12c Fundaciones profundas

Fundaciones profundas

(84.07) Mecnica de Suelos y Geologa

FIUBA

ndice

Definicin y tipos de fundaciones profundas Procedimientos constructivos: pilotes hincados

a

s

Procedimientos constructivos: pilotes perforados Mtodos de diseo

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

Curvas carga-asentamiento Grupos de pilotesF

u

n

d

a

c

i

o

Friccin negativa Ensayos de cargay g

2


Las fundacionesLas fundaciones

a

s

Las fundacionesprofundas(pilas, pilotes)

Las fundacionessuperficiales(bases, plateas)

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

(p p )transmiten cargaal terreno por su

l i f i

( p )transmiten cargaal terreno por su

l i f i

F

u

n

d

a

c

i

o plano inferiory superficie lateral

plano inferior

3


Pueden ser Verticales

a

s

Cargas horizontales Friccin negativa

Inclinadas

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

Empujes laterales Esfuerzos de corte4


Pueden ser Verticales

a

s

Cargas horizontales Friccin negativa

InclinadasPueden tener cargas

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

Axiales TransversalesF

u

n

d

a

c

i

o

En el fustePueden trabajar en

Empujes laterales Esfuerzos de corte

jgrupo

5

Tipos de pilote

Mtodo de instalacin Con desplazamiento (sin extraccin de suelo)

a

s

Hincado (con martillo o vibrohincador) Roscado

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

6

Tipos de pilote


a

s


Si d l i t ( t i d l )on

e

s

p

r

o

f

u

n

d

Sin desplazamiento (con extraccin de suelo) Perforado (con balde o cuchara)

Perforado con hlice continua

F

u

n

d

a

c

i

o


7

Tipos de pilote


a

s


Si d l i t ( t i d l )on

e

s

p

r

o

f

u

n

d

Sin desplazamiento (con extraccin de suelo) Perforado (con balde o cuchara)


F

u

n

d

a

c

i

o

Perforado con hlice continua Con desplazamiento reducido (parcial)

Hincado con punta abierta Hincado con punta abierta Preperforado e hincado

8

ndice


a

s


o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d


u

n

d

a

c

i

o


9

Definicin

Los pilotes hincados son columnaspremoldeadas que se instalan en el terreno para transferir cargas aa

s

terreno para transferir cargas a estratos resistentes

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

Timber Concrete CompositePipeH-pile10

Un poco de historiaa

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

Pilotera romana Primer martillo de vapor11

Pilotes de acero

Perfiles laminados

a

s

Tubos Punta abierta

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

Punta cerrada

F

u

n

d

a

c

i

o

12

Pilotes spin-fin

Tienen paletas que fuerzan una rotacin durante la hincaL d l t tia

s

Luego del set-up, tienen una resistencia asimilable a la dela punta ensanchadao n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

la punta ensanchada

F

u

n

d

a

c

i

o

13

Pilotes de hormigna

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

14

Pilotes de hormigna

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

15

Pilote tipo Frankia

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

16

Pilotes hincados: cuando si y cuando no

Cuando si Muchos pilotes con cargas similares

a

s

Suelo blando seguido por suelo competente a cota uniforme

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

17


Cuando si Muchos pilotes con cargas similares

a

s

Suelo blando seguido por suelo competente a cota uniforme

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

Cuando no Perfil geotcnico errtico con lentes densas

i t di

F

u

n

d

a

c

i

o

intermedias Ambiente urbano Grandes cargas (verticales / horizontales)

