SPT ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR SPT
Enviado por xtopherlopez • 11 de Septiembre de 2014 • 4.442 Palabras (18 Páginas) • 353 Visitas
ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO
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CAPITULO V
TEORÍA DE PILOTES ANTE CARGAS ESTÁTICAS
5.1 Introducción
La capacidad de carga de un pilote puede ser calcula de dos maneras, la primera por la
punta en compresión, que se llama resistencia a punta y la segunda, por esfuerzo cortante a
lo largo de una superficie lateral, llamado comúnmente fricción lateral. Los pilotes
hincados a través de estratos débiles hasta que descanse en un estrato duro, transfieren la
mayor parte de carga por la punta. En suelos homogéneos los pilotes transfieren la mayor
parte de su carga por fricción lateral y se los llama pilotes flotantes sin embargo, la mayoría
de los pilotes desarrollan ambas resistencias.
En la figura 5.1 se plantea el equilibrio estático de las fuerzas (ecuación 5.1) en un lado se
tiene; que es la carga última en la cabeza del pilote, que es el peso propio del pilote
y que representa la carga de suelo previamente soportada a nivel de base, que es
remplazado por el peso del pilote. En otro lado se hace equilibrio con las resistencias;
que es la suma de la fricción lateral, más la resistencia última en la base.ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO
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Figura 5. 1: Capacidad de carga por transferencia al suelo
(5.1)
y se pueden describir como resistencias unitarias de la base y lateral por el área
respectiva obteniendo la siguiente expresión. (Whitaker, 1976)
(5.2)
En donde; es la resistencia unitaria última por fricción lateral, es la resistencia
unitaria neta última en la base, es el área lateral del pilote sobre la cual se ejerce fricción
positiva y es el área de la punta del pilote.
En muchas situaciones se considera que y son aproximadamente iguales, lo que
permite simplificar dicha expresión (ecuación 5.2) como se muestra en la ecuación 5.3:
(5.3)ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO
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5.2 Resistencia Unitaria Última de Punta
Los pilotes a punta transmiten cargas a través de agua o suelos blandos hasta estratos con
suficiente capacidad portante, por medio del soporte en la punta del pilote. La ecuación de
capacidad portante se muestra a continuación.
(5.4)
En donde representa la cohesión del suelo y el esfuerzo vertical efectivo en el terreno
al nivel de la punta, y son factores a dimensionales de capacidad portante
adecuados a los pilotes en función del ángulo de resistencia al corte del suelo ( ).
La carga de punta por consiguiente está en la ecuación 5.5, también en la figura 5.2 se
puede observar gráficamente el área de la punta del pilote :
(5.5)
Figura 5. 2: Área de la punta del pilote ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO
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5.2.1 Método de Meyerhof para estimar en Arena
La capacidad de carga de punta de un pilote en arena generalmente crece con la
profundidad de empotramiento en el estrato de apoyo y alcanza un valor máximo para una
relación de empotramiento de = , note que en un suelo homogéneo es
igual a la longitud real L de empotramiento del pilote figura 5.3 (derecha). Sin embargo, en
la figura 5.3 izquierda se muestra que el pilote penetro en un estrato de apoyo .
Figura 5. 3: Pilotes de punta en suelo duro (Das, 2001)ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO
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Figura 5. 4: Variación de la resistencia unitaria de punta en una arena homogénea (Das,
2001)
Cuando el pilote sobrepasa la distancia de la relación de empotramiento crítico,
el valor de permanece constante ( = ), es decir que como se muestra en la
figura 5.4 en caso de un suelo homogeneo. La variación de con el ángulo de
fricción del suelo se muestra en la figura 5.5. Con estos antecedentes se puede determinar
que los factores de capacidad de carga crecen con y alcanzan un valor máximo en
. (Meyerhof, 1976)
La figura 5.5 indica que para = 45° es aproximadamente de 25 y que decrece al
disminuir el ángulo de fricción φ. En la mayoría de los casos, la magnitud de para
pilotes es mayor que , por lo que los valores máximos de y serán
aplicables para el cálculo de en todos los pilotes. La variación de esos valores máximos
de y con el ángulo de fricción φ se muestra en la figura 5.6.ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO
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Figura 5. 5: Variación de con el ángulo de fricción del suelo (según Meyerhof, 1976)
Figura 5. 6: Variación de los valores máximos de y , con el ángulo de fricción del suelo Ф
(según Meyerhof, 1976)ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO
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Para altos valores de (mayores
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