UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMAR CA FACUL T AD DE INGE NIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA TRABAJO MONOGRAFICO GEOTECNIA II DOCENTE : In g. Gonzál es Yana, Roberto. ALUMNOS : Guevara Bustamante, Erick Richard. Quispe Barreno, Wilfredo Rodríguez Cortez, Kel ly Rossana. Soto León, Karina. Zavaleta Paredes, Anthony Wil son.
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Cap. 5 Pilotes Pruebas de Carga y Su Interpretación
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7/21/2019 Cap. 5 Pilotes Pruebas de Carga y Su Interpretación
El uso de pilotes es una de las técnicas más antiguas del hombre para superar las dificultades destructuras en suelos blandos. Antes del siglo XIX, el tipo de cimentación más común en los edcontinuas, y sólo si el terreno era incapaz de soportar las presiones que ejercían las zapatas, sediseño de estas cimentaciones estaba basado en la experiencia o simplemente dejado a la divina
En sus inicios, los pilotes eran todos de madera por su abundancia y su fácil maniobrabilidad, así qua una estructura se hincaban pilotes en forma abundante, sin ninguna norma y a criterio del construcla capacidad de carga del pilote estaba limitada por el grosor de la madera y su capacidad de martillo sin astillarse. Es así que en un principio se crearon reglas primitivas mediante las cuales la capilote se basaba en la resistencia al golpe de un martillo de peso y altura de caída conocidos. Comode esa época no sufría grandes asentamientos, no surgió otro material que lo reemplace.
A medida que el desarrollo industrial aumenta, se crea una demanda de estructuras pesadas en
blando; surge entonces el pilote de concreto como una solución que supera largamente aldebido a que podía ser fabricado en unidades de las mismas dimensiones que el pilote hecapaz de soportar compresiones y tensiones mucho mayores. Además que puede moldearse estructural de acuerdo a las solicitaciones de carga y del tipo de suelo sobre el que se hinca. Conmáquinas de gran eficiencia de perforación a gran profundidad y diámetro, se reemplazó parhincados por los pilotes moldeados in-situ.
Posteriormente el acero, por su fácil maniobrabilidad y gran resistencia de hincado a grandes profutener auge, siendo los problemas de corrosión solucionados con la introducción de capas de pinturas d
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En general, el asentamiento de un grupo de pilotes bajo carga de trabajo similar pocrece con el ancho del grupo (B g ) y el espaciamiento centro a centro (d) de los pilot
Asentamiento de grupo de pilotes en arena (según Meyerhof,
1961)
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Asentamiento de un Pilote Individual en Arena o Grava
El asentamiento de un pilote hincado en suelo granular denso es muypequeño y debido a que el asentamiento en suelo granular es rápido,
generalmente no hay problema. En pilotes excavados o pilotes hincados ensuelo granular suelto, el asentamiento puede ser significativo, pero no existenmétodos aceptados de predecir asentamientos con exactitud. Como unaaproximación gruesa, el desplazamiento vertical de un pilote puedeestimarse como una carga puntual en la base del pilote.
Sin embargo, el único método confiable para obtener la deformación de unpilote en un suelo granular es ejecutar un ensayo de carga.
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Asentamiento de un Grupo de Pilotes en Arena o Grava
Una aproximación al asentamiento de un grupo de pilotes en suelo granular enbase al asentamiento de un pilote individual donde:
Un Método Simple para Estimar el Asentamiento de un Grupo
El asentamiento promedio de un grupo de pilotes puede estimarse tratando al grupo como
una cimentación equivalente con un área en planta igual al área del grupo.Para pilotes que trabajan predominantemente por punta (arenas), se asume que la
cimentación estará en la base de los pilotes. Para pilotes por fricción (arcillas), se asume
los dos tercios de la longitud de empotramiento, y si existe una capa superior granular o
arcilla blanda, los dos tercios de la profundidad de empotramiento en la arcilla portante.
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Un grupo de pilotes en arcilla se muestra en la siguiente figura. Determine el asentampor consolidación de los pilotes. Todas las arcillas están normalmente consolidadas.
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El método más seguro para determinar la capacidad de carga de un pilote, para la mayoría dprueba de carga. Los ensayos de carga se hacen para determinar la carga máxima de falla de de pilotes o para determinar si un pilote o grupo de pilotes es capaz de soportar una carga
excesivo o continúo.
Las pruebas de carga pueden clasificarse de la siguiente manera:
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Las etapas de selección, diseño y ejecución de una prueba de carga pueden resumirse e
1) Definir los objetivos de la prueba, es decir, establecer con claridad la infopretende obtener de la prueba.
2) De acuerdo a los objetivos, previamente establecidos, seleccionar el tipo de que debe realizarse.
3) Seleccionar el tipo de sistema de reacción, equipo de aplicación de la cargamedición que se emplearán.
4) Selección del pilote o pila a probar, esto es, determinar cuál elemento es el mde acuerdo a las condiciones prevalecientes: magnitud de las cargas en cada pilote, ncolocados en cada zona, consecuencias derivadas de la falla de un determinado pilote
5) Construcción del sistema de reacción.
