ESTUDIO GEOTÉCNICO EN EDIFICACIONES

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, 2017 1

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

INTRODUCCIÓN Cimentaciones Resistencia al Esfuerzo de los Suelos 3

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

INTRODUCCIÓN Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 20

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

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

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

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

TIPOLOGÍA Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 25

TIPOLOGÍA Esquema de cimentación profunda Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 26

MÉTODO CONSTRUCTIVO Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 33

MÉTODO CONSTITUTIVO Pilote Barrenado Sin Sostenimiento Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 34

MÉTODO CONSTITUTIVO Pilote Barrenado Sin Sostenimiento Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 35

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

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

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

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

MÉTODO CONSTITUTIVO Pilote perforado con hélice Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 40

MÉTODO CONSTITUTIVO Pilote Perforado con hélice Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 41

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

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

Estimación de la Capacidad Admisible Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 44

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

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

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

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

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

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

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

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

CAPACIDAD ADMISIBLE Capacidad Admisible en Pilotes Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 64

CAPACIDAD ADMISIBLE Capacidad Admisible en Pilotes Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 65

Parámetros de Resistencia Conglomerado de Lima Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 66

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Aplicaciones Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 82

APLICACIONES Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 83

GRACIAS POR LA ATENCIÓN Contacto: jorge.c.guillen@hotmail.com Cimentaciones Profundas Aspectos Generales 87