calculo de pilotes in situ

8/12/2019 Calculo de Pilotes in Situ

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Toms Cabrera (U.P.M.)

Cimentaciones profundas:PILOTAJE IN SITUCONDICIONES DE UTILIZACIN

Las cimentaciones por pilotaje se utilizan cuando:

- No existe firme en una profundidad alcanzable con zapatas o pozos (h 5m).- Se quieren reducir o limitar los asientos del edificio.

- La permeabilidad u otras condiciones del terreno impiden la ejecucin de cimentacionessuperficiales.- Las cargas son muy fuertes y concentradas (caso de torres sobre pocos pilares).

FORMAS DE TRABAJO Y SOLICITACIONES DE LOS PILOTES

Transmite cargas al terreno. Tiene dos formas fundamentales de trabajo:

a) Pilotes flotantes: inmersos en terrenos de resistencia media a baja sin quese pueda llegar a un estrato profundo suficientemente resistente. La carga que

transmite al terreno en su mayor parte es por rozamiento del fuste.b) Pilotes columna: empotrados en una base mucho ms resistente que elterreno superior y que trabajan predominantemente por punta.

1

Ingeniamos el futuro

CAMPUS DEEXCELENCIAINTERNACIONAL

E.T.S.E.M.Escuela Tcnica Superior de Edificacin Madrid

PP

Pilote columnaPilote flotante

Empotramiento

6

Rozamiento con lasuperficie lateral del fuste

Presin ejercida por punta

Estrato de terreno no aptopara cimentacin

(sin aptitud portante)

Rozamiento con lasuperficie lateral del fuste

Estrato de terreno firme deespesor suficiente

superficie lateral del fuste

Capas de terreno

No firme, de gran espesor

Rck = (qp * Ap)+ (qf * Af)Rck = (qf * Af)Rcd Rck /3


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ACCIONES VERTICALES Y HORIZONTALESAl ir aumentando la carga sobre un pilote flotante cada vez llega a la punta unporcentaje mayor de aquella y en la rotura se produce la plastificacin de un bulbode terreno en torno a la base del pilote. Se han propuesto hiptesis muy diversassobre la forma y dimensiones de ese bulbo plastificado.

En los pilotes columna es importante que la capa de apoyo tenga resistencia yespesor suficiente para que no se produzcan fenmenos de punzonamiento bajo lasfuertes cargas que llegan a la punta.

En la cimentacin de un edificio los pilotes estarn sometidos predominantementea cargas verticales de una construccin, pero en algunos casos deben tenerse encuenta otros tipos de solicitaciones como son:

- Flexiones por deformacin lateral de capas blandas bajo cargas aplicadas ensuperficie.

- Esfuerzos de corte, cuando los pilotes atraviesan superficies de deslizamiento detaludes. 2Toms Cabrera (U.P.M.)

- Cargas horizontales debidas al viento, empujes de arcos o muros, etc.

- ROZAMIENTO NEGATIVOal producirse el asiento del terreno en torno a pilotescolumna por haber extendido rellenos o sobrecargas, rebajar el nivel fretico otratarse de suelos blandos an en proc eso de consolidacin.


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2009 Accidente en ChinaLas fotos a continuacin hablan por si solas. Una de lastorres del complejo de apartamentos Lotus Riverside en laciudad china de Shangai se desplom (literalmente) elsbado 27 de Junio de 2009. Los estudios preliminaresrevelan que fallas en la contencin del ro que corre paraleloal complejo hizo que se produjera una saturacin no previstadel terreno provocando la falla de la cimentacin por pilotes(se aprecian claramente en las fotos). Este accidente ha puesto enserios apuros a los responsables de la normativa y el controlde las construcciones en China.

3Toms Cabrera (U.P.M.)


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FORMAS DE ROTURA DE UN TERRERNO BAJO UN PILOTE

P

P P

P

Zona activa

Zona pasiva

(CTE)

MEYERHOF

4

C Nc N1qh (c* ) (q* ) *q B* N2

qh (c* ) (q q ) Nc * N

Firme

Formulaciones a las que hay que aadir los factores de profundidad y forma

(Le = longitud de empotramiento pilote)


Firme

Le 6

Z o n a i n

f l u e n c

i a p u n

t a p

i l o

t e


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Toms Cabrera (E.U.A.T.M.)

