Ejercicio 12.1. Asentamiento Por Consolidacion en Grupo de Pilotes

Diplomado en Diseño Geotécnico y Estructural de Cimentaciones EJERCICIO ASENTAMIENTO POR CONSOLIDACIÓN EN GRUPO DE PILOTES.

Se desea realizar el cálculo del asentamiento por consolidación de un grupo de pilotes en un suelo arcilloso del tipo tipo (CL). A continuación continuación se presenta la estratigrafía reportada:

RELLENO

 = 1.7 ton/m

3

ESTRATO 1 (CL)

 = 1.8 ton/m  = 0.4  = 0.1

3

ESTRATO 2 (CL)

 = 1.9 ton/m  = 0.35 -  = 0.08 3

ESTRATO 2 (CL)

 = 2.0 ton/m  = 0.3 -  = 0.07 3

Fig. 01 : Estratigrafía

Tras haber efectuado el análisis estructural de la edificación, la carga de servicio que debe soportar el grupo de pilotes es igual a:

    =

Diplomado en Diseño Geotécnico y Estructural de Cimentaciones Las características de los pilotes que conforman el grupo se muestran a continuación:

Longitud (m)

12.00

Diámetro (m)

0.40

Características del Grupo de pilotes:

Para el cálculo del asentamiento por consolidación de un grupo de pilotes, primeramente se debe determinar la profundidad a la cual la carga empieza a ser transmitida al suelo. Dicha profundidad la llamaremos “Profundidad de acción” y se determina mediante la siguiente expresión empírica:

        .

.

.=

.=

.

.

2 3

=

2 3

(12)

Diplomado en Diseño Geotécnico y Estructural de Cimentaciones Luego se procede a determinar la distancia para el cálculo del incremento de esfuerzo en cada estrato. El Incremento de esfuerzo se determina a la mitad de cada estrato involucrado.

Relleno

Profundidad de  Acción

Estrato 01

Estrato 02

Estrato 03

Fig.03. Ubicación de los puntos de cálculo del Incremento de Esfuerzo

Comentario: Observe que la profundidad del Incremento de Esfuerzo se tomara a partir de la Profundidad de Acción (previamente calculada), hasta el final del Estrato.

Diplomado en Diseño Geotécnico y Estructural de Cimentaciones El Cálculo del Incremento de Esfuerzo se determinara mediante la siguiente expresión:

∆    =

( + )( + )

Dónde: •

•

•

 = Carga de servicio que recibe el grupo de pilotes .  = Longitud y ancho de las dimensiones del grupo de pilotes propuesto  Distancia desde la Profundidad de Acción hasta la mitad del Estrato en estudio (ton)

(m).

 =

(m).

Estrato









∆

(m)

(m)

(m)

(ton/m2  )

Estrato 01

(ton) 150

3.30

2.20

5.00

2.51

Estrato 02

150

3.30

2.20

11.50

0.74

Estrato 03

150

3.30

2.20

14.00

0.28

Para la determinación del asentamiento en cada uno de los Estratos se utilizará la siguiente expresión:

∆− �   ′′ ∆ #

=

1+

log

+

Dónde: •

•

•

•

•

  = Índice de Compresibilidad del estrato en estudio.  = Altura del Estrato en estudio (m)  = Relación de Vacíos inicial del estrato en estudio. ′ = Esfuerzo Vertical Inicial efectivo a la mitad del Estrato en estudio ( ∆ =Incremento del Esfuerzo vertical a la mitad del Estrato en estudio (

ton/m2 ).

ton/m2 ).

Diplomado en Diseño Geotécnico y Estructural de Cimentaciones Comentarios: Para el primer Estrato en estudio la altura H  se medirá desde la Profundidad de acción. El valor del Esfuerzo Vertical Inicial Efectivo se calcula desde el inicio de la estratigrafía. Si existe Nivel Freático tomar en cuenta el mismo para los cálculos del Esfuerzo Vertical Inicial Efectivo, es decir, el valor del Peso Específico a utilizar será el Sumergido:

    =

 Altura del estrato 01 H1=

′−1

Estrato 02

′−2 Estrato 03

′−3 Fig 03: Esfuerzo Inicial-

H2 =

H3 =

Diplomado en Diseño Geotécnico y Estructural de Cimentaciones

El valor del el Esfuerzo Inicial para cada Estrato es igual a:

Estrato 01:

′

= (2 × 1.7) + [12 × (1.8

′

= 13

⁄2



1)]

Estrato 02:

′

= (2 × 1 . 7) + [17 × (1.8

′

= 18.35

 ⁄2

1)] + [1.5 × (1.9



1)]

Estrato 03:

′

= (2 × 1 . 7) + [17 × (1.8

′



1)] + [3 × (1.9

= 20.70

⁄2



1)] + [1 × (2



1)]

El valor del asentamiento por consolidación para cada estrato será igual a:

Estrato







′

∆

∆

(m)

Estrato 01

0.10

10.00

0.40

13.00

2.51

0.05476

Estrato 02

0.08

3.00

0.35

18.35

0.74

0.00305

Estrato 03

0.07

2.00

0.30

20.70

0.28

0.00063

El Asentamiento Total  se determinará de la siguiente manera:

∆ ∆ =

Por lo cual el Asentamiento Total  en (cm) será igual:

∆ ∆

 

= 0.0584 = 5.84