18


a

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

19

Aspectos constructivos

Los aspectos constructivos ms importantes son: Seleccin del martillo

a

s

Peso del pilote: Peso del martillo Estratigrafa: Regulacin

Ritmo de hinca (pilotes dormidos)o n es

p

r

o

f

u

n

d

Ritmo de hinca (pilotes dormidos) Empalme entre tramos

F

u

n

d

a

c

i

o

20

Martillos

Hay varios tipos de martillo: Caida libre

a

s

Aire o vapor Diesel, efecto simple

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

Diesel, efecto doble Hidrulicos de impactoF

u

n

d

a

c

i

o

Hidrulicos de presin Vibradores

21

Un martillo Diesela

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

Elevacin Caida libre e inyeccin

Explosin Ascenso y libera gases

Entrada de combustible22

Eficiencia de martillos

El martillo es un motorSu potencia real depende de su mantenimiento

a

s

HAY que medir la eficiencia del martillo que se usaAverage Measured Transfer Efficiency

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

Hammer and Pile Type Combination

Transfer Efficiency(relative to Developed

Energy)

F

u

n

d

a

c

i

o

Air/Steam hammers, all piles 0.49 Open ended diesel hammers with concrete or timber piles

0.30

Open ended diesel hammers 0 48Open ended diesel hammerswith steel piles

0.48

Closed ended diesel hammers 0.41 23

Inspeccin

La inspeccin es central para el xito de unainstalacin de pilotes hincados

L t i i ias

Los aspectos mnimos a inspeccionar son: Fabricacin, transporte, izado y posicionam.

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

Funcionamiento del martillo (regulacin) Hinca y rechazo (incl. registro) F u

n

d

a

c

i

o

Cota de punta Integridad

24

ndice


a

s


o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d


u

n

d

a

c

i

o


25

Pilotes perforado con hlice en seco

a

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

26

Perforados por rotacin con entubacin recuperable

a

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

27

Perforados por rotacin bajo lodosa

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

28

Perforados por rotacin de baldea

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

29

Bajada de armadura y hormigonado

a

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

30

Pilote perforado de desplazamientoa

s

La mquina penetra elterreno mediante rotacinEl l t id

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d El suelo no es extraido: pilote de desplazamientoS l t l

F

u

n

d

a

c

i

o Solo apto para suelos muy blandos

31

Puente sobre pilotesa

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

32

Puente sobre pilotesa

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

33

Pilotes perforados para estacin subternea

a

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

34

Inspeccin

La inspeccin de pilotes perforados debe ser mas cuidadosa que la de pilotes hincados

Ti d l d l t ifi ias

Tipo de suelo de la punta vs especificacin Limpieza de perforacin

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

Desarenado Curva de hormigonadoF u

n

d

a

c

i

o

35

Inspeccina

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

36

ndice


a

s


o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d


u

n

d

a

c

i

o


37

Elementos para el diseo de pilotes

a

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

38

Capacidad de carga de pilotesa

s

La capacidad de carga totalde un pilote es la suma de sucapacidad de carga por la punta

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

Q Q Q

capacidad de carga por la puntamas la friccin lateral

F

u

n

d

a

c

i

o Qu =Qp +QfLa contribucin de cada componenteLa contribucin de cada componentedepende de la estratigrafa y mtodoconstructivo

39

constructivo

Capacidad de carga de pilotesa

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

40

Mtodos para determinar capacidad de carga

a

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

41

Capacidad de carga por la punta

a

s

La capacidad de carga por la punta depende de

Fi h

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d Ficha Parmetros resistentes

d l t

F

u

n

d

a

c

i

o del terreno Tapada

42


Frmula de capacidad de carga para pilotes

( )a s Qu = cNc + q Nq( ) scdcN N 1( )coto n e s p

r

o

f

u

n

d

Nc = Nq 1( )cot

F

u

n

d

a

c

i

o

Diferentes coeficientes Nq segn diferentes

tautores

43

Friccin lateral

( )La friccin lateral es la resistencia al corte de la interfase suelo pilotea

s

fs = ca + K v tan ( )interfase suelo-pilote

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

44

Friccin lateral


s

fs = ca + K v tan ( )interfase suelo-pilote Depende del procedimiento constructivo

Hi d 1 2 < K < 3 0on

e

s

p

r

o

f

u

n

d

Hincados: 1.2 < K < 3.0 Perforados: K0 < K < 1.0F u

n

d

a

c

i

o

45

Friccin lateral


s

fs = ca + K v tan ( )interfase suelo-pilote Depende del procedimiento constructivo

