Cimentaciones ProfundasCimentaciones Profundas

Mecánica de Suelos 64.08

Clasificación fundaciones

A) Superficial ó Directa D/B < 5

ofun

das

B) Semiprofunda D/B < 5 a D/B <10

cion

es P

roC

imen

tac

C) Profunda ó Indirecta D/B > 10

C

Tipos de pilotes - Método constructivo

A) PILOTES DE DESPLAZAMIENTO

• DIN 4026: Driven Piles (Manufacture dimensioning and permissible• DIN 4026: Driven Piles (Manufacture, dimensioning and permissible loading) (Agosto 1976)

• UNE-EN 12699: Ejecución de trabajos geotécnicos especiales: Pilotes de desplazamiento (2001)of

unda

s

Pilotes de desplazamiento (2001)

cion

es P

ro

B) PILOTES DE EXTRACCION

• DIN 4014: Bored cast-in-place Piles (Formation, design and bearing Cim

enta

c

p ( g gcapacity) (Marzo 1990, reemplaza 1977)

• UNE-EN 1536: Ejecución de trabajos geotécnicos especiales: Pilotes Perforados (2000)

C

( )

Consideraciones de diseñoof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC

Capacidad de carga de pilotesof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC

Capacidad de carga de pilotesof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC

Capacidad de carga de pilotes

Componentes de la capacidad de carga = Punta y Fuste

ofun

das

cion

es P

roC

imen

tac

C

Capacidad de carga de pilotesCapacidad de carga por punta

Qp = Ap . (C . Nc + q . Nq ) sc.dc - Brinch Hansen

ofun

das

p p ( c q ) c c

cion

es P

roC

imen

tac

C

Qp = 9 . Su . Ap - Suelos cohesivos – No drenado (φ=0)

Capacidad de carga de pilotesCapacidad de carga por fuste

ofun

das

σ’hi = K . σ’vif = c + K σ’ tan(δ)

cion

es P

ro fs = ca + K . σ v . tan(δ)

ca = 0,5 a 1,0 . suδ = 0 5 a 0 75 φ

Cim

enta

c δ = 0,5 a 0,75 . φ

Qs = Σ fsi . (π . D . Li)

C

Capacidad de carga de pilotes

Coeficiente K (presion lateral)

ofun

das Termina siendo el factor de ajuste

dependiendo de método de ejecución:

cion

es P

ro

K= 1 perforadoK= 3 hincado

Cim

enta

cC

Capacidad de carga de pilotesEJEMPLO 1

ofun

das Suelo 1 – Cohesivo - γ = 20 kN/m3

φu = 0° Su = 80 kN/m2

cion

es P

ro φu uNq= 1 Nc= 5,14

Cim

enta

c φ’ = 25° C’ = 10 kN/m2Nq= 20,7 Nc = 10,7

C

Suelo 2 = Suelo 1

Capacidad de carga de pilotesEJEMPLO 2

ofun

das Suelo 1 – Cohesivo - γ = 20 kN/m3

φu = 0° Su = 80 kN/m2

cion

es P

ro φu uNq= 1 Nc= 5,14

φ’ = 25° C’ = 10 kN/m2

Cim

enta

c Nq= 20,7 Nc = 10,7

S l 2 G l 20 kN/ 3C Suelo 2 – Granular - γ = 20 kN/m3

φ’ = 35° C’ = 0 kN/m2Nq= 33 3Nq= 33,3

Capacidad de carga de pilotes

s uf sα=Metodo “α “(condición no drenado)

ofun

das

cion

es P

roC

imen

tac

C

Capacidad de carga de pilotes

Metodo “β “(condición drenado) ´qf ⋅= β

ofun

das

• Arenas• Arenas

cion

es P

ro – con desplazamiento

sin despla amiento

– con desplazamiento

sin despla amiento0.18 0.65 rDβ = +

Cim

enta

c – sin desplazamiento

• Gravas

– sin desplazamiento

• Gravas[ ]1.5 0.245 z mβ = −

C • Gravas– gruesas– finas

• Gravas– gruesas– finas [ ]0.752 0 0 15 mzβ =

[ ]0.0853.4 z meβ −=finasfinas 2.0 0.15zβ = −

Capacidad de carga de pilotesCarga admisible

Q d = Q lt / FS

ofun

das

Qadm Qult / FS ó

Qadm = Qp / FS1 + Qs / FS2

cion

es P

ro

Factor de seguridad (NO es único)

