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ESTUDIO GEOTÉCNICO EN EDIFICACIONES
CIMENTACIONES PROFUNDAS
Universidad Nacional de Ingeniería, Lima, PerúFacultad de Ingeniería CivilCentro de Educación Continua
Marzo, 2017 1
Dr. Ing. Jorge L. Cárdenas GuillenIngeniero Civil, Profesor Universitario - Consultor Geotécnico
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Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 2
Introducción
Pilotes - Definición
Tipología
Estimación de Capacidad de soporte
Aplicaciones
Comentarios Finales
TÓPICOS
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INTRODUCCIÓN
3Cimentaciones – Resistencia al Esfuerzo de los Suelos
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Grandes Asentamientos
Fenómeno de Licuación de Suelos. (Japón, Niigata, 1964)
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 4
INTRODUCCIÓN
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Grandes Asentamientos
Fenómeno de Licuación de Suelos. (Japón, Kobe, 1995)
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 5
INTRODUCCIÓN
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Fenómeno de Licuación de Suelos. (Japón, Kobe, 1995)
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 6
INTRODUCCIÓN
Grandes Asentamientos
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Fenómeno de Consolidación en Suelos Arcillosos. (Torre de Pisa, Italia)
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 7
INTRODUCCIÓN
Grandes Asentamientos
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El Suelo de Fundación
El suelo de fundación debe garantizar que la estructura no presente problemas de capacidad de soporte y asentamientos que puedan alterar la estatura proyectada sobre esta.
Esta condición debe ser tanto en condiciones estáticas y dinámica
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 8
INTRODUCCIÓN
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Uso de Cimentaciones Profundas
Se utilizan cuando el suelo de fundación superficial (estrato) no presenta capacidad de soportar cargas (estáticas o dinámicas) elevadas o están sujetos a procesos erosivos.
En tal sentido, la cimentación profunda trasmitirá las cargas al estrato mas resistente.
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 9
INTRODUCCIÓN
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Tipos de Cimentaciones Profundas
Las cimentaciones profundas se pueden clasificar en los siguiente tipos:
Pilote aislado
Grupo de pilotes
Zonas pilotadas
Micropilotes.
Aislado Grupo de Pilotes
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 10
INTRODUCCIÓN
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Tipos de Cimentaciones Profundas
Las cimentaciones profundas se
pueden clasificar en los siguiente
tipos:
• Pilote aislado
• Grupo de pilotes
• Zonas pilotadas
• Micropilotes.
Uso de micropilotes
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 11
INTRODUCCIÓN
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Uso de Cimentaciones Profundas
Cimentación en suelos en suelos potencialmente licuables.
(Oficinas en Talara, 2015)
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 12
INTRODUCCIÓN
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Uso de Cimentaciones Profundas
Construcción de muros pantalla con pilotes.
(Paso a desnivel Av. 28 de Julio, Lima, 2015)
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 13
INTRODUCCIÓN
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Uso de Cimentaciones Profundas
Construcción de muros pantalla con pilotes.
(Paso a desnivel Av. 28 de Julio, Lima, 2015)
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 14
INTRODUCCIÓN
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Uso de Cimentaciones Profundas
Uso de Calzaduras en la construcción de Túnel debajo del Puente Trujillo.
(Proyecto Vía Parque Rimac, Lima, 2015)
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 15
INTRODUCCIÓN
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Uso de Cimentaciones Profundas
Uso de Calzaduras en la construcción de Túnel debajo del Puente Trujillo.
(Proyecto Vía Parque Rimac, Lima, 2015)
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 16
INTRODUCCIÓN
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Uso de Cimentaciones Profundas
Uso de Pilotes metálicos en la construcción de plataformas sobre mar.
(Ampliación del puerto del Callao, Lima, 2015)
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 17
INTRODUCCIÓN
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Uso de Cimentaciones Profundas
Uso de Pilotes metálicos en la construcción de plataformas sobre mar.
