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CURSO DEACTUALIZACION
DISEÑO GEOTECNICO DE PILOTES
Ing. Hebert Sotelo Aedo
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DISEÑO GEOTECNICO
• Investigación Geotécnica.Determinación de la profundidad de investigaciónEnsayos de laboratorio
• Selección del elemento de cimentación y del equipo de construcción.Estudio de las Condiciones de apoyo
Experiencia local (estructuras existentes)Equipo disponibleRestricciones impuestas
• Determinación de la longitud y capacidad de carga del elementoModelo Geológico (determinación capas de apoyo) – punta –fricciónDeterminación de parámetros
• Cálculo de asentamientos• Pruebas de Carga
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Aplicación de Cargas en una Cimentación
Terzaghi Meyerhof Hansen
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FACTORES DE SEGURIDAD
• Importancia de la Estructura• Condiciones del sub suelo• Calidad del programa de exploración• Control de Calidad en la Construcción• Comportamiento del suelo (disminución de capacidad de carga)
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CIMENTACIONES EN SUELOSPREDOMINANTEMENTE FRICCIONANTES
• Compacidad• Resistencia al esfuerzo cortante• Deformabilidad de los suelos• Magnitud de los esfuerzos• Relación del diámetro y fuste• Procedimiento Constructivo
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a) PILOTES HINCADOS
• Empíricos – pruebas de campoPenetración estándarPenetración cono estáticoEnsayos presiométricos
• Relaciones teóricas• Pruebas de Carga a Escala Natural
• Capacidad de carga por punta
• Resultados de pruebas de campoPenetración estándar
Cono estáticoPresiométricosRelaciones teóricas
Kc = 0.37 Hincados
Kc = 0.15 Perforados
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• Relaciones TeóricasEn función del ángulo de fricción
Kc = 0.37 HincadosKc = 0.15 Perforados
P’o = Presión vertical efectiva
N’q = factor de capacidad de carga
P’o = Presión vertical efectiva
Nt = factor de capacidad de carga en la base
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• Capacidad de carga por fricción
• Resultados de pruebas de campo
Penetración de cono estático CPT
fs = fricción lateral media en pruebasde cono
Mediciones presiométricas
fs = fricción lateral últimap = perímetro del piloteD = penetración del piloteLs = Longitud del pilote
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Relaciones teóricas
Qs = Capacidad de carga última porfricción.
P’os = Presión vertical efectiva media a lo largo del pilote
Ks = Relación entre el esfuerzohorizontal y vertical
Tan = Coeficiente de fricción lateralpilote – suelo
As = área de la superficie lateral
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b) PILOTES PERFORADOS (COLOCADOS – IN SITU)
• Elementos mayores a 60cm de diámetro• Resistencia por punta y resistencia lateral• En función del procedimiento constructivo se puede despreciar
aporte lateral• Para aporte por punta deformación entre 10 y 20% del diámetro
• Capacidad de carga en la base
• Menor que el pilotes excavadosSuelo se altera proceso de excavación
No se presenta densificación en la baseOcurre un alivio temporal de esfuerzosProfundidad de influencia crece debido al mayor diámetro
Kc = 0.08 - 0.15 Perforados
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Relaciones teóricas
Qs = Capacidad de carga última porfricción.
P’os = Presión vertical efectiva media a lo largo del pilote
Ks = Relación entre el esfuerzo
horizontal y verticalTan = Coeficiente de fricción lateral
pilote – sueloAs = área de la superficie lateral
Ks = 0.7 Ls < 8m0.6 Ls de 8 a 12m0.5 Ls > 12m
= - 3°
Verificar que exista contacto
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c) GRUPO DE PILOTES EN SUELOS FRICCIONANTES
• Sumatoria de las cargas individuales• La capacidad se calcula como una zapata grande• En función del procedimiento constructivo se puede despreciar
aporte lateral• Para aporte por punta deformación entre 10 y 20% del diámetro
• Eficiencia del Grupo de Pilotes
• Compacidad relativa inicial del suelo• Procedimiento Constructivo
• Longitud de los pilotes• Espaciamiento entre pilotes2 a 4 Bb – carga última mayor a la suma individualLa resistencia por punta no se ve afectadoSi espaciamiento mayor a 7 Bb – Actúan como elementos aisladosEspaciamiento no menor a 2.5 B + 0.02 D
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d) INFLUENCIA DEL PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVOEN EL DISEÑO
• Evitar daño estructuralConcreto 3 – 4 mm/ golpeAcero 2 mm / golpe
• Relajación y licuación temporal• Compactación por hincado• Hincado de grupo
• Pilotes Hincados
• Rugosidad producida por la herramienta de corte• Alivio de esfuerzos en el suelo• Error Geométrico al perforar• Fluido de perforación
• Pilotes Colocadas in situ
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CIMENTACIONES EN SUELOSPREDOMINANTEMENTE COHESIVOS
• Induce alteración – pérdida de resistencia• Determinación del comportamiento (resistencia por punta – fricción)
a) PILOTES HINCADOS
• Capacidad de carga por punta
• Resultados de pruebas de campoPenetración estándar
Cono estáticoPresiométricosRelaciones teóricas
Kc = 0.60 Hincados
Kc = 0.37 Perforados
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Relaciones teóricas
Nc = 9 diámetros menores a 0.5mNc = 7 diámetros mayores a 0.5m
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b) GRUPO DE PILOTES EN SUELOS COHESIVOS
• Sumatoria de las cargas individuales• La capacidad se calcula como una zapata grande• En función del procedimiento constructivo se puede despreciar
aporte lateral
• Eficiencia del Grupo de Pilotes
• Se desprecia efecto de grupo para arcillas con Cu mayores a 100kPa.
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d) INFLUENCIA DEL PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVOEN EL DISEÑO
• La resistencia del hincado puede confundirse con la resistencia delagua o lodo de la perforación. (rehincado posterior).
• Desplazamientos debido al hincado (1.2 Bb hacia abajo -9Bb hacia arriba)
• Alteración causada por el Hincado (realizar pruebas de carga muy posterior)• Presión de poro inducida por el hincado
• Pilotes Hincados
• Induce remoldeo y remblandecimiento – No se produce aumento deresistencia con el tiempo.
• Pilotes Colocadas in situ
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CIMENTACIONES EN SUELOSCOHESIVOS Y FRICCIONANTES
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CIMENTACIONES ANTE FUERZASAMBIENTALES
• Movimientos de Hielo, nieve, congelamiento del agua.• Empuje lateral del agua en movimiento• Hundimiento de la superficie (suelos colapsables)
• Acción de suelos arcillosos expansivos• Oleaje• Vientos huracanados• Fricción negativa• Efecto de ondas sísmicas cortantes• Licuación de suelos
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CIMENTACIONES EN SUELOS EXPANSIVOS
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CIMENTACIONES SUJETOS A FRICCION NEGATIVA
• Arcillas en proceso de consolidación.Abatimiento piezométricoSobrecarga
reconsolidación de la arcilla circundante
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CIMENTACIONES PROFUNDAS EN ROCA
• Se requiere exploración detallada de la estructura, estratificación,foliación, rumbo, buzamiento.
• Las rocas sedimentarias, a menudo se encuentran en capas separadasde arcillas.
• Ciertas lutitas se reblandecen o expanden al ser expuestos al aire.• las rocas calcareas con cavernas constituyen un problema.• Se recomienda pruebas de carga.• Se recomienda un empotramiento de 1 a 3 veces el diámetro.• Capacidad de carga únicamente por resistencia por punta, si no existe
deformaciones.