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Jorge alba pilotes gran diámetro

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1er Congreso - Seminario Internacional
de Fundaciones Profundas - Santa Cruz, Bolivia - 2013

Publicado en: Ingeniería
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Jorge alba pilotes gran diámetro

  1. 1. Dr. Ing. Jorge E. Alva Hurtado 1er CONGRESO – SEMINARIO INTERNACIONAL DE FUNDACIONES PROFUNDAS Del 23 al 26 de abril de 2013 SANTA CRUZ - BOLIVIA www.jorgealvahurtado.com UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL LA EXPERIENCIA PERUANA EN PILOTES DE GRAN DIÁMETRO
  2. 2. CONTENIDO INTRODUCCIÓN ANTECEDENTES ANÁLISIS Y DISEÑO DE PILOTES ENSAYO DE CARGA DINÁMICA CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
  3. 3. Se presenta la naturaleza de los suelos de Lima, los cuales consisten mayormente de material gravoso compacto, con partículas de tamaño máximo de 12”. Se han diseñado y construido pilotes excavados de concreto de 1.50 m de diámetro y profundidades variables en las márgenes de los ríos Rimac y Chillón para construir la cimentación de los puentes de la Av. Nestor Gambetta en la Provincia Constitucional del Callao. Se utilizaron métodos de predicción de la carga vertical, lateral y de grupo de los pilotes en base a investigación geotécnica de perforaciones diamantinas y ensayos geofísicos. Se ejecutaron ensayos de carga dinámica y de integridad en los pilotes para verificar la carga vertical y la integridad de los mismos INTRODUCCIÓN
  4. 4. Los pilotes excavados de gran diámetro en los ríos Chillón y Rímac fueron construidos por el Consorcio Nueva Gambetta en Ventanilla, Provincia Constitucional del Callao, Lima. El análisis de carga vertical y carga lateral de pilotes individuales y en grupo fue realizado en el programa ALL PILE 7.0 siguiendo la metodología del Prof. Lymon Reese. El estudio geotécnico consistió en la ejecución de perforaciones diamantinas y ensayos de refracción sísmica y ensayos MASW de medición de ondas de corte con profundidad. Se ejecutaron ensayos de integridad PIT y ensayos dinámicos de carga PDA para determinar las cargas verticales y compararlas con las cargas transmitidas y las predichas. ANTECEDENTES
  5. 5. DISTRIBUCIÓN DE SUELOS DE LA CIUDAD DE LIMA
  6. 6. CARACTERISTICAS DEL CONGLOMERADO DE LIMA
  7. 7. CARACTERISTICAS DEL CONGLOMERADO DE LIMA
  8. 8. - Todos los pilotes excavados tienen un diámetro de 1.50 m. Las longitudes son variables. - Los estribos del Puente Chillón tienen una longitud empotrada de 17 m., los estribos del Puente Rímac una longitud de empotramiento de 19 m. y los pilares del Puente Rímac 23 m. - Se realizó el análisis de cargas verticales, laterales y de grupo con la teoría de O´Neill y Reese (1999) que emplea la FHWA de Estados Unidos. Se utilizó el método LRFD. - Las cargas utilizadas fueron las de Servicio, Resistencia, Evento Extremo XX y YY. Las cargas demandadas fueron carga axial y cortante propuestas por el calculista. ANÁLISIS Y DISEÑO DE PILOTES