Hi d 1 2 < K < 3 0on

e

s

p

r

o

f

u

n

d

Hincados: 1.2 < K < 3.0 Perforados: K0 < K < 1.0D d d l t i l

F

u

n

d

a

c

i

o

Depende del material Acero: = 20 Madera: = 2/3 Hormign: = 3/4 46

Friccin lateral no drenada en arcillas: mtodo

a

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

f s=47

s uf s

Friccin lateral no drenada en arcillas: mtodo La interfase

controla la resistencia

a

s

resistencia

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

El terreno controla la

F

u

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d

a

c

i

o

resistencia

f s=48

s uf s

Friccin lateral en arenas:mtodo

f =

a

s

Arenas

s zf

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d Con desplazamiento

Sin despla amiento0.18 0.65 rD = +

F

u

n

d

a

c

i

o Sin desplazamiento

Gravas[ ]1.5 0.245 z m =

Gravas Gruesas [ ]0.0853.4 z me =

49

Finas[ ]0.752.0 0.15 mz =

Friccin lateral drenada en arcillas:mtodo

a

s f =

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d s zf

F

u

n

d

a

c

i

o

50

Ejercicio: capacidad de carga de un pilote

Suelo 1 Cohesivo = 20 kN/m3s = 80 kN/m2a s su = 80 kN/m = 25

Suelo 2 = Suelo 1o ne

s

p

r

o

f

u

n

d

Suelo 2 = Suelo 1

Calcule la capacidad de carga a corto y largo plazo

F

u

n

d

a

c

i

o

largo plazo

51

Ejercicio: capacidad de carga de un pilote

Suelo 1 Cohesivo = 20 kN/m3s = 80 kN/m2a s su = 80 kN/m = 25

Suelo 2 Granularo ne

s

p

r

o

f

u

n

d

Suelo 2 Granular = 22 kN/m3 = 35F

u

n

d

a

c

i

o

Calcule la capacidad de carga a corto y largo plazo

52

Factor de seguridad de fundaciones profundas

QQp +Qs Qlt

a

s

Qadm = Qp QsFS =QltFS

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

53

Factor de seguridad de fundaciones profundas

QQp +Qs Qlt

a

s


o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

54

Factor de seguridad de

QQp +Qs Qlt

fundaciones profundas


a

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

55 (USACE)

Diseo de pilotes hincados

El diseo de los pilotes hincados tiene cuatro aspectos importantes:

Cl l lti d id d das

Clculo analtico de capacidad de carga Determinacin de ficha

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

Tensiones en el pilote durante instalacin Capacidad del martillo de hinca

Seleccin del criterio de rechazo

F

u

n

d

a

c

i

o

Seleccin del criterio de rechazo Diseo estructural (no lo vemos ac)

D bilid d Durabilidad 56

Determinacin de ficha

La longitud de la ficha queda controlada por: Capacidad y estado del martillo

a

s

Estratigrafa del terreno Longitud, armadura y calidad de hormign

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

57



a

s


o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

En suelos muy densos es difcil superar una ficha de dos dimetrosF u

n

d

a

c

i

o

58



a

s


o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

En suelos muy densos es difcil superar una ficha de dos dimetrosF u

n

d

a

c

i

o

El pilote puede parar en lentes densas intermedias

59

as

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

60


Existen mtodos para estimar la ficha a partir de datos del pilote, del martillo y de la estratigrafaE t t d b l i da

s

Estos mtodos se basan en la propagacin de ondas mecnicas en el piloteE t i l t do

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

Estn implementadosen programas comerciales

F

u

n

d

a

c

i

o

comerciales CAPWAP DRIVEN DRIVEN

61

Anlisis dinmico de hinca

ram voHammer mass o

a

s

Una onda de compresin recorreel pilote y produce la hinca

C d ll l t b tLumped pile masses

mi

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d Cuando llega a la punta rebota(traccin local)E l b b t t masses

