

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1 Mecánica de Suelos 360 UCA

2 Clasificación fundaciones A) Superficial ó Directa D/B < 5 Cimentaciones Profundas B) Semiprofunda D/B < 5 a D/B <10 C) Profunda ó Indirecta D/B > 10

3 Tipos de pilotes - Método constructivo A) PILOTES DE DESPLAZAMIENTO Cimentaciones Profundas DIN 4026: Driven Piles (Manufacture, dimensioning and permissible loading) (Agosto 1976) UNE-EN 12699: Ejecución de trabajos geotécnicos especiales: Pilotes de desplazamiento (2001) Otras B) PILOTES DE EXTRACCION DIN 4014: Bored cast-in-place Piles (Formation, design and bearing capacity) (Marzo 1990, reemplaza 1977) UNE-EN 1536: Ejecución de trabajos geotécnicos especiales: Pilotes Perforados (2000) Otras

4 Consideraciones de diseño

5 Capacidad de carga de pilotes

6 Capacidad de carga de pilotes

7 Capacidad de carga de pilotes Componentes de la capacidad de carga = Punta y Fuste

8 Capacidad de carga de pilotes Capacidad de carga por punta: Cimentaciones Profundas Qp = A p ( c N c + q N q ) s c d c Brinch Hansen Qp 9 s u A p Suelos cohesivos No drenado (φ=0)

9 Capacidad de carga de pilotes Capacidad de carga por fuste: Cimentaciones Profundas σ hi = K. σ vi f s = c a + K. σ v. tan(δ) c a = 0,5 a 1,0. s u δ = 0,5 a 0,75. φ Q s = Σ f si. (π. D. Li)

10 Capacidad de carga de pilotes Coeficiente K (presión lateral) Cimentaciones Profundas Termina siendo el factor de ajuste dependiendo de método de ejecución: Adoptamos: K= 1 perforado K= 3 hincado

11 Capacidad de carga de pilotes EJEMPLO 1 Cimentaciones Profundas Suelo 1 cohesivo - γ = 20.0 kn/m 3 φ u = 0 s u = 80 kn/m 2 Nq= 1 Nc= 5.14 φ = 25 c = 10 kn/m 2 Nq= 20.7 Nc = 10.7 Suelo 2 = Suelo 1

12 Capacidad de carga de pilotes EJEMPLO 2 Cimentaciones Profundas Suelo 1 Cohesivo - γ = 20 kn/m 3 φ u = 0 s u = 80 kn/m 2 Nq= 1 Nc= 5.14 φ = 25 c = 10 kn/m 2 Nq= 20.7 Nc = 10.7 Suelo 2 Granular - γ = 20 kn/m 3 φ = 35 c = 0 kn/m2 Nq= 33.3

13 Capacidad de carga de pilotes Metodo α (condición no drenado) f s = αs u

14 Capacidad de carga de pilotes Metodo β (condición drenado) f = β q Cimentaciones Profundas Arenas con desplazamiento β = D r sin desplazamiento [ ] β = zm Gravas gruesas β = 3.4e [ ] 0.085zm finas β = z 0.75[ m]

15 Capacidad de carga de pilotes Carga admisible Q adm = Q p +Q s FS = Q últ FS Cimentaciones Profundas Q adm = Q p FS 1 + Q s FS 2 Factor de seguridad (NO es único)

16 Transferencia de carga

17 Deformaciones de pilotes Movilización de la carga por fuste

18 Deformaciones de pilotes Movilización de la de punta

19 Curva carga-deformación de pilotes

20 Solicitaciones especiales Cimentaciones Profundas Cargas horizontales Fricción negativa Empujes laterales Esfuerzos de corte

21 Grupo de pilotes Efectos del bulbo de presiones: Cimentaciones Profundas Transmisión de presiones a estratos más profundos (asentamientos). Superposición de bulbos (falla).

22 Grupo de pilotes Arreglos típicos: Eficiencia Separación e/ ejes

23 Carga Horizontal

24 Fricción negativa El suelo se agarra del pilote Cimentaciones Profundas P DISEÑO = PCARGAS + QF ( ) SOLUCIONES POSIBLES - Cargar el terreno antes de construir el pilote - Pintura asfáltica en el fuste

25 Procedimientos de ejecución Perforados por rotación con entubación recuperable

26 Procedimientos de ejecución Perforados por rotación bajo lodo bentonítico

27 Procedimiento de ejecución Perforados por rotación de balde

28 Procedimiento de ejecución

29 Fotos de obras - Puentes

30 Fotos de obras - Puentes

31 Fotos de obras Puente

32 Fotos de obras Paso Superior

33 Fotos de obras Cimentación-contención

34 Fotos de obras Cimentación-contención

35 Control in situ limpieza perforación

36 Pilote de desplazamiento

37 Pilote de desplazamiento

38 Pilote de desplazamiento - Hincados Cimentaciones Profundas Energía entregada = Trabajo del pilote W m. h = Q pult. s W m. h = Q padm. ν. s para s 10 :10 golpes y ν: W m. h = Q padm. 5. s 10 s 10 = 10. W m. h. (W m + W p ) 5. Q padm. W m W m > 50% del peso del pilote h = 1 a 2 m para evitar daño del elemento

39 Pilote de desplazamiento - Hincados Fórmula de Gates (FHWA) Cimentaciones Profundas R u [ 7 E log( 10 N )] 550 = r b R u resistencia última del pilote (kn) E r energía nominal entregada por el martillo utilizado (Joules) N b número de golpes para los últimos 25mm de penetración Uso limitado (hasta 600 kips ~ 2640 kn) Existen muchas otras más (Engineering News, Navy McKay, Hiley, Terzaghi,.)

40 Pilotes Hincados

41 Pilote de desplazamiento - Hincados

42 Pilote de desplazamiento - Hincados

43 Pilote de desplazamiento - Hincados

44 Controles in situ ensayo dinámico

45 Controles in situ ensayo estático

46 Micropilotes Cimentaciones Profundas Los micropilotes son pilotes de pequeño diámetro (< 30cm) y se componen de una barra, tubo de acero o de armadura de acero que constituye el núcleo portante, el cual se recubre normalmente de lechada inyectada de cemento que forma el bulbo. Las características técnicas de los materiales y modo de ejecución de estos micropilotes permiten lograr altas capacidades de carga (30 a 150 ton) tanto a la tracción como a la compresión con deformaciones mínimas.

47 Micropilotes Refuerzo cepa

48 Micropilotes Instalaciones

49 Micropilotes Torres

50 Cimentaciones Profundas Micropilotes Contenciones

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