(Ampliación del puerto del Callao, Lima, 2015)
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 18
INTRODUCCIÓN
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Uso de Cimentaciones Profundas
Uso de Pilotes metálicos en la construcción de plataformas sobre mar.
(Ampliación del puerto del Callao, Lima, 2015)
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 19
INTRODUCCIÓN
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INTRODUCCIÓN
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 20
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Definición
Los pilotes son fundaciones profundas donde las cargas pueden
ser soportadas por la fricción lateral y/o por la base.
PILOTES
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 21
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Definición
Los pilotes también se utilizan en
trabajos de calzaduras…
PILOTES
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 22
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Definición
En estabilización de taludes.
PILOTES
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 23
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• Los pilotes son elementos estructurales utilizados para
cimentación de estructuras y que permite trasladar las cargas
actuantes hasta un estrato resistente del suelo.
• Este tipo de cimentación se utiliza cuando la opción de
cimentación superficial se hace inviable, técnica o
económicamente.
Aspectos Generales
PILOTES
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 24
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TIPOLOGÍA
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 25
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Esquema de cimentación profunda
TIPOLOGÍA
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 26
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TIPOLOGÍA
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 27
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TIPOLOGÍA
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 28
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TIPOLOGÍA
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 29
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TIPOLOGÍA
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 30
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TIPOLOGÍA
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 31
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TIPOLOGÍA
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 32
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MÉTODO CONSTRUCTIVO
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 33
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Pilote Barrenado Sin Sostenimiento
MÉTODO CONSTITUTIVO
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 34
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Pilote Barrenado Sin Sostenimiento
MÉTODO CONSTITUTIVO
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 35
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Pilote perforado sin entubación y con lodos bentoníticos
MÉTODO CONSTITUTIVO
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 36
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Pilote perforado sin entubación y con lodos bentoníticos
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 37
MÉTODO CONSTITUTIVO
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Pilote excavado con camisa recuperable
MÉTODO CONSTITUTIVO
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 38
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Pilote excavado con camisa recuperable
MÉTODO CONSTITUTIVO
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 39
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Pilote perforado con hélice
MÉTODO CONSTITUTIVO
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 40
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Pilote Perforado con hélice
MÉTODO CONSTITUTIVO
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 41
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Pilote perforado con hélice y entubación recuperable
MÉTODO CONSTITUTIVO
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 42
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Pilote perforado con hélice y entubación recuperable
MÉTODO CONSTITUTIVO
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 43
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Estimación de la Capacidad Admisible
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 44
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Carga ultima de un pilote
CAPACIDAD ADMISIBLE
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 45
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Carga ultima de un pilote
CAPACIDAD ADMISIBLE
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 46
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Carga ultima de un pilote
CAPACIDAD ADMISIBLE
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 47
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Carga ultima de un pilote
CAPACIDAD ADMISIBLE
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 48
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Métodos de Calculo
Método Analítico
(uso de parámetros de resistencia)
Método Empírico
(correlaciones)
CAPACIDAD ADMISIBLE
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 49
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Métodos de Calculo
Método Analítico
CAPACIDAD ADMISIBLE
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 50
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Métodos de Calculo
Método Analítico
CAPACIDAD ADMISIBLE
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 51
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Métodos de Calculo
Método Analítico
CAPACIDAD ADMISIBLE
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 52
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Métodos de Calculo
Método Analítico
CAPACIDAD ADMISIBLE
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 53
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Métodos de Calculo
Método Analítico
CAPACIDAD ADMISIBLE
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 54
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Métodos de Calculo
Método Analítico
CAPACIDAD ADMISIBLE
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 55
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Métodos de Calculo
Método Analítico
CAPACIDAD ADMISIBLE
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 56
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Métodos de Calculo
Método Empírico
CAPACIDAD ADMISIBLE
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 57
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Métodos de Calculo
Método Propuesto por Meyerhof (1976)
CAPACIDAD ADMISIBLE
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 58
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Métodos de Calculo
Método Propuesto por Aoki-Velloso (1975)
CAPACIDAD ADMISIBLE
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 59
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Métodos de Calculo
Método Propuesto por Aoki-Velloso (1975)
CAPACIDAD ADMISIBLE
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 60
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Métodos de Calculo
Método Propuesto por Aoki-Velloso (1975)
CAPACIDAD ADMISIBLE
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 61
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Métodos de Calculo
Método Propuesto por Décourt & Quaresma (1978, 1982)
Diseño Geométrico de Cimentaciones Proundas
CAPACIDAD ADMISIBLE
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 62
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Métodos de Calculo
Método Propuesto por Décourt & Quaresma (1978, 1982)
CAPACIDAD ADMISIBLE
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 63
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Capacidad Admisible en Pilotes
CAPACIDAD ADMISIBLE
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 64
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Capacidad Admisible en Pilotes
CAPACIDAD ADMISIBLE
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 65
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Parámetros de Resistencia
Conglomerado de Lima
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 66
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¿Parámetros de Resistencia?
