Cimentacines
Páginas: 89 (22054 palabras)
Publicado: 26 de septiembre de 2012
CAPITULO 3
DISEÑO Y PROCESOS CONSTRUCTIVOS
3.1 DISEÑO TIPO DE PILOTES
Para el diseño tipo de pilotes, se ha basado la investigación en los resultados de laboratorio
proporcionados por ICIA S.A. de C.V. (Anexo N-2), encontrándose como la zona 1,
ubicada en El Centro de Gobierno, como la que reúne las condiciones más desfavorables y
en consecuencia el uso de pilotaje para la construcción deun edificio de cuatro o más
niveles. Al mismo tiempo se realizarán dos diseños adicionales, los cuales se realizarán en
la zonas 2 y 3, conforme a los ensayos recopilados en el Departamento de Ingeniería de la
Alcaldía Municipal de San Miguel.
3.1.1 RESISTENCIA DEL PILOTE
En los datos obtenidos mediante los sondeos de penetración estándar para la zona 1,
encontramos la presencia de materialarcilloso en los distintos estratos, por lo que, de
acuerdo a esas condiciones, procederemos al cálculo de la resistencia por punta del pilote,
según Meyerhof (1976, presenta la ecuación en forma matemática análoga a la de Terzaghi,
a partir de un mecanismo de falla distinto. La diferencia radica principalmente en el cálculo
de los factores de seguridad):
EJEMPLO PARA LA ZONA 1:
Se utiliza lafórmula de resistencia de la punta del pilote, asumiendo que el pilote colado in
situ tiene un funcionamiento similar, ya que se apoya sobre un suelo firme.
De la Ecuación Meyerhof, Capítulo 2, pág. 62, tenemos:
Qp = Ap (cNc* + q´Nq*)
99
donde:
Qp: resistencia de la punta
Ap: área de la punta del pilote
c: cohesión del suelo que soporta la punta del pilote
q´: esfuerzo verticalefectivo a nivel de la punta del pilote
Nc*, Nq*: factores de capacidad de carga
Datos:
•
En el estudio de suelos ICIA S.A. DE C.V. (Anexo N-2), se recomienda el diámetro
del pilote igual a 30 cms, por lo que:
D = 0.30 m, diámetro del pilote
•
Cálculo de área del pilote:
Ap = πD²/4
Donde:
Ap = área del pilote
π = 3.1416
D = diámetro del pilote = 0.30 m
Sustituyendo en ecuación:Ap = 3.1416 (0.30m)² / 4 = 0.0706 m²
•
Cálculo de la cohesión, de acuerdo a la fórmula empírica utilizada por los
laboratorios nacionales basada en los ensayos y experiencias realizadas en el país.
c = Qu / 2
Donde:
c = cohesión del suelo
Qu = 5 kg/cm², capacidad última de carga del suelo donde se apoyará el pilote. (Ver tabla
2.0, pág. 98, sondeo S-2)
Sustituyendo en ecuacióntenemos:
c = 5 kg/cm² / 2 = 25,000 kg/m²
100
•
Para el cálculo del ángulo de fricción interna del suelo, se utilizan los valores
propuestos para arcillas en condiciones consolidadas (ver tabla 1.3, pág. 28).
Ø = 30°
•
Los factores de seguridad de carga de Meyerhof, han sido tomados de acuerdo al
ángulo de fricción interna del suelo y son adimensionales, por lo que se tiene (ver
tabla1.10, pág. 62):
Nc* = 30.14
Nq* = 18.40
•
La profundidad de desplante ó longitud del pilote Df, fue recomendada por el
laboratorio de suelos, basados en la capacidad del suelo a esa profundidad y los
resultados N de penetración estándar:
Df = 4.0 m
•
Otro dato a tener en cuenta es el peso volumétrico del material (γ), para este caso se
ha obtenido el dato según la tabla 1.4,pág. 33, arcillas firmes o consolidadas, por lo
tanto tenemos:
γ = 1,700 kg/m³
•
Para obtener el esfuerzo vertical en la punta del pilote, se calcula multiplicando la
longitud del pilote por el peso volumétrico de la arcilla consolidada a esa
profundidad:
q´ = Df . γ
Donde:
q´= esfuerzo vertical efectivo a nivel de la punta del pilote
Df = profundidad de desplante o longitud del piloteγ = peso volumétrico del material
Sustituyendo en ecuación:
q´ = 4.0 x 1,700 = 6,800 kg/m²
101
•
Como factor de seguridad para el empleo de pilotes, se han seguido los lineamientos
referenciados en el Manual de Cimentaciones Profundas de la Sociedad Mexicana
de Mecánica de Suelos, el cual sugiere utilizar el valor 3, para condiciones normales
de servicio (ver pág. 64) :
FS = 3.0...