Interconnecting pile springsF

u

n

d

a

c

i

o En la cabeza rebota otra vez(traccin local)

Soil reaction model at pilebase

62

Anlisis dinmico de hincaa

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

63

Anlisis dinmico de hinca

ram voHammer mass o

a

s

Ecuacin de onda Eje recto

Lumped pile masses

mi

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d Seccin constante Material elstico lineal

masses

Interconnecting pile springsF

u

n

d

a

c

i

o

En cada capa: resistencia, rigidez y disipacin

Soil reaction

El lmite es la tensin en el pilote durante la hinca (fi i ) model at pile

base

64

(fisuracin)

Anlisis dinmico de hinca: estimacin de la carga ltima

ram voHammer mass

En un choque rgido ideal

a

s

o

Pu d =W h

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

Lumped pile masses

mi

F

u

n

d

a

c

i

o

masses

Interconnecting pile springs

Soil reaction

65

model at pilebase


ram voHammer mass


a

s

o

Pu d =W h En un choque elstico

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

Lumped pile masses

miPu d + de( ) =W h

F

u

n

d

a

c

i

o

masses


( )

Soil reaction

66

model at pilebase


ram voHammer mass


a

s

o


o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

Lumped pile masses

miPu d + de( ) =W h El martillo es un motor

F

u

n

d

a

c

i

o

masses


( )Pu d + de( ) = W h

Soil reaction

u e( )

67

model at pilebase


ram voHammer mass


a

s

o


o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

Lumped pile masses

miPu d + de( ) =W h El martillo es un motor

F

u

n

d

a

c

i

o

masses


( )Pu d + de( ) = W h

Se pierde energa en el motor, Soil reaction

u e( ) p g

el impacto y la compresin elstica de pilote y terreno68

model at pilebase


El criterio de hinca de especifica medianteRn kN = 21.6 Feff E kN m ln 10 N( )

a

s

(WSDOT)

E es la energa de hinca N = prom golpes/pulgada para ltimas 4 pulgadas

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

Feff factor de eficienciaF u

n

d

a

c

i

o

69


3000

s

)

. Steam hammers

a

s

2500

s

i

s

t

a

n

c

e

(

k

i

p

Steam hammers

OE Diesel, with

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

1500

2000

N

o

m

i

n

a

l

R

e

s

OE Diesel, withconcrete ortimber piles

OE Diesel, with

F

u

n

d

a

c

i

o

500

1000

T

P

r

e

d

i

c

t

e

d

N

OE Diesel, withsteel piles

CE Diesel

0

500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

W

S

D

O

T

ChammersRn = 6.6 F eff E ln(10N)

70 (WSDOT)

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

Measured Pile Bearing Resistance from Pile Load Test (kips)

Pilotes de tubo abierto

Los pilotes de tubo abierto cambian de comporta-miento cuando se taponanS d la

s

Se pueden colocar elementos que favorezcan lao n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

Sleeve Short SleeveOpen

Plug measurer and guide rod for drop weight

Dense sand

Instrumentation

favorezcan la formacin del tapn

F

u

n

d

a

c

i

o

pPlug

Tapered Sleeve Closed

71

Pilotes spin-fina

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

72

Cargas horizontales

Los pilotes sometidos a cargas horizontales se disean mediante t d i ba

s

teora de viga sobre medio elsticoPuede emplearse uno n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