FASES EJECUCIN DE UN PILOTE IN SITU DE EXTRACCIN

C P I - 7

5

( P E R F O R A D O S E N S E

C O )



6/31


C P I - 8

6

C O N T R O L D E P A R

M E T R O S

.

E l c o n

t r o l

d e p a r m e

t r o s c o n s i s t e e n

i n t r o

d u c

i r u n a s e r i e

d e c h

i p s e n

l a

p i l o t a d o r a p a r a q u e r e g i s t r e e n

t i e m p o

r e a

l l a p o s i c i

n d e

l a b a r r e n a , a v a n c e

v e r t

i c a

l , v e

l o c i d a

d r o

t a c i

n ,

p r e s i

n

d e

l a b o m

b a e t c .



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PILOTES IN SITU

Barrena normal, perforacin en seco.Colocacin de armadura. Hormigonado.

Barrena continua hueca, perforacin con nivelfretico normal.Hormigonado por interior de la barrena.Colocacin de armadura.

Pilote entubado. (terreno muy blando)Clavado de camisa por golpeo.Perforacin.Colocacin de la armadura.Hormigonado.



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C P I - 4



9/31


C P I - 5



10/31

C P I - 6



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11

F A S E S D E L A E J E C U C I O N P I L O T E D E D E S P L A Z A M I E N T O P O R R O T A C I O N

E s u n

P i l o t e m o

d e r n o

d e s a r r o

l l a d o e n e

l c e n

t r o

d e

E u r o p a e n

l o s

l t i m o s a

o s ,

a p r o v e c h a n

d o

l o s m u y

a l t o s p a r e s

d e

r o t a c i

n y

d e p r e s i

n .

E n e s e n c i a

e s u n

P i l o

t e d e

D e s p l a z a m

i e n

t o e

j e c u

t a d o a r o

t a c

i n y p r e s

i n .

L a p e r

f o r a c i

n s e r e a

l i z a c o n u n a c a

b e z a

d e

b a r r e n a e s p e c i a

l q u e n o s a c a

l a s

t i e r r a s e n

l a p e r f o r a c i

n s i n o

l a s

d e s p

l a z a

h o r i z o n

t a l m e n

t e .

U n a v e z

l l e g a

d o a

l a p r o

f u n d

i d a

d p r e v i s t a ,

s e h o r m

i g o n a p o r e

l e j e d e

l a b a r r e n a .

T a n

t o e

l p r o c e s o

d e p e r f o r a c i n c o m o e

l p o s t e r i o r

d e

h o r m

i g o n a

d o

s e r e g i s

t r a n c o n

t i n u a m e n

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p a r m e

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d e

l p i l o t e

. P o r

t a n

t o s e

b e n e

f i c i a d e

l i n c r e m e n

t o d e

l T o p e

E s t r u c t u r a l p r e v i s t o e n e

l C . T . E .

E s u n

P i l o t e a p r o p

i a d o e n

t e r r e n o s

b l a n

d o s e n

l o s q u e s e v a

l o r a u n a m e

j o r a

d e

l t e r r e n o c i r c u n

d a n

t e a

l p

i l o t e

,

e v i

t n d o s e a

l m i s m o

t i e m p o

l a e v a c u a c i

n a v e r t e

d e r o

d e

l t e r r e n o p e r f o r a

d o .

D i s p o n

i b l e s e n

:

3 5 0 4 5 0 5 0 0 6 0 0 m m

P r o

f u n

d i d a

d :

H a s t a

2 5 m



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PILOTES IN SITU

Pilotes de extraccin con entubacin recuperable (CPI-4).

Pilotes de extraccin con camisa perdida (CPI-5).

Pilotes de extraccin sin entubacin con lodos tixotrpicos(CPI-6).

Pilotes perforados en seco, barrenados sin entubacin. (CPI-7).

Pilotes barrenados hormigonados por el tubo central (CPI-8).

