Curso Taller Estudio Geotécnico para Edificaciones...

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Aspectos de Calculo

Dr. Ing. Jorge L. Cárdenas GuillenProfesor Universitario, Ingeniero Civil - Consultor Geotécnico

Lima, febrero, 2018

Curso Taller

Estudio Geotécnico para Edificaciones

Cimentación Profunda

Universidad Nacional de Ingeniería, Lima, PerúFacultad de Ingeniería Civil

Centro de Educación Continua

3Cimentación ProfundaCEC - 2018

• Aspectos de Calculo

– Definiciones

– Métodos de Calculo.

» Método Analíticos.

» Método Empírico.

– Carga admisible de un pilote.

– Ejemplos Aplicativos

Cimentaciones Profundas

Contenido del Curso

Carga ultima de un pilote

Definiciones


Definiciones

Carga ultima por punta


Definiciones

Carga ultima por fricción



• Métodos de Calculo.

– Método Analíticos.

– Método Empírico.

Método Analítico

Método Empírico

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.

La resistencia del terreno puede ser estimada mediante correlaciones de ensayos in-situ. Se disponen de correlaciones de ensayos SPT, CPT, etc.

Métodos de Calculo



Métodos Analítico

Referencia: Guía de cimentaciones en obras de carretera.

Gobierno de España, Ministerio de Fomento.


Métodos Analítico – Mohr Coulomb

Resistencia en Pilotes

Referencia: Guía de cimentaciones en obras de carretera.Gobierno de España, Ministerio de Fomento.



Resistencia por Punta




Resistencia por Punta (…)



Resistencia Lateral

En Suelos granulares con finos



Resistencia Lateral

En Suelos Arcillosos (método alfa)

Resistencia Lateral

En Suelos Arcillosos (método beta)




Métodos Empíricos


Método Empírico

Basado en correlaciones con ensayos de penetración (SPT):

• Aoki-Velloso (1975)

• Décourt & Quaresma (1978, 1982)


Aoki-Velloso (1975)

La resistencia ultima por punta y por fricción es estimada mediante las siguientes correlaciones


Aoki-Velloso (1975)


Décourt & Quaresma (1978, 1982)

La resistencia ultima por punta y por fricción es estimada mediante las siguientes correlaciones


Décourt & Quaresma (1978, 1982)


• Capacidad Admisible en Pilotes

– Factor de Seguridad.


Capacidad Admisible en Pilotes


Ejemplos aplicativos

Se ha proyectado la construcción de una plataformacuadrada de concreto armado (base 12m y espesor 1.0m)para soportar un tanque de almacenamiento de petróleo. Elpeso del tanque lleno es 900t.El proyecto está ubicado sobre un terreno arenoso de 6m deespesor, cercano a la orilla del mar, cuyo nivel freático está a2m debajo de la superficie. Debajo del material arenoso seencuentra un estrato granular de 40 m de espesor, ysubyaciendo a este material se presenta un estrato rocoso.De acuerdo al estudio de peligro sísmico el lugar esconsiderado como de “alta sismicidad” por lo que se debetomar en cuenta en el diseño de los pilotes.Los resultados de la investigación geotécnica concluyen queel estrato arenoso es potencialmente licuable.Considerar que el nivel de la superficie del terreno arenoso es

el nivel de la plataforma.


Ejemplo 1

Esquema 1.1. Condición del terreno y características de la cimentación.

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 enlos estratos.


Ejemplo 1 (…)

Tabla 1.1. Parámetros del Material.

Se solicita:

• Estimar las dimensiones de la cimentación profunda (pilote de concreto), para tal considerar unfactor de seguridad mínimo requerido igual a 3.

Considerar: (1) Cargas que se transmiten son de tipo vertical. (2) Equipos disponibles para laejecución de pilotes excavados pueden realizar excavaciones circulares de diámetro: 0.8; 1.0 y1.2m. (3) Peso específico del concreto igual a 2.4 t/m³. (4) Pilotes deben estar espaciadosnecesariamente de 3 veces su diámetro.

Estimar la longitud del Pilote considerando lo siguientes datos:

Esquema 2.1. Sección de análisis.

Datos del Pilote:

Criterios de diseño:


Ejemplo 2

Cargas actuantes:

• Bloque de cimentación: 1m• Diámetro: 30cm• Nivel freático a 2.0m. • Carga actuante: 13t

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



Ejemplo 3

Estimar la longitud del Pilote considerando lo siguientes datos:

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.







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.

Esquema 4.1. Detalle de la cimentación profunda.


Ejemplo 4

Tabla 4.1. Parámetros del material.


Ejemplos aplicativos

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 Décourt & Quaresma.







Ejemplo 1


Ejemplo 1 - Solución

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.

Esquema 4.1. Detalle de la cimentación profunda.


Ejemplo 2

Tabla 4.1. Parámetros del material.


Para el pilote inclinado:

Diagrama de fuerzas:



Para el pilote vertical

Diagrama de fuerzas:



GRACIAS POR LA ATENCIÓN

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