DISEÑO DE PILOTES

INTRODUCCIÓN
En la ingeniería geotécnica existen diversos tipos de elementos estructurales que se denominan cimentaciones, estas se encargan de transmitir las cargas de una estructura al suelo, evitando que estas superen la presión admisible del mismo.
Las cimentaciones profundas se emplean cuando los estratos de suelo o de roca situados inmediatamente debajo de la estructura no son capaces desoportar la carga con la adecuada seguridad o con un asentamiento permisible.
Este proyecto consiste en la realización de un estudio geotécnico para diseñar una cimentación profunda que consta de pilotes circulares elaborados en concreto y que serán hincados, con el fin de determinar la longitud necesaria de cada pilote que conforma un grupo de 3 x 3, para resistir una carga previamentedeterminada evitando el desplante en suelos superficiales de baja capacidad de carga o alta deformación.

DESCRIPCIÓN GENERAL
El proyecto se fundamenta en el diseño de un pilote circular de concreto, de diámetro 0.5 m, que debe soportan una carga admisible de 630 KN con un factor de seguridad de 2.5, además se debe calcular las condiciones de servicio de una cimentación conformada por un grupo depilotes anteriormente diseñados de 3 x 3 con una separación de 2 m.
Las propiedades y dimensiones del pilote en estudio previamente suministradas se muestran en la siguiente tabla.
Propiedades
P(KN)
630.0
FS
2.5
Diámetro(m)
0.5
S(m)
2.0
E(KPa)
21000000
Tabla 1. Propiedades del Pilote

Los parámetros a determinar en el diseño de la cimentación para el proyecto son los siguientes:
1.Longitud del pilote
2. Asentamiento elástico del pilote
3. Capacidad de cargo para un grupo de 3 x 3 pilotes, S ya se encuentra definido
4. Asentamiento del grupo de pilotes



CONTENIDO DE CADA UNIDAD GEOLOGICA
Antes de iniciar el diseño, se proporcionó una información general de las características y contenido del subsuelo, además de la exploración de campo que origina el perfilestratigráfico del suelo.
Con esta información se define el nivel freático a una distancia 1,84m de la superficie del terreno.
El perfil estratigráfico consta de dos estratos diferentes, uno de arena media y el otro de arcilla blanda a media, se presenta a continuación una pequeña explicación de las propiedades de cada estrato.
Estrato 1: Está compuesto de arena media cuyo espesor es de 4.44m, no presentacohesión, el ángulo de fricción es de 24º, el peso específico saturado es de 19.2 y tiene una relación de pre consolidación de 1.
Estrato 2: Está compuesto de arcilla blanda media cuyo espesor es mayor a 50m, por lo tanto se considera infinito; la cohesión es de 56 KPa, no tiene ángulo de fricción, el peso específico saturado es de 17.5 y tiene una relación de pre consolidación de 1.
En lasiguiente tabla se presenta un resumen de las propiedades de cada estrato que conforma el depósito de suelo en estudio.

Propiedades de los estratos
Estrato 1
espesor (m)
4.44

Cu(Kpa)
0.0

Φ'(°)
24.0

ϒsat(KN/m3)
19.2

OCR
1.0
Estrato2
H
> 50

Cu(Kpa)
56.0

Φ'(°)
0.0

ϒsat(KN/m3)
17.5

OCR
1.0
Tabla 2. Propiedades y espesores de cada estrato.

Igualmente semuestra una representación gráfica del proyecto de estudio.

Ilustración 1. Representación gráfica del pilote.
A continuación la representación gráfica de los esfuerzos verticales efectivos para los respectivos valores de cada estrato que compone la profundidad de apoyo del pilote.

Ilustración 2. Representación gráfica de la distribución de esfuerzos efectivos.

CAPACIDAD DE CARGA ÚLTIMA
Paralos cálculos que conforman la capacidad última, se sigue con las teorías descritas por en el libro “Principios de Ingeniería de Cimentaciones” de Brajam Das.
Capacidad de carga por punta.
En general, el libro expresa que para cimentaciones profundas, pilotes o pilas, la resistencia última que tiene la cimentación por área unitaria que se desarrolla en la punta del pilote se calcula de la...