Pilotes de desplazamiento con azuche (CPI-2).

Pilotes de desplazamiento con tapn de gravas (CPI-3).

Pilotes de desplazamiento por rotacin (no recogidos en NTE-CPI).

NTE CPI

(1977)



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PILOTES IN SITU

Efecto grupo s 3

NoMoHo

P4 P5 P6

P1 P2 P3

Pi-1 Ejemplo, pilotes por punta:P1+P2+P3+P4+P5+P6

Pi+1Pi

Planocabezapilotes

h

(CTE).Cuando para cada pilote individualmenteHo 10% Vo. El pilote absorbe la fuerza Ho y noes necesario comprobar la rotura lateral del terrenoCon Ho > 10% Vo, se arriostra el encepado, se colocaran pilote inclinados, etc. Se compruebarotura lateral terreno

13

Pilar



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FASES EJECUCIN DE UN ENCEPADO

Excavacin y descabezado

Hormign de limpieza.

Colocacin armadura del encepado



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CLCULO DEL PILOTE AISLADOUna vez seleccionado el tipo de pilote ms adecuado a circunstancias, el clculocomprende las fases siguientes:

1/ Estudio del pilote aislado

1.1. Tope estructural . (eleccin dimetro pilotes = predimensionado)

1.2. Carga de hundimiento = 1 Resistencia de fuste + 2 Resistencia de punta.

Rck = Rfk + Rpk RRcd Rck /

1.3. Estimacin del asiento del pilote aislado

2/ Grupo de pilotes (efecto de conjunto)

2.1. Carga de hundimiento del grupo.

coeficiente de eficiencia

2.2. Asiento del grupo de pilotes.

razn de asientos.

2.3. Cambio pilote, si procede.

2.4. Distribucin de esfuerzos entre los pilotes.

2.5. Dimensionado del encepado (EHE).

2.6 Dimensionado de la vigas de cimentacin (EHE)

3. Acciones especiales

3.1. Rozamiento negativo.

3.2. Empujes laterales terreno.

3.3. Esfuerzos transversales pilote.

Valores caractersticos Valores de clculo(seguridad 3)

s de 1 a 3

s s

N N

Encepado

s = 1 a 3

V maxNo hay efecto grupo con s 3



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El pilar aislado1.1 TOPE ESTRUCTURAL: eleccin del pilote predimensionado.

TTOPE *Q A

La frmula de CTE para pilotes perforados es:

Siendo:

A = rea de la seccin transversal pilote

T = tensin de trabajo en N/mm2 en el pilote (ver tabla).

Q TOPE = Carga nominal del pilote.

El tope estructural o carga nominal de un pilote es el valor de clculo de sucapacidad resistente. La solicitacin axil de cada pilote no debe superar este tope.

El tope estructural depende de la seccin transversal del pilote, es tipo de materialdel mismo, el procedimiento de ejecucin y del terreno

Con un control adecuado de la integridad (ensayos en obra), los pilotes perforadospodrn calcularse con topes estructurales un 25% mayores .

Ejemplo: con fck 25 N/mm2 4*(25/25 ) = 4 N/mm2 4 x 1,25 = 5N/mm2

Q TOPE

Q TOPE

El coeficiente de seguridad que se utiliza es muy alto 6

con fck 25 N/mm2 fcd = adm = 25 / 6 = 4,16 4 N/mm2.

El armado de los pilotes se realizar con las reglas de la EHE, pero a efectos de clculo a flexinde pilotes hormigonados in situ se recomienda considerar f ck =18 N/mm2 = 18 MPa .



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El pilar aislado1.2 CARGA DE HUNDIMIENTO DEL PILOTE AISLADO

Ap rea de la punta ( * 2 /4)

qp Resistencia unitaria en la punta

Af Area del fuste ( * * Lf )

qf Resistencia unitaria en el fuste(medida en Lf/ 2)

Rck = Rpk + RfkSiendo:

Rck = (qp * Ap)+ (qf * Af)

RRcd Rck /

Rck = Resistencia frente a carga verticalque produce el hundimiento.

Rpk = Resistencia por punta.

