Geotecnia: Tipos de Pilotes, Estructuras de Contención y Comportamiento del Suelo

Carga Hundimiento

Suma las resistencias de cálculo por fuste y por punta, dependen tanto de las características del micropilote, como del terreno de su entorno. Para poder considerar la resistencia por punta es preciso que se verifique:
– En terrenos granulares el índice N del ensayo SPT (N>30)
– En terrenos cohesivos la resistencia a compresión simple del terreno (qu>100 kPa)
– La longitud de empotramiento en el terreno de las características recién referidas debe ser superior o igual a 6D, medidos sobre el plano de la punta.

Tope Estructural

La resistencia estructural del micropilote sometido a esfuerzos de compresión se puede determinar en general.

Estructuras de Contención

Rígidas

• Según su funcionalidad
  • Muros de sostenimiento: Sostienen un relleno artificial
  • Muros de contención: Sostienen un terreno natural
• Según su forma de trabajo
  • Muros de gravedad: Sólidos rígidos indeformables. Resisten por peso
  • Muelle de cajones
  • Muros en ménsula: Trabajan a flexión

Flexibles

• Según su funcionalidad y forma de trabajo
  • Tablestacas: Perfiles U (uso temporal) o Perfiles Z (uso permanente)
  • Pantallas de hormigón armado: continuas
    • In situ: De pilotes
    • Tangentes, Secantes y Discontinuos

Rankine

Se dice que un semi espacio infinito está en estado de Rankine cuando está plastificado en todos sus puntos. Condiciones:
– Masa semi infinita y homogénea. Superficie de terreno horizontal.
– Muro vertical (no admite muros inclinados)
– No tiene en cuenta el rozamiento tierras muro (Tensiones de corte nulas en el contacto entre la superficie que se desplaza (muro) y el suelo)
– El suelo puede tener cohesión.

Winkler

Se define como el cociente entre la presión vertical, q, aplicada sobre un determinado punto de un cimiento directo y el asiento, s, experimentado por dicho punto, equivale a suponer que el terreno es un líquido de densidad Ks, sobre el que “flota” la cimentación: Ks=Q/S

Plasticidad de un Suelo

Se atribuye a la deformación de la capa de agua adsorbida alrededor de los minerales desplazándose como una sustancia viscosa a lo largo de la superficie mineral, controlada por la atracción iónica. La plasticidad en las arcillas, por su forma aplanada (lentejas) y pequeño tamaño, es alta. Por lo tanto, la plasticidad del suelo depende del contenido de arcilla.

Coulomb

Teoría de empujes del terreno a través de la observación de muros derribados por la artillería. Condiciones de aplicación de la Teoría de Coulomb:
– Mecanismo de rotura que no viole compatibilidad
– Equivale a calcular un límite superior de empuje en rotura
– La superficie del terreno puede no ser horizontal
– El muro puede tener inclinación
– Tiene en cuenta el rozamiento tierras muro δ (Tensiones de corte ≠ 0 en el contacto entre la superficie que se desplaza (muro) y el suelo)
– Supone muro rígido.

Pilotes

• Por punta: Se conocen también como pilotes columnas. Se utilizan cuando los terrenos, claramente resistentes, se encuentran a cierta profundidad, transmitiendo toda la resistencia por la punta del pilote
• Por fuste: Se conocen también como pilotes flotantes. Se utilizan cuando no existe un substrato claramente resistente, en profundidad, transmitiendo toda la resistencia a través de su superficie lateral (fuste)

Empuje Activo

Cuando el terreno empuja activamente y la pantalla resiste pasivamente. El Empuje alcanza un mínimo y se hace constante, aunque aumente la deformación. El valor mínimo del empuje se llama “empuje activo” y está determinado por un “coeficiente de empuje activo”: Ka = σ’h / σ’v

Los Pilotes

Son elementos de cimentación encargados de transmitir las cargas de la estructura al terreno a través de su punta y/o su fuste por lo que el conocimiento del terreno es fundamental, para así poder calcular la tensión que es capaz de transmitir. Sus aplicaciones son muy diversas tanto en edificación como en obra civil, no sólo en cimentaciones sino que también en sistemas de contención de tierras

Comportamiento Geotécnico Granular

Cuando menos del 50% pasa el T # 200, es granular (arenas y gravas). Son suelos en los que el contenido en finos (limos y arcillas) es inferior al 35 % en peso

Profundidad Asientos

Los asientos son deformaciones que sufre el terreno por debajo del plano de apoyo de una cimentación. La profundidad para estudiar se corresponderá con la capa deformable del terreno, bajo una cimentación, y hasta una profundidad por debajo de la cual no se produzcan deformaciones significativas del suelo bajo las cargas que puedan transmitir las estructuras o edificaciones. Bajo zapatas aisladas: 2B. Bajo zapatas corridas: 4B. Bajo losa: 1B.

Estructuras de Contención Flexibles

Son aquellas que sus deformaciones cambian la magnitud y distribución de sus empujes. Sufren deformaciones apreciables de flexión, lo cual obliga a tener en cuenta estos esfuerzos en su diseño.
– Tablestacados.
– Pantallas de hormigón armado, continuas o de pilotes.

Estructuras de Contención Rígidas

Son aquellas que no cambian de forma bajo la acción de los empujes del terreno. Resisten, en consecuencia, las acciones que actúan sobre ellas sin deformarse.
– Muros de gravedad: Se trata de sólidos rígidos indeformables.
– Muros en ménsula: Aunque trabajan por flexión, lo hacen sin deformaciones significativas.

SPT

En presencia de suelos incoherentes para juzgar in-situ la densidad relativa del suelo. Indica la capacidad portante y permite obtener una muestra alterada del suelo ensayado. Compacidad de las arenas y consistencia de las arcillas según el nº de golpes. Se considera de rechazo si necesita+5o golpes para 15 cm

IP

El estado plástico se da en un rango estrecho de humedades, comprendidas entre el límite líquido y el límite plástico. Este rango se conoce como Índice de Plasticidad IP: IP =WL – WP Diferencia de contenido de humedades en los LL y LP

1)Nivel 1 no es apto para el apoyo de una cimentación.

2) Espesos menos igual a 1 se procede a su retirada total

3) Una vez retirado el nivel 1 aflorara el nivel 2 con valor SPT x y profundidad. Apto para la cimentacion

4) Comportamiento nivel 2 mayor 35 finos cohesivo menos granular

5)Cimentacion propuesta para el nivel 2

6)Calcular Tadm. zapatas aisladas: Sc=1,2 corridas Sc=1aislada. Nc=5,14, F=3

7)Estimacion asiento. zapata aislada 2B y B/2 corrida 4B max 0,9prof , V=0,33

hormigon in situ Ff 1,875 Fn 0,20 hormigo prefabricado Ff 2,5 Fn 0,40

Fp in situ= 1,5 Tf in situ=1

Tlosa=2,5 x 2

Kf=0,75 in situ F=1 in situ

Fp in situ=2,5