Problema de pilotes. Estabilización de una cimentación profunda con solicitudes horizontales no simétricas.

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1 Problema de pilotes. Estabilización de una cimentación profunda con solicitudes horizontales no simétricas.

2 Problema de pilotes. Para realizar la cimentación de las pilas de un puente se decide ejecutar, en cada una de las pilas, 4 pilotes circulares de igual diámetro y longitud, siendo estos dos parámetros desconocidos. Las dimensiones de las pilas, encepados, acciones, etc, se presenta en el siguiente croquis:

3 Resultado. Tenemos que calcular las solicitaciones de cada pilote, definir el diámetro de los pilotes para el máximo esfuerzo, de tal manera que se aproveche el tope estructural y la longitud del pilote para que resista la máxima solicitación. Lo primero que tendremos que calcular son los esfuerzos sobre los 4 pilotes. Estos se pueden resumir según su dirección en: Verticales. Peso propio de la pila: (5mx3mx1m) x 2.5 T/m3 = T. Peso propio encepado: (4mx5mx1m) x 2.5 T/m3 = T. Axil: = T. Total: = T. Horizontales: Según eje x: T. Según eje z: 15.0 T. Momentos: Sobre z: 30T x (5m+1m) = 180 Txm. Sobre x: 15T x (5m+1m) = 90 Txm.

4 Para cada pilote tendríamos
Verticales: Totales/4 = 487/4 = T/ pilote. Horizontales: H/4 = Esfuerzos debidos a momentos respecto al CDG de la base del encepado: Sobre x: Txm/ (4 pilotes x 1m) = T/pilote. Sobre z : 180 Txm/ (4 pilotes x 1.5m) = T/pilote.

5 Al ser iguales los 4 pilotes, dimensionamos para 174.37 T.
Resultado final de esfuerzo para cada pilote Para cada pilote tendríamos, de acuerdo a los signos, los siguientes valores. V1 = – 22.5 = T. V2 = ,5 = T. V3 = ,5 = T. V4 = ,5 = T. Como tenemos que calcular para esfuerzo máximo y aprovechando totalmente el tope estructural Al ser iguales los 4 pilotes, dimensionamos para T.

6 Por lo visto anteriormente, el tope estructural es:
Cálculo tope estructural; Diámetro. Por lo visto anteriormente, el tope estructural es: Te = T = qadm . Así, qadm = qh/3 = ; qh = x 3 = T. Como tenemos que aprovechar totalmente el tope estructural, sabiendo que la proporción de acero frente a la sección de hormigón será, según la guía del ministerio, un 5‰ como mínimo, que la fyk es T/m2, que la fck = 2250 T/m2 y que el tipo de pilote propuesto es un pilote excavado, sin camisa, por lo que los coeficientes son: a = 0.35 y b = 0.22. Por lo que el diámetro de cada pilote será: D = 0,65 m

7 1ª Capa; 4 m de limos, aunque el pilote sólo ocupa 3m.
Cálculo geotécnico 1ª Capa; 4 m de limos, aunque el pilote sólo ocupa 3m. Como tiene c = 0, se va a comportar como una arena floja (Suelo de transición) sólo trabaja a fuste. El esfuerzo vertical medio Coeficiente de empuje Coeficiente de rozamiento debido a tipo de suelo y pilote según la norma, Por lo que la contribución a fuste de este estrato:

8 Cálculo geotécnico 2ª Capa; 4 m de Arcillas.
Este suelo, se va a comportar como un suelo cohesivo; también sólo trabaja a fuste. El coeficiente de adherencia Por lo que la contribución a fuste de este estrato:

9 Cálculo geotécnico 3ª Capa L m en Gravas.
Suelo granular, trabaja en punta y también a fuste. Por fuste tiene que tener, según normativa, una longitud, como mínimo, igual a 5 veces el diámetro, para que sea válido el cálculo de punta. Por lo que la longitud de fuste en este estrato es:

10 4 pilotes de sustitución de 15.6 m de longitud y 0.65 m de diámetro.
Resultado Comprobamos que esta longitud es mayor que 5 veces el diámetro. 8.59 > 5 x 0.65 = 3.25; Se cumple. Por lo tanto la longitud total de pilote es: L = 3 m en limos + 4 m en arcillas m en gravas = m = 15.6 m. El resultado final: 4 pilotes de sustitución de 15.6 m de longitud y 0.65 m de diámetro.