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MEMORIA DE CÁLCULO DETERMINAR LA CAPACIDAD VERTICAL DE PILOTES
CAPACIDAD PORTANTE VERTICAL DE PILOTES-MÉTODO CLÁSICO
DATOS DEL SUELO
Elegir:
Niv ≔
Profundidad del N.F.:
NF ≔ 4 m
NF
Nota: Máximo 10 estratos
H
(m)
γ
cu
ϕ'
H : Espesor del estrato.
γ : Peso específico.
⎛ kN ⎞
(kPa) (deg)
⎜――
3 ⎟
⎝m ⎠
4
19.5
0
27
4
18.5
50
0
3
20
0
36.5
4
18.5
50
0
3
19.5
0
27
5.5
20
0
36.5
cu : Cohesión no drenada.
ϕ' : Angulo de fricción.
n ≔ rows (H))
M ≔ E (cu , n))
⎡ “granular” ⎤
⎢ “cohesivo” ⎥
⎢ “granular” ⎥
M=⎢
⎥
⎢ “cohesivo” ⎥
⎢ “granular” ⎥
⎢⎣ “granular” ⎥⎦
Factor de seguridad:
SFv ≔ 2
Carga axial ultima:
Carga ≔ 2000 kN
DATOS DEL PILOTE
Diámetro de pilote:
D ≡ 0.61 m
Longitud del pilote:
L ≡ 20 m
Material de pilote:
Material_de_pilote ≔ Acero
Madera
Hormigon Armado
Tipo de pilote:
Pilotestipo ≔ Hincados
Perforados
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Coeficiente de presión de tierra lateral Kj (arenas)
K0 ≔ 1 - sin (ϕ')
2
⎛
ϕ' ⎞
Kp ≔ tan ⎜45 deg + ――
2 ⎟⎠ 2
⎝
⎛
ϕ' ⎞
Ka ≔ tan ⎜45 deg - ――
2 ⎟⎠
⎝
⎡ 1.195 ⎤
⎢1
⎥
―――→
Ka + Kp + K0 ⎢ 1.532 ⎥
Kj ≔ ――――= ⎢
⎥
3
⎢1
⎥
⎢ 1.195 ⎥
⎣ 1.532 ⎦
Angulo de fricción interna del pilote δj (arenas)
⎡ 20 ⎤
⎢ 0⎥
⎢ 20 ⎥
δj = ⎢ ⎥ deg
⎢ 0⎥
⎢ 20 ⎥
⎣ 20 ⎦
Coeficiente de fricción interna αj (arcillas)
⎡0
⎤
⎢ 0.69 ⎥
⎢0
⎥
α=⎢
⎥
⎢ 0.69 ⎥
⎢0
⎥
⎣0
⎦
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1. METODO NAVFAC DM 7.2
1.1. Suelos no-cohesivos (Arenas)
1.1.1. Resistencia en la Base del pilote (Punta)
Rb ＝ σefb ⋅ Nq ⋅ Ab
σefb
Nq
Ab
:Tensión efectiva en la base del pilote
:Factor de capacidad portante
:Área de la base del pilote
Tensión efectiva en la base del pilote σefb
Esfuerzo total
Δ ≔ 1 cm
⎡ 19.5 ⎤
⎢ 18.5 ⎥
⎢ 20 ⎥ kN
γ=⎢
⎥ ――
3
⎢ 18.5 ⎥ m
⎢ 19.5 ⎥
⎢⎣ 20 ⎥⎦
⎡ 78 ⎤
⎢ 152 ⎥
⎢ 212 ⎥ kN
σ=⎢
⎥ ――
2
⎢ 286 ⎥ m
⎢ 344.5 ⎥
⎢⎣ 384.5 ⎥⎦
Presión de poros
kN
γw = 10 ――
m3
⎡4 ⎤
⎢4 ⎥
⎢3 ⎥
H=⎢
⎥m
⎢4 ⎥
⎢3 ⎥
⎢⎣ 5.5 ⎥⎦
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Esfuerzos
efectivos
⎡ 0⎤
⎢ 40 ⎥
⎢ 70 ⎥
u=⎢
⎥ kPa
⎢ 110 ⎥
⎢ 140 ⎥
⎢⎣ 160 ⎥⎦
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Esfuerzos efectivos
⎡ 19.5 ⎤
⎢ 18.5 ⎥
⎢ 20 ⎥ kN
γ=⎢
⎥ ――
3
⎢ 18.5 ⎥ m
⎢ 19.5 ⎥
⎢⎣ 20 ⎥⎦
⎡ 78 ⎤
⎢ 112 ⎥
⎢ 142 ⎥ kN
σ' = ⎢
⎥ ――
2
⎢ 176 ⎥ m
⎢ 204.5 ⎥
⎢⎣ 224.5 ⎥⎦
kN
σefb = 224.5 ――
m2
Factor de capacidad portante Nq
Capa punta
var = 6
ϕ'
var
= 36.5 °
ϕang_fricc Nq_impul Nq_perf
(°))
26
10
5
28
15
8
30
21
10
31
24
12
32
29
14
33
35
17
34
42
21
35
50
25
36
62
30
37
77
38
38
86
43
39
120
60
40
145
72
||
Nq ≔ ‖ if Pilotestipo ＝ “Impulsados”
‖
||
‖ ‖ Nq ← linterp ⎛ϕang_fricc , Nq_impul , ϕ' ⎞ | |
var
‖
⎝
⎠||
‖ ‖
‖ if Pilotes
| |
＝
“Perforados”
tipo
‖
| |
‖ ‖ Nq ← linterp ⎛ϕang_fricc , Nq_perf , ϕ'var⎞ | |
