Pilote Corto y Sulzberger

8/12/2019 Pilote Corto y Sulzberger

1/25

Clculo de Pozos de Fundacin

Teora del Bloque Rgido y de Sulzberger y

Mtodo del Pilote Corto

CIMENTACIONES SEMIPROFUNDAS

Geotecnia y Fundaciones

FACULTAD DE INGENIERAUNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN JUAN

M. Cs. Ing. Javier O. Morandi

Prof. Titular [email protected] ; [email protected]
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]


2/25

Son elementos que con relativa poca profundidad, soncapaces de transmitir al terreno todas las cargas actuantesen la estructura (estrato resistente a poca profundidad).

Las deformaciones de flexin de la base sondespreciables.

La seccin puede se rectangular, cuadrada ocircular.

POZOS DE FUNDACIN


3/25

Teora del Bloque Rgido (Jimenez Salas)

Mtodo Sulzberger

Teora del Pilote Corto (Jimenez Salas)

Debemos realizar la Verificacin de Resistencia a la accin delas siguientes cargas:

Compresin PMomento en Capitel M Corte en Capitel Q

Traccin T

CLCULO DE POZOS DE FUNDACIN


4/25

En General, d ado un pozo de =D, que atraviesa elestrato I de altura H y que se apoya en II; libre en cabezay sometido a P, Q y M:

Si H/D < 5 , El estrato I y II colaboran en la resistenciade M y Q. Resistencia lateral y por la base.

Si H/D 5 y H/ 1,5 a 2 slo el estrato I colaboraen la resistencia de M y Q. La pila acta como unpilote corto que solicita lateralmente al estrato I.Resistencia Lateral.

: longitud elstica del sistema suelo-pilote).

En la realidad no existe un lmite fijo H/D quemarque dicho comienzo, pues ste dependertambin de la relacin entre las caractersticas de

deformacin de los estratos .

CLCULO DE POZOS DE FUNDACINForma de resistir P, M y Q


5/25

A. Bloque muy rgido (a y b): H/D < 5 :El equilibrio se logra movilizando una fuerza E1 en elterreno tal que en cualquiera de los dos sentidos sea

R < Rmx .

As la base del pozo no se desplaza horizontalmente sinoque el bloque gira alrededor de un eje normal al planodel dibujo y contenido en el plano de la base (dentro ofuera de ella).

Hay colaboracin del fondo

Teora del Bloque Rgidoo

Sulzberger



6/25


7/25

C. En el caso que H/D 5 y H/ 1,5 a 2 : longitud elstica del sistema suelo-pilote

Broms (1964) supone que:M y Q son resistidas slo por el terreno lateral.El pozo acta como un pilote corto.

P es resistido por el fondo en el estrato II.


Teora del Pilote Corto


8/25

MTODO DE SULZBERGEREl Mtodo de Sulzberger es comparable (aunque son mtodos diferentes) conel Mtodo del Bloque Rgido (Gimenez Salas).

Se desarrolla el Mtodo Sulzberger en este Curso por ser el adoptado por la Asociacin Electrotcnica Argentina en su Reglamento para Lneas Areas deMedia y Alta Tensin AEA 95301.


9/25

MTODO DE SULZBERGER

Hiptesis :

1. Se considera que h p 5 hf

2. Coeficiente de Balasto Horizontal vara linealmente con laprofundidad => No vale para arcillas preconsolidadas.

Cbh(z) = Cbh(1) x z

3. Cbv = 1,2 Cbh (estimado, se recomienda ensayos de placa de carga)

4. Se desprecia el rozamiento en caras frontales y laterales.

5. Se supone un giro mximo de 30 => tg a 0,01; Se hacomprobado experimentalmente que hasta este lmite, engeneral el terreno se comporta en rango elstico, se lodebe verificar con el ensayo de placa de carga -Importante.

hp

hf


10/25

MTODO DE SULZBERGER

= = tan = =

( )= tan En el fondo de la base existe una fuerza de friccin que se agotar cuando sea igual a la

resultante de las fuerzas laterales : . =


11/25

MTODO DE SULZBERGER El rea de la parbola = flecha x luz =>

N = = ( ) tan= ( ) tan = ( ) = ngulo para el cual se alcanza la friccin de fondo. El

centro de giro comienza a salir del plano del fondo de la base. De manera similar se puede calcular:

= ( ) = ngulo para el cual comienza a levantarse la base delfondo

< 1 > 2 3 > 3


12/25

Momento F. Lateral :

= = = tan =

= tan = 2 = tan =

()= 2 2 tan = 4 tan=

s

CASO 1


13/25

MTODO DE SULZBERGER

=2 tan 2 12= 8 tan = 8 tan =32

8tan( )=

12 tan ( )

= ( ) = = 2 tan ( ) = ( )

Presin en el Fondo de la Base


14/25

MTODO DE SULZBERGERCASO 2

= = ( )

= ( ) = ( ) = ( )


15/25

MTODO DE SULZBERGEREn este caso el Giro ha sido tal que: El diagrama de presiones lateral es igual que el caso 2

Se produce un levantamiento parcial de la base por lo que tampoco hay friccin. El diagrama lateral debe ser autoestable => = 2 =

.

Na/2

y/3

Rb

. .

yc

= = () (1) =?

= (2)= ( )= tan( )

= tan( )2

= ( ) (3)Reemplazando en (1)

= (

( )) =>

= (

( ))


16/25

MTODO DE SULZBERGER

.

