investigacion carga lateral de pilotes.doc

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE MATEMATICAS Y FISICAS

ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

NOMBRE: BALDEON MORA JULIO RAFAEL

GEOTECNIA 2

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INTRODUCCION

Dependiendo del caso en las obras de ingeniería es necesario diseñar y construir cimentaciones profundas las cuales estarán sometidas a diferentes cargas entre ellas las horizontales, dentro de estas estructuras podríamos destacar: 1. Muros de contención apoyados sobre pilotes, estos muros se encuentran sometidos sometidos a una carga permanente en su cabezal. . Muelles su!etos a fuerzas de tracción por el atra"ue de embarcaciones, originando fuerzas estáticas transitorias. #$ee%aert, 1&&1' (. )poyos de puentes donde se originan fuerzas de arrastre durante las crecientes. #$ee%aert, 1&&1' *. +imentaciones de torres apoyadas sobre pilotes. . -lataformas marinas su!etas a olea!e. . Muros de contención construidos con pilotes, para la estabilización de terrenos inestables donde no es posible efectuar grandes e/ca%aciones.

0tras 0tras de las causas causas "ue "ue podrí podrían an aplic aplicar ar fuerza fuerzas s later lateral ales es a los pilotes pilotes de una una cimentación son el %iento y un sismo. l proceso de diseño para este tipo de cimentación se procede de la siguiente manera: el cálculo de los pilotes cargados lateralmente se presenta desde dos puntos de %ista2 en primer lugar, se debe garantizar "ue el con!unto suelo pilote sea capaz de resistir las cargas cargas a las las "ue "ue está está someti sometida da la ciment cimentaci ación. ón. De otra otra parte parte,, es necesa necesario rio mantener mantener los desplaza desplazamien mientos tos dentro dentro de límites límites razonabl razonables, es, para garantizar garantizar una adecuada funcionalidad de la estructura. 3eg4n lo anterior, por un lado se calcula la resistencia 4ltima del del pilote y por el otro su desplazamiento, desplazamiento, incluso algunos algunos autores mencionan "ue el aspecto crítico del diseño de un pilote es el cálculo de este 4ltimo. 3in 3in emba embarg rgo, o, es impo import rtan ante te seña señala larr "ue "ue esta estas s dos dos apro apro/i /ima maci cion ones es no son son inde indepe pend ndie ient ntes es y lo "ue "ue se pres presen enta ta como como el cálc cálcul ulo o de la resi resist sten enci cia a 4lti 4ltima ma,, corresponde a la determinación de la carga horizontal "ue se debe aplicar para una distribución de esfuerzos en la falla en el fuste del pilote, establecida relati%amente 5a priori6, dentro de estas propuestas se destacan los planteamientos de 5 B. Broms (1964)” y el de “Reese y O`Neill (1989).

OBJETIVO 

analizar el comportamiento de pilotes cuando están afectados por una carga lateral utilizando el M7todo de 8. 8roms #1&*' y de 9eese y 0;eill #1&<&'.





ANALISIS DE LA CAP CA PACIDAD LATERAL DE PILOTES SEGÚN: METODO DE B. BROMS (1964) 8roms 8roms desar desarrol rolló ló su metod metodol ologí ogía a para para estima estimarr la resist resistenc encia ia 4ltima 4ltima del suelo suelo,, realizando unas simplificaciones simplificaciones a la distribución de la presiones presiones de reacción del suelo a lo largo largo del del pilote pilote para para difer diferen entes tes condi condicio ciones nes de la cabeza cabeza del pilot pilote: e: pilot pilotes es restringidos #fi!os en la cabeza' y pilotes no restringidos #libres en la cabeza'. )demás trató de modo separado a los suelos puramente cohesi%os y puramente friccionantes.

Pilo!" !# "$!lo" %o&!"i'o"

=a resistencia 4ltima para pilotes en suelo puramente cohesi%os, incrementa con la profundidad profundidad desde 2su en la superficie #donde su es la resistencia no drenada' hasta < a 1su a la profundidad de tres diámetros de pilote #( d ' ba!o la superficie. 8roms sugiri sugirió ó una distr distribu ibució ción n simpli simplific ficada ada de resist resistenc encia ia del suelo suelo siend siendo o > desde desde la superficie del suelo hasta una profundidad profundidad de 1. d y y un %alor constante de &su deba!o de esta profundidad. sto asume "ue los mo%imientos del pilote serán suficientes para generar esta reacción en secciones críticas.

Pilo!" No R!"i#i*o" !# l+ %+,!-+: n la figura 1, se muestran los posibles mecanismos de falla y la distribución de presiones de reacción del suelo para pilotes no restringidos 5cortos6 y 5largos6. -ilotes 5cortos6 son tambi7n llamados pilotes rígidos y son a"u7llos en los "ue la capacidad lateral depende totalmente de la resistencia del suelo. -ilotes 5largos6 son a"u7llos en los "ue la capacidad lateral principalmente depende en el momento de fluencia del pilote.

