SCT Guia Cimentacion Puentes.pdf



 





 

 

1

TRABE AASHTO

1

2

3

  

     

σ

σ

 





Estudio Geológico

Tipo de puente Especial

Ordinario

Investigación Preliminar

Fisiografía

Geología General

Geomorfología

Recopilación de Información

Estudios Cercanos

Fotografías aéreas

Material Cartográfico

Análisis de Información

Condiciones Geológicas Especiales?

NO

Informe Geológico

SI Geología Estructural

Geología Local

Informe Geológico

Geología de Detalle

 

   

  

  

  



 









   









Tendido (TRS)

Tiempo en milisegundos

Pt1

0

Pt3

Pt2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

3

8

13

18

23

28

33

38

43

48

53

12

58

61

Pt4

Pt5

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

64

69

74

79

84

89

94

99

104

109

114

Distancia en metros

24

119 122

 











1

2

  

1





 



 -

  

   

.

ANÁLISIS HIDROLÓGICO ANÁLISIS HIDRÁULICO DATOS -ESTRUCTURAS -GEOTECNIA

ANÁLISIS DE SOCAVACIÓN

DIBUJAR PRISMA DE SOCAVACIÒN

EVALUACIÓN MULTIDISCIPLINARIA HIDRÁULICA -ESTRUCTURAS-GEOTECNIA NO

BAJO RIESGO PUENTE ESTABLE

SI

EL PUENTE ES ESTABLE?

(Puente Nuevo revisar diseño)

NO

(Puente Existente)

SOCAVACIÓN CRITICA: Plan de acción requerida

 



Arena limosa color gris verdoso.

Gravas mal graduadas con boleos mezcla de gravas y arenas

Arenas mal graduadas con poco o nada de finos color gris verdoso.

   1

2

3

Arena limosa color gris verdoso.

Gravas mal graduadas con boleos mezcla de gravas y arenas

Arenas mal graduadas con poco o nada de finos color gris verdoso.

1

2

3

Arena limosa color gris verdoso.

Gravas mal graduadas con boleos mezcla de gravas y arenas

Arenas mal graduadas con poco o nada de finos color gris verdoso.

b Vortice superficial de recirculación

Flujo

Y Ls

Vortice en herradura

ds

Incisión a)

      

b)

b

Cauce original del río

A

Socavación General

Prisma de Socavación

W= 2 ys

B Socavación Total

Socavación local, ys C 1.5 ys

El esfuerzo se calcula considerando la variación de profundidades entre los puntos B y C A mayor profundidad el esfuerzo se cálcula a partir del punto B

Profundidad de empotramiento despues de socavación

DISTRIBUCIÓN GRANULOMÉTRICA

Tamaño de tamices 100

3-in 2-in

1-in

0.8-in

4

8 10

16 20

40

70 100 140 200

Método por tamices

90

Método por Hidrómetro

80

Porcentaje pasante %

70 60 50 40 30

SOIL2: C u =105 C C =0.22

20

SOIL1: C u =4.5 C C =1.4

10 0 100

10

1

0.1

0.01

0.001

Diámetro de las partículas (mm) GRAVAS Gruesa

Fina

ARENA Gruesa

Media

Fina

LIMOS

ARCILLA (ASTM)

0.0001

ROCA INTACTA ARCILLA

LIMO

ARENA

RIP-RAP Y ROCA FRACTURADA

GRAVA

100000 US Army Corps of Engineers EM 1601

10000

Esfuerzo Cortante Crítico tc

1000

t c =0.006 (D )

-2

50

100

2

10 1

t c =D

50

0.1

Curva propuesta por Shields (1936)

-0.4 t c =0.05 (D ) 50

0.01

0.0001 0.001

0.01

0.1

1

10

100

1000

10000

Espaciamiento entre juntas Tamaño de partículas, D50 (mm)

Muy alta Erosionabilidad I

100000

Alta Erosionabilidad II

Roca fracturada

Media Erosionabilidad III

-Arena media -Limo de baja plasticidad -Roca fracturada (Espaciamiento<30mm)