N a/2

y/3

Rb

. .

yc

= ( )= tan( )

= ( )

Reemplazando (2) y (3)

=

= ( ) = ( ) CASO 4 Pilote CortoNo hay colaboracin de la base en la resistencia, slo del suelo lateral

CASO 3


17/25

2 3 VERIFICACIN

( ) ( ) , tan( )

( ) ( ) .

( ) ( )

( )

( ) tan ( )

.


18/25

Necesito y

~ 0,10

= 2 0,25 0,35 0,60 0,80 =9 0,50 (el mayor de los dos)

=9 = 2 2,5 Si h ~ 2,5 2,8

D0

h

h

a Db

PROCEDIMIENTO


19/25

Tenemos 2 problemas:1. Como sabemos en que caso estamos.2. Todas las expresiones estn en funcin de que es desconocido.

I. CARACTERIZACIN DEL CASO

Dijimos: < 1

> 2 3

> 3 Clculo de Procedimiento Iterativoa. Se supone que estamos en el caso 3.

= ( b. Se iguala = = tan ( )=

tan = ( ) ; este ser a de Sulzberger o a lm = 30 y


20/25

c. Ubico el Caso a respecto de d. Calculo = e. Determino el factor de correccin de a

f. = + g. Con b calculo a = b a

h. Nuevamente c) y sigo hasta que =Mactuante i. Calculo y Verifico tensiones laterales y de fondo de acuerdo al caso que

corresponda.


21/25

Cuando la esbeltez del pozo D

H supera un cierto valor lmite, funcin de la relacin

K

KH , se

puede considerar que la base no contribuye de forma apreciable a resistir las acciones M y Q queactan en cabeza, y que tienden a producir deformacin lateral del cimiento.

TEORA DEL PILOTE CORTOH/D > 5

El lmite superior, a partir del cual el pozo es tan flexible que conviene tratarlo como un pilote de granlongitud, puede ser fijado en funcin de las limitaciones de Broms de la siguiente forma:

Se puede separar el clculo del pozo en dos partes: una comprobacin por separado del esfuerzovertical P y por otra parte considerar que tanto M y Q son resistidos lateralmente por el estrato I,actuando el pozo como una pieza rgida con deformacin a flexin despreciable.

Donde (longitud elstica suelo -pozo)= 5 75.0 H Eo

EpIp= 5

H KH D

EpIp

Siendo Ep e Ip el coeficiente de elasticidad y momento de inercia de la seccin del pozo; D el

dimetro; H la altura; H Eo

y H

KH las pendientes de las rectas que definen el mdulo de deformacin y

coeficiente de balasto horizontal, crecientes con la profundidad.

A) Para Suelos Granulares : B) Para Suelos con Cohesin : , =

4 75 . 0

4 Eo

Ep Ip =

4 4

D KH Ep Ip


22/25

Sea un pozo de altura H, dimetro D (ver fig), libre en cabeza y sometido a un momento M y unesfuerzo horizontal Q. Si suponemos que el terreno tiene un coeficiente de balasto horizontal KH

linealmente creciente con la profundidad y que el eje se deforma rgidamente girando alrededor del punto (situado por encima de la base del pozo), podemos establecer el equilibrio de fuerzasactuantes de la forma siguiente:

La ley de presiones en la cara frontal del pozo ser una parbola:

Aplicacin para pozos circulares en suelos granulares y arcillasnormalmente consolidadas


23/25

La ley de presiones en la cara frontal del pozo ser una parbola:

Tomando momentos con relacin a y puesto que la ley de presiones desde2

' h

y a2

' h

y

no da momentos, tendremos:

Momentos de 2 E :

04

.2 2

ph H H DhQ M (2)

h p H tg KH 2

1 4. a

Estableciendo el equilibrio de fuerzas:

23

132

22

01 ...6

..

3..2

.6..

42 p

h H H h D

ph D

h H

tg D KH dy y

htg

H KH

D

h

E a

a

2

222

2

1 ..6

.2.

.2.6

..

42 p H

h H h H D

h H h H H

tg D KH

dy y

h

tg H

KH

D

h H

h E a

a

223

22

3

21 .6.2

6.2

.6.

ph H H

h H h H D D p

H h H h H D

ph H H

h DQ h E E (1)

2


24/25

Las ecuaciones (1) y (2) tienen como nicas incgnitas p2 y h. Despejando h de (2), sustituyendo en (1) y reduciendo:

H e H DQ

H D M

H DQ

p .2..6

..12

.

.6222

siendoQ

M e la excentricidad equivalente de la fuerza horizontal.

H e

H e H h

.2.32.3.4

H e

H e H D

Q p

.2.3.3.4

..75,0 2

21

KH

H e H D

Qtg

.2.3..12

3a KH

H e H DQ

tg h x.3.4

..6

.max 2a

Se deber comprobar que 1 p y 2 p se mantienen alejadas de los valores de rotura pasivos y que

a xmx2

1 1

H y H

yQ H y

H y

eQ yeQ M .3.2.

4.3.max 33

4

3


25/25

Si suponemos un terreno con coeficiente de balasto horizontal constante KH, tendremos comoecuaciones de equilibrio para un pozo de dimetro D y altura H, solicitado en cabeza por M y Q

H H e H e

h ..3.6.2.3

SiendoQ

M e excentricidad equivalente.

KH H e H D Qtg

.2..6 3a KH H e H D Q x .2.3..2max 2

H e H DQ

p .2.3..2

21 H e

H DQ

p ..3..2

22

Pilote Corto con K H Constante: Arcillas Preconsolidadas

Se deber comprobar que 1 p y 2 p se mantienen alejadas de los valores de rotura pasivos y que

a xmx21

1

Documents

Pilote Corto y Sulzberger