#1'

Mma/ ? @u #e A 1,d A >,f'

#'

Mma/ ? , dgsu

#('

=? 1,d A f A g

Procedimiento Procedimiento para obtener carga última

1. 0btene 0btenerr @u de la la Bigu Bigura ra (.1> (.1>a a . +álculo +álculo de de Mmá/ utili utilizand zando o simultán simultáneame eamente nte ec. ec. 1,  y ( (. +álcu +álculo lo de My de de la secci sección ón del del pilote pilote *. +omp +ompar arar ar My con con Mmá/ Mmá/:: 3i My C Mmá/, @u es la carga 4ltima lateral





Pilo!" R!"i#i*o" !# l+ %+,!-+: n la figura , se muestran posibles mecanismos de falla y distribución de presiones de reacción del suelo para esta condición. ;ue%amente los diferentes mecanismos de falla dependen del momento de fluencia del pilote. 3e asume "ue la restricción de momento es igual al momento del pilote !usto deba!o del cabezal. 3e obser%a "ue el desarrollo de momento de fluencia en el pilote seg4n su rigidez es la siguiente: pilotes cortos, no se desarrolla2 pilotes intermedios, momento de fluencia en la cabeza del pilote2 pilotes largos, momento de fluencia en la cabeza y una cierta profundidad desde la superficie del suelo.

Procedimiento para obtener carga última

1. 0btene 0btenerr @u @u . +alcul +alcular ar Mmá/ Mmá/ (. +alcular +alcular My de la sección sección del pilote pilote *. +omparar +omparar My con Mmá/ Mmá/

.

•

3i My C Mmá/, @u es la carga 4ltima lateral

•

3i Mmá/ C My, obtener @u

3i @u se calc calcul uló ó en -aso -aso *, obten obtener er má/im má/imo o monto monto posit positi% i%o o #Mmá #Mmá/ /'' a la

profundidad z ? f A 1, d . +omparar +omparar My con Mmá/ Mmá/ •

3i My C Mmá/, @u es la carga lateral 4ltima

•

3i Mmá/ C My, obtener @u.

=as cur%as de solución para las dos condiciones de los pilotes se presentan en la figura (, donde Hu es la carga 4ltima lateral y My es es el momento de fluencia del pilote, es el diámetro del pilote, L es la longitud su es la resistencia no drenada del suelo, d es del pilote y e es la distancia de aplicación de la carga con respecto a la superficie el





1

2





8roms realizó las siguientes asunciones:

1. 3e desprec desprecia ia la presió presión n acti%a acti%a del suelo suelo "ue act4a act4a en la parte poster posterio iorr del del pilote. . =a distribu distribución ción de presi presiones ones pasi%a pasi%as s a lo largo de la parte parte frontal frontal del pilote pilote es igual a tres %eces la presión pasi%a de 9anine. (. =a forma forma de la secció sección n del pilote pilote no tiene tiene influen influencia cia en la distrib distribuci ución ón de la presiones 4ltima del suelo. *. 3e mo%iliza mo%iliza toda toda la resistenc resistencia ia lateral lateral en la deformaci deformación ón consider considerada ada..

Pilo!" No R!"i#i*o" !# l+ %+,!-+: n la figura *, se muestran los posibles mecanismos de falla y la distribución de presiones de reacción del suelo para pilotes no restringidos 5cortos6 y 5largos6. -ara pilotes cortos, la rotación se asume en un punto muy cercano a la punta del pilote y la distribución de presiones se reemplaza por una carga concentrada en ese punto. =as solucion soluciones es para pilotes pilotes largos, largos, se dan cuando el Mmax de de pilotes cortos es igual al momento de fluencia del pilote.


1. 0bte 0btene nerr @u . +alcul +alcula a Mmá/ Mmá/ (. 0btener 0btener My de la sección sección del del pilote *. +omparar +omparar My con Mmá/: Mmá/: •

3i My C Mmá/, @u es la carga 4ltima lateral

•

3i Mmá/ C My, My, obtener @u reemplazando My

Pilo!" R!"i#i*o" !# l+ %+,!-+:







momento de fluencia en el pilote seg4n su rigidez ocurre de igual manera "ue en suelos cohesi%os para esta condición de pilote.


1. 0bte 0btene nerr @u . +alcul +alcular ar Mmá/ Mmá/ (. +alcular +alcular My de la sección sección del pilote pilote *. +omparar +omparar My con Mmá/: Mmá/: •

3i My C Mmá/, @u es la capacidad 4ltima lateral

•

3i Mmá/ C My, My, obtener @u

. 3i @u se calc calcul uló ó en -aso -aso *, calcu calcula larr la prof profun undi dida dad d f en esta esta prof profun undi dida dad d obtener el momento, "ue será el Má/imo momento positi%o #Mmá/'. . +omparar +omparar My con con Mmá/: Mmá/: •

3i My C Mmá Mmá/, @u obte obten nida ida en paso paso * es la capacidad 4ltima lateral.





características relati%amente uniformes. )plicando las ecuaciones desarrolladas en el m7todo, el tamaño y longitud del pilote se podrán obtener para las cargas esperadas. l pilote así definido, puede ser empleado como base para los análisis por el m7todo pEy.

4

5







0tros beneficios "ue tiene este m7todo de 8roms:

1. =a mecáni mecánica ca del proble problema ma de carga carga lateral lateral se compren comprende de en gran medida . l m7to m7todo do pued puede e ser ser usad usado o para para re%i re%isa sarr algu alguno nos s resu resulta ltado dos s "ue "ue pro%ienen de análisis por el m7todo pEy.

METODO DE RESSE  O/NEILL fs ? F3u Donde:





=os %alores de F #factor de adhesión se muestran en la siguiente gráfica.

CONCLUSION l diseño de pilotes ba!o cargas laterales es un problema en el cual se analiza la deformaci deformación ón y la interacci interacción ón sueloEestruc sueloEestructura tura "ue debe realizar realizarse. se. =os resultado resultados s dependen de las características elásticas del pilote, de los parámetros del suelo y de la naturaleza de las cargas aplicadas.

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