Puede emplearse un mdulo de reaccin no lineal

F

u

n

d

a

c

i

o

no lineal

Matlock & Reese (1961)73

Ensayo de carga lateral de pilotes

Prediccin: viga sobre medio elstico

p

r

o

f

u

n

d

a

s

3

15.60.5h

mmn MN m =

=

u

n

d

a

c

i

o

n

e

s

p

F

u

(Verri 2007)74

Ensayo de carga lateral de pilotes

Prediccin: viga sobre medio elstico

p

r

o

f

u

n

d

a

s

1 12cm =3

15.60.5h

mmn MN m =

=

u

n

d

a

c

i

o

n

e

s

p

Ensayo in situ1 12cm

1 12mm = 2 7mm =

F

u

2 7cm =31.2hn MN m= 312hn MN m=2 1 0.58 =

2 1 10h hn n =(Larrague 1998, Verri 2007)75

ndice


a

s


o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d


u

n

d

a

c

i

o


76

Mecanismos resistentes y deformacin de pilotes

a

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

77


a

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

78


a

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

79


El pilote toma cargas permanentes por friccin

a

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

80


El pilote toma cargas permanentes por friccinLa reaccin de la punta slo ocurre para d f i da

s

deformaciones grandes

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

81

Relacin carga hundimiento de pilotes

a

s

La respuesta es fuertemente no linealL i id i i

QQ

Qlinear

P P

Q QQQ

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d La rigidez en servicio es aportada por la friccin lateral Q F

Q

PQ

F FQ

F

u

n

d

a

c

i

o friccin lateral A largo plazo se pro-

ducen asentamientos

Q

QQlinearQ Q

Q

ducen asentamientos adicionales

FQPQ

P P

F F

QQ

82

Q

Modelo hiperblico aplicado a pilotes

a

s

El ajuste se aplica indepen-dientemente a punta

QQ

Qlinear

P P

Q QQQ

* **Q P P

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d dientemente a punta y friccin

La respuesta global Q FQ

PQ

F FQ

F

u

n

d

a

c

i

o La respuesta global es hiperblica nicamente si Qp es

Q

QQlinearQ Q

Q

Qpsimilar a Qf

FQPQ

P P

F F

QQ

83

Q

Ejemplo: pilote en arcilla

2.0

Pilotem =

Rigidez por la punta2 640iP iK E A MN m=

a

s

( ) ( )2.035 10

Propiedades mecnicas arcilla

mL m SP m CH= +

2 640

8.4(1 )

iP i

rPrP

fP iP

K E A MN mQ cmR K

=

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

5080% 22 , 1

p

SPT

c

NLL OCR

>= = =

Resistencia del fuste13.4rFQ MN=

F

u

n

d

a

c

i

o [ ] 6.7 400500

u SPT

i u

s KPa N KPaE s

= ( )

Rigidez del fust

21001

e

rFiF

QK MN mR = =

'10 44Capacidad de carga por la p

5013 6

unta

rP u vq s KPaQ A MN

= + =( )1

0.1% 0.1% 25 2.5fF r

r

R

L m cm

= = =

84

13.60.75 18.1

rP rP

f uP

Q q A MNR Q MN

= =


QPile 2 , tip embedded in clays

m =

a

s

Q

embedded in clays

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

P PQ

F

u

n

d

a

c

i

o

13.6rPQ MN=

MNmQ

85

640


QPile 2 , tip embedded in clays

m =

a

s

Q

embedded in clays

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

P P

F F

QQ

13.4rFQ MN=

F

u

n

d

a

c

i

o

13.6rPQ MN=

MNmQ

86

2100 640


QQPile 2 , tip embedded in clays

m =

a

s

QQ

embedded in clays

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d P P

F F

QQ

13.4rFQ MN=R d

F

u

n

d

a

c

i

o

13.6rPQ MN=Rango de diseo

MNmQ

87

2740 2100 640

Ejemplo: pilote en arena

2 690Rigidez por la punta

iP iK E A MN m= 2.0 , 25Pilote

m L m = =

a

s

44(1 )

rPrP

fP iP

Q cmR K

= 36, 75%Propiedades mecnicas arena

SPT rN D= =

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

tan 77

Resistencia del fuste

vsf K KPa =( )

