������ �� ������� �� ����� ���.������������.��
81 DC.
������ �� ����� 900 ��.
����://����.���.����.��/T���������%C3%A1�;����������������
A. Definición y terminología •
Una cimentación profunda se caracteriza por la manera en que el suelo es solicitado para resistir las cargas aplicadas •
•
•
•
Resistencia por punta Resistencia por fuste del pilote Resistencia por punta y fricción
Sus dimensiones están definidas por: D/B >6; D>3 m
Norma Geotécnica francesa
•
D/B >5
Ministere de l'équipement, du logement et des transports (1993). Regles techniques de conception et de calcul des fondations des ouvrages de génie civil. Fascicule N° 62 - Titre V. •
A.1 Aplicaciones
B. Principios de funcionamiento
•
En las ecuaciones de capacidad de carga, se asume que la resistencia por fuste y punta no son interdependientes. Esta suposición no puede ser estrictamente correcta, pero es lo suficientemente correcta para fines prácticos en pilas y pilotes.
Poulos & Davis (1980) Pile Foundation Analysis and Design
B.1 Mecanismo de transferencia de carga
C. Capacidad de carga por fuste •
La resistencia lateral del pilote es proporcional a: •
La superficie de contacto lateral (perímetro) entre el pilote y el suelo.
•
Coeficiente de frotamiento pilote-suelo: •
•
•
•
Rugosidad del pilote Presión lateral Coeficiente de fricción del suelo
Requiere deformación para ser movilizado
C.1 Áreas de contacto
C.2 Geometría a considerar
C.3 Fricción Método
Tipo
•
Norlund & Thurman (Hannigan 2006)
Semiempírico
(+)
Parámetros de diseño
•
•
Estimación del ángulo de fricción interna Gráficas de diseño provistas por Norlund Basado en observaciones de campo Sección 7.2.1.3.1 AASHTO •
qs
=
Kδ C F σ 'v
sin (δ
)
+ ω
cos ω
Incremento de fricción en pilotes con sección variable Coeficiente de fricción para diferentes materiales de pilotes
(-)
•
•
•
•
No limita la fricción unitaria en el fuste. El ángulo de fricción interna suele ser correlacionado de pruebas SPT
C.3 Fricción Método
Tipo
•
API RP2A
Empírico, esfuerzos efectivos
•
•
qs
=
K δ σ 'v tan δ
(+)
Parámetros de diseño Estimación del ángulo de fricción interna Kd = 0.8 (punta abierta), 1.0 punta cerrada d según tablas
Desarrollado específicamente para tubos de gran diámetro
(-)
•
•
Aplicación limitada a otros tipos de pilotes
C.3 Fricción Método
Tipo
(+)
Parámetros de diseño
(-)
Simple Ámpliamente usado Basado en correlaciones de pruebas de carga •
Meyerhof (1976)
•
Empírico, SPT
qs qs
•
= =
Número de golpes corregidos
(1.915 kPa ) N 160 ( 0.958 kPa ) N 160
•
Despl.
despl.
N160
=
Ncorr
=
•
•
Tan confiable como la prueba SPT N60 no siempre disponible
1.92 MPa 0.77 log10 N σ 'v
≤ 2 N
C.4 Adhesión Método
Tipo
(+)
Parámetros de diseño
(-) •
Método a Thomlinson (1980)
Empírico, esfuerzos totales
qs
=
Simple Ámpliamente usado Tablas para el factor a •
•
Resistencia al corte de los suelos, Su
α S u
• •
•
Subestima adhesión en suelos blandos y medios Dispersión en la adhesión vs. Su
C.4 Adhesión Método
Tipo
(+)
Parámetros de diseño
Simple Ámpliamente usado Fúrmula para el factor a en relación con el esfuerzo efectivo
(-)
•
API RP2A (1993)
Empírico, esfuerzos totales
qs
=
• •
Resistencia al corte de los suelos, Su
α S u
•
•
Desarrollado para pilotes tubulares de gran diámetro.