  9. 9. - Se determinó la carga admisible de compresión y tracción para la carga vertical, así como deflexiones, momentos y cortantes para la carga lateral. - También se analizó las cargas de grupo de pilotes, carga axial, fuerza cortante y momento. - Los análisis de carga vertical y carga lateral de pilotes individuales y en grupo fue realizado con el programa ALLPILE 7.0 y hojas de cálculo desarrolladas expresamente para el caso. - Se ejecutaron también cálculos de asentamientos de pilotes individuales y de grupo. ANÁLISIS Y DISEÑO DE PILOTES
  10. 10. DESCRIPCIÓN DEL PROGRAMA ALLPILE PARA DISEÑO DE PILOTES
  11. 11. Parámetros Según el Tipo de Pilote
  12. 12. Características y Dimensiones del Pilote
  13. 13. Condiciones de Empotramiento y Cargas Aplicadas al Pilote
  14. 14. Propiedades Geométricas del Pilote
  15. 15. Sección Característica del Pilote
  16. 16. Cargas Aplicadas y Distribución del Grupo de Pilotes
  17. 17. Características del Suelo
  18. 18. Propiedades de Cada Estrato de Suelo
  19. 19. Perfil de Suelo Depth from Pile Top-m Depth from Pile Top-m 0 0 2 2 4 4 6 6 8 8 10 10 12 12 14 14 16 16 18 18 20 20 22 22 24 24 26 26 28 28 30 30 (Pile diameter not to scale) Surface Angle=0Batter Angle=0  Depth -kN/m3 C-kN/m2 k-MN/m3 e50 % Nspt 0.0 20.4 40.0 0.0 75.2 50 Sand/Gravel 4.0 9.9 36.0 0.0 33.2 40 Sand/Gravel 4.3 10.6 40.0 0.0 42.4 50 Sand/Gravel 15.0 10.6 40.0 0.0 42.4 50 Sand/Gravel Depth Width-cm A'-cm2 Per.-cm I'-cm4 E -MP W -kN/m 0.0 150 17671.5 471.2 24850488.0 20683 41.669 Concrete (rough) 20.0 Diameter more than 24in (61cm). For bell section, select "Belled" in Diameter Variation of Pile Section Screen.FOUNDATION PROFILE & SOIL CONDITIONS FOUNDATION PROPERTIES SOIL PROPERTIES ALL-PILE Version 6 CivilTech Software www.civiltech.com Licensed to CivilTech Software Figure 1 "MEJORAMIENTO DE LA AVENIDA NESTOR GAMBETTA - CALLAO" ESTRIBO - PUENTE RIMAC (KM 23+460)
  20. 20. Propiedades Avanzadas – Factores de Seguridad y Otros
  21. 21. Resultados Análisis Vertical
  22. 22. Reporte: Análisis de Grupo Loads: Load Factor for Vertical Loads= 1.0 Load Factor for Lateral Loads= 1.0 Loads Supported by Pile Cap= 0 % Shear Condition: Static Vertical Load, Q= 3330.0 -kN Shear Load, P= 30.0 -kN Slope Restain St= 0.00 -cm/-cm Profile: Pile Length, L= 20.0 -m Top Height, H= 5.0 -m Slope Angle, As= 0 Batter Angle, Ab= 0 Group and Boundary Condition: Fixed Head Sx= 590.5 -cm Sy= 150.0 -cm Nx= 3 Ny= 1 Soil Data: Depth Gamma Phi C K e50 or Dr Nspt -m -kN/m3 -kN/m2 -MN/m3 % 0 20.4 40.0 0.0 75.2 85.51 50 4.00 9.9 36.0 0.0 33.2 75.23 40 4.30 10.6 40.0 0.0 42.4 85.51 50 15 10.6 40.0 0.0 42.4 85.51 50 Pile Data: Depth Width Area Per. I E Weight -m -cm -cm2 -cm -cm4 -MP -kN/m 0.0 150 17671.5 471.2 24850488.020683 41.669 20.0 Group Vertical capacity: Total Ultimate Capacity (Down)= 86315.359-kN Total Ultimate Capacity (Up)= 7941.693-kN Total Allowable Capacity (Down)= 86315.359-kN Total Allowable Capacity (Up)= 7941.693-kN OK! Qallow > Q Group Settlement Calculation: At Xallow= 2.50-cm Qallow= 36481.27-kN At Q= 3330.00-kN Settlement= 0.12190-cm Note: If the program cannot find a result or the result exceeds the upper limit. The result will be displayed as 99999. VERTICAL ANALYSIS Figure 1 Drilled Shaft (dia >24 in. or 61 cm) CivilTech Software "MEJORAMIENTO DE LA AVENIDA NESTOR GAMBETTA - CALLAO" ESTRIBO - PUENTE RIMAC (KM 23+460)