Rfk = Resistencia por fuste.

coeficiente seguridad: R 3

La carga de hundimiento de un pilote aislado de la suma de lo que es capaz desoportar como pilote columna + lo que es capaz de soportar como pilote flotante.

Rcd = Resistencia de clculo al hundimiento

Pasando a valores de clculo incorporando el coeficiente de seguridad:

9 D

C.T.E

17

3 Pi

Obsrvese que en pilotes no se tiene en cuenta la pequea diferencia entre elpeso del terreno extrado (o desplazado en su caso) y el del hormign del pilote.

Zona empotrada del pilote en el estrato resistenteZONA PASIVA ~ 6D

EQUILIBRIO VERTICAL : Rck = Rpk + Rfk

Ejemplo: Si el terreno es heterogneo y elbulbo de presiones profundiza 4 en el estratoresistente, entonces segn. 5.3.4.1.2.4.

Con empotramiento nulo.Ejemplo:

qp1 = 750 kN/m2

qp2 = 1200 kN/m2

1,0 m

2,0 m

1,5 m

= 50 cm

21 750 3 5 1200 11004 5

( * , * ) /, p

q media kN m

2

4

3

23 750 1 5 1200 9004 5

( * , * ) /, p

q media kN m



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CTE DB-SEC

(modelo Meyerhof)



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Para pilotes perforados:

Cuando se utilicen mtodos basados en la teora de la elasticidad

El clculo de la carga de hundimiento puede hacerse por las teoras de capacidadportante:

Qh = Qp + Qf = (qp *Ap) + (qf *Af)

Dada la dificultad de obtener muestras inalteradas de suelos granulares para hallarel valor del ngulo de rozamiento interno () en laboratorio, se recomienda procedera su determinacin mediante correlaciones con ensayos in situ de penetracin.(ver tablas 4.1 y 4.2 figuras D.1 y D.2) SPT: standard penetration test CPT: cone penetration test

Resistencia unitaria de hundimiento por punta:

qp= f p * vp * N q 20MPa = 20000 kN/m2 = 20 N/mm2 = 200 kp/cm2

siendo:f p = 2,5 para pilotes hormigonados in situ (3 para hincados) vp = tensin efectiva vertical al nivel de la punta del pilote.

Nq = coeficiente de capacidad de carga definido en la teora elstica por:

2 * *1* *4 2 1 sin

tg tgsin Nq tg e e

1.2.1/ SUELOS GRANULARES: (CTE anejo F.2.1)

A/ Determinacin de la resistencia mediante soluciones analticas

(Nota: ver carga hundimiento zapata)

19

Factor de profundidad (D)

(antes de introducir la seguridad)



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Terrenos granulares

Resistencia unitaria de hundimiento por fuste:

2* * * 120 120 / f v Kf f tg kPa kN m siendo: v = tensin efectiva verticalal nivel considerado. (para un slo terreno homogneoes el punto medio del pilote).

Kf = el coeficiente de empuje horizontal. Kf = 0,75 para pilotes perforados

f = factor de reduccin de rozamiento por fuste. (f = 1 para pilotes hormign in situ) = ngulo de rozamiento interno del suelo granular.

= 0,12MPa =0,12 N/mm2

(Nota): el valor: Kf * tg = coeficiente que relaciona tensiones 3 horizontales con verticalesPara = 40 Kf * tg 40 = 0,75 * 0,839 = 0,63Para = 35 Kf * tg 35 = 0,75 * 0,700 = 0,53Para = 30 Kf * tg 30 = 0,75 * 0,577 = 0,43 20




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Ejemplo n 1 clculo pilote en terreno granular

21

1/ Problema de peritacin:

Comprobar el pilotaje aislado de una pila de cimentacin que se ha proyectado conel siguiente resultado

Tres pilotes de = 50 cm por pilar (cuadrado de 40 x 40 cm).Separacin entre ejes = 3 (150 cm) para evitar el efecto grupo.Longitud de pilotes = 11 m.

