Mechanical Engineering">
Curso Diseño de Micropilotes - Lima Peru Junio 7-8 de 2018
Curso Diseño de Micropilotes - Lima Peru Junio 7-8 de 2018
Curso Diseño de Micropilotes - Lima Peru Junio 7-8 de 2018
Cargo Actual
Gerente Técnico de la compañía Línea Sísmica S.A.S. en la ciudad de Medellín.
Ingeniero Diseñador Geotecnia
CONTENIDO
1. Introducción
Definición y descripción de un micropilote
Reseña Histórica
3. Aplicaciones de Micropilotes
Confiabilidad de los Micropilotes
Generalidades
Consideraciones físicas
Condiciones del subsuelo
Condiciones ambientales
Adaptación a estructura existentes
Limitaciones de los micropilotes
Economía de los micropilotes
Soporte Estructural
Generalidades
CONTENIDO
Fundaciones nuevas
Apuntalamiento de fundaciones existentes
Reforzamiento sísmico
Reforzamiento in-situ
Introducción
Evaluación de la confiabilidad de los micropilotes
Revisión de la información disponible y datos geotécnicos
Estados de Carga y Combinaciones
Diseño Preliminar de micropilotes
Espaciamiento entre micropilotes
Longitud de micropilotes
Sección transversal del micropilote
Tipo de micropilote
Diseño estructural del micropilote
Evaluación de la capacidad de carga geotécnica del micropilote
Capacidad a compresión
Capacidad al arrancamiento
Estimación Asentamiento de Grupo
Protección a la Corrosión
Longitud de Penetración
Downdrag
Diseño de Micropilotes a Carga Lateral
Resistencia Lateral del Grupo de Micropilotes
CONTENIDO
Pandeo de Micropilotes
Consideraciones Sísmicas
6. Pruebas de Carga
Generalidades
Equipos y Montaje
Pruebas de Verificación
Pruebas de Aceptación
Criterios de Aceptación
• Pilotes: Carga aplicada resistida Secciones Típicas Micropilotes Sección Típica Pilote
por la sección de concreto
reforzado.
• As es aproximadamente la mitad
del área de la sección de la 25.4mm
• Concebidos en Italia
aproximadamente hacía 1950.
• Criterio adaptado de la FHWA: State of the practice for micropiles (FHWA-RD-96-016, -017, -018 y -
019; 1997)
• El método de clasificación consiste en una designación de dos partes: un número, el cual denota el
comportamiento del micropilotes y una letra, la cual designa el método de llenado (CASO/TIPO).
CLASIFICACIÓN SISTEMAS DE MICROPILOTES
CLASIFICACIÓN SEGÚN DISEÑO DE SU APLICACIÓN
• CASO 1: Los micropilotes son cargados directamente y el refuerzo del micropilote resiste la mayor
parte de la carga aplicada.
Son usados para transferir las carga estructurales a estratos más profundos y competentes y son
sometidos a cargas axiales o laterales. Es diseñado concebido como trabajo individual pero pueden ser
instalados en grupos.
• Tipo A: El llenado es hecho a gravedad. Se puede usar mortero o lechada. Las paredes laterales de la
excavación puede ser escarificada para incrementar la capacidad.
• Tipo D: Se construye el micropilote en dos etapas similar al micropilote tipo C. El llenado inicial
tambien puede hacerse de forma presurizada como con el micropilote tipo B. Luego del endurecimiento
del llenado inicial, se realiza la fase de inyección de lechada a presiones variables entre 2 a 8 Mpa (290
a 1160 PSI). Se emplean obturadores al interior de la tubería de manera que horizontes específicos
pueden ser tratados varias veces en caso de ser requerido. Este método se denomina IRS (Inyección
Repetitiva y Selectiva).
CLASIFICACIÓN SISTEMAS DE MICROPILOTES
CLASIFICACIÓN SEGÚN TIPO DE CONSTRUCCIÓN
• Útil cuando el proyecto tiene acceso restringido o está localizado en áreas remotas.
