DISEÑO GEOTECNICO

INDICE

1. Introducción

Pag.2

2. Objetivo

Pag.3

3. Características de Diseño

Pag.3

4. Programa de...
DISEÑO GEOTECNICO

CALCULO DE LA CAPACIDAD ULTIMA DE UN PILOTE CON EL PROGRAMA DE PEDRO
PAULO VELLOSO
1.

INTRODUCCION

En...
DISEÑO GEOTECNICO

2.

OBJETIVO

El objetivo principal del trabajo consiste en minimizar errores en la predicción de la
ca...
DISEÑO GEOTECNICO

Quaresma, ya que los autores trabajan con valores fijos de 1.3 para carga lateral y
4.0 para carga por ...
DISEÑO GEOTECNICO

Los resultados se presentan para longitudes de pilote de 1.0 m hasta una
profundidad de 2.0 m por encim...
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Paso Nº02: Ventana que nos muestra las opciones que deseamos aplicar.
Usamos la opción (1) cuando desea...
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Paso Nº03: En esta ventana el programa nos pide ingresar Datos del Sondaje
como:
-

Nombre del Interesa...
DISEÑO GEOTECNICO

Luego se ingresan los datos del SPT que lo hallamos con el dato N60
proporcionado por el estudio de sue...
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Paso Nº05: El programa pregunta si se desea archivar el sondaje en el disco.
Colocamos la letra “S” por...
DISEÑO GEOTECNICO

Paso Nº07: En esta ventana el programa nos pide ingresar Datos Relativos al
Pilote como:
-

Identificac...
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Paso Nº08: El programa consulta el drive en donde se desea archivar el sondaje.

Colocamos “C” para que...
DISEÑO GEOTECNICO

Paso Nº09: En esta ventana el programa muestra los resultados finales de cada
Método. El resultado de i...
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7. CONCLUSIONES
-

El Factor de Seguridad usado es 2.5.
El cálculo fue para un pilote hincado de fuste ...
DISEÑO GEOTECNICO