6) Instalación de los equipos de aplicación de la carga y de medición.
7) Ejecución de la prueba.
8) Interpretación de los resultados.
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Las cargas se aplican enincrementos que sean un quinto oun cuarto de la carga del piloteque se haya fijado para elproyecto, hasta que se produzca lafalla o se alcance una carga iguala dos veces la fijada para elproyecto; la carga se reducedespués a cero, por decrementos.
Cada asentamiento a intervalosregulares, hasta que su velocidadsea menor que 0.013 mm por hora.Posteriormente se dibuja la curvade asentamientos finales-carga,similar a la de la prueba de cargaen placa.
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PROCEDIMIENTOS TÍPICOS PARA LA EJECUCIÓN DE PRUEBACARGA
Procedimiento de carga controlada:
Variantes de este procedimiento:
• La primera consiste en la aplicación de carga en incrementos iguales, hasta acarga máxima deseada; cada incremento es aplicado cuando la raasentamiento debida al incremento anterior se reduce a un valor mínimo.
• La segunda variante consiste, de igual manera, en la aplicación de incrementde carga pero en incrementos de tiempo constante, sin importar que se halcanzado la rapidez de asentamiento mínima.
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• El primer criterio consiste en realizar los incrementos de carga controasentamientos inducidos en el pilote sean constantes. La magincrementos de carga necesarios para producir desplazamientos variable en el tiempo.
• El segundo criterio consiste en variar la carga para que el pilote arapidez de penetración constante, la cual suele considerarse de 1.25suelos cohesivos y 2.5 mm/min en granulares. La prueba suele detenealcanza un desplazamiento de 0.15 veces el diámetro del área eqpilote. Las mediciones de carga y asentamiento se realizan cada 2 min
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Es el procedimiento común de realizar pruebas dinámicas y busca dcarga de fluencia de un pilote bajo ciclos de carga y descarga. Dichos cicdescarga varían entre un valor mínimo y un máximo, que usualmente eprimero.
La representación de los resultados de la prueba de carga debe facilitainterpretación.
Cuando se realizan pruebas de carga en pilotes, debe considerarse el tiehincado y la ejecución de la prueba
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PRUEBAS DE COMPRESIÓNSe conoce como prueba de carga de compresión a aquel tipo de prueba en la cual locarga aplicados al pilote o pila tienen como fin provocar la penetración de dicho elemdel suelo.
PRUEBAS DE TENSIÓN
Las pruebas de carga de tensión tienen el objetivo de determinar la capacidad úlpilotes sometidos a fuerzas de extracción, así como los desplazamientos que se provtipo de solicitaciones.
PRUEBAS DE CARGA LATERAL
El objetivo de las pruebas de carga lateral es la determinación del comportamienpilote vertical ante una secuencia de cargas horizontales.
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PRUEBAS DE CARGA DINÁMICASe objetiva principalmente determinar la capacidad de ruptura de la interacción ensuelo, para esfuerzos estáticos axiales. Difiere de las tradicionales pruebas de carga estáde que la carga es aplicada dinámicamente, a través de golpes de un sistema de percus
Pruebas de Carga dinámica en pilotes hincados
Existen dos maneras básicas de hacer el Ensayo Dinámico en pilotes hincados:
I. Es posible instalar los sensores en el inicio de la hinca, y registrar los golpes mienpenetrando en el suelo.
II. Para determinación de la correcta capacidad de carga de largo plazo del precomendable hacerse el ensayo en una rehinca, realizada algunos días despuéla hinca.
Pruebas de Carga dinámica en Pilotes Moldados “in situ”
En pilotes moldados "in situ", es recomendable hacer una preparación previa, la queconsiste en la ejecución de un cabezal de hormigón para recibir los impactos. Los sensoresdeben ser instalados preferentemente en el fuste del pilote, y no en el cabezal.
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PRUEBAS DE CARGAPrueba de Carga No. 1. Área de Calderas
• Calderas, presentando una longitud total de 21,00 m, de los cuales 19,7empotrados en el subsuelo.
• Según los cálculos realizados por PREGO (Noviembre, 2004), la capacidad aun pilote de estas características era de 225 toneladas.
• Los resultados de la prueba de carga se resumen en la Gráfica No. 1.
• Debido a esta anomalía, se decidió descargar el pilote y volverlo a carga
llegó a una carga de 355 toneladas con un asentamiento acumulado (1er +73,46 mm, de los cuales 39,28 mm corresponden al segundo ciclo de carga.
• Teniendo en cuenta estos resultados, la confiabilidad de la prueba de carduda, y por tal motivo, antes de emitir una conclusión se decidió esperar losla segunda prueba de carga prevista.
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• Esta prueba se realizó sobre un pilote de prueba (F = 1,00 m) ubicado en el Área de Turpresentando una longitud total de 19,5 m, de los cuales 18,43 m están dentro del subsuelo.
• De acuerdo a las estimaciones realizadas por PREGO (Noviembre, 2004), este pilote tenía
admisible de 250 toneladas.• Los resultados de la prueba de carga se resumen en la Gráfica No. 2.
