capacidad de carga en pilotes 2ºparte

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CRDOBA F.C.E.F. y N. CTEDRA: GEOTECNIA II N APELLIDO Y Nombre Ejercitacin N 14: Fundaciones Profundas. 2Parte

Resuelto por Mauro Jos Stassi Elabor y Revis: Prof. Dr. Emilio Redolfi

1

Ejercicio N1 Calcular la capacidad de carga de un pilote excavado y hormigonado in situ a corto y largo plazo (condicin no drenada y drenada, respectivamente), de 12,0 metros de largo y 0,60 metros de dimetro, fundado en un manto de arcilla normalmente consolidada homognea, que posee una cohesin no drenada (cU) igual a 2,50 t/m2, un ngulo de friccin drenado igual a 25, y un peso unitario de 1,47 t/m2. Ejercicio N2 Calcular la capacidad de carga de un pilote excavado a corto y largo plazo, segn los datos de la figura.



2

Ejercicio N3 Calcular la capacidad de carga de un pilote excavado a corto y largo plazo, segn los datos de la figura.



3

SOLUCIN Ejercicio N1 Corto Plazo (Condicin: No drenado) La capacidad de carga ltima ser

Como esta apoyado en arcilla la capacidad de carga ltima en la punta ser

9

Donde

4

reemplazando

9 9 2,5 22,5 entonces

40,6

422,5 6,4

La capacidad de carga friccional ltima estar dada por

Donde

Se trata de un estrato de arcilla normalmente consolidada. Se utiliza el mtodo , entonces

Donde se obtiene de la figura 13.14 de Fundamentos de Ingeniera Geotcnica de Das, B. Para 2,5 24,5

1,0 reemplazando

1,0 2,5 2,5 La capacidad de carga ltima por friccin ser

0,6 12 12,5 56,5 Se obtiene

6,4 56,5 62,9

Largo Plazo (Condicin: Drenado) La capacidad de carga ltima ser

En condicin drenada, por ser una arcilla normalmente consolidada 0 entonces la capacidad de carga ltima en la punta ser



4

Donde

4

La capacidad de carga lmite de punta es

donde

50 tg Para resolver se obtiene el valor de de la figura 13.9 de Fundamentos de Ingeniera Geotcnica de Das, B. Para 25

24 reemplazando

1,47 12 24 423,4 entonces

40,6

4423,4 119,7

La resistencia lmite de punta ser

50 tg 50 24 tg 25 559,57 0,6

4559,57 158,2

1,00 9,81

16,1

Se compara 119,7 16,1

Como la capacidad de carga de punta ltima es mayor a la capacidad de carga lmite se adopta

16,1 La capacidad de carga friccional ltima estar dada por

Donde

Se trata de un estrato de arcilla normalmente consolidada drenado entonces se utiliza el mtodo , entonces

Donde, por ser plote excavado

Adems

tg 452

tg 45252

0,406

23

16,6 Debemos calcular la profundidad crtica se toma entre 15 o 20 , en este caso ser

15 15 0,6 9,0 12 20 20 0,6 12 12

Se adopta 12

Grficamente



5

La resistencia por friccin ser

0,406 tg 16,6 6,0 1,47 1,07 La capacidad de carga ltima por friccin ser

0,6 12 1,07 24,2 Se obtiene

16,1 24,2 40,2



6

Ejercicio N2

Corto Plazo (Condicin: No drenado) Como esta apoyado en arcilla la capacidad de carga ltima en la punta ser

9

reemplazando

9 9 100 900 entonces

40,55

4900 213,8

1,0 9,81

21,8

Se trata de un estrato de arcilla normalmente consolidada. Se utiliza el mtodo , entonces

Donde se obtiene de la figura 13.14 de Fundamentos de Ingeniera Geotcnica de Das, B. Estrato 1 Para 30

1,0

1,0 30 30 La capacidad de carga ltima por friccin para el estrato 1 ser

0,55 10 30 518,4 1,0

9,81 52,8

Estrato 2



7

Para 100 0,5


0,55 10 50 785,4 1,0

9,81 80,1

Se suma 52,8 80,1 132,9

Se obtiene

21,8 132,9 154,7 Largo Plazo (Condicin: Drenado) En condicin drenada, por ser una arcilla 0 entonces la capacidad de carga ltima en la punta ser

Para resolver se obtiene el valor de la figura 13.9 de Fundamentos de Ingeniera Geotcnica de Das, B. Para 30

55 Por tener dos estratos se calcula la presin vertical como suma de la presin mxima en ambos estratos. Adems el estrato 1 deber ser subdivido por la presencia del nivel fretico es decir Estrato 1a

5,0 15 75 Estrato 1b

5,0 18,3 9,81 42,5 Estrato 2

10,0 19,3 9,81 94,9 Se suma

Entonces

75 42,5 94,9 212,4 Se reemplaza

212,4 55 11682 finalmente

40,55

411682 2775,4


50 tg 50 55 tg 30 1587,7



8

0,55 4

1587,7 377,2 Se compara

2775,4 377,2 Como la capacidad de carga de punta ltima es mayor a la capacidad de carga lmite se adopta