P LANTA

S = 3

P ilar 40 x 40 cm

S = separacin entre pilotes

pilote = 50 cm

P ilar

Y

Mxk

Myk

Mxk= 63 kN*m

Myk= 76 kN*m

X

Nk= 1295 kN

P1

P2 P3

0,25 m

Nk

ACCIONESHiptesis 1

Materiales: hormign HA 35 acero B500S

El pilotaje se efectuar conforme al estudio geotcnico mediante barrenadocon control de parmetros. El empotramiento mnimo en el estrato resistenteser como mnimo de 6 conforme CTE

Caractersticas resistentes del terreno segn profundidad:

De 0,00 a -2,00 mCapa vegetal y rellenos deconstruccin. = 19 kN/m3

Resistencia por punta 0 kN/m2

Resistencia por fuste 0 kN /m2

De -2,00 a -8,00 mTerreno arcillo- arenoso deresistencia media = 19 kN/m3

Resistencia por punta adm = 800 kN /m2 = 80 daN/cm2

Resistencia por fuste adm = 20 kN/ m2 = 0,20 daN/cm2

A partir de -8,00 m

Estrato arenas sueltas degran espesor. = 20 kN/m3

Resultado del Standard penetration test

N spt = 10 = 30 c = 0

Nk = 2800 kN



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Ejemplo n 1 clculo pilote en terreno granular PLANTA

S =3

Pilar 40 x 40 cm

S =separacin entre pilotes

pilote =50 cm

Pilar

Y

Mxk

Myk

Mxk=63 kN*mMyk=76 kN*m

X

Geometra encepado

S +S

S

S

S

S S

S

S S

S +SS +S

Pilar 40 x 40 cm

h =0,8 mh > 1,5 _

S =3 =1,5 m

ALZADO

Encepado

Nk =2800 kN

P1

P2 P3

0,25 m

Nk

6,00 m

Rellenos2,00 m

Terreno 1

+0,00-

Terreno 2

- 2,00

- 8,00

ACCIONES

Y

Mxk

Myk

Mxk=-63 kN*mMyk=-76 kN*m

X

Nk =2800 kN

0,25 m

Nk

ACCIONES

Hiptesis 1

Hiptesis 2

1.- Geometra del encepado de tres pilotes

PLANTA

* 3 / 2 1,30Sm S m S = 1,50 m

t

0,57743 / 2t

S m t = 0,50 m


1,30 m


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2

*3 * 32 2 2

1,50 1,30 1,50 1,50 0,58 0,58*0,53 *0,5 3 0,97 2,68 0, 44 4,092 2 2

S Sm S S S S t Ae t

Ae m

2800 631 0 933,33 48,46 982,193 3 1,30

2800 63 762 1008,23 10083 2* 3 2*1,30 1,50

3 23 2*

Nk Mxk P k kN

Sm

Nk Mxk Myk P k kN

Sm S Nk Mxk Myk

P k P k Sm S

2/ Esfuerzo de compresin en el pilote ms cargado .

rea del encepado:rea tringulo central + rea tres tringulos pequeos + rea tres trapecios

Canto del encepado: h 1,5 1,5 * 0,50 = 0,75 m.

Redondeando a mdulo de10 cm. Se adopta 0,80 m

Axil del pilar.=2800,00 kN

Peso propio encepado: 4,09 * 0,80 * 25 = 81,81 kN--------------------

Total carga vertical = 2881,81 kN

El pilote ms cargado es: P2= P3 = 1008 kN

Al ser el hormign un fluido en el momento del vertido se considera que el pesodel encepado lo soporta el terreno bajo el mismo.

Se realiza el ejercicio sin tener en cuenta el peso del encepado: N = 2800 kN

3/ Tope estructural del pilote:

Qt = * A = * *R2 Conforme con CTE para un pilote barrenado concontrol de parmetros: t = (35/25 * 4) t = 5,6 N/mm2 .

