Estudio Geotécnico para Edificaciones

Transcripción

1 Universidad Nacional de Ingeniería, Lima, Perú Facultad de Ingeniería Civil Centro de Educación Continua Estudio Geotécnico para Edificaciones Aspectos de Calculo Lima, Agosto, 2017 Dr. Ing. Jorge L. Cárdenas Guillen Profesor Universitario, Ingeniero Civil - Consultor Geotécnico Contacto: jorge.c.guillen@hotmail.com

2

3 Estimación de la Capacidad Portante Definiciones» Carga ultima de un pilote. Métodos de Calculo.» Método Analíticos.» Método Empírico. Ejemplo Aplicativo 3

4 Definiciones Carga ultima de un pilote 4

5 Definiciones Carga ultima por punta 5

6 Definiciones Carga ultima por fricción 6

7 Métodos de Calculo Método Analítico La resistencia del terreno (por punta y por fricción) en el pilote puede ser estimada mediante expresiones analísticas. El criterio de falla de Mohr Coulomb es considerado. Método Empírico La resistencia del terreno puede ser estimada mediante correlaciones de ensayos in-situ. Se disponen de correlaciones de ensayos SPT, CPT, etc. 7

8 Métodos Analítico 8

9 Métodos Analítico Mohr Coulomb Resistencia en Pilotes Referencia: Guía de cimentaciones en obras de carretera. Gobierno de España, Ministerio de Fomento. 9

10 Métodos Analítico Mohr Coulomb Resistencia por Punta Referencia: Guía de cimentaciones en obras de carretera. Gobierno de España, Ministerio de Fomento. 10

11 Métodos Analítico Mohr Coulomb Resistencia por Punta ( ) Referencia: Guía de cimentaciones en obras de carretera. Gobierno de España, Ministerio de Fomento. 11

12 Métodos Analítico Mohr Coulomb Resistencia por Punta ( ) Referencia: Guía de cimentaciones en obras de carretera. Gobierno de España, Ministerio de Fomento. 12

13 Métodos Analítico Mohr Coulomb Resistencia Lateral En Suelos granulares con finos 13

14 Métodos Analítico Mohr Coulomb Resistencia Lateral En Suelos Arcillosos (método alfa) 14

15 Métodos Analítico Mohr Coulomb Resistencia Lateral En Suelos Arcillosos (método alfa) 15

16 Métodos Analítico Mohr Coulomb Resistencia Lateral En Suelos Arcillosos (método beta) 16

17 Métodos Analítico Mohr Coulomb Resistencia Lateral En Suelos Arcillosos (método beta) 17

18 Métodos Empíricos 18

19 Método Empírico Basado en correlaciones con ensayos de penetración (SPT): Aoki-Velloso (1975) Décourt & Quaresma (1978, 1982) 19

20 Aoki-Velloso (1975) La resistencia ultima por punta y por fricción es estimada mediante las siguientes correlaciones 20

21 Aoki-Velloso (1975) 21

22 Décourt & Quaresma (1978, 1982) La resistencia ultima por punta y por fricción es estimada mediante las siguientes correlaciones 22

23 Décourt & Quaresma (1978, 1982) 23

24 Capacidad Admisible en Pilotes 24

25 Capacidad Admisible en Pilotes 25

26 Ejemplos aplicativos 26

27 Ejemplo 1 Se ha proyectado la construcción de una plataforma cuadrada de concreto armado (base 12m y espesor 1.0m) para soportar un tanque de almacenamiento de petróleo. El peso del tanque lleno es 900t. El proyecto está ubicado sobre un terreno arenoso de 6m de espesor, cercano a la orilla del mar, cuyo nivel freático está a 2m debajo de la superficie. Debajo del material arenoso se encuentra un estrato granular de 40 m de espesor, y subyaciendo a este material se presenta un estrato rocoso. De acuerdo al estudio de peligro sísmico el lugar es considerado como de alta sismicidad por lo que se debe tomar en cuenta en el diseño de los pilotes. Los resultados de la investigación geotécnica concluyen que el estrato arenoso es potencialmente licuable. Considerar que el nivel de la superficie del terreno arenoso es el nivel de la plataforma. Esquema 1.1. Condición del terreno y características de la cimentación. 27

28 Ejemplo 1 ( ) La Tabla 1.1 presenta el resumen de los resultados obtenidos del Estudio de Mecánica de Suelos (EMS) con fines de cimentación. Considerar la resistencia unitaria lateral y de punta constante en los estratos. Tabla 1.1. Parámetros del Material. Se solicita: Estimar las dimensiones de la cimentación profunda (pilote de concreto), para tal considerar un factor de seguridad mínimo requerido igual a 3. Considerar: (1) Cargas que se transmiten son de tipo vertical. (2) Equipos disponibles para la ejecución de pilotes excavados pueden realizar excavaciones circulares de diámetro: 0.8; 1.0 y 1.2m. (3) Peso específico del concreto igual a 2.4 t/m³. (4) Pilotes deben estar espaciados necesariamente de 3 veces su diámetro. 28

29 Ejemplo 2 Estimar la longitud del Pilote considerando lo siguientes datos: Datos del Pilote: Criterios de diseño: Cargas actuantes: Esquema 2.1. Sección de análisis. 29

30 Ejemplo 3 Estimar la longitud del Pilote considerando lo siguientes datos: Bloque de cimentación: 1m Diámetro: 30cm Nivel freático a 2.0m. Carga actuante: 13t Arcilla arenosa blanda Arcilla limosa con arena Arena limosa con arcilla Nota: Utilizar el método de Aoki Velloso y Décourt & Quaresma. Arcilla arenosa con limos, rígido Esquema 3.1. Sección de análisis. 30

31 Ejemplo 4 Estimar la capacidad admisible de un pilote de concreto de 7.5m de profundidad y de diámetro de 30cm (ver Esquema 4.1). Considerar nivel freático a 2.0m. El nivel del inicio de pilote es 1.0m debajo del terreno natural. Nota: Utilizar el método de Aoki Velloso y Décourt & Quaresma. Arcilla arenosa blanda Arcilla limosa con arena Arena limosa con arcilla Arcilla arenosa con limos, rígido Esquema 4.1. Sección de análisis. 31

32 Ejemplo 4 Estimar la longitud del empotramiento de los pilotes: L1 y L2 que soporta un bloque de sección cuadrada sometido a una carga distribuida. Considerar FS=3. Los pilotes son hincados y de concreto, de sección cuadrada y de alma llena de 0.5x0.5m. El espaciamiento entre los pilotes verticales es de 2m. El proyecto está ubicado en una zona sísmica y está apoyado sobre un terreno conformado de arena suelta sin finos. Tabla 4.1. Parámetros del material. Esquema 4.1. Detalle de la cimentación profunda. 32

33 GRACIAS POR LA ATENCIÓN PREGUNTAS? 33

34 Universidad Nacional de Ingeniería, Lima, Perú Facultad de Ingeniería Civil Centro de Educación Continua Estudio Geotécnico para Edificaciones Aspectos de Calculo Lima, Agosto, 2017 Dr. Ing. Jorge L. Cárdenas Guillen Profesor Universitario, Ingeniero Civil - Consultor Geotécnico Contacto: jorge.c.guillen@hotmail.com