CIMENTACION PROFUNDA

CIMENTACION COMPENSADA: Parte de un principio muy sencillo: substituir el peso del edificio por el peso de la tierra . En términos generales podemos encontrar el peralte o altura de este volumen, para ser lograda al 100 % con la siguiente ecuación: H=Pe/(Aeγ). Donde : Pe = Peso total del edificio Ae = Área total del edificio en planta γ = peso por m3 de suelo a excavar H = Profundidad excavada

CIMENTACION COMPENSADA

CIMENTACION PROFUNDA

TIPOS DE CIMENTACION P

CAJON CERRADO Y CAJON NEUMATICO

PILOTES

• Las pilas al ser más anchas que las columnas a las cuales corresponden, transmiten sin menor problema axialmente el peso hasta el estrato rocoso-resistente. Por lo cual revisar si su sección soporta el peso al cual estará sometido es una pérdida de tiempo. Pero es necesario verificar, que sí tenga el diámetro necesario para resistir la flexo compresión y los momentos de pandeo local, provocados por los enormes momentos de inercia a que están sometidas las plantas bajas de los edificios en los sismos, y que provocan un movimiento diferencial entre la estructura y subestructura del edificio. La revisión de este diámetro se puede realizar con la siguiente ecuación:

• Posteriormente, es necesario que la campana de la pila sea capaz de transmitir los esfuerzos a la capa rocoso resistente, así como anclar la pila a ésta. Esto se puede fácilmente determinar con la ecuación:

• En donde: • D= diámetro de la campana en cm • Q= capacidad de carga del terreno (ton/m2)

PILOTES

PILOTES

PILOTES

• Además, debe de ser revisado el diámetro propuesto para el pilote, por los esfuerzos de flexo compresión provocados por los momentos de inercia sísmicos en la base del edificio con las siguientes ecuaciones:

• para pilotes de fricción • para pilotes de punta • En donde: • = diámetro del pilote en cm • A= área construida en m2 • n= número de pilotes en toda la cimentación • L= longitud del pilote sin incluir la punta, en mts.

PILOTES

TIPOS DE PILOTES Y SUS CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES

• En los trabajos de construcción se usan diferentes tipos de pilotes, dependiendo del tipo de carga por soportarse, de las condiciones del subsuelo, y des la localización del nivel freático. Los pilote se dividen en la siguientes categorías:

• Por el material con que son construidos

• Por el método de instalación

• Por la forma de transferencia de las cargas

TIPOS DE PILOTES

• Por el material con que son construidos:

• De acero – de madera – de concreto

• Por el método de instalación :

• Hincados - instalados por vibración – excavados o perforados.

• Por la forma de transmisión de carga :

• Pilotes de fricción

• Por la punta

PILOTES DE ACERO

PILOTES DE ACERO

PILOTES DE ACERO

PILOTES DE MADERA

PILOTES DE MADERA

PILOTES DE MADERA

PILOTES DE MADERA

PILOTES DE MADERA

PILOTES DE MADERA

PILOTES DE MADERA

PILOTES DE CONCRETO

PILOTES DE CONCRETO

PILOTES DE CONCRETO

PILOTES DE CONCRETO

PILOTES DE CONCRETO

PILOTES DE CONCRETO

PILOTES DE CONCRETO

PILOTES DE CONCRETO

DISEÑO DE PILOTES

CAPACIDAD RESISTENTE DE PILOTES

• La capacidad de carga de pilotes esta dado por dos condiciones:

• Estática y dinámica • La capacidad estática esta determinada por la

capacidad por la punta y por fricción. • Qu = Qp + Qf • Qp = Ag(1.3cNc+γDfNq + 0.4γBNγ • Qf = A1F1 + A2F2 + A3F3 …………..AnFn • A1, A2, A3…..An Area lateral del pilote en los estratos

1,2,3,…..n • F1, F2, F3, ……Fn valor ultimo de la fricción en la

superficie lateral del pilote en los estratos 1, 2, 3,…n

CAPACIDAD RESISTENTE DE PILOTES

Ejemplo,- Calcular la carga ultima que del pilote que se muestra en la figura:

Acilla suave

Arena suelta SP

Arcilla arenosa CL

Arena compacta SP

Γ=0.9 C=1.5t/m2 Ǿ=0º f=1.5T/m2

Γ=1.0 C=0t/m2 Ǿ=30º f=2.0T/m2

Γ=1.0 C=1.0t/m2 Ǿ=10º f=2.5T/m2

Γ=1.1 C=0t/m2 Ǿ=35º f=5T/m2

0.2

5.0

3.0

15.0

8.0

0.30x0.30

CAPACIDAD RESISTENTE DE PILOTES

• a).- Calculo por la punta:

• Ǿ = 35º Nc= 58 Nq = 43 Nγ = 42

• Qp = (0.3)^2(1.3*0*58 + (0.9*5+1*3+1*8+1.1*3)43+(0.4*1.1*0.3)42)=73.26 T

• Qf = 4*0.3(1.5*5+2.3+2.5*8+5.3) =58.2 T

• Qu = 73.26 + 58.20 = 131.46 T

CAPACIDAD DE CARGA DEL GRUPO DE PILOTES

• La capacidad de carga del grupo de pilotes esta dado por:

• Qc = Qd + 4BDf.S

• Donde :

• Qd = B^2(1.3cNc + γDfNq + 0.4γBNγ)

• S = promedio de la resistencia unitaria al corte de suelo situado entre la superficie a la profundidad De.

• S = C + p.tgф

EFICIENCIA DE GRUPO DE PILOTES

• Concepto: • Es la relación de la capacidad del grupo a la suma de

las capacidades individuales. • Sea n = Numero de pilotes horizontales (numero de

filas) • m = Numero de pilotes verticales (numero de

columnas) • s = El espaciamiento entre los pilotes

• Siendo

•

DISTRIBUCION DE GRUPO DE PILOTES

ESPACIAMIENTO MINIMO DE PILOTES

GRUPO DE PILOTES CON MOMENTOS

d4 d3

d2 d1

P5

P4 P3

P2 P1

M P

GRUPO DE PILOTES CON MOMENTOS

• Sea P la carga sobre el grupo • M = momento en el grupo • su excentricidad será e = M/P. • De la estática, es evidente que el momento resistente

de las reacciones dado por los pilotes, debe ser igual al momento aplicado ΣM. Por lo tanto la suma de los momentos de cada pilote por su distancia d esta dado por :

•

• Si la variación de las reacciones de los pilotes mostrados en la figuraa anterior se asumen como lineales.

En donde: (3)

Llevando a (1) tenemos:

• Factorizando P1/d1 tenemos:

• En la que :

• La reacción total sobre cada pilote, se encuentra agregando la carga total entre el un mero de pilotes: W = carga total sobre el grupo:

• Luego la carga sobre cada pilote cuando se tiene Mx y My se calcula con:

.

.

ASENTAMIENTO DE PILOTES

ASENTAMIENTO DE PILOTE

.

Ejemplo de asentamiento:

Ejemplo de asentamiento:

MARTILLOS

• La función del martillo es la de proporcionar la energía que se requiere para hincar un pilote. Los martillos para el hincado de los pilotes se designan por tipo y tamaño.

• Tipos de martillos:

• De caída libre

• De vapor de simple acción

• De vapor de doble acción

• Martillos Diesel

TIPOS DE MARTILLO

TIPOS DE MARTILLO

CAPACIDAD RESISTENTE POR LA FORMULA DINAMICA

• La formula básica dinámica, termina en la formula racional de hinca de pilotes, ha sido derivado y discutido en el siguiente material. La formula depende del principio del momento e impulsión. Según esto se obtendrá, la formula de HILEY.

CAPACIDAD RESISTENTE POR LA FORMULA DINAMICA

• Según la ENGINEERING NEWS RECORD, toma

• para martinete de simple caída,

• 0.1 para martillo de simple acción, la eficiencia es tomado como 1.0, el coeficiente de restitución n=0.6; siendo h la altura de caída y S es la penetración, se tiene entonces la formula modificada anterior.

• Para martillo de caída libre:

• Para martillo de simple acción:

• Para martillo de doble acción:

• Donde E = energia de golpes del maso

CAPACIDAD RESISTENTE POR LA FORMULA DINAMICA

• Conceptualmente y en forma mas general, las formulas dinámicas, se expresan en la forma siguiente:

• Donde

= Energía transmitida por el martillo

•

= Perdida de energía

•

= Trabajo efectuado por el pilote

•

= Capacidad de carga del suelo

• S = Penetración del pilote por golpe

• Donde si se despeja

se tendrá

=(

-

)/S

CAPACIDAD RESISTENTE POR LA FORMULA DINAMICA

• Las perdidas de hincado de pilotes son:

– En el martillo

– Por impacto entre el martillo y la cabeza del P.

– Por compresión elástica del protector de la cabeza del pilote y el pilote mismo.

– Por compresión del suelo

EFICIENCIA DEL GRUPO DE PILOTES

• Donde :

• Ǿ = arctg(D/s)

• n = numero de pilote en el sentido x

• m = numero de pilotes en el sentido y

• En suelos no cohesivos E = 1.0

• En suelos cohesivos E ≤ 1.0