-Arena fina -Limo No-plástico

10000

Baja Erosionabilidad IV

-Grava fina

Erosionabilidad (mm/hrs)

(N/m )

-Arena gruesa -Limo alta platicidad -Arcilla baja platicidad

1000

-Arcilla fisurada

100

-Arcilla alta platicidad

-Aumento de la compactación (Suelos bien graduados) -Aumento de la densidad -Aumento de la salinidad del agua (arcillas)

10

-Roca fracturada (Espaciamiento 30-150 mm) -Adoquines -Grava gruesa

Muy Baja Erosionabilidad V -Roca fracturada

(Espaciamiento 150- 1500 mm) -Riprap

SP

1

SM

ML

MH CL

CH Roca

-Roca intacta -Roca fracturada (Espaciamiento <1500 mm)

0.1 0.1

1.0

10.1

Velocidad (m/s)

100.0

No- Erosivo VI

    

√( ∑

√

) [∑

(

)]

⁄

∑ ∑

Exploración

Trabajos preliminares Caminos de acceso

Reconocimiento de campo Programa de exploración

Cantidad de sondeos

Profundidad de sondeos

Ubicación de sondeos

Medidas de seguridad



    

   

Costo del estudio de exploración

Costo del estudio de exploración

    

Aumento de la eficiencia

Aumento de la fiabilidad

Costo mínimo de la cimentación

Nivel de exploración

Nivel de exploración

a. Costo de exploración

b. Costo de la cimentación

Profundidad de Sondeos

Puente Especial?

NO

SI

Dimensiones de zapata

B>30.00 m B=Ancho de cimentación

B<30.00 m B=Ancho de cimentación

2 sondeos en cada apoyo

1 sondeo en cada apoyo

NO

Cimentación sobre talud?

SI

Sondeos adicionales longitud y/o transversalmente

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Profundidad de Sondeos

SUELO

ROCA

10% esfuerzo vertical

1.5 B

3.00 m en roca sana

Tipo de cimentación

mayor a 3.00 m en boleos

SUPERFICIAL

PROFUNDA

ROCA

SUELO

6.00 m por debajo de la punta del pilote

1.50 B´ B´=Mínima dimensión de zapata idalizada a 2/3 de Df en pilotes

Pilotes de punta

Pilotes de fricción

3.00 m en roca sana

3.00 en roca sana

2L en grupo de pilotes L= Máxima dimensión del grupo de pilotes

2L´ L´= máxima dimensión del grupo de pilotes

3D en pilotes individuales D= Diámetro del pilote

-







-

-

-

-

-

-

-

-

-

  -

-

-

-

-













  





CABEZAL

ZAPATA TUBO PARTIDO

1.5

ESFERA DE ACERO Ø 25.4

"A" 19.0 76.2

457.2

152.4 685.8

ACOTACIONES EN mm

50.8

34.19

2220

4 APERTURAS 12.7 mm (min)



 



‐

     

      

PRUEBAS DE LABORATORIO EN SUELOS

ALTERADAS

Tipo de muestras

INALTERADAS

Probetas remoldeadas?

SI NO PRUEBAS INDICE

PRUEBAS MECÁNICAS

Contenido de agua PRUEBAS INDICE

Permeabilidad

Granulometría

Compresión simple Límites de Plasticidad

Corte directo Peso Volumétrico

Densidad de sólidos

Compactación

Triaxial (UU) no consolidada no drenada

Triaxial (cU) consolidada no drenada

Triaxial (CD) consolidada drenada

Compresibilidad

 % 

LL %  

LP %  

I P %  



  







  













Li A=1.5 (Calcio) 60

a

U

60 58

60

L in

Montmorillonita

ea

IV

A 50

50

40

40

A=0.3 to 0.5

20 Halloisita

10

Índice de plasticidad

A=0.5 to 1.3

Caolinita

40 OH II

30

30

20

20 CL OL

10

20

30

40

50

60

I

90

100

ML 0

Límite líquido





  

80

6

ML

0

Clorita



70

MH 10

CL

6

0 10

III

A=0.1 (Saturado) A=0.5 (Seco)

