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EJEMPLOS DE CIMENTACIONES PROFUNDAS (PILOTES)

1) Una cimentación que debe soportar una carga de 1410 Ton será colocada en el perfil de suelo que se muestra. Determine la cimentación más adecuada desde el punto de vista económico de colocación y de funcionamiento, teniendo en cuenta lo siguiente:

a. En ningún caso una cimentación superficial es recomendable debido al asentamiento excesivoque se presentaría en la misma.

b. Se dispone de los siguientes elementos:
Pilotes cuadrados de concreto para hinca, de 0.30 m de lado y longitud en múltiplo de dos a partir de 8.0 metros.
Equipo para excavación de pilotes de 0.40 m de diámetro de longitud de 8 metros o más en múltiplos de 1.
Equipo para excavación de pilas de 1 metro de diámetro en longitudes de 8.0 metros o más en múltiplosde 1, con posibilidad de ensanche de la base a un diámetro de 1.40 metros.

c. El costo de colocación de un metro lineal de pila es de 1.5 veces el costo del metro lineal de hinca de pilote y 2.0 veces la colocación de un metro lineal de pilote excavado.

d. El costo de ensanchamiento de la base de la pila es de 3 veces el costo de colocación de 1 metro lineal de pila.

e. Todos loselementos de la cimentación disponibles deben trabajar con 50% de la carga última.

Perfil del Subsuelo:
Elevación (m):

0.00
Arcilla blanda saturada
Cu = 0.35 Kg/cm2
 sat = 1.8 Ton/m 3
-4.00
Arcilla blanda saturada
Cu = 0.59 Kg/cm2
 sat = 1.9 Ton/m 3
-9.0
Arcilla rígida saturada
Cu = 0.84 Kg/cm2
 sat = 2.0 Ton/m 3
-16.0 Arena fina a media = 32.1°
 sat = 1.9 Ton/m 3
-21.00
Arena fina a media
 = 33.5°
 sat = 2.0 Ton/m 3
2) Una carga inclinada y excéntrica de 330 Ton será soportada por una cimentación por pilotes en el mismo perfil anterior. Cuántos pilotes y de qué longitud son necesarios para soportar las cargas verticales y horizontales?
Se dispone de pilotes de concreto de 0.3 m de diámetro.
Cómo debendistribuirse? Se cree que un pedestal de 3.0 metros por 4.0 metros es suficiente. La distancia libre mínima entre el borde del pedestal y el borde del primer pilote es de 0.30 metros. La excentricidad es 0.60 m en ambos sentidos.
Las dimensiones pueden modificarse sólo si fuera necesario. En tal caso cuáles serían?




P
 P  = 18° 0.30 m


























EJERCICIO 1:



ANÁLISIS PARA PILOTES HINCADOS

Características del pilote:
Sección: 0.30 * 0.30 m
Longitud: en múltiplo de dos a partir de 8.0 m


Capacidad de carga para la capa No.1 ( Arcilla blanda saturada)

Qu1 Arcilla blandaP: perímetro = 0.3 *4 = 1.2 m
Cu = 0.35 Kg/cm2 = 3.5 Ton/m2
Ca / Cu = 0.90


Capacidad de carga para la capa No.2 ( Arcilla blanda saturada)

Qu2 Arcilla blanda
Cu = 0.59 Kg/cm2 = 6.5 Ton/m2
Ca / Cu = 0.67


Capacidad de carga para la capa No.3 ( Arcilla rígida saturada)

Qu3 Arcilla rígida
Cu = 0.84 Kg/cm2 = 9.26 Ton/m2
Ca / Cu = 0.52


Capacidad decarga para la capa No.4 ( Arena fina a media)

Qu4 Arena fina a media 0.7  k  1.0 PILOTES L> 50 Pies
ø1 = 32.1°
øa = ø – 5º = 32.1° - 5º = 27.1°
K * Tan(Øa) = 0.8 * Tan(27.1°) = 0.41
’v = 4 *0.8 +5 *0.9 + 7 *1.0 + 5 *0.9 = 19.2 Ton/m2
 = 0 Fw = 1.0


Cálculo del valor adicional de capacidad de carga para una profundidad de 5
metros más:

Qu5 Arena fina amedia

Ab = 0.09 m2
’vb = 4 *0.8 +5 *0.9 + 7 *1.0 + 5 *0.9 + 5*1.0 = 24.2 Ton/m2
Con: ø = 33.5°  Nq = 55
Fw = 1.0
K * Tan(Øa) = 0.8 * Tan(33.5-5) ° = 0.43
’v = 24.2 – 1.5 *1.0 = 22.7 Ton/m2


Al sumar las capacidades de carga de todas las capas obtenemos:

QTOTAL = 319.156 Ton

La carga de trabajo, teniendo en cuenta que debemos trabajar con el 50% de las cargas...