• El sistema de soporte necesita estar localizado en la proximidad de estructuras existentes y las
condiciones de perforación son difíciles.
• El hincamiento de pilotes resultaría en licuación de suelos.
• Mínimas vibraciones o ruido.
• Adaptación de un sistema de cimentación a una estructura existente.
• Barrera a condiciones naturales corrosivas.
APLICACIONES DE LOS MICROPILOTES
LIMITACIONES DE MICROPILOTES
• Micropilotes verticales tienen muy limitada capacidad de carga lateral. Micropilotes inclinados mejoran
sustancialmente la resistencia lateral.
• La baja resistencia a cortante ofrecida por la sección del micropilote hace que en muchas ocasiones no
sea una solución efectiva para la estabilización de taludes.
TECNICAS DE CONSTRUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
En función de:
• Las condiciones del subsuelo hacen que la instalación de pilotes hincados o pilas excavadas se
dificultan y encarecen por la cantidad de cantos rodados y clastos de gran tamaño.
• Existe un acceso difícil al proyecto para maquinas convencionales de gran tamaño, o cuando no existe
alturas libres suficientes para las mismas, como por ejemplo, al interior de estructuras existentes.
• Cuando existen vacíos al interior del suelo: minas subterráneas, formaciones kársticas, suelos
colapsables.
• Cuando existen limitaciones en el ruido y vibración de la instalación.
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 2: Revisión de la información Geotécnica Disponible
1. Geología local y regional
2. Revisión de la historia del sitio para conocer si hubo actividades de minería en su área de influencia,
excavaciones previas, problemas con construcciones previas, métodos de construcción usados para las
domiciliarias, sótanos o fundaciones adyacentes, la posible contaminación de materiales, etc.
3. Registros de perforación que incluyan descripción y clasificación del suelo encontrado, humedades
naturales, ensayos de penetración estándar (SPT) o valores del ensayo de penetración con cono (CPT)
y descripción de las condiciones del nivel freático.
6. Un perfil del suelo a lo largo del alineamiento de la estructura construido a partir de las perforaciones
en el suelo, presentando tipo de suelo, elevación del nivel freático y valores SPT como mínimo.
2. Las combinaciones de carga deberán ser obtenidas en función de las recomendaciones incluidas en la
normatividad nacional.
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 4: i) Espaciamiento entre micropilotes
2. Criterio desarrollado inicialmente para pilotes hincados, para cubrir posibles desviaciones en la
perforación en profundidades significativas y para reducir el efecto de grupo entre pilotes adyacentes.
3. Esta separación está sujeta al tipo de proyecto. Cuando DL ≤ 450kN, en proyectos de reforzamiento
sísmico, se instalan al interior de la fundación existente sin necesidad de cumplir con este criterio.
4. Para DL≥450kN, los micropilotes para reforzamiento de fundaciones se deberán instalar en una
fundación adicional o recalce, que se vincule a la antigua mediante dovela y anclajes mecánicos y/o
epóxicos.
5. Esta separación debe estar incluida en planos y especificaciones de manera que le permita al
constructor hacer un balance económico entre emplear mayor cantidad de micropilotes de baja
capacidad o emplear menos de mayor capacidad, según lo permita la geotecnia del sitio.
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 4: ii) Longitud del Micropilote
1. En función de la capacidad geotécnica requerida, desarrollada por la adherencia del grouting con el
suelo circundante.
3. La máxima longitud de micropilotes que podría ser alcanzada con taladros comunes estaría del orden
de 90m, sin embargo, es impráctico y costoso y técnicamente inviable por el pandeo. Como limite
práctico para la mayoría de los proyectos, los micropilotes no deberían de exceder los 30m.
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 4: iii) Sección Transversal
Por lo general, el 50% del área de la sección transversal de la perforación es ocupado con acero de
refuerzo o tubería de refuerzo.