0

Linea A

Linea B

Illita

30

CH

CL

A=4 (Sodio)

50

Índice de plasticidad

ne

  

10

20

30

40

50

60

Límite líquido

70

75 80

90

100



-



Suelo Grueso

Suelo Fino

Porcentaje pasante %

100

ARCILLA

90

Arena de silice

80

Limo Piedmont

70

Caolin plástico

LIMO

ARENA

GRAVAS

60 50 40 30 20 10 0 0.0001

0.075 0.001

0.01

0.1

Diámetro de las partículas(mm)

1

10







o 



w  o



m  









 









 







  

Peso volumetrico seco máximo

3

18.5

Contenido de agua óptimo

Peso volumétrico seco (kN/M )

19

Experimental 100%

18

90%

17.5

17 0

5

10

15

Contenido de agua (%)

20

Extension 8 3

Suelo compactado 9

7

Capa No. 3

Capa No. 2

6

Capa No. 1

Base

10

5

4

4

140 ARENA Y GRAVA

ARENA GRUESA

130

0.30 G=2.75

PESO VOLUMÉTRICO SECO (pcf)

ARCILLA LIMOSA G= 2.70

120

0.40

ARCILLA ARENOSA LIMOS, RESIDUOS DE ARENA Y ARCILLA

CURVA DE VACIOS SIN AIRE

ARCILLA PURA

110

0.60

ARENA FINA

100

0.70

ARCILLA COLOIDAL

LIMO ARENOSO CON ALGO DE ARCILLA

90

5

0.50

10

15

0.80 20

CONTENIDO DE AGUA, w(%)

25

30

RELACIÓN DE VACÍOS, e

2

1

Molde de compactación

Δ

Δσ Δ

Δ H

o Agua

1

H

0

H

Sólido

1

V1

Sólido

o













 







e e1

0

V

e

0

Agua

V

1







( )

(

)

Guia Pistón de carga (acero inoxidable) Pared cilíndrica (plástico)

Placa superior (metal)

Sello o-ring Tapa superior (plástico o metal) Membrana de latex

Muestra de suelo Fluído (agua)

Pidra porosa Pedestal de base Conexión para aplicar presión

Conexión de drenaje





 











 





(

)

{ (

[ )

(

)]

}



(

(

)

)



[

] (

)

(

)

(

)

(

) (

[

] (

(

(

)

)

)

(

)

(

)

  (

)

)

 







(

 

)



 √

(

)

 √

(

)

√

(

)

√

















[

] (

)







       





{

Columna Columnas Df

B Perfil

Columnas L

Elevación

a)

b)

L L/2

B/2

B´

B

eB

Área efectiva reducida

Punto de aplicación de la carga

eL L´

   

   



   

   

   

γ

   γ γ

  N q  e  tan  tan 2  45   2  N c  N q  1 cot 

N   N q  1 tan 1.4 

( )

(

[

]

[

]

( (

η

)

) )

B V

Hi

φ

(

)

Df

n





8 Cimentación profundidad/ancho Df/B=0 Df/B=1

Factor de capacidad de carga Ncq

6

Hs Df

i

B

Factor de estabilidad de taludes Ns

4 0 1 2 3

2

4 5 5.53 0

8

20° 40° 60° 80° Pendiente de inclinación i

Pendiente de inclinación i

Cimentación profundidad/ancho Df/B=0 Df/B=1

0°

7

Ns=0

30° 60°

b

Df B

Hs i

Factor de capacidad de carga Ncq

6

90°

Factor de estabilidad de taludes Ns 0

0° 5 30° 4

60° 90° 2

0° 3

30°

60° 90°

0 4

0° 0

0

30°

60° 90°

5.53 1 2 3 4 5 6 Distancia de la cimentación desde el borde del talud b/B (para Ns=0) ó b/H (para Ns=0)

