RESISTENCIA Y SOSTENIBILIDAD DEL PILOTE … · Manuel Vázquez Boza . ... (Elastoplásticos, Plaxis 3D Foundation) ... Representación gráfica en 3D de las variables que influyen

RESISTENCIA Y SOSTENIBILIDAD DEL PILOTE PREFABRICADO

HUECO PROLONGADO CON UN MICROPILOTE BAJO CARGAS

VERTICALES Y HORIZONTALES

CONTRATO DE SERVICIOS DE PROYECTOS DE I+D+i RELATIVOS AL

ÁMBITO COMPETENCIAL DE LA CONSEJERÍA DE FOMENTO Y VIVIENDA

PARA LOS AÑOS 2012 Y 2013

GRUPO DE INVESTIGACIÓN TEP-107 ESTRUCTURAS Y GEOTECNIA

Universidad de Sevilla

PRESENTACIÓN DEL PROYECTO

La propuesta se plantea por parte del Grupo de Estructuras y Geotecnia (TEP-107)

Grupo investigador liderado por el Dr. Ingeniero Percy Durand Neyra

Adscrito al Departamento de Estructuras de la Edificación e Ingeniería del Terreno de la Universidad de Sevilla

Con la participación de la empresa privada RODIO-KRONSA

EQUIPO INVESTIGADOR

Percy Durand NeyraDr. Ingeniero de Caminos

José Luis de Justo AlpañésDr. Ingeniero de Caminos

Juan Diego Bauzá Castelló Ingeniero de Caminos

Enrique de Justo MoscardóIngeniero Industrial

Antonio Morales EstebanDr. Arquitecto

Manuel Vázquez Boza Ingeniero Industrial

José Castilla FreireArquitecto

Jose Luis Arcos Álvarez Ingeniero de CaminosCarlos Cano Barreiro Ingeniero de CaminosRafael Gil LablancaIngeniero de CaminosFrancisco Martín GilIngeniero Técnico Obras PúblicasRafael Veguilla ArteagaIngeniero Técnico de Minas

Los pilotes son elementos de cimentación empleados bajo cargas importantes o cuando el estrato resistente de suelo se encuentra a gran profundidad

Transmiten al terreno las cargas mediante una combinación de resistencia por el fuste y la punta

Los pilotes de hormigón suelen ser de dos tipos:

Pilotes ejecutados in situ o perforados

Pilotes prefabricados o hincados

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VENTAJAS PILOTES PREFABRICADOS

Mejoras medioambientales por reducción de residuos (lodos, tierras, etc.)

Mayor aprovechamiento del hormigón:

Perforado 800 mm Ø

≈

Prefabricado HA-40 400 mm

Mejor trasmisión de cargas al terreno:

Aumentan las resistencias unitarias por fuste y punta

Su puesta en obra permite validar su capacidad portante

http://www.construmatica.com/construpedia/Archivo:M%C3%A1quina_de_pilotaje.jpg

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INCONVENIENTES PILOTES PREFABRICADOS

Para grandes cargas los pilotes se hacen muy pesados

La hinca se hace muy difícil por la alta energía (maza) precisa

Pueden producirse rechazos prematuros en niveles densos intermedios

No permiten empotramientos en rocas para resistir cargas laterales

ANTECEDENTESHISTÓRICOS

Pilotes mixtos hormigón-acero

Pilotes de sección variable (metálicos)

PRECEDENTES CERCANOS

Pilotes in situ reforzados en la punta con micropilotes – Puerto de Vigo (Rodio-Kronsa)

“Pilote prefabricado hueco empalmable para cimentación” (patente Rodio-Kronsa)

OBJETIVOSRevisión del estado del conocimiento

Preparación de los equipos experimentales

Ensayos de carga

Modelización mediante elementos finitos (Elastoplásticos, Plaxis 3D Foundation)

Validación bajo pruebas de carga a escala real: carga vertical, horizontal y lateral

Extrapolación de resultados a otros terrenos y tipos de pilote

Transferencia de resultados

Modelización y posterior validación de resultados con pruebas de carga a escala realde un nuevo tipo de pilote prefabricado consistente en un pilote hueco de grandes dimensiones prolongado con un micropilote.