1. Tuberías con diámetros externos más comunes de 141mm, 178mm y 245mm, con esfuerzos de
fluencia de 552MPa.
2. Barras de acero de refuerzo convencional con fy=420MPa y acero de alta resistencia tipo GeWi o
Dywidag
3. Barras Autoperforantes
Acero de Refuerzo convencional y de alta resistencia
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 4: iii) Sección Transversal
Barras autoperforantes
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 4: iii) Sección Transversal
Tubería Perdida
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 4: iii) Sección Transversal
• En general, es preferible instalar pocos micropilotes de alta capacidad que mayor número de
micropilotes de baja capacidad.
• La FHWA recomienda el empleo de refuerzo con tubería en vez de usar barras de refuerzo únicamente,
porque logran mayores capacidades estructurales, se minimizan las deflexiones laterales y resisten
mayor capacidad de carga lateral.
• La oxidación polvorienta suelta que aparece en las barras después de exposiciones cortas no tiene un
efecto significativo en la adherencia entre el refuerzo y la lechada.
• Tipo A, B, C o D.
• El diseñador deberá recomendar un tipo de micropilote en función del suelo encontrado y las
limitantes del proyecto.
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 5) Diseño Estructural de micropilotes de longitud revestida
• De acuerdo a la AASHTO (2002), la máxima deformación empleable en el fibra extrema del concreto
a compresión es igual a 0.003. Asi, si el grouting es limitada a una deformación a compresión de
0.003, los componentes de acero deben tambien limitarse a este valor. El esfuerzo en el acero a este
nivel de deformación e igual al modulo elástico del acero, multiplicado por la deformación 0.003. Para
un modulo elástico típico de 200.000 Mpa, el punto de fluencia permisible es entonces 200.000 MPa x
0.003 = 600 Mpa. En consecuencia, el máximo esfuerzo basado en consideraciones de la falla del
grouting es 600 Mpa.
• Por ejemplo, para un micropilote con tubería, cuyo esfuerzo de fluencia es 241 Mpa, el esfuerzo de
fluencia de la barra de refuerzo es 520 Mpa y el máximo esfuerzo de falla controlada del grouting es
600 Mpa, un valor de 241MPa seria usado para el termino Fysteel en la ecuación.
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 5) Diseño Estructural de micropilotes de longitud revestida
Dado Placa Portante
Ejemplo Práctico Cálculo Capacidad Estructural Micropilote 25x25x2.5cm Acero A36
𝑃 0.4 ∗ 𝑓 ∗𝐴 0.47 ∗ 𝐹 ∗𝐴
𝜋
𝐴 ∗ 𝑂𝐷 𝐼𝐷 10 cm min
4
𝜋 139mm OD x 4.37mm
𝐴 ∗ 139𝑚𝑚 139𝑚𝑚 2 ∗ 4.37𝑚𝑚
4 Revestimiento N80
1168mm (46pulg)
𝐴 1848.31𝑚𝑚
𝜋 DP min 203mm (8pulg)
𝐴 ∗ 𝐷𝑝 𝐴
4
𝐴 ∗ 203𝑚𝑚 1848.31𝑚𝑚 30517.17𝑚𝑚
Barra GR150 D 63.5mm (2.5 pulg)
203mm (8pulg)
𝐹 min 𝐹 ,𝐹
Empotramiento
Roca 317.5mm
0.47 ∗ 550𝑀𝑃𝑎 ∗ 1848.31𝑚𝑚 /1000 819.58𝑘𝑁
DP min
114mm (4.5pulg)
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 5) Diseño Estructural de micropilotes de longitud revestida
Efecto de secciones acopladas en la capacidad a compresión.
En algunas ocasiones, como el ejemplo arriba descrito, se instalan barras de refuerzo y revestimientos con
tuberías perdidas. Para la instalación de micropilotes en espacios estrechos en altura, la longitud de las
secciones individuales de revestimiento pueden ser de 1m o más cortas. Los acoples de las barras de
refuerzo pueden proveer una capacidad axial mínima del 125% Fy de la barra, por lo que no modifica las
propiedades de resistencia de la barra intacta.