  23. 23. Resultados Análisis Lateral
  24. 24. Gráfica: Profundidad – Deflexión – Momento - Cortante Depth (Zp) from Pile Top-m Depth (Zp) from Pile Top-m 0 0 2 2 4 4 6 6 8 8 10 10 12 12 14 14 16 16 18 18 20 20 22 22 24 24 26 26 28 28 30 30 Ground Tip yt=1.69E-4 Top yt=4.17E-2 Max. yt=4.17E-2 Top St=1.34E-19 0-0.05 +0.05 yt=0 at 10.4-m St=0 at 12.6-m Top Moment=-138.0 Max. Moment=138.0 0-200 +200 Top Shear=30.0 Max. Shear=31.5 0-50 +50  -kN/m3 C-kN/m2 k-MN/m3 e50 % 20.4 40.0 0.0 75.2 Sand/Gravel E -MP=20683 I'-cm4=24850488 9.9 36.0 0.0 33.2 Sand/Gravel E -MP=20683 I'-cm4=24850488 10.6 40.0 0.0 42.4 Sand/Gravel E -MP=20683 I'-cm4=24850488 DEFLECTION, yt -cm MOMENT -kN-m SHEAR -kN X-Back, Single Pile, Kbc =2 PILE DEFLECTION & FORCE vs DEPTH ALL-PILE Version 6 CivilTech Software www.civiltech.com Licensed to CivilTech Software Figure 2 "MEJORAMIENTO DE LA AVENIDA NESTOR GAMBETTA - CALLAO" ESTRIBO - PUENTE RIMAC (KM 23+460)
  25. 25. PUENTE VEHICULAR CHILLÓN
  26. 26. PUENTE VEHICULAR CHILLÓN
  27. 27. PUENTE VEHICULAR CHILLÓN
  28. 28. PUENTE VEHICULAR RÍMAC
  29. 29. PUENTE VEHICULAR RÍMAC
  30. 30. PUENTE VEHICULAR RÍMAC
  31. 31. - Los pilotes excavados de gran diámetro fueron construidos por Pilotes Terratest Perú. - Los ensayos de integridad y ensayos dinámicos los ejecutó Falcao Bauer del Brasil. - Se ejecutaron 22 ensayos PIT (Pile Integrity Test) y 2 ensayos PDA (Pile Dynamic Analyzer) con equipos fabricados por Pile Dynamics Inc. - Los ensayos PIT se ejecutaron en los estribos de los Puentes Chillón y Rímac así como en el pilar del Puente Rímac. Los ensayos PDA se realizaron en los estribos de los puentes. ENSAYO DE CARGA DINÁMICA
  32. 32. - El ensayo PDA analizado con el programa CAPWAP arrojó valores de 825 ton para el estribo ensayado en el Puente Chillón, mientras que para el estribo del Puente Rímac el valor es de 1121 ton. - Los valores de la carga axial demandada en Servicio eran de 266.4 y 333.0 ton respectivamente para los estribos de los Puentes Chillón y Rímac. ENSAYO DE CARGA DINÁMICA
  33. 33. APLICACIÓN DE CARGA EN CARGA DINÁMICA
  34. 34. CARACTERÍSTICAS DE LOS PILOTES ENSAYADOS
  35. 35. CARACTERÍSTICAS DE LOS PILOTES ENSAYADOS
  36. 36. ENSAYO DINÁMICO PDA EN PUENTE CHILLÓN
  37. 37. ENSAYO DINÁMICO PDA EN PUENTE RÍMAC
  38. 38. - El perfil estratigráfico del terreno es un material gravoso mal gradado, localizado en las riberas y cauce de los ríos Chillón y Rímac. - Se realizaron perforaciones diamantinas en la grava y ensayos dinámicos para medir la velocidad de propagación de las ondas de corte. - El análisis de la capacidad de carga vertical y lateral de pilotes individuales y en grupo se realizó con la metodología del Federal Highway Administration propuesta por el Prof. Reese y colaboradores. Se utilizó el programa de cómputo ALLPILE 7.0 - Los ensayos de carga dinámica e integridad en los pilotes de concreto excavados indicaron un factor de seguridad apropiado y adecuada integridad. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
  39. 39. REFERENCIAS
  40. 40. MUCHAS GRACIAS

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