‖
⎝
⎠| |
‖‖ ‖
|
Nq = 69.5
Área de la base del pilote Ab
π ⋅ D2
Ab ≔ ――= 0.292 m 2
4
Resistencia en la base arenas: Rb_arena ≔ σefb ⋅ Nq ⋅ Ab
Rb_arena = 4559.85 kN
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1.1.2. Resistencia en el Eje del pilote (Fuste)
n
Rs ＝ ∑ Kj ⋅ σefj ⋅ tan ⎛⎝δj⎞⎠ ⋅ Asj
j=1
Donde:
Kj
σefj
δj
Asj
:Coeficiente de presión de tierra lateral en la capa j th
:Tensión efectiva en la capa j th
:Angulo de fricción interna del pilote.
:Área del eje del pilote en la capa j th
Tensión efectiva en la capa
Factor determinante
de profundidad critica:
kdc ≔ 10 arenas suaves
15 arenas medias compactas
20 arenas compactas
Hlimite ≔ kdc ⋅ D
⎡ “granular” ⎤
⎢ “cohesivo” ⎥
⎢ “granular” ⎥
M=⎢
⎥
⎢ “cohesivo” ⎥
⎢ “granular” ⎥
⎢⎣ “granular” ⎥⎦
kdc = 15
⎡ 78 ⎤
⎢ 112 ⎥
⎢ 123.5 ⎥ kN
σefb' = ⎢
⎥ ――
2
⎢ 123.5 ⎥ m
123.5
⎢
⎥
⎢⎣ 123.5 ⎥⎦
kN
σefb = 123.5 ――
m2
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Ver Esfuerzos promedio y longitudes
Ver Coeficiente de presión de tierra y Angulo de fricción interna
Área del eje del pilote Asj
Asj ≔ (π ⋅ D) ⋅ ΔL
Resistencia por fricción arenas: Rs_arena = 1091.47 kN
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1.2. Suelos cohesivos (Arcillas)
1.2.1. Resistencia en la Base del pilote (Punta)
Rb ＝ 9 ⋅ cu ⋅ Ab
Resistencia en la base arcillas: Rb_arcilla ≔ 9 ⋅ cu
var
⋅ Ab
Rb_arcilla = 0 kN
1.2.2. Resistencia en el Eje del pilote (Fuste)
n
Rs ＝ ∑ αj ⋅ cuj ⋅ Asj
j=1
αj
cuj
Asj
:Coeficiente de fricción interna en la capa j th
:Cohesión sin drenar en la capa j th .
:Área del eje del pilote en la capa
Área del eje del pilote en la capa
Asj ≔ (π ⋅ D) ⋅ ΔL
Resistencia por fricción arcillas:
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Rs_arcilla = 528.92 kN
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RESUMEN DE RESULTADOS
Resistencia por fricción:
Resistencia en la base:
Rs ≔ Rs_arena + Rs_arcilla = 1620.39 kN
Rb ≔ Rb_arena + Rb_arcilla = 4559.85 kN
Capacidad vertical ultima: Qult ≔ Rs + Rb = 6180.237 kN
Carga Solicitada:
Carga = 2000 kN
Factor de seguridad:
Qult
= 3.09
FSv ≔ ―――
Carga
Verificación ≔
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> SFv = 2
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1.3. Pilote fijado en roca
Tipo de roca:
Esquisto
Factor de seguridad:
FS ≔ 3
MN
qu = 53 ――
m2
ϕ'roca = 15 deg
qu
MN
qu_diseño ≔ ―= 10.6 ――
5
m2
2
⎛
ϕ'roca ⎞
Nϕ ≔ tan ⎜45 deg + ―――
⎟ = 97.31 deg
2 ⎠
⎝
D2
Ap ≔ π ⋅ ――
= 0.292 m 2
4
⎛⎝qu_diseño ⋅ ⎛⎝Nϕ + 1⎞⎠⎞⎠ ⋅ Ap
Qp_perm ≔ ――――――――
FS
Qp_perm = 2786.377 kN
Capacidad permisible en la punta:
Carga = 2000 kN
Verificación2 ≔
Global Structures S.A
<
Qp_perm = 2786.38 kN
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