9. ANEXOS

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DISEÑO GEOTECNICO

ANEXO Nº01 – Sondeo L-2A

GRAVA DENSA

15
DISEÑO GEOTECNICO

ANEXO Nº02 – Manual del Programa FEPC

16
DISEÑO GEOTECNICO

ANEXO Nº03 – Cuadro de Peso Unitario (g/cm3)
PESO UNITARIO (g/cm3)
SUMERGIDO
SECO
0.48 - 0.96
0.96 - 1....
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ANEXO Nº04 – Hoja de Resultados de Programa FEPC
DATOS DEL PILOTE
INTERESADO
LOCALIDAD DE LA OBRA
IDENT...
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  1. 1. DISEÑO GEOTECNICO INDICE 1. Introducción Pag.2 2. Objetivo Pag.3 3. Características de Diseño Pag.3 4. Programa de Cómputo Pag.3 5. Aplicación del Programa Pag.5 6. Resultados Pag.12 7. Conclusiones Pag.13 8. Bibliografía Pag.13 9. Anexos Pag.14 1
  2. 2. DISEÑO GEOTECNICO CALCULO DE LA CAPACIDAD ULTIMA DE UN PILOTE CON EL PROGRAMA DE PEDRO PAULO VELLOSO 1. INTRODUCCION En 1997-98 en la zona norte de Perú, el fenómeno de El Niño ocasionó que los ríos registren sus mayores caudales, llegando por ejemplo el Río Piura hasta los 4,424 m3/s; sobrepasando las descargas de diseño de las obras hidráulicas, ocasionando la falla total o parcial de más de 50 puentes. La falta de funcionamiento de un puente significa el aislamiento de las zonas de producción, interrupción temporal del tránsito y el aislamiento de poblaciones aledañas. El impacto de FEN en los puentes muestra la vulnerabilidad del servicio, debido a que los diseños de estas obras no se adecuaron a los niveles de escorrentía generados por El Niño. La principal causa por la que los puentes colapsaron se debió a la socavación, una vez más se resalta la importancia de estimar la profundidad de socavación; basada en estudios de hidrología e hidráulica conjuntamente con los estudios geotécnicos. Además, es importante evaluar el potencial de licuación sabiendo que en el Perú se ha reportado la ocurrencia de licuación en diversos lugares como Ica, Moyobamba, y Chimbote, durante terremotos severos ocurridos en el pasado. Las cimentaciones profundas mediante pilotes proporcionan una excelente protección del daño por socavación, sin embargo pueden fallar cuando la socavación llega hasta profundidades superiores al lecho natural de la corriente. Todas las consideraciones antes mencionadas son integradas en el diseño de carga axial mediante los programas de cómputo, y la facilidad de usarlos para diversos tipos de pilotes por diferentes metodologías hace que los resultados obtenidos en los proyectos sean eficientes. 2
  3. 3. DISEÑO GEOTECNICO 2. OBJETIVO El objetivo principal del trabajo consiste en minimizar errores en la predicción de la capacidad de carga última de pilotes. Analizar y diseñar la capacidad de carga axial de un pilote, mediante el programa de cómputo FEPC con el método de Pedro Paulo Velloso. 3. CARACTERÍSTICAS DE DISEÑO El programa de cómputo FEPC es utilizado para el diseño de pilotes hincados, pilotes excavados y pozos perforados. Antes de utilizar el programa se recomienda elaborar el perfil estratigráfico del suelo y sus respectivos parámetros de diseño por capa. 4. PROGRAMA DE CÓMPUTO FECP El programa agrupa las propuestas hechas por Aoki-Velloso (1975), P.P. Velloso (1982), Meyerhof (1976) y Decourt-Quaresma, está basado en la utilización de fórmulas empíricas para el cálculo de la capacidad de carga de pilotes individuales. El programa fue presentado originalmente por Bortolucci et al (1988) y modificado por Guillén (1993). 4.1 CONSIDERACIONES ADOPTADAS a) Se desecha el valor de N (SPT) en el primer metro del sondaje, N=0.00. b) Si la transición de estratos ocurre después de 0.50 m se adoptan los parámetros del estrato superior, caso contrario, se consideran los parámetros del estrato inferior. El valor N es el que corresponde al metro subsiguiente. Evitar ingresar estratos menores que un metro de espesor. 4.2 DATOS DE ENTRADA Los datos comunes de entrada para todos los métodos del programa FEPC son: número de estratos, profundidad del sondaje, profundidad final de cada estrato, código de suelo de cada estrato (propuesto por Aoki-Velloso), peso específico de cada estrato, valores del ensayo SPT para cada metro y el factor de seguridad es opcional para la corrida, este valor no se utilizará en la fórmula de Decourt- 3