• Cohesión
• Angulo de Fricción
Criterio de Falla:“Mohr-Coulomb”
DEFINICIONES
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 68
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Se define como la resistencia al esfuerzo cortante que ofrece el material(suelo) en la superficie de falla (superficie de perdida de resistencia).
Esquema de superficie de falla y zona de corte.
Resistencia Cortante
Esfuerzo Actuante
Esfuerzo Resistente
DEFINICIONES
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 69
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Tensiones actuantes en el plano de falla.
Efecto combinado de cohesión y fricción
Comportamiento del suelo en la Superficie de Falla
DEFINICIONES
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 70
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Los parámetros de Parámetros de Resistencia (en la falla), de acuerdo al Modelo de Mohr-Coulomb son:
• Angulo de fricción interna (Parámetro de fricción).
• Intercepto cohesivo (Parámetro de Cohesión).
Parámetros de Resistencia Curva empírica!!!
DEFINICIONES
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 71
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La ecuación de la envolvente de falla representa la “ecuación de resistencia del suelo”:
Donde:
Criterio de Falla “Mohr-Coulomb”:
¿Siempre lineal?
DEFINICIONES
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 72
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Parámetros de ResistenciaNo linealidad de la Curva de Mohr-Coulomb
¿Qué significa no lineal?
DEFINICIONES
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 73
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Parámetros de ResistenciaReducción del ángulo de fricción con el esfuerzo confinante
En relleno rocoso
DEFINICIONES
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 74
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Ensayos a
gran escala
Palma, et. al., Caracterización Geotécnica de Materiales de Lastre en Botaderos de Gran Altura
Mediante Ensayos Triaxiales y Odométricos de Gran Tamaño
Parámetros de ResistenciaReducción del ángulo de fricción con el esfuerzo confinante
DEFINICIONES
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 75
![Page 76: ESTUDIO GEOTÉCNICO EN EDIFICACIONES - CEC-FIC …cecfic.uni.edu.pe/archivos/geotecnia/UNI_Cimentaciones Profundas... · estructura no presente problemas de capacidad de soporte y](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021504/5a8173377f8b9a682c8d295d/html5/thumbnails/76.jpg)
• Corte Directo• Triaxial• Compresión Simple
Corte Directo TriaxialCompresión Confinada
Compresión Simple Compresión no-Confinada
Ensayos de Laboratorio
ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 76
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Valores típicos en suelos granulares:
Valores típicos en suelos finos:
Ensayos de Laboratorio – Resultados Típicos
ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 77
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Ensayos in-situ – Corte Directo
Esquema del Ensayo
ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 78
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Ensayos de Laboratorio – Corte Directo a Gran escala
ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 79
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Ensayos de Laboratorio – Corte Directo a Gran escala
ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 80
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Fuente: TYPSA
Carga rotura arrancamiento en ensayo 140 tCarga servicio en cálculo 59 t
Ensayos in-situ - micropilotes
ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 81
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Aplicaciones
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 82
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APLICACIONES
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 83
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APLICACIONES
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 84
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APLICACIONES
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 85
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APLICACIONES
Cimentaciones Profundas – Aspectos Generales 86