Protección a al Corrosión
Para evaluar la capacidad a la corrosión de la longitud cubierta, el diámetro exterior del revestimiento en
acero es reducido para tener en cuenta las perdidas en la sección resultante por corrosión a lo largo de la
vida de diseño. Las perdidas especificas dependen de la agresividad del suelo en donde se construye el
micropilote.
Para proteger contra la corrosión se emplea normalmente revestimientos epóxicos y mayores espesores en
el revestimiento de lechada.
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 5) Diseño Estructural de micropilotes de longitud revestida
Pandeo en micropilotes de longitud cubierta
CAGR1 Cuando el agua acida (con PH bajo) se infiltra en suelos ricos en carbonatos, se forma bicarbonato, el cual es soluble con el agua, dejando
carcavas al interior del terreno.
Carlos A. Gómez R.; 4/06/2018
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 5) Diseño Estructural de micropilotes de longitud revestida
Capacidad a Tracción
Diseño a Corrosión
En ambientes corrosivos, se asume que el revestimiento en acero no resiste tracción y se debe dimensionar
la barra de refuerzo central para que tome toda la carga a tracción de manera admisible.
La solicitud a tracción no debe ser mayor al 25% de la capacidad a tracción admisible del revestimiento sin
juntas.
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 5) Diseño Estructural de micropilotes de longitud revestida
Evaluación a flexo-compresión
En donde,
El factor de longitud efectiva, K, depende de la restricción rotacional en los extremos de los micropilotes y
de los medios disponible para resistir movimientos laterales. Este valor se asume como 1 para el diseño de
micropilote.
Toda la carga axial es tomada por la tubería de revestimiento, aunque esta consideración es conservadora.
Richard and Rothbauer (2004) propuso la verificación de los esfuerzos combinados que tienen en cuenta la
contribución del grouting al interior del revestimiento para la capacidad a compresión. Este método asume
que el potencial de pandeo no es significativo y se ignora.
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 6) Diseño Estructural de micropilotes de longitud sin revestir
Este caso es el más usado en el medio.
Capacidad a Compresión
Para este caso, el esfuerzo a compresión de la barra empleada en los cálculos se asume que no excede los
600 Mpa, para prevenir el agrietamieto en la lechada a una deformación asumida de 0.003, al menos que
existan datos que demuestren que la lechada confinada puede sostener deformaciones mayores sin
agrietarse.
Capacidad a Tracción
Capacidad a Flexo-Compresión
No se diseñan a flexo compresión.
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 7) Revisar el diseño del micropilote
Basado en los cálculos anteriores, la sección del micropilote deberá ser modificada si la carga a compresión
o a tracción admisible para los casos revestidos y sin revestir, no son suficientes para atender las cargas de
diseño.
Suelos no adecuados para desarrollo de bulbo por deformaciones plásticas excesivas o creep
• Suelos orgánicos
• Suelos cohesivos con un índice liquido promedio superior a 0.2.
• Suelos cohesivos con un limite liquido promedio superior a 50.
• Suelos cohesivos con un índice plástico promedio superior a 20.
En ciertos proyectos, la mayoría del perfil se compone por suelos con las características descritas arriba. En
estos casos, se debe emplear mayores factores de seguridad y limitar la capacidad de carga.
Capacidad de Carga Admisible del Micropilote. Método Bustamante & Doix (1985)
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 8) Capacidad Geotécnica de los Micropilotes
Paso a paso:
1. La capacidad de carga del bulo se determina de manera unitaria, por metro de longitud; es decir,
asumiendo Ls=1m. Luego.
3. Se varía la longitud del bulbo, involucrando los diferentes estratos del perfil, hasta encontrar una
longitud que satisfaga los requerimientos de cargas de servicio de la edificación.