377,2 1,00

9,81 38,4

Se calcula la capacidad de carga friccional ltima: Como se trata de dos estratos drenados de arcilla se utiliza el mtodo , entonces

Se calcula la profundidad crtica se toma entre 15 o 20 :

15 15 0,55 8,25 20 20 20 0,55 11 20

Se adopta 11

El estrato 1 ser subdivido en dos por la presencia del nivel fretico. El estrato 2 ser subdivido en dos porque hasta los 11 m crece el esfuerzo vertical efectivo . Grficamente

El estrato 1a tiene una longitud que ser:

5 El estrato 1b tendr una longitud que ser:

5,0 El estrato 2a tendr una longitud que ser:

11 10 1,0 El estrato 2b tendr una longitud que ser:

10 1 9,0



9

Estrato 1a

Donde

tg 452

tg 4525

20,406

23

16,7 0,406 tg 16,7 0,122

La tensin vertical media ser 12

12

15 5,0 37,5 reemplazando


0,55 5 4,6 39,7 1

9,81 4,1

Estrato 1b La tensin vertical media ser

12

15 5 12

18,3 9,81 5,0 96,2 reemplazando


0,55 5 11,7 101,4 1

9,8 10,3

Estrato 2a

tg 452

tg 4530

20,333

23

20 0,333 tg 20 0,121


15 5,0 18,3 9,81 5,0 12

19,3 9,81

10,0 11,0 122,2 reemplazando


0,55 1 14,8 25,6 1

9,81 2,6



10


12

15 5,0 18,3 9,81 5,0 12

19,3 9,81

10,0 11,0 122,2 reemplazando


0,55 9 14,8 230 1

9,81 23,4

La capacidad de carga ltima por friccin ser 4,1 10,3 2,6 23,4 40,4

Se obtiene

38,4 40,4 78,8



11

Ejercicio N3

Corto Plazo (Condicin: No drenado) Para resolver se obtiene el valor de la figura 13.9 de Fundamentos de Ingeniera Geotcnica de Das, B. Para 45

1000 Por tener tres estratos se calcula la presin vertical como suma de la presin mxima en cada estrato. Estrato 1

6,0 18 108 Estrato 2

4,0 17,4 9,81 30,4 Estrato 3



12

8,0 19,5 9,81 77,5 Se suma

Entonces

108 30,4 77,5 215,9 Se reemplaza

215,9 1000 215900 finalmente

40,8

4215900 108523,2


50 tg 50 1000 tg 45 50000 0,8

450000 25132,7

Se compara 108523,2 25132,7

Como la capacidad de carga de punta ltima es mayor a la capacidad de carga lmite se adopta

25132,7 1,00

9,81 2561,9

Se trata de un estrato de arena no drenada. Se utiliza el mtodo , entonces

Donde se obtiene de la figura 13.14 de Fundamentos de Ingeniera Geotcnica de Das, B. Estrato 1 Para 20

1,0


0,8 6 20 301,6 1,0

9,81 30,7

Estrato 2 Para 10

1

1 10 10 La capacidad de carga ltima por friccin para el estrato 2 ser

0,8 4 10 100,5 1,0

9,81 10,2

Estrato 3 Para 80



13

0,6


0,8 8 48 965,1 1,0

9,81 98,4

Se suma 30,7 10,2 98,4 139,3

Se obtiene

2561,9 139,3 2701,2 Largo Plazo (Condicin: Drenado) La capacidad de carga ltima de punta ser igual al corto plazo.

2561,9 Se calcula la capacidad de carga friccional ltima: Se utiliza el mtodo , entonces

Se calcula la profundidad crtica se toma entre 15 o 20 :

15 15 0,8 12 20 20 0,8 16

Se adopta 16

El estrato 3 ser subdivido en dos porque hasta los 16 m crece el esfuerzo vertical efectivo . El estrato 1 tiene una longitud que ser:

6 El estrato 2 tendr una longitud que ser:

4,0 El estrato 3a tendr una longitud que ser:

16 10 6,0 El estrato 3b tendr una longitud que ser:

8 6 2,0



14

Grficamente

Estrato 1

Donde

tg 452

tg 4523

20,438

23

15,3 0,438 tg 15,3 0,120


12

18 6,0 54 reemplazando

0,120 54 6,47 La capacidad de carga ltima por friccin ser

0,8 6 6,47 97,57 1

9,81 10

Estrato 2

tg 452

tg 4520

20,490

23

13,3 0,490 tg 13,3 0,116

La tensin vertical media ser



15

12

18 6 12

17,4 9,81 4,0 123,2 reemplazando


0,8 4 14,3 143,7 1

9,8 14,6

Estrato 3a

tg 452

tg 4535

20,271

23

23,3 0,271 tg 23,3 0,112


18 6,0 17,4 9,81 4,0 12

19,5 9,81

6,0 167,4 reemplazando


0,8 6 18,8 283,5 1

9,81 29


12

8 6,0 17,4 9,81 4,0 12

19,5 9,81 6,0

167,4 reemplazando


0,8 2 18,7 94 1

9,81 9,6

La capacidad de carga ltima por friccin ser 10 14,6 29 9,6 63,2

Se obtiene

2561,9 63,2 2625,1

capacidad de carga en pilotes 2ºparte

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