600

Cimentación profundidad/ancho Df/B=0 Df/B=1

500

Interpretación lineal para la profundidad intermedia

400

Factor de capacidad de carga Ncq

Angulo efectivo de fricción interna

Hs Df

i

B

300 45° 200 45°

40°

100

50

40° 30°

25 10 5

30°

1 0

10°

20° 30° 40° Pendiente de inclinación i

500

Cimentación profundidad/ancho Df/B=0 Df/B=1 Interpretación lineal para la profundidad intermedia

Df B

Hs i

Factor de capacidad de carga Ncq

400

b

50°

Factor de estabilidad de taludes Ns

Pendiente de inclinación i 0°

300

40° 200 20° 4 40° 0°

100

40°

0° 20°

30°

50 30°

40°

25 30°

0° 10 5

30°

1 0

1

2

3

4

5

Distancia de la cimentación desde el borde del talud b/B

6

B qu Df a

b

Ca

Suelo más fuerte y1 1 c1

Ca

H Pp

Pp a´

b´ Suelo más débil y2 2 c2

(a) B qu Df

Suelo más fuerte y1 1 c1

H

Suelo más débil y2 2 c2

(b)

(

)(

(

)

(

)

)(

)(

)

1.0

0.9

Ca/C 1

0.8

0.7

0.6 0

0.2

0.4

0.6

q2 /q 1

0.8

1.0

40

30 q 2 /q1 = 1

Ks

20

0.4

0.2

10

0

20

30

40

50

1 (grados)

ν

(

)

(

)

γ

(

)

(

)

φ

̅

̅

α

α

̅̅̅

( )

δ

̅̅̅ δ δ δ φ

δ

φ

δ δ φ

φ

φ

φ

φ

δ

δ

φ

φ

(

)

√ ( )

(

√ ( ))

[ ( )]

( | |

(

)

)

(

)

√

(

)

(

(

)

)

(

(

)

)

Cimentación BXL q

Z

Asentamiento en cimentación rígida

Df

Asentamiento en cimentación flexible H

V = relación de Poisson E = módulo de elasticidad Suelo

Roca

(

√ (

(

√

)√ √

) )√

√

)

√

(

)

(

)

α α α ν

ν

(̅

)

̅ γ γ

̅

(

)

Df

q 0.1

0.2

0.5 lz

0.5B

B

Cuadrada 2B L/B > 10

B

(

(

(

)

)

)

 (

( )

(√ )



(

)

) ( ) Drenaje en un dirección

Drenaje en dos direcciones

U0

U0

2Hd

Hd

(

)

ν

β

β ν

β

β

(

)

e = 0.5

f

e = 0.5

e = 0.67

f f

(a)

(

)

(b)

(c)

ν

(

)

√

(

)(

)

B

L

Qg

Estrato de arcilla 1 Estrato de arcilla 2

Nivel Freático

2/3L L

a

b L1

z 2V:1H

Estrato de arcilla 3

2V:1H

L3

Estrato de arcilla 4

a´

b´ Roca o estrato rígido

√

L2

Presión,

Ks=

Deformación,

     

√ (

)

√ √

(

3

)

1.5

Fz 2

1.0

Fz, Fx

Fe Fe 1

0.5 Fx

0 1 L/B

0 10

( )

 

El muro rota hacia atras

Superficie de deslizamiento

    

      



 



     -

   

   

    

    

      



  

    

        

   

  

    

               

       



  

      

  



 



  

  



 

        

    

  

  

 



    

     

 



  

Resistencia al corte no drenada (ton/m2 ) 0 0

5

10

15

Costra superficial

10

Profundidad (m)

Arcilla

20

30

40

50

60

Depósito arcilloso de origen lacustre

20

α

α

Δ

(

(

)(

)(

)

)

Valores de N60

Profundidad (m) 0.0 0.0 5.0

Arena

10.0

15.0 20.0 25.0

Arena Densa/ Roca

30.0 35.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

β

(

(

)(

)(

)

)

Δ

Resistencia al corte no drenada (ton/m2 )

Profundidad (m) 0

arcilla

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

0.0

Cu N60

5.0

División de estrato 9.8

10.0

15.0

arena 20.0 0

24.4

10

20

30

N60

40

50

60

β

α

(

(

)(

)(

)

)

β

Δ