[ ]2

12

100 1000 1400

2 log 0.42r rC D D

n C

+ + =

F

u

n

d

a

c

i

o 1213.9

Ri id d l f t

rF s

fU

Q f A MNQ MN

= ==( ) 220


ni a c aE C p p p MPa= =

( ) 37201Rigidez del fuste

rFiF

fF

QK MN mR = = ( )2 13 3 2

rP fP ult

fP r

q R q

R D

== +

88

( )10.1% 0.1% 25

fF r

r

R

L m

= = 4

39ult SPT

rP rP

q NQ q A MN

= =


QPile 2 , 25embedded in dense sands

m L m = =

a

s

Q

embedded in dense sands

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

P PQ 39rPQ MN=

F

u

n

d

a

c

i

o

MNmQ

89

690



m L m = =

a

s

Q


o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

P P

F F

QQ

39rPQ MN=

F

u

n

d

a

c

i

o

12rFQ MN=

MNmQ

90

3720 690



m L m = =

a

s

QQQ


o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d P P

F F

QQ

39rPQ MN=

F

u

n

d

a

c

i

o

12rFQ MN=Rango de

diseo

MNmQ

91

4410 3720 690

FIN

ndice


a

s


o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d


u

n

d

a

c

i

o


92

Grupo de pilotesa

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

93

Transmisin de presiones a estratosms profundos (asentamientos)

Superposicin de bulbos (falla)

Arreglos tipicos de grupos de pilotes

a

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

94

Verificacin de grupos de pilotes

La capacidad de carga del grupo es la menor entre La suma de las capacidades individuales

( )as

(con ca y )

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

95

Verificacin de grupos de pilotes

La capacidad de carga del grupo es la menor entre La suma de las capacidades individuales

( )as

(con ca y ) La capacidad de carga del contorno de pilotes

il i ( )on

e

s

p

r

o

f

u

n

d

como una pila nica (con c y )

F

u

n

d

a

c

i

o

96

ndice


a

s


o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d


u

n

d

a

c

i

o


97

Friccin negativa)(+= FCARGASDISEO QPP

a

s

La friccin negativa ocurre cuando el terreno se asienta ms que el pilote

R ll b l bl d

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d Rellenos sobre suelos blandos Abatimiento de nivel fretico

F

u

n

d

a

c

i

o La friccin negativa produce

M t i t Mayores asentamientos Mayor compresin en el

il t

98

pilote

Friccin negativa)(+= FCARGASDISEO QPP

a

s

La friccin negativa ocurre cuando el terreno se asienta ms que el pilote

R ll b l bl d

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d Rellenos sobre suelos blandos Abatimiento de nivel fretico

F

u

n

d

a

c

i

o

La friccin negativa nod l id d dreduce la capacidad de

carga porque en falla elpilote siempre se hunde

99

pilote siempre se hundemas que el suelo

ndice


a

s


o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d


u

n

d

a

c

i

o


100

Ensayos sobre pilotes

Los ensayos sobre pilotes tienen varios objetivos Verificar la capacidad de carga y rigidez

a

s

Optimizar el diseo de las fundaciones Reducir el coeficiente de seguridad

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

Verificar la calidad de la instalacin

F

u

n

d

a

c

i

o

101

Ensayo de carga estticoa

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

102

Ensayo de carga estticoa

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

103

Ensayo de carga pseudoestticoa

s

Se aplica una carga de duracin mucho mayorque el tiempo de arribo de una onda que va y vuelve a la punta del pilote

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d vuelve a la punta del piloteSu interpretacin es (relativamente) simple

F

u

n

d

a

c

i

o

104

Ensayo de carga pseudoestticoa

s

La curva incluye efectos viscosos y dinmicosLa carga acta a la vez en toda la longitud del pilotey

Load Cycle 4

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

-0.10

0.00-450.00-400.00-350.00-300.00-250.00-200.00-150.00-100.00-50.000.00

F

u

n

d

a

c

i

o

-0 40

-0.30

-0.20

l

a

c

e

m

e

n

t

(

I

n

c

h

e

s

)

-0.60

-0.50

0.40

D

i

s

p

l

105

-0.70

Load (tons)