DISEÑO Y PROCESOS CONSTRUCTIVOS
3.1 DISEÑO TIPO DE PILOTES
Para el diseño tipo de pilotes, se ha basado la investigación en los resultados de laboratorio
proporcionados por ICIA S.A. de C.V. (Anexo N-2), encontrándose como la zona 1,
ubicada en El Centro de Gobierno, como la que reúne las condiciones más desfavorables y
en consecuencia el uso de pilotaje para la construcción deun edificio de cuatro o más
niveles. Al mismo tiempo se realizarán dos diseños adicionales, los cuales se realizarán en
la zonas 2 y 3, conforme a los ensayos recopilados en el Departamento de Ingeniería de la
Alcaldía Municipal de San Miguel.
3.1.1 RESISTENCIA DEL PILOTE
En los datos obtenidos mediante los sondeos de penetración estándar para la zona 1,
encontramos la presencia de materialarcilloso en los distintos estratos, por lo que, de
acuerdo a esas condiciones, procederemos al cálculo de la resistencia por punta del pilote,
según Meyerhof (1976, presenta la ecuación en forma matemática análoga a la de Terzaghi,
a partir de un mecanismo de falla distinto. La diferencia radica principalmente en el cálculo
de los factores de seguridad):
EJEMPLO PARA LA ZONA 1:
Se utiliza lafórmula de resistencia de la punta del pilote, asumiendo que el pilote colado in
situ tiene un funcionamiento similar, ya que se apoya sobre un suelo firme.
De la Ecuación Meyerhof, Capítulo 2, pág. 62, tenemos:
Qp = Ap (cNc* + q´Nq*)
99
donde:
Qp: resistencia de la punta
Ap: área de la punta del pilote
c: cohesión del suelo que soporta la punta del pilote
q´: esfuerzo verticalefectivo a nivel de la punta del pilote
Nc*, Nq*: factores de capacidad de carga
Datos:
•
En el estudio de suelos ICIA S.A. DE C.V. (Anexo N-2), se recomienda el diámetro
del pilote igual a 30 cms, por lo que:
D = 0.30 m, diámetro del pilote
•
Cálculo de área del pilote:
Ap = πD²/4
Donde:
Ap = área del pilote
π = 3.1416
D = diámetro del pilote = 0.30 m
Sustituyendo en ecuación:Ap = 3.1416 (0.30m)² / 4 = 0.0706 m²
•
Cálculo de la cohesión, de acuerdo a la fórmula empírica utilizada por los
laboratorios nacionales basada en los ensayos y experiencias realizadas en el país.
c = Qu / 2
Donde:
c = cohesión del suelo
Qu = 5 kg/cm², capacidad última de carga del suelo donde se apoyará el pilote. (Ver tabla
2.0, pág. 98, sondeo S-2)
Sustituyendo en ecuacióntenemos:
c = 5 kg/cm² / 2 = 25,000 kg/m²
100
•
Para el cálculo del ángulo de fricción interna del suelo, se utilizan los valores
propuestos para arcillas en condiciones consolidadas (ver tabla 1.3, pág. 28).
Ø = 30°
•
Los factores de seguridad de carga de Meyerhof, han sido tomados de acuerdo al
ángulo de fricción interna del suelo y son adimensionales, por lo que se tiene (ver
tabla1.10, pág. 62):
Nc* = 30.14
Nq* = 18.40
•
La profundidad de desplante ó longitud del pilote Df, fue recomendada por el
laboratorio de suelos, basados en la capacidad del suelo a esa profundidad y los
resultados N de penetración estándar:
Df = 4.0 m
•
Otro dato a tener en cuenta es el peso volumétrico del material (γ), para este caso se
ha obtenido el dato según la tabla 1.4,pág. 33, arcillas firmes o consolidadas, por lo
tanto tenemos:
γ = 1,700 kg/m³
•
Para obtener el esfuerzo vertical en la punta del pilote, se calcula multiplicando la
longitud del pilote por el peso volumétrico de la arcilla consolidada a esa
profundidad:
q´ = Df . γ
Donde:
q´= esfuerzo vertical efectivo a nivel de la punta del pilote
Df = profundidad de desplante o longitud del piloteγ = peso volumétrico del material
Sustituyendo en ecuación:
q´ = 4.0 x 1,700 = 6,800 kg/m²
101
•
Como factor de seguridad para el empleo de pilotes, se han seguido los lineamientos
referenciados en el Manual de Cimentaciones Profundas de la Sociedad Mexicana
de Mecánica de Suelos, el cual sugiere utilizar el valor 3, para condiciones normales
de servicio (ver pág. 64) :
FS = 3.0...
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