C.4 Adhesión Método Método b (Esrig & Kirby 1979)
Tipo
(+)
Parámetros de diseño
Empírico, esfuerzos efectivos
•
•
•
OCR en suelos
OCR
qc
=
β ·σ 'v
Simple Toma en cuenta el efecto de la preconsolidación
(-)
Beta PI=20
PI=60
0
0.34
0.28
1
0.34
0.28
2
0.46
0.45
4
0.66
0.72
8
1.12
1.22
16
2
2
•
Suelos medios a duros
C.4 Adhesión Método
Tipo
(+)
Parámetros de diseño •
CPT
Empírico,
•
Resistencia en fuste de cono eléctrico
•
Repetitividad de resultados Medición directa de la adhesión en el aparato
(-) •
•
Suelos blandos a medios Efecto de la velocidad de carga en pilotes
Pilotes de desplazamiento / sin desplazamiento
������� ������
Fricción de la interfase
D.1 Capacidad de carga por punta Método Meyerhof (1979)
Método Normund & Thurman (1979)
q ps
= αt N
'q σ 'v
Fricción media
≤
qL f pond
Factor de corrección
at
Factor capacidad de carga Presión límite
N'q
Esfuerzo efectivo máximo
qL s 'v máx
q pu
= 38.3kPa
Vesic (1975)
Ncorr·Db
≤
D
Golpes prueba SPT
qL
= η·σ 'v
N 'q d q
N prom
Esfuerzo vertical efectivo
s'v
Correción SPT Presión límite Diámetro del pilote Empotramiento efectivo
Ncorr
f
q ps
qL D Db
ql [kPa]
0
100
30 35 40 45 50
478.8 4788 19152 38304 95760
dq
= 1 + 2 tan θ
N 'q
=
2
(1 − sin θ ) tan 1 L / B −
1.33si l/b= 42.0949857 (π / 2−θ ) tanθ 2 3 θ 1+si tan 45 + e I rr 3 − sin θ 2
D. Resistencia por punta La determ inaci ón de la r esi stenci a por pu nt a del pi lote puede ser esti mada usando u n prom edio ponderado de l a resist encia del nucl eo (Nut ti nhg ham & Scher tm ann , 1975) en la vecin dad de la punt a del pi lote, median t e la siguient e ecuación:
qp
Don de qp1 qp2
:=
q p1
+
q p2
2
=
capacid ad medi a pon der ada entr e 0.7 y 4 v ece el di ámetr o del pil ote por debajo de la punt a. = capacidad de carga medi a ponder ada a 8·D por arri ba de la punt a del pil ote
Los rangos de po nderaci ón por ca pacid ad de car ga son, ent onces, com o sig ue:
Profundidad incial de ponderación
8.0 * Dp+ zf
Profundad final de ponderación
4.0 * Dp+ zf
GEOMETRÍA A CONSIDERAR
•
Bowles (1976)
�������� �� ������
��������� ����� � ������� ��� ���
�� ��������� ����� � ���
D.1 Capacidad de carga por punta NTC-DF (2004)
q pu
Presión límite en la punta
N q
*
=
N min + Le
Jambu (1976)
Fricción
=
N máx − N min
4 B tan ( 45 + θ / 2) Tabla 3.3
pv N q* p'v (°)
Presión límite en la punta
fu
N 'q
Nmáx Nmín Nq
dq
=
q ps 2
= η·σ 'v
( tan θ (1 tan θ ) e l/b= 42.0949857 +
= 1 + 2 tan θ
+
2
2
2ψ tan θ
(1 − sin θ ) tan 1 L / B −
N 'q d q n s'v N'q dq �
fu
(°)
Nmáx Nmín
0 12.5 7
20 12.5 7
25 26 11.5
30 55 20
35 132 39
40 350 78
45 1000 130
D.2 Capacidad de carga Suelos Cohesivos AASHTO 10.7.3.8.6e-1
Vesic (1975) Presión límite en la punta
Presión límite en la punta
q pc
= 9S u = ( N q29.9999998 − 1) cot θ > 9.0 N cfi_pond
l/b= 42.0949857
NTC-DF (2004)
dc
Adhesión
Presión límite en la punta (eq. 3.13)
q pc
=
cu N c*
Tabla 3.2 fu (°)