4. Se emplearán para el cálculo F.S. ≥2.0, afectando directamente el valor de adherencia limite.
En proyectos en donde el micropilote sea construido en suelos con susceptibilidad al creep, suelos
altamente plásticos, rocas débiles o cualquier otra consideración marginal, se deberá emplear un
factor de seguridad mínimo de 2.5.
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 8) Capacidad Geotécnica de los Micropilotes
Adherencia Limite Suelo Lechada:
Dependen del método de construcción e inyección. La FHWA, 2005, recomienda emplear los siguientes
valores, haciendo énfasis que, en roca, se debe construir micropilotes tipo A y en suelos, tipo B en adelante.
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 8) Capacidad Geotécnica de los Micropilotes
Adherencia Limite Suelo Lechada:
De acuerdo a Bustamante y Doix, 1985, la adherencia se puede obtener de correlaciones directas con el
ensayo SPT o presurimetro de Menard y a partir de las siguientes graficas según el tipo de inyección (IRS o
IGU), en micropilotes tipo C y D.
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 8) Capacidad Geotécnica de los Micropilotes
Adherencia Limite Suelo Lechada:
De acuerdo al ministerio de fomento Español, se pueden obtener los valores de adherencia limite
correlacionando con ensayo SPT y presiones limites del ensayo presiometrico para arenas y gravas, o
correlacionado con compresiones simples y presiones limites del ensayo presiometrico para arcillas y
limos.
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 8) Capacidad Geotécnica de los Micropilotes
Coeficientes de expansión y volumen inyectado:
De acuerdo a Bustamante y Doix, 1985, en micropilotes tipo C y D, existe una expansión del diámetro de
bulbo en función del tipo de suelo y del tipo de inyección adoptado, IRS o IGU.
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 8) Capacidad Geotécnica de los Micropilotes
Capacidad a Compresión del Grupo de Micropilotes según FHWA, 2005. en suelos cohesivos.
• Factor de eficiencia en función del espaciamiento centro a centro y las condiciones de contacto entre la
parte inferior del dado de micropilote y el suelo cerca a la superficie.
Cuando existe un espaciamiento pequeño entre los micropilotes, el potencial para que el grupo de
micropilote falle como un bloque deberá ser evaluado. Para un grupo de micropilote de ancho Bg y de
longitud Lg y profundidad D, la capacidad última del grupo de micropilote Qg, está dado por:
El valor de eficiencia se extrae de la tabla anterior, y se usa el menor valor calculado de capacidad para
diseño.
Capacidad a Compresión del Grupo de Micropilotes según FHWA, 2005. en Suelos No Cohesivos.
𝑸𝒈 ∑ 𝑸𝒊
si y solo sí, Sh>3Ds, en donde Ds es el diámetro luego de la inyección.
Capacidad a Compresión del Grupo de Micropilotes según FHWA, 2005 en suelos No Cohesivos
sobre estratos de suelos débiles o compresibles.
Se puede presentar efecto de punzonamiento a cortante del grupo de micropilotes en el suelo débil.
El método propone cumplir la siguiente relación para asegurar que no ocurra el efecto de punzonamiento a
cortante:
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 8) Capacidad Geotécnica de los Micropilotes
En donde:
• Qg, Bg y Lg son definidos en la figura
• qo es la resistencia unitaria ultima a la profundidad de la parte superior del estrato débil subyacente,
usando los parámetros de resistencia al cortante de la capa inferior.
• q1 es la resistencia unitaria ultima a la profundidad de la parte superior del estrato no cohesivo o fuerte,
usando los parámetros de resistencia al corte de la capa superior.
• qp es la resistencia unitaria ultima a la profundidad de las puntas de los micropilotes.
• H es la distancia desde la cota de la punta de los micropilotes a la cota de la parte superior del suelo
débil subyacente.
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 8) Capacidad Geotécnica de los Micropilotes
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 8)Evaluación de la capacidad del grupo al levantamiento. Suelos
Cohesivos.
Basada en la resistