Fundaciones Profundas

Fundaciones Profundas • • • • • • • •

Tipos y usos Tipos de pilotes Métodos constructivos Capacidad de soporte de pilotes sometidos a cargas axiales:  Fórmulas teóricas Fórmula general de hinca para estimar la capacidad de  soporte de un pilote.  Aplicación del PDA como elemento de  control de hinca Pilotes sometidos a solicitaciones horizontales. Concepto  del marco equivalente Pruebas de carga Efecto de la fricción negativa

¿Por qué se necesitan? • • • • • •

Magnitud de las cargas aplicadas Disminución de asentamientos Tipo de carga (carga lateral) Propiedades del suelo Ubicación de la napa de agua Estructuras vecinas (socavación)

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Cuando el estrato o estratos superiores del suelo son altamente compresibles  y demasiado débiles para soportar la carga transmitida por la superestructura  se usan pilotes para trasmitir la carga al lecho rocoso o una capa mas dura.  Cuando no se encuentra un lecho rocoso a una profundidad razonable, los  pilotes se usan para transmitir la carga estructural gradualmente al suelo. En  este caso, la resistencia a la carga estructural aplicada se deriva  principalmente de la resistencia a fricción desarrollada en la interfaz suelo‐ pilote.

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Pilotes sometidos a fuerzas horizontales,  resisten por flexión al mismo tiempo que  transmiten las cargas verticales transmitida por  la superestructura. Diseño y construcción de  estructuras de contención de suelo, y  fundaciones de estructuras altas sometidas a  grandes cargas de viento y/o sismo. Fundaciones en suelos expansivos o  colapsables que se extienden a gran  profundidad por debajo de la superficie del  terreno. Estos suelos se hinchan y contraen  conforme al contenido de humedad y su  presión de expansión es considerable. Fundación de torres de transmisión,  plataformas marinas, losas de sótanos debajo  del nivel freático son sometidas a cargas de  levantamiento (uplift) Estribos de pilas de puentes, evitando posible  perdida de capacidad de soporte por erosión  del suelo 

Tipos y uso de Pilotes

Según material (depende del tipo de

carga, condiciones del subsuelo, nivel freático)

• Pilotes de acero (perfiles metálicos) – Tubos – Secciones “H”

• Pilotes de hormigón – Prefabricados ‐ Pretensados – Prefabricados ‐ Corrientes – In‐situ

• Pilotes de madera 

Según material Material

Ventajas

Acero

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Desventajas

Fácil de manipular respecto al corte y  extensión a la longitud deseada Resiste altos esfuerzos de hincado Penetra estratos duros como gravas  densas y roca blanda (puntas y zapatas de  hincado) Alta capacidad de carga

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Material relativamente caro Alto nivel de ruido durante hincado Susceptible a la corrosión Los pilotes H se dañan o deflexionan respecto a la vertical durante el hincado a  través de estratos duros u obstrucciones  mayores

Hormigón Prefabricado

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Resiste altos esfuerzos de hincado Resistente a la corrosión Combinable fácilmente con una  superestructura de hormigón

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Difícil lograr un corte apropiado Difícil de transportar

Hormigón In‐situ

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Relativamente barato Posibilidad de inspección antes de verter  el concreto

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Pueden generarse vacíos si el concreto se  cuela rápidamente En suelos blandos, los lados del agujero  pueden desplomarse, comprometiendo el  concreto

Económico Fácil de manipular Pilotes permanentemente sumergidos  son bastante resistente al deterioro

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Deterioro arriba del nivel freático Pueden dañarse durante el hincado fuerte Baja capacidad de carga Baja resistencia a cara de tensión

Madera

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Según método de instalación

• Pilotes Hincados – Desplazamiento del suelo

• Pilotes Pre‐excavados – Reemplazo del suelo

• Pilotes Hincados Ventajas – Relativamente fácil de instalar – Capacidad por punta especificada por penetración del  pilote en cada golpe – Compactación de material granular suelto durante la  penetración

Desventajas  – – – –

Ruido, vibraciones en estructuras vecinas Aumento de presión de poros en arcillas Asentamientos inducidos Disminución de resistencia en suelos sensitivos.

• Pilotes Pre‐excavados Ventajas – Variedad de métodos de construcción

Desventajas – Derrumbe de excavación (casing, fluidos viscosos)

Longitud del pilote ??  • Resistencia por punta • Resistencia por fuste • Pilotes de compactación – Dependiendo de la fuerza o carga necesaria se  estima la longitud del pilote

Instalación de pilotes • Pilotes hincados – Por peso muerto, martinete de acción  simple, martinete de acción doble,  martinete vibratorio

• In‐situ

Mecanismos de transmisión de carga