BLOQUE 1. TRABAJOS DE INVESTIGACIÓN

Revisión del estado del conocimiento sobre el comportamiento de pilotes hincados y micropilotes

Revisión de las ecuaciones básicas, teorías y técnicas de cálculo de pilotes hincados

Puesta a punto de los equipos de ensayo y software

BLOQUE 2. SONDEO Y ENSAYOS DE CARGA

Pruebas a escala real en lasinstalaciones de Rodio-Kronsa en laprovincia de Sevilla

Litología adecuada para el objetivo

Reconocimiento geotécnico previomediante sondeo y ensayos tanto “insitu” (presiómetros) como en ellaboratorio (triaxiales)

Construcción del modelo real

Ensayos de carga:

Estáticos:

Carga axial vertical de compresión ytracción

Carga lateral horizontal

Dinámicos

BLOQUE 3. MODELOS DE COMPORTAMIENTO

Asociar el comportamiento mecánico conlas deformaciones

Modelos elásticos y el programatridimensional de elementos finitos Plaxis3D Foundation (Plaxis, 2007)

Las líneas generales del programa 3DFoundation son:

Elementos de comportamiento y modelosde cálculo avanzados (Hardening soils, softsoil creep)

Características de los materiales en base alos ensayos realizados

Modelización mediante planos horizontalesde trabajo, que sirven para establecer loslímites de la discretización, las cargas y lasestructuras

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BLOQUE 4. VALIDACIÓN DE MODELOS

Validación del modelo pilote-micropilote-terreno mediante lacomparación de los resultados obtenidos con los resultadosexperimentales obtenidos (pruebas de carga estáticas ydinámicas)

Aplicación a otros problemas geotécnicos de interésrelacionados con las infraestructuras

Posibles empleos en los suelos blandos existentes en terrenoandaluz (marismas), cimentaciones de grandes viaductos, pilas yestribos

BLOQUE 5. CONCLUSIONES Y EXTRAPOLACIÓN DE RESULTADOS

Interpretación de los resultados obtenidos experimental ynuméricamente

Representación gráfica en 3D de las variables que influyenen el comportamiento del pilote en estos suelos

En base a teorías de elasto-plasticidad, se plantea unmodelo mecánico donde las deformaciones esténacopladas a los cambios de tensión u otras variables

Divulgación de los resultados en congresos internacionalesy artículos publicados en revistas de alto índice de impacto(patentes)

CRONOGRAMA

BLOQUE 1 BLOQUE 2 BLOQUE 3 BLOQUE 4 BLOQUE 515/11/2013 Noviembre T1.11 T1.21 T2.11 T2.21 T3.11

2013 Diciembre T1.12 T1.22 T2.12 T2.22 T3.12

2014 EneroT1.13 - T1.14 T1.23 T2.12 T2.22 T3.12

2014 Febrero T1.24 T2.13 T2.23 T3.13

2014 Marzo T2.14 T2.24 T3.14 T3.21

2014 Abril T2.24 T3.22

2014 Mayo T2.25 T3.23

2014 Junio T2.25 T3.31

2014 Julio T3.32

2014 AgostoT3.33 T4.11

2014 Septiembre T4.12

2014 Octubre T4.13 T4.21

2014 Noviembre T4.22

2014 Diciembre T4.23 T5.11

2015 Enero T5.12 T5.21

2015 Febrero T5.22 T5.31

2015 Marzo T5.31

2015 Abril T5.32 T5.41

2015 Mayo T5.42

IMPACTO SOCIOECONÓMICO DEL PROYECTO

La adición del micropilote en la punta de un pilote prefabricado permite resolver los inconvenientes de su empotramiento

Supone una optimización de recursos por un mejor aprovechamiento de los elementos estructurales empleados

Menor repercusión ambiental tanto directa durante la ejecución como indirecta por la reducción de recursos consumidos

Mejor comportamiento estructural en cimentaciones especiales sometidas a altas solicitaciones, momentos y cargas laterales

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RESISTENCIA Y SOSTENIBILIDAD DEL PILOTE … · Manuel Vázquez Boza . ... (Elastoplásticos, Plaxis 3D Foundation) ... Representación gráfica en 3D de las variables que influyen

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