  4. 4. DISEÑO GEOTECNICO Quaresma, ya que los autores trabajan con valores fijos de 1.3 para carga lateral y 4.0 para carga por punta. 4.2.1 MÉTODO DE AOKI - VELLOSO La entrada de datos para el cálculo basado en el método de Aoki-Velloso dependen de los parámetros relativos al tipo de pilote F1 y F2: Los resultados son proporcionados desde 1.0 a 2.0 m. de longitud del pilote hasta la profundidad final del sondaje. 4.2.2 MÉTODO DE DECOURT - QUARESMA No existe entrada de datos específicos y los resultados se presentan para longitudes del pilote desde 1.00 m. hasta la profundidad final del sondaje. Los valores de N considerados para determinar la carga por punta será el promedio de valores en 3.0 m de longitud; 1.0 m por encima y 2.0 m por debajo de la punta del pilote respectivamente. 4.2.3 MÉTODO DE PEDRO PAULO VELLOSO Además de los datos generales se darán los valores de “lambda”y “theta”, que son los factores relativos de carga y tipo de pilote: Los resultados se presentan desde una profundidad de “8De” hasta una profundidad de “3.5 De” por encima de la profundidad final del sondaje. 4.2.4 MÉTODO DE MEYERHOF Sólo se aplica a suelos no cohesivos y limos no plásticos. La entrada varía para este método con los parámetros Mn y Nm, que son los factores relativos a la forma de ejecución del pilote: 4
  5. 5. DISEÑO GEOTECNICO Los resultados se presentan para longitudes de pilote de 1.0 m hasta una profundidad de 2.0 m por encima del fondo del sondaje. La salida presenta dos casos: sin y con corrección de los valores N (SPT). Las correcciones que realiza son por sobrecarga. La salida del programa incluye en la impresión la entrada de datos y la distribución de esfuerzos efectivos, ángulo de fricción, número de golpes (N) y el resultado de la capacidad de carga axial del pilote. 5. APLICACIÓN DEL PROGRAMA Para la aplicación del programa de cómputo que se presenta para determinar la capacidad de carga última se empleó el sondaje L-2A (Anexo Nº01) del estudio de suelos entregado en clase. Para dar a conocer la utilización del programa se ha revisado el Manual del Programa FEPC (Anexo Nº02) y se explica mediante los siguientes pasos: Paso Nº01: Portada de Inicio del Programa FEPC para el Cálculo de la Capacidad Ultima de Pilotes Individuales. 5
  6. 6. DISEÑO GEOTECNICO Paso Nº02: Ventana que nos muestra las opciones que deseamos aplicar. Usamos la opción (1) cuando deseamos ingresar nuevos datos, la opción (2) cuando se desea usar datos archivados y la opción (3) cuando se desea salir del programa. En este caso usaremos la opción (1) para ingresar nuevos datos como se muestra en la imagen siguiente. 6
  7. 7. DISEÑO GEOTECNICO Paso Nº03: En esta ventana el programa nos pide ingresar Datos del Sondaje como: - Nombre del Interesado - Lugar - Identificación del Sondaje - Número de Estratos - Profundidad de Sondaje (m) - Cota de Superficie Después de ingresar la cota de superficie el programa nos pide ingresar de cada estrato: - Profundidad Final de Estrato - Código de Estrato del Suelo (Tabla A-1 del Manual) - Peso Específico Efectivo en (gr/cm3) del Estrato (Anexo Nº03) 7
  8. 8. DISEÑO GEOTECNICO Luego se ingresan los datos del SPT que lo hallamos con el dato N60 proporcionado por el estudio de suelos entregado en clase para el sondeo L-2A. Ahora calculamos el N70 ( Ndiseño) con la siguiente fórmula: N70= N60*60/70 N70 = 2.57 (SPT) Paso Nº04: El programa pregunta si se desea verificar o corregir los datos. Colocamos la letra “N” porque no deseamos corregir los datos. 8
  9. 9. DISEÑO GEOTECNICO Paso Nº05: El programa pregunta si se desea archivar el sondaje en el disco. Colocamos la letra “S” porque se desea archivar el sondaje. Paso Nº06: El programa consulta el drive en donde se desea archivar el sondaje. Colocamos “C” para que se archive en el disco duro de la unidad C. Luego nos pide ingresar el nombre del archivo más la extensión. El nombre es L2A.doc 9