Qt = 5,6 * *2502

/1000 = 1099,56 kNTope estructural de los pilotes: Qt = 1100 kN > 1008 kN

Combinaci n p sima de carga en los pilotes: (hip tesis 1 + hip tesis 2):



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24

4/ longitud del pilote. todos los pilotes igual longitud: LP1 = LP2 = LP3

Resistencia del primer estrato de 6 m de espesor: R 1 = Rp + Rf siendo:

Rp = Resistencia por punta del pilote. Rp = ( * R2) * adm

Rf = Resistencia por fuste del pilote. Rf = L* * * adm* Primer estrato de terreno. R1 = RP1+ RF1

Resistencia por punta, en valor de clculo, con seguridad R = 3 ya incluida

Rp = ( * R2 * 800 N/m2) = ( * 0,252 * 800)..= 157,08 kN

Resistencia por fuste:

Rf = (L* * * 20 kN/m2) = 6 *( * 0,5 *20) = 188,50 kN

----------------Total resistencia = 345,58 kN < 1008 kNEs necesario entrar en el segundo estrado de espesor suficiente .

** Segundo estrato del terreno: R2 = RF1 + RP2 + RF2

Resistencia por fuste del primer estrato.= 188,50 kN 188,5 kN

Resistencia por punta segundo estrato: = 30 Nq = 18,40

q adm = 2,5 * (19 * 8 + 20 * 3) * 18,40 /3 = 3250,67kN/m2

Rp = ( *R2) * 2331 kN/m2 = ( * 0,252 * 3250,67)..= 638,27 kN 669,8 kN


(con 6 dimetros = empotramiento mnimo = 3,00 m):

adm = [(19 * 8 + 20 * 1,5) * 0,75 * tg 30 ] /3 = 26,27 kN/m2 < 120 kN/m2

Rf = 6 *( * ) * 26 kN/m2 = 6 * 0,5 * ( * 0,5) * 26= 122,52 kN 149,7 kN--------------- ----------

Total resistencia = 949,39 kN < 1008 kN

qp= f p * vp * N q 20000 kN/m2

Peritaje:No es valida la longitud de 11 m de pilote:1008 188,5 = 819,5 kN

819,50 = ( * R2) * [2,5 * ( 19 * 8 + 20 *Z) * 18,40 ] /3 + (Z* * 0,5)* [(19* 8 + 20 *Z/2)* 0,75 * tg 30] /3819,50 = 457,69 + 60,21 Z + 34,46 Z + 2,267Z2 Z2 + 41,76 Z 159,60 = 0

Z = 3,52 m 4 Lp = 2 + 6 + 4 =12 m

Comprobacin

Le = 3,52 m



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Suelos Finos (arcillosos)

Hundimiento sin drenaje a corto plazo:

2100* 100 100 / 0,1100 f

cukPa kN m MPa

cu

Para determinar la resistencia de hundimiento a largo plazo, se utilizar el ngulo de rozamientointerno efectivo deducido de los ensayos de laboratorio, depreciando el valor de la cohesin.

En consecuencia se utilizan las frmulas para suelos granulares con el valoradecuado del ngulo de rozamiento interno del terreno.

La resistencia unitaria por fuste 0,1MPa(acuerdo de la comunidad cientfica internacional)

= 1,0 da N/cm2 = 1,0 kp/cm2

La carga de hundimiento de pilotes verticales en suelos limosos o arcillosos,evaluada mediante frmulas estticas, debe calcularse en dos situaciones:

La resistencia unitaria de hundimiento por punta a corto plazo se podr obtenermediante la expresin:

qp = Np * cu

La resistencia unitaria de hundimiento por FUSTE a corto plazo ser:

Hundimiento a largo plazo con drenaje:

En esta frmula emprica: 2/ f y en kPa mc kN u

qu

cu

3=0 1

2qu

cu

En el ensayo de compresin simple en suelosqu es la resistencia a compresin simplede la muestra.cu el mayor valor de resistencia a cortante

1.2.2/ SUELOS COHERENTES:

Para alcanzar este valor Np = 9 es necesario que la punta del pilote penetre al menos 4 dimetrosdentro de la capa

25



(antes de introducir la seguridad) Toms Cabrera (U.P.M.)