Cim

enta

cC

Transferencia de cargaof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC

Deformaciones de pilotesMovilización de la carga por fuste

ofun

das

cion

es P

roC

imen

tac

C

Deformaciones de pilotesMovilización de la de punta

ofun

das

cion

es P

roC

imen

tac

C

Curva carga-deformación de pilotesof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC

Solicitaciones especiales of

unda

sci

ones

Pro

Cargas horizontales Fricción negativa

Cim

enta

cC

Empujes laterales Esfuerzos de corte

Carga Horizontalof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC

Fricción negativaEl suelo “se agarra” del pilote

ofun

das

cion

es P

roC

imen

tac

C

)(−+= FCARGASDISEÑO QPP

Procedimientos de ejecuciónPerforados por rotación con entubación recuperable

ofun

das

cion

es P

roC

imen

tac

C

Procedimientos de ejecuciónPerforados por rotación bajo lodo bentonítico

ofun

das

cion

es P

roC

imen

tac

C

Procedimiento de ejecuciónof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC

Procedimiento de ejecuciónof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC

Fotos de obras - Puentesof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC

Fotos de obras - Puentesof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC

Fotos de obras – Puenteof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC

Fotos de obras – Paso Superiorof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC

Fotos de obras – Cimentación-contenciónof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC

Fotos de obras – Cimentación-contenciónof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC

Control in situ – limpieza perforaciónof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC

Pilote de desplazamientoof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC

Pilote de desplazamientoof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC

Pilote de desplazamiento - Hincados

Energía entregada = Trabajo del pilote

ofun

das Energía entregada = Trabajo del pilote

Wm . h = Qpult . sW h = Q ν s

cion

es P

ro Wm . h = Qpadm . ν . s

para s10:10 golpes y ν: 5

Cim

enta

c

10 . Wm. h = Qpadm . 5 . s10

10 W h (W + W )C ⇒ s10 = 10 . Wm. h . (Wm + Wp)5 . Qpadm . Wm

W 50% d l d l il tWm > 50% del peso del piloteh = 1 a 2 m para evitar daño del elemento

Pilote de desplazamiento - Hincados

Fórmula de Gates (FHWA)

ofun

das

( )[ ] 55010log7 −⋅⋅⋅= bru NER

cion

es P

ro

Ru resistencia última del pilote (kN)Er energía nominal entregada por el martillo utilizado (Joules)

Cim

enta

c Er energía nominal entregada por el martillo utilizado (Joules)Nb número de golpes para los últimos 25mm de penetración

Uso limitado (hasta 600 kips ~ 2640 kN)C

Existen muchas otras más (E i i N N M K Hil T hi )(Engineering News, Navy – McKay, Hiley, Terzaghi, ….)

Pilotes Hi dHincados

ofun

das

cion

es P

roC

imen

tac

C

Pilote de desplazamiento - Hincadosof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC

Pilote de desplazamiento - Hincadosof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC

Pilote de desplazamiento - Hincadosof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC

Controles in situ – ensayo dinámicoof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC

Controles in situ – ensayo estáticoof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC

Micropilotesof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

c

Los micropilotes son pilotes de pequeño diámetro (< 30cm) y se componen de una barra tubo deC Los micropilotes son pilotes de pequeño diámetro (< 30cm) y se componen de una barra, tubo deacero o de armadura de acero que constituye el núcleo portante, el cual se recubre normalmentede lechada inyectada de cemento que forma el bulbo.Las características técnicas de los materiales y modo de ejecución de estos micropilotes permitenl lt id d d (30 150 t ) t t l t ió l iólograr altas capacidades de carga (30 a 150 ton) tanto a la tracción como a la compresión condeformaciones mínimas.

Micropilotes – Refuerzo cepaof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC

Micropilotes – Instalacionesof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC

Micropilotes – Torresof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC

Micropilotes – Contencionesof

unda

sci

ones

Pro

Cim

enta

cC