0
5
Nc*
7
9
Pilote Hincado
10 13
fu (°) cu Nc FR * Fre
= 1 + 0.4 tan
−1
( L / B )
q pc
= cN 'c c N'q N'c dc
dc
D.3 Penetrómetro Menard
��������� �� ����� �
D.4 Penetrómetro Menard
Fórmulas Dinámicas FHWA HI97- 014, Cou rse No. 13221 y 13222
E������� ���������� �� ������� �� ����� � 0.85 ��
F����� �� ��������� F������ �� G����
FS= RU F
C������� � 0.85 ′ � (����������)
4
= 7 Er log(10 N b ) − 550
E� = E������ �������� �� ������� �J� N�= N����� �� ������ ���� �������� 25 ��
C������� �� ������� (USACE):
M�����
3�4 �/�� (110 �/�) C�������
10 �/�� (390 �/�) T��� ����� 10 � 20 �/�� (390�700 �/�) ���� H 10 � 20 �/�� (390�700 �/�)
D.4 Capacidad de carga en roca
F. Factor de seguridad / de resistencia •
ASD • •
PUNTA: 2.5 – 3.5 (3.0) FUSTE: 1.5 – 2.5 (2.0)
•
����
F. Métodos de verificación en campo
Eficiencia de Grupo
G. Deformaciones
Donde q= D= E, v = If , F1 =
Sobrecarga en la pun ta del pilot e o pi la An cho o diám etro del pil ote Parám etros elásti cos Factores de form a y reducci ón
IF =
0.55 si L/ D ≤ 5 0.50 si L/ D > 5 0.25 para pi lot es por fuste 0.5 para pil otes por fuste – pun ta 0.75 para pilotes por punta
F1 =
H. Corrosión •
FHWA corrosión = 0.6 in (1.5cm)
H. Corrosión EN 1993�5: 2007 E������� 3 � D����� �� ����� ���������� � P��� 5: P�����; T���� 4.1 � 4.2
R������� �� ������������ ��������� (�������, ��������, ���.)
0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
5 0.05 0.10 0.00 0.15 0.20 0.18 0.50 0.09 0.25
25 0.25 0.50 0.30 0.75 1.00 0.70 2.00 0.35 1.00
50 0.50 1.00 0.60 1.50 1.75 1.20 3.25 0.60 1.63
75 0.75 1.50 0.90 2.25 2.50 1.70 4.50 0.85 2.25
100 1.00 2.00 1.20 3.00 3.25 2.20 5.75 1.10 2.88
200 2.00 4.00 2.40 6.00 6.25 4.20 10.75 2.10 5.40
A��� ����� ����� (���� � �������) �� �� ���� �� ���� ������ (���������� ��� ����)
0.00
0.15
0.55
0.90
1.15
1.40
2.40
A��� ����� ��� ����������� (������� ������������, ��������) �� �� ���� �� ���� ������ (���������� ��� ����)
0.00
0.30
1.30
2.30
3.30
4.30
8.30
A��� �� ��� �� ������ ��������� �� �� ���� �� ���� ������ (����� �� ��������� �� ���, ����� ���� �� �� �����)
0.00
0.55
1.90
3.75
5.60
7.50
15.10
A��� �� ��� �� ������ ��������� �� �� ���� �� ���������� ��������� � ������ �� �����
0.00
0.25
0.90
1.75
2.60
3.50
7.10
C�������� C�������� ����������� ������ A���������� U���������� �������� �� ��� S����� ��������� �� ��������� (�����, �����, �������, ���.) S����� ������������ � �������� ������������ S����� ��������� ��������� (��������, �������, ������, ���.) S�����
R������� ����������� � �� ��������� (��������, ���������, ������, �����) R������� ����������� ��������� (�������, ��������, ���.) R������� �� ����������� � �� ��������� (��������, ���������, ������, �����)
A���
I. Costo de cimentación
APLICACIONES
Pilotes mixtos
EJEMPLO •
����. ������ ��� ������������ �� ������ ����� �����������. ���� �� �7� 013. N������� H������ I��������, 1998. E�. #2.
