Evaluación de asentamientos en el tiempo de sistemas placa-pilote apoyados sobre depósitos arcillosos de Bogotá D.C. utilizando un modelo 3D de elementos finitos
DOI:
https://doi.org/10.4067/s0718-28132018000100006Palabras clave:
Arcillas de Bogotá D.C., Asentamiento total, Elementos finitos 3D, placa-pilote, Rocscience RS3Resumen
Este estudio se relaciona con los análisis de sistemas de cimentación placa-pilote apoyados sobre un perfil estratigráfico típico de arcillas en Bogotá D.C. La estratigrafía fue establecida usando alrededor de 57 registros de exploración y 16 ensayos de piezoconos de estudios geotécnicos para la primera línea del Metro proyectado en esta misma ciudad. Se estableció un modelo de 4 capas de suelo y los parámetros geotécnicos para cada una de estas fueron estimados a partir de ensayos de clasificación USCS, peso unitario, corte directo, consolidación unidimensional, compresión inconfinada y triaxiales CU. Basados en estos parámetros geotécnicos, un análisis de FEM en 3D fue realizado para el estudio de un sistema placa-pilote. 54 combinaciones geométricas entre longitud, diámetro, separación entre centros de elementos verticales y espesor de placa, fueron establecidas para la determinación de asentamientos totales teniendo en cuenta el proceso de construcción (300 días) y posterior hasta 20 años para un edificio sin sótanos de 15 pisos. Adicionalmente se estimaron los asentamientos totales usando las metodologías de Placa equivalente, Pilote equivalente, Poulos y Davis, y Poulos-Davis-Randolph para encontrar el número máximo de pilotes necesarios para el cumplimiento del asentamiento máximo a 20 años propuesto por la NSR-10 (2010) – Título H (30 cm). Finalmente se realizó el análisis de costos globales de construcción para todas las configuraciones geométricas encontradas.
Referencias
Bajad, S.P. and Sahu, R.B. (2009). Optimun design of piled raft in soft clay - a model study. Indian Geotechnical Society Conference, Guntuy, 131-134
Bhowmik, R. and Samanta, M. (2013). Numerical analysis of piled-raft foundation under vertical load in stone column improved soil. Proceedings of Indian Geotechnical Conference, Roorkee, 1-10
Cho, J., Lee, J.H., Jeong, S. and Lee, J. (2012). The settlement behavior of piled raft in clay soils. Ocean Engineering 53, 153-163. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2012.06.003
Cooke, R.W. (1986). Piled raft foundations on stiff clays - a contribution to design philosophy. Géotechnique 36(2), 169-203. https://doi.org/10.1680/geot.1986.36.2.169
Cooke, R.W., Bryden Smith, D.W., Gooch, M.N. and Sillett, D.F. (1981). Some observations of the foundation loading and settlement of a multi-storey building on a piled raft foundation in London clay. Proceedings of the Institution of Civil Engineers 70(3), 433-460. https://doi.org/10.1680/iicep.1981.1783
Davids, A., Wongso, J., Popovic, D. and McFarlane, A. (2008). A Postcard from Dubai design and construction of some of the tallest buildings in the world. CTUBH 8th World Congress, Dubai, 3-5. https://doi.org/10.3850/9789628014194_0075
Desai, C.S., Zaman, M.M., Lightner, J.G. and Siriwardane, H.J. (1984). Thin-layer element for interfaces and joints. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics 8(1), 19-43. https://doi.org/10.1002/nag.1610080103
Elwakil, A.Z. and Azzam, W.R. (2016). Experimental and numerical study of piled raft system. Alexandria Engineering Journal 55(1), 547-560. https://doi.org/10.1016/j.aej.2015.10.001
Fattah, M.Y., Al-Mosawi, M.J. and Al-Zayadi, A. A. (2013). Time dependent behavior of piled raft foundation in clayey soil. Geomechanics and Engineering 5(1):17-36. https://doi.org/10.12989/gae.2013.5.1.017
GGS (2014). Empfehlungen des Arbeitskreises Numerik in der Geotechnik - EANG. German Geotechnical Society, Wiley-VCH Verlag GmbH, Germany
Hansbo, S. and Jendeby, L. (1983). A case study of two alternative foundation principles: conventional friction piling and creep piling. Väg-och Vattenbyggaren 7(8), 29-31
Ibáñez, L.O. (2017). Análisis de la influencia de la profundidad de cimentación en la disminución de asentamientos en losas de fundación combinadas con pilotes. Obras y Proyectos 22, 42-49. https://doi.org/10.4067/S0718-28132017000200042
Katzenbach, R., Arslan, U., Moorman, C. and Reul, O. (1998). Pile raft foundation: interaction between piles and raft. Darmstadt Geotechnics 4 (2), 279-296
Leung, Y.F., Soga, K., Lehane, B.M., and Klar, A. (2010). Role of linear elasticity in pile group analysis and load test interpretation. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering 136(12), 1686-1694. https://doi.org/10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0000392
Montaña, D. (2013). Características de compresibilidad y resistencia de arcillas típicas del depósito lacustre de Bogotá. Tesis de maestría, Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito, Bogotá, Colombia
Moya, J. y Rodríguez, J. (1987). El subsuelo de Bogotá y los problemas de cimentaciones. 8va Conferencia Panamericana de Mecánica de Suelos e Ingeniería de Fundaciones, Cartagena de Indias, Colombia, 197-264
NSR-10 (2010). Reglamento Colombiano de construcción sismo resistente. Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica, Colombia
Orozco, L.F. (2006). Asentamientos de fundaciones en la arcilla de Bogotá. IV Encuentro Nacional de Ingenieros de Suelos y Estructuras. Colombia
Palacio, J. (2015). Análisis comparativo de metodologías de diseño de sistemas de cimentación placa-pilote. Tesis de maestría, Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito, Bogotá, D.C.
Patil, J.D., Vasanvala, S.A. and Solanki, C.H. (2013). A study on piled raft foundation: state of art. International Journal of Engineering Research and Technology 2(8):1464-1470
Poulos, H.G. (2001). Piled raft foundations: design and applications. Géotechnique 51(2): 95-113. https://doi.org/10.1680/geot.2001.51.2.95
Poulos, H.G. and Davis, E.H. (1980). Pile foundation analysis and design. John Wiley & Sons
Randolph, M.F. (1994). Design methods for pile groups and piled rafts. 13th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, New Delhi, vol. 5, 62-82
Reul, O. and Randolph, M.F. (2003). Piled rafts in overconsolidated clay: comparison of in situ measurements and numerical analyses. Géotechnique 53(3), 301-315. https://doi.org/10.1680/geot.2003.53.3.301
Small, J.C. and Liu, H.L.S. (2008). Time-settlement behaviour of piled raft foundations using infinite elements. Computers and Geotechnics 35(2): 187-195. https:/doi.org/10.1016/j.compgeo.2007.04.004
Tan, Y.C., Chow, C.M. and Gue, S.S. (2005). Piled raft with different pile length for medium-rise buildings on very soft clay. XVI International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Osaka, vol. 4, 2045-2048. https://doi.org/10.3233/978-1-61499-656-9-2045
Tomlinson, M. and Woodward, J. (2014). Pile design and construction practice. 6th edition, CRC Press

Descargas
Publicado
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2018 Universidad Católica de la Santísima Concepción

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0.