Statnamic Static

Ensayo de carga dinmico

Se aplica un impacto en la cabeza del pilote L t i t ta

s

La respuesta se interpreta con la teora de propagacin de ondas elsticaso n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

ondas elsticas

F

u

n

d

a

c

i

o

106

Ensayo de carga dinmicoa

s

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

107

Ensayos de integridad

Se aplica un golpe en la cabezadel piloteL fl i i t dia

s

Las reflexiones intermediasindican defectos

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

F

u

n

d

a

c

i

o

108

Economa de los ensayos

j y

Capacity Verification Method

PDCA Safety Factor

Design Load per Pile (T)

Total Piles per Project

Pile Cost $

Testing Cost $

Total Cost $

a

s

(1) (2) ( )

(3) j

(4) (5) (6) (7) dynamic formula 3.50 57 tons 700 1,260,000 100 1,260,100 wave equation 2.50 80 500 900,000 1,000 901,000 d i t t (2%) 2 10 95 420 756 000 3 000 759 000o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

dynamic test (2%) 2.10 95 420 756,000 3,000 759,000dynamic test (10%) 1.90 105 380 684,000 11,400 695,400 static test (0.5%) 2.00 100 400 720,000 25,000 745,000 static test (2%) 1 80 111 360 648 000 75 000 723 000

F

u

n

d

a

c

i

o

static test (2%) 1.80 111 360 648,000 75,000 723,000static test (1) + dynamic (6%) 1.80 111 360 648,000 21,480 669,480 static test (1) + d i (15%) 1 65 121 340 612 000 30 300 642 300dynamic (15%) 1.65 121 340 612,000 30,300 642,300

109

Ensayo de carga en el Pampeano

p

r

o

f

u

n

d

a

s

Pilote cuadrado B = 40 cm, L = 12 mC d l

u

n

d

a

c

i

o

n

e

s

p Cap. de carga por la punta similar a cap. de carga por el fuste

F

u de carga por el fuste

110


p

r

o

f

u

n

d

a

s

Pilote cuadrado B = 30 cm, L = 12 mHi d D12

u

n

d

a

c

i

o

n

e

s

p Hincado con un D12

F

u

111


p

r

o

f

u

n

d

a

s

Pilote cuadrado B = 45 cm, L = 12 mP f i i l

u

n

d

a

c

i

o

n

e

s

p Preperforacin parcial (~8 m)R ll h i F u Relleno con hormign (1.45 vol. huelgo)Hincado con un K25Hincado con un K25(S10 < 2 cm)

112

Prediccin numrica P :Pilote Arauco

a

s

Carga - Asentamiento "realista"

00 5000 10000 15000 20000 25000 30000

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

-30

-20

-10 Carga [KN]

[

m

m

]

F

u

n

d

a

c

i

o

-50

-40

s

e

n

t

a

m

i

e

n

t

o

[

-80

-70

-60

A

s

113-100

-90

Pilotes Terratest Chile

Prediccin numrica P :Pilote Arauco

a

s

Carga - Asentamiento

00 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

Carga [KN]

o

n

e

s

p

r

o

f

u

n

d

-1

Carga [KN]

F

u

n

d

a

c

i

o

[

m

m

]

-2

s

e

n

t

a

m

i

e

n

t

o

114

-3 As

Ensayo Curva de ajuste FuncionHiperbolicaRealistaPilotes Terratest Chile

Bibliografa

Bsica Bowles. Foundation analysis and Design. McGraw-Hill

USACE Th ti l M l f Pil F d tias

USACE: Theoretical Manual for Pile Foundations USACE: Design of Pile Foundations

Complementariao ne

s

p

r

o

f

u

n

d

Complementaria DIN 4026: Driven Piles (Manufacture, dimensioning

and permissible loading)

F

u

n

d

a

c

i

o

p g) UNE-EN 12699: Pilotes de desplazamiento USACE: Pile Driving Equipment PDCA 102/103-07: Installation specification for driven

piles 115

12c Fundaciones profundas

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