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Diseño de cimentaciones respecto a pilotes
Tipo: Apuntes
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UNIDAD DIDÁCTICA V. REGIONES D Y ELEMENTOS DE CONTENCIÓN Y CIMENTACIÓN
LECCIÓN 22
CIMENTACIONES PROFUNDAS
LECCIÓN 22
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POLITÉCNICA DE^ UNIVERSIDAD CARTAGENA
Ing. MineraDpto. de y Civil
CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos
I. Generalidades II. Tipos de pilotes III. Criterios de elección de pilotes
V. Cálculo geotécnicos V.1 Carga de hundimiento del pilote aislado V.2 Carga de hundimiento de un grupo de pilotes V.3 Asientos de pilotes y grupos de pilotes V.4 Pilotes sometidos a solicitaciones especiales VI. Cálculos estructurales VI.1 Dimensionado estructural del pilote VI.2 Dimensionado de elementos auxiliares
IV. Cálculo de cargas y esfuerzos en los pilotes
VII. Zonas sísmicas
LECCIÓN 22
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POLITÉCNICA DE^ UNIVERSIDAD CARTAGENA
y Civil
A. TOMÁS – Área Ingeniería de la Construcción – Dpto. de Ingeniería Minera y Civil – UPCT
CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos
DEFINICIÓN
¿CUÁNDO SE EMPLEAN?
Es una cimentación ... ... constituida por una zapata o ENCEPADO que se apoya sobre un grupo de columnas o PILOTES ... ... que se introducen profundamente en el terreno para transmitir su carga al mismo. Micropilotes si 30 cm, Pilotes si > 30 cm (y hasta 2 m aprox.)
LECCIÓN 22
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POLITÉCNICA DE^ UNIVERSIDAD CARTAGENA
Ing. MineraDpto. de y Civil
CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos
GUÍA PLANIFICACIÓN ESTUDIOS GEOTÉCNICOS REG. MURCIA
LECCIÓN 22
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y Civil
A. TOMÁS – Área Ingeniería de la Construcción – Dpto. de Ingeniería Minera y Civil – UPCT
CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos
Pilotes de hormigón armado Pilote de hormigónpretensado Fuente: Rodríguez et al , 1982
LECCIÓN 22
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Ing. MineraDpto. de y Civil
CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos
CPI-2 Con azuche (punta metálica o de h.a.) CPI-3 Con tapón de gravas
CLASIFICACIÓN NTE – CPI (Cimentaciones Pilotes In situ)
LECCIÓN 22
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y Civil
A. TOMÁS – Área Ingeniería de la Construcción – Dpto. de Ingeniería Minera y Civil – UPCT
CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos
I. Generalidades II. Tipos de pilotes III. Criterios de elección de pilotes
V. Cálculo geotécnicos V.1 Carga de hundimiento del pilote aislado V.2 Carga de hundimiento de un grupo de pilotes V.3 Asientos de pilotes y grupos de pilotes V.4 Pilotes sometidos a solicitaciones especiales VI. Cálculos estructurales VI.1 Dimensionado estructural del pilote VI.2 Dimensionado de elementos auxiliares
IV. Cálculo de cargas y esfuerzos en los pilotes
VII. Zonas sísmicas
LECCIÓN 22
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Ing. MineraDpto. de y Civil
CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos
LECCIÓN 22
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y Civil
A. TOMÁS – Área Ingeniería de la Construcción – Dpto. de Ingeniería Minera y Civil – UPCT
CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos
EJEMPLO. RESULTADOS CPI-2 = 4 – 1,5 + 0,5 – 1,0 = 2, CPI-3 = 4 – 1,0 + 0,5 – 1,0 = 2, CPI-4 = 2 – 1,5 + 1,0 + 2,0 = 3, CPI-5 = 3 + 0,5 + 1,0 + 1,0 = 5, CPI-6 = 2 - 1,5 + 0,5 + 0,5 = 1, CPI-7 = 2 - 2,0 + 0,0 + 0,5 = 0, CPI-8 = 3 - 1,5 + 0,5 + 1,0 = 3, Pilotaje recomendable:
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Ing. MineraDpto. de y Civil
CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos
I. Generalidades II. Tipos de pilotes III. Criterios de elección de pilotes
V. Cálculo geotécnicos V.1 Carga de hundimiento del pilote aislado V.2 Carga de hundimiento de un grupo de pilotes V.3 Asientos de pilotes y grupos de pilotes V.4 Pilotes sometidos a solicitaciones especiales VI. Cálculos estructurales VI.1 Dimensionado estructural del pilote VI.2 Dimensionado de elementos auxiliares
IV. Cálculo de cargas y esfuerzos en los pilotes
VII. Zonas sísmicas
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y Civil
A. TOMÁS – Área Ingeniería de la Construcción – Dpto. de Ingeniería Minera y Civil – UPCT
CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos
1º) CÁLCULO DE CARGAS Y ESFUERZOS EN LOS ELEMENTOS DE LA CIMENTACIÓN
3º) CÁLCULOS ESTRUCTURALES
2º) CÁLCULOS GEOTÉCNICOS
LECCIÓN 22
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Ing. MineraDpto. de y Civil
CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos
Se combinan las siguientes acciones SIN MAYORAR:
Se combinan las siguientes acciones MAYORADAS:
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A. TOMÁS – Área Ingeniería de la Construcción – Dpto. de Ingeniería Minera y Civil – UPCT
CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos
x
y i y
x i iz z I
e y I
e x n
R F
1
PILOTAJE HIPERESTÁTICO. Carga vertical Fz
Si Riz < 0 (tracción), se admite si Riz < Peso pilote, si no, aumentar la inercia del grupo ( y (^) i^2 ó x (^) i^2 ) separando más los pilotes. Aunque a veces, se busca el trabajo a tracción del pilote.
Hip.: Pilotes iguales en sección y longitud
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Ing. MineraDpto. de y Civil
CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos
PILOTAJE HIPERESTÁTICO. Carga horizontal F
( Riz se ha obtenido anteriormente) Por tanto, los pilotes inclinados incrementarán sus esfuerzos axiles: R (^) i = R (^) iz / cos i
Fuente: Arroyo et al , 2018
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y Civil
A. TOMÁS – Área Ingeniería de la Construcción – Dpto. de Ingeniería Minera y Civil – UPCT
CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos
f 1,70 1,25 1,
Ep I (^) p = rigidez del pilote E 0 = mód. terreno en cabeza del pilote E 1 = mód. terreno en la punta del pilote
4 0 /^3
' 1 , 2 E
E I L f p p
Fuente: Rodríguez et al , 1982
LECCIÓN 22
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Ing. MineraDpto. de y Civil
CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos
I. Generalidades II. Tipos de pilotes III. Criterios de elección de pilotes
V. Cálculo geotécnicos V.1 Carga de hundimiento del pilote aislado V.2 Carga de hundimiento de un grupo de pilotes V.3 Asientos de pilotes y grupos de pilotes V.4 Pilotes sometidos a solicitaciones especiales VI. Cálculos estructurales VI.1 Dimensionado estructural del pilote VI.2 Dimensionado de elementos auxiliares
IV. Cálculo de cargas y esfuerzos en los pilotes
VII. Zonas sísmicas
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y Civil
A. TOMÁS – Área Ingeniería de la Construcción – Dpto. de Ingeniería Minera y Civil – UPCT
CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos
Valor de M : n = 2 M = M (^) y n = 3 M = 1,75 M (^) X n = 4 M = M (^) X + M (^) y
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Ing. MineraDpto. de y Civil
CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos
Capacidad de soportar momentos: n = 1 M (^) x = M (^) y = 0 n = 2 M (^) x = 0 ; M (^) y 0 n = 3 M (^) x 1,75 M (^) y n = 4 M (^) x 0 ; M (^) y 0
Fuente: NTE-CPP, 1978
LECCIÓN 22
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y Civil
A. TOMÁS – Área Ingeniería de la Construcción – Dpto. de Ingeniería Minera y Civil – UPCT
CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos
Valor de M : n = 2 M = M (^) y n = 3 M = 1,75 M (^) X n = 4 M = M (^) X + M (^) y
LECCIÓN 22
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POLITÉCNICA DE^ UNIVERSIDAD CARTAGENA
Ing. MineraDpto. de y Civil
CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos
N (^) d Nu 0 , 85 fcdAc Asf yd Nd esfuerzo axil de cálculo Nu esfuerzo axil de agotamiento
Ac área de la sección del pilote As área de la sección de la armadura longitudinal
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y Civil
A. TOMÁS – Área Ingeniería de la Construcción – Dpto. de Ingeniería Minera y Civil – UPCT
CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos
Obtener la armadura y el esfuerzo axil de agotamiento que puede soportar un pilote ejecutado “in situ” de 55 cm de diámetro. El hormigón a emplear es HA-30/F/12/IIa+Qa y el acero B 500 S. Cálculos previos: Hormigón f (^) cd = 30/1,65 = 18,18 MPa Acero f (^) yd = 500/1,15 = 434,78 > 400 f (^) yd = 400 MPa Armadura: Cuantía geométrica mínima (EHE-08): As 0,004 Ac = 0,004 5502 / 4 = 0,004 237583 = 950 mm^2 (5 16) Cuantía máxima: As 0,6 f (^) cd Ac / f (^) yd = 0,6 18,18 237583 / 400 = 6479 mm^2 Cuantía geométrica mínima (EC-2): Ac = 0,24 < 0,5 m^2 As = 0,005 Ac = 1188 mm^2 (616 , 1206 mm^2 ) Cercos: c l /4 = 16/4 = 4 mm ; Sep. 15 l = 240 mm (8/20 cm) (¿z. sísm.?)
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Ing. MineraDpto. de y Civil
CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos d^ u cd c s yd
N N 0 , 85 f A A f
Axil de agotamiento:
Diámetro de cálculo: nom – 50 mm cál = 0,95 nom nom – 20 mm 550 – 50 = 500 mm cál = 0,95 550 = 522 mm 550 – 20 = 530 mm Ac = 522 2 / 4 = 214008 mm 2 Axil de agotamiento:
Observación: Debe considerarse que, en este tipo de piezas, la sección puede estar condicionada por consideraciones geotécnicas, lo cual no permite utilizar plenamente la resistencia característica mínima de 25 MPa. Por ejemplo, en este caso (real), la carga admisible obtenida, considerando el rozamiento negativo, fue de 627 kN.
Nu = 0,85 18,18 214008 + 1206 400 = 3307 + 482 kN = 3789 kN
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y Civil
A. TOMÁS – Área Ingeniería de la Construcción – Dpto. de Ingeniería Minera y Civil – UPCT
CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos
Ejemplo. Encepado de 2 pilotes Fuente: Arroyo et al , 2009
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Ing. MineraDpto. de y Civil
CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos ENCEPADOS FLEXIBLES
ENCEPADOS RÍGIDOS
Fuente: EHE-08, 2011
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A. TOMÁS – Área Ingeniería de la Construcción – Dpto. de Ingeniería Minera y Civil – UPCT
CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos
Armadura secundaria Es conveniente aproximar más los cercos verticales en la zona de anclaje de la armadura principal, a fin de garantizar el zunchado de ésta
Fuente: EHE-08, 2011
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CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos
Armadura principal de tracción
Nd axil de cálculo del pilote más cargado f (^) yd 400 MPa
Fuente: Arroyo et al , 2018
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CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos
Armadura principal de tracción
Nd axil de cálculo del pilote más cargado f (^) yd 400 MPa
Fuente: Arroyo et al , 2018
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CONSTRUCCIÓNEN HORMIGÓN 1º curso Máster Ing. de Caminos
Banda: Zona cuyo eje es la línea que une los centros de los pilotes, y cuyo ancho es el pil + 2 veces la distancia del fondo del encepado al c.d.g. de la armadura (~20 cm)
Fuente: EHE-08, 2011