  10. 10. DISEÑO GEOTECNICO Paso Nº07: En esta ventana el programa nos pide ingresar Datos Relativos al Pilote como: - Identificación del Pilote - Tipo de Pilote - Cota superior del Pilote - Sección del fuste - Diámetro de la base alargada Después ingresamos los datos del Factor de Seguridad y los valores que nos pide el programa según el método. Al final escribimos “S” para indicar que todos los valores están correctos. 10
  11. 11. DISEÑO GEOTECNICO Paso Nº08: El programa consulta el drive en donde se desea archivar el sondaje. Colocamos “C” para que se archive en el disco duro de la unidad C. Luego nos pide ingresar el nombre del archivo más la extensión. El nombre es Pilote03.doc 11
  12. 12. DISEÑO GEOTECNICO Paso Nº09: En esta ventana el programa muestra los resultados finales de cada Método. El resultado de interés para nuestro caso es del Método de Pedro Paulo Velloso. 6. RESULTADOS (Anexo Nº04) DATOS DEL PILOTE INTERESADO LOCALIDAD DE LA OBRA IDENTIF. DE SONDAJE IDENTIF. DE PILOTE TIPO DE PILOTE DIAMETRO DEL PILOTE COTA DEL TERRENO COTA SUP. DEL PILOTE : : : : : : : : GRUPO 03 Callao-Lima L-2A PILOTE 03 HINCADO .25 100 99.8 METODO PEDRO PAULO VELLOSO LONG. 3 PROF. 3 SPT 3 RL(KN) 37.3 RP(KN) 50.2 RT(KN) 87.5 RADM(KN) 35.0 Los resultados se presentan de una profundidad de “8De” hasta una profundidad de “3.5De” por encima de la profundidad final de sondaje. RL = Capacidad Lateral RP = Capacidad de punta RL + RP = RT _____Capacidad Total RT / FS = RADM _____ Capacidad Admisible NOTA: 1 KN = 0.1 TON 12
  13. 13. DISEÑO GEOTECNICO 7. CONCLUSIONES - El Factor de Seguridad usado es 2.5. El cálculo fue para un pilote hincado de fuste circular. Los resultados se dieron a los 3.00 metros de profundidad. La capacidad lateral es 37.3 kn (3.73 ton). La capacidad de punta es 50.2 kn (5.02 ton). La capacidad total es 87.5 kn (8.75 ton). La capacidad admisible es 35 kn (3.5 ton). 8. BIBLIOGRAFIA - Alva Hurtado, J. “Historia del Fenómeno de Licuación de Suelos”, V Congreso Nacional de Mecánica de suelos e Ingeniería de Cimentaciones”. Lima – Setiembre de 1983. - Federal Highway Administration of U.S Department of Transportation Reports. Washington, D.C. June, 1993. - Tomlinson, M. J., “Cimentaciones: Diseño y Construcción”. Trillas, S.A de C. V. México, Enero de 1996. - Meyerhof, G.G., “Bearing Capacity and Settlement of Pile Foundations” Journal of the Geothecnical Engineering Division ASCE Vol. 102 PP. 195-228. Marzo, 1976. - O´Neill. M. W. and S. A. Sheitkn, “Geotechnical Behavior of Underreams in Pleistocene Clay,” Drilled Piers and Caissons II, pp. 57-75. Ed. By C. N. Baker, Jr., ASCE. May, 1985. 13
  14. 14. DISEÑO GEOTECNICO 9. ANEXOS 14
  15. 15. DISEÑO GEOTECNICO ANEXO Nº01 – Sondeo L-2A GRAVA DENSA 15
  16. 16. DISEÑO GEOTECNICO ANEXO Nº02 – Manual del Programa FEPC 16
  17. 17. DISEÑO GEOTECNICO ANEXO Nº03 – Cuadro de Peso Unitario (g/cm3) PESO UNITARIO (g/cm3) SUMERGIDO SECO 0.48 - 0.96 0.96 - 1.28 0.88 - 1.20 1.20 - 1.36 0.64 - 1.04 1.04 - 1.36 1.20 - 1.52 1.52 - 1.76 0.80 - 1.20 1.28 - 1.60 1.36 - 1.60 1.36 - 1.60 1.36 - 2.00 1.36 - 1.60 1.52 - 2.08 1.52 - 2.08 TIPO DE SUELOS ARCILLA LIMO ARCILLA LIMO LIMO ARENA ARCILLA LIMO ARENA ARENA GRAVA ARENA MAL GRADUADA Y GRAVA 17
  18. 18. DISEÑO GEOTECNICO ANEXO Nº04 – Hoja de Resultados de Programa FEPC DATOS DEL PILOTE INTERESADO LOCALIDAD DE LA OBRA IDENTIF. DE SONDAJE IDENTIF. DE PILOTE TIPO DE PILOTE DIAMETRO DEL FUSTE COTA DEL TERRENO COTA SUP. DEL PILOTE : : : : : : : : GRUPO 03 Callao-Lima L-2A PILOTE 03 HINCADO .25 100 99.8 METODO AOKI-VELLOSO LONG. 2 3 4 PROF. 2 3 4 SPT 3 3 3 RL(KN) 10.4 17.3 24.2 RP(KN) 18.5 18.5 18.5 RT(KN) 28.9 35.8 42.7 RADM(KN) 11.6 14.3 17.1 RL(KN) 9.4 24.7 39.5 RP(KN) 21.5 16.1 16.1 RT(KN) 30.9 40.8 55.6 RADM(KN) 12.6 23.0 34.4 RP(KN) 32.2 RT(KN) 69.5 RADM(KN) 27.8 RT(KN) RADM(KN) METODO DECOURT-QUARESMA LONG. 1 2 3 PROF. 1 2 3 SPT 3 3 3 METODO PEDRO PAULO VELLOSO LONG. 3 PROF. 3 SPT 3 RL(KN) 37.3 METODO MEYERHOFF SIN CORRECCION DE SPT LONG. PROF. SPT RL(KN) 18 RP(KN)

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