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Ejemplo n 2 clculo de pilote en arcilla

TERRENO

+ 0,00 _

- 3,00

- 6,00

- 6 -Le

PARAMETROS

DECALCULO

Peuela s

PeuelasZONAACTIVA

3 m

Le

CORTE ESTRATIGRFICO:

Las resistencias por punta y fuste se han calculado basndose en los datos decampo para peuelas (arcillas y margas verdosas o grises): N (SPT) > 50 golpes y en suponer:qu = 500 kN/m2 = 0,5 N/mm2 cu 250 kPa =250 kN/m2 = 0,25 N/mm2

00

p

f

q

ZONA ACTIVApueden realizarse zanjas de saneamiento,rellenos, etc.

No se tiene en cuenta rozamiento en el pilote.( positivo o negativo)

CTE: qp = 9 *cu = 9 * 250=2250 kN/m2

f = (100*cu) /(100+cu) = (25000 /350) =71,43 k/N/m2( < 100 kN/m2 )

NTE - CPI (1977)ojo no se pueden utilizar para clculos

qp = 4,5 *qu = 4,5 *qu = 4,5 * 500 = 2250 kN/m2

Para qu = 5 kp/cm2 f = 0,66 kp/cm2 = 66 kN/m2

VALORES DE CLCULO:

adm = 2205 /3 = 750 kN/m2

adm = 71,43 /3 = 23,7 kN/m2

Datos: HA-25. Npilar = 2000 kN2 pilotes por pilar Calcular pilotes.

Npilote = 1000 kN

Si procede, es decir cuando hay Mf sereserva un % de Npilote.En este caso tomaremos un 10% paraMf con lo que: Nmax = 1100 kN

26

con drenaje: = 19 c = 0 kN /m2

=18 kN/m3



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Ejemplo clculo de pilote

TERRENO

+ 0,00 _

- 3,00

- 6,00

- 6 -Le

PARAMETROS DE

CALCULO

Peuela s

PeuelasZONAACTIVA

3 m

Le


00

p

f

Hiptesis 1- Corto plazo

VALORES DE CLCULO:

adm = 750 kN/m2 adm = 23,7 kN/m2

Rcd = 1/3*(qp * Ap)+ 1/3*(qf * Af )

Rcd = ( adm * Ap)+ (adm * Af)

Rcd = (750 * * D2/4) + ( 23,7 * * D * Le) = 589 D2 + 75,5 D * Le

Con tensiones en (kN/m2) y longitudLe en (m).

1100 = 589 * 0,602

+ 75,5 * 0,6 * Le ) = 212,0 4+ 45,3 Le Le =19,60 = 20 mLongitud totalpilote = 20 + 3 =23 m

s 3D

Momento flector mximo pilar 100 * 1,8 =180 kN*m

Si Mf 180 kN*m clculo encepado (canto y armado)Si Mf >180 kN*m por ejemplo, separar ms los pilotes

Con 3,5 D = 3,5 * 0,6 = 2,10 m 2,10 m * 100= 210kN *m

Con s = 2 m 2 * 100 = 200 kN*m

Peuelas = arcillas plsticas

Le = longitud empotramiento

273 =1,8 m

En pilotes no se tiene en cuenta la pequeadiferencia entre el peso del terreno extrado y eldel hormign del pilote.

Predimensionado Para Nmax = 1100 kN. tope estructural HA-25 (4000 kN/m2)

1100 = 4000 * ( * D2) /4 D = 0,56 m D = 60 cm.

El peso propio del encepado al verterse el

hormign en estado fluido descansadirectamente sobre el terreno arcilloso.



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Ejemplo clculo de pilote

TERRENO

+ 0,00 _

- 3,00

- 6,00

- 6 -Le

PARAMETROS DE

CALCULO

Peuela s

PeuelasZONAACTIVA

3 m

Le


00

p

f

Hiptesis 2- Largo plazo

Arena con bajo ngulo de rozamiento

Rcd = 1/3*(qp * Ap)+ 1/3*(qf * Af )

Peuelas = arcillas plsticas

Le = longitud empotramiento

28

En pilotes no se tiene en cuenta la pequeadiferencia entre el peso del terreno extrado y eldel hormign del pilote.

El peso propio del encepado al verterse el

hormign en estado fluido descansadirectamente sobre el terreno arcilloso.