•
L= 15�; P������������ 1.0�; NAF = 5.0�
Revisión estructural Esfuerzo Crítico Fcr por pandeo por flexión, torsión y flexotorsión
F.cr :=
Q⋅ F.y Qs<>1 límite Fsup Qs Q⋅F .y .e a)Q⋅ 0.658 113.45 ⋅ F.y if 3474.66 ≤ 2.25 F.e b) 99999.00 111172.40 Fcr 3,475 kg/cm² 0.877⋅ QValor ⋅ F.e otherwise
3,474.7 kg/cm²
Resistencia nominal Pn = Fcr·As =
428.1 ton
Resistencia admisible / factorizada
ASD ASD
P R
=
LRFD
Pa
=
0.9Pn Pn
1.67
Estático
Sismo
Pu
26.8 ton
36.7 ton
Pa
256.3 ton 9.553 OK
341.7 ton 9.308 OK
Estado Pu/Pa
0.11
OK
Zapatas de hincado
CONEXIONES
Equipos de hincado
Bibliografía ������. ���� ������ ������ ��������������, ��������� �����. ���������� DC, USA: AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGH�A� TRANSPORTATION OFFICIALS., 2012. API. ������ 2�����. ����������� �������� ��� ��������, ��������� ��� ������������ �� ����� �������� ���������. ��� A������� P��������� I��������, 2000. ������, J�����. ����������� �������� ��� ������ . Q����� ������� �������������. S��������: M�G����H���, 1996. ���. ������ �� ������ �� ����� �������� �������������. M�����: C������� F������ �� E�����������, 1981. ����. ������ ��� ������������ �� ������ ����� �����������. ���� �� �7�013 . N������� H������ I��������, 1998. ������� �����, J��� A������, J��� L��� J���� A������ ��� A.A. S������ G�������. ��������� � ��������� . M�����: R���� S.L., 1980. ������. �� 7.1 ����������� ���� ����� ���������� ������ . ���������� DC: N���� F��������� E���������� C������, 1982. ������. ������ �������� ��������������� ��� ���������� �� ������������ ��� �������� �������� ������ ��� �����, ������, �������������. M�����: G������� ��� D������� F������, 2004. ����. ������ �� ������������ ����������, ���� � � �� . M����� DF: S������� M������� �� M������� �� S����� AC, 2004. �. ������ �� ������ � ������������ �� ����� � ������� . M�����: S������� M������� �� M������� �� S�����, 1989. �����, E������. ���������� �� ������������� . M�����: TGC G�������� S.A �� C.�, 2001.
Material de apoyo � ����. ������ ��� ������������ �� ������ ����� �����������. ���� �� �7�013 . N������� H������ I��������, 1998. �����://���.����.���.���/�����������/�������/����/� ��12/���16009��1.��� � �������� ���������� �� 12�65
� ���� �� 97�013. �������� ������� ���������, 1998.
������� ��.2, ������� ����������
����://������.��/3J��L/7G�I����O
F�����: ����� S���� A���������� ����://���.����������.���/
F�����: ����� S���� A���������� ����://���.����������.���/
Vibrohincador: principio de funcionamiento 1 work
Forces the vibro and the casing downward
2
Nothing happens. Each eccentric cancels other out.
3 work
Both eccentrics for vibro and casing upward
4
Nothing happens. Each eccentric cancels other out.
Factor de redundancia
��. �������
������ �� �����������
≤4
0.8 (�� ����������)
≥5
1.0 R���������
SPT-CPT
Sondeos profundos
Pilotes de acero H •
Características Geométricas