• Esta gráfica representa un comportamiento razonable de un pilote sometido a carga axial yacordes a los estimados por PREGO. De acuerdo a esta gráfica se obtuvieron los siguientes va
• Deformación para 250 t = 2,21 mm (Primer ciclo de carga)
• Deformación para 250 t = 2,36 mm (Segundo ciclo de carga)
• Recuperación en la descarga = 1,77 mm• Deformación total Primer Ciclo Carga-Descarga = 0,44 mm
• Deformación para 500 t = 12,24 mm
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• A objeto de estimar la capacidad última o de falla del pilote, se emplede Davisson (1973), el cual define que la capacidad última es aqueocurre un asentamiento dado por la siguiente expresión:
• De acuerdo a esta expresión y el punto de intersección con la curva de la pruresultan los siguientes valores:
• Carga de Falla (toneladas) @ 485 toneladas
• Deformación para carga de falla @ 8,8 mm
• Capacidad admisible (FS = 2) = 242,5 toneladas
•
Deformación para la Carga Admisible = 2,25 mm• FS para carga de 250 t = 485/250 = 1,94
• Deformación promedio para 250 t = 2,29 mm
• Comparando este resultado con el teórico reportado por PREGO, se tiene una difere
• Qadm (PREGO) / Qadm (Davisson) = 250 / 242,5 = 1,03, es decir un 3%, en otras padeterminado en la prueba de carga aplicando el criterio de Davisson es 97% de
estimado por PREGO.• Se consideró que dicha variación estaba dentro de rangos aceptables.
• Sobre la base de los resultados de la prueba de carga y los asentamientos estimadopara dichas cargas, se consideró que las capacidades admisibles de carga estimaderan confiables.
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• Teniendo en cuenta los resultados de la segunda prueba(Prueba de Carga No. 2), se infirió que la primera prueba(Prueba de Carga No. 1) no era confiable y no debía ser tcuenta para la estimación del comportamiento del pilote scargas axiales.
• Se recomendó realizar una nueva prueba de carga en e
Calderas (Prueba de Carga No. 3), la cual estuviese ubicadalgunas (cualquiera) de las perforaciones realizadas por PRparte del estudio de suelos realizado en Noviembre de 2004
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• A objeto de predecir o estimar un comportamiento del pilote
ensayado en el Área de Calderas, se hicieron las siguientes considerac
1. La segunda prueba de carga sobre el pilote de 1,00 m de diámetro, ubicado
Turbogeneradores, es confiable y representativa del comportamiento de los pi
área.
2. La estratificación en el Área de Calderas y en el Área de Turbogeneradores
ligeramente diferentes, tienen comportamientos que se pueden extrapolar a epredicción. En próximos párrafos se explicará el motivo de esta consideración.
3. Teniendo en cuenta que la mayor capacidad de carga de los pilotes es
resistencia a lo largo del fuste, existe cierta proporcionalidad para diferente
longitudes.
CONCLUSIÓN Y PREDICCION DE LA PRIM
PRUEBA DE CARGA
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• El Puerto del Mariel, es una estructura portuaria conformada po
una pared de tablestaca, que forman la cimentación, sobdescansa un reticulado espacial conformado por vigas cabezaledel muelle. Además están presentes otros elementos estructurpilotes inclinados para tomar los efectos de cargas horizontales.
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• Se realiza una modelación espacial de muelle (3D) donde se tienen en clos elementos componentes del muelle, trabajando de forma conjuntaduda alguna se corresponde con el comportamiento real de la estructura.
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• A continuación se realiza la modelación de la prueba de carga en elestimando la curva Carga vs. Deformación. Con estos resultados sejecuta la prueba de carga, prestado especial atención a las deformacgeneran.
Carga vs. Deformación del pilote
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Una vez realizada la prueba de carga se plotean los resultados del ensayo y el modella coincidencia entre ambos resultados.
• Estos resultados evidencian la similitud entre la prueba de carga y la modelación, comlas deformaciones en el pilote son menores a 2 mm, por lo que pueden soportar las nusobre los mismos actúan.
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La información obtenida con una prueba de carga se utiliza para determinar dos aspe
capacidad de carga del pilote o pila y el desplazamiento de éstos bajo una cierta carga.A continuación se describen, brevemente, algunos de los métodos tradicionalmente emplea
capacidad de carga de un pilote o pila medianteLA GRÁFICA DESPLAZAMIENTO VS. CARGA, obtenida de la prueba. El aspecto r
desplazamiento del pilote o pila bajo carga puede observarse directamente de la gráfica antes
La definición de una carga de falla debe estar basada en una regla matem
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valores repetitivos independientemente de escalas o juicios.
Diferentes investigadores han propuesto métodos (Ref. 1) pa
carga de falla de los resultados de una prueba de carga:
Davisson: La carga de falla se define como la carga
correspondiente al desplazamiento dado por la
intersección de la curva carga vs. desplazamiento,resultado de la prueba de carga, con la recta“elástica” de dicha curva, desplazada sobre el ejede los desplazamientos un valor de 0.15 in más un
factor igual al diámetro de la pila o pilote entre120.
Método de Davisson.
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