Datos enunciado, con drenaje:

= 19 c = 0 kN /m2 (CTE) = 18 kN/m3

Nq = 5,80

Resistencia por punta:

q adm = 2,5 * (23* 18) * 5,8 /3 = 2001 kN/m2

Rp = ( *R2) * 2001 kN/m2 = ( * 0,302 * 2001). = 565,77 kN

Resistencia por fuste ( adm 100 kN /m2):

adm = [(18 * 3 + 18 * 10) * 0,75 * tg 19 ] /3 = 26,86 kN/m2

Rf = 20*( * ) * 26,86 kN/m2 = 20 * * 0,6 * 26,86 = 1012,51 kN-------------------------

Total resistencia = 1579,28 kN > 1100 kN

Presin de hundimiento para pilote in s itu largo plazo:

0K 0K qh (q * )*dq*sq 2,5*(q q q N * ) N



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Resistencia por punta segn N.T.E. C.P.I. (1977)

qu

cu

3=0 1

2

qucu

ARENAS (qp = =Rp)

ARCILLAS (qp = = 9 *cu)

Resistencia delcono esttico

Resistencia a lapenetracin SPT

= qp

= qp

29

Rp/1,69

Resistencia compresin simple

Rp / Ru = de 7,5 a 7,6



30/31

Resistencias por fuste segn N.T.E. C.P.I. (1977)

Resistencia delcono esttico

Resistencia a lapenetracin SPT

ARENAS

0,41 kp/cm2

0,30 kp/cm20,37 kp/cm2

0,51 kp/cm20,59 kp/cm20,69 kp/cm20,76 kp/cm20,85 kp/cm20,91 kp/cm20,95 kp/cm21,00 kp/cm2

0,15 kp/cm20,18 kp/cm20,22 kp/cm20,30 kp/cm2

0,37 kp/cm20,40 kp/cm2

0,45 kp/cm2

0,52 kp/cm20,59 kp/cm20,66 kp/cm20,83 kp/cm2

0,10 kp/cm2

f

f ARCILLAS

Las frmulas empricas de la NTE-CPI derivan de la teora desarrolla en la universidad de Delft a

partir de ensayos de penetracin muy usados en Los Pases Bajos.Las frmulas de correlacin con ligeras variaciones estn universalmente admitidas por lacomunidad cientfica internacional.



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Ejemplos comparacin CTE:SE-C y N.T.E. - C.P.I.Ejemplo 1SUELO GRANULAR: pilote de extraccin

N =10 =3032 /s t m Resistencias unitarias a 10m de profundidad ?

Resistencia por fuste: (se usa el valor medio a lo largo del pilote 20 * 5 = 100 kN/m2)

2 22,5*(20*10)* 2,5*200*18,40 9200 / 9,20 / pq kN m N N mmq

CTE:SE-C


2 2100*075*1* 30 4,33 / 0,043 / f tg kN m N mm

NTE-CPIcon N = 10Resistencia por punta: qp = 40,00 kp / cm2 = 4,00 N / mm2

Resistencia por fuste: = 0,41 kp / cm2 = 0,041 N / mm2

Ejemplo 2SUELO COHERENTE: pilote de extraccinqu = 6,5kp/cm2

3

2 /s t m Resistencias unitarias a 10 m de profundidad ?A corto plazo(a largo plazo se comporta comogranular)


2 29* 9*325 2925 / 2,93 / pq cu kN m N mm

CTE:SE-C


2100* 100*325 76,41 0,076 /100 100 325 f

cukPa N mm

cu

NTE-CPIResistencia por punta: qp = 4,5 * 6,5 = 29,25 kp / cm2 = 2,93 N / mm2

Resistencia por fuste: Interpolando entre qu = 5 kp/cm2 y qu = 7,5 kp/cm2

( ) f y cu en kPa



2 * 303045 * 18,42

tg Nq tg e

fp = 2,5 vp = (2 t/m3 *10 m)

qp= f p * vp * N q 20MPa = 20 N/mm2 = 200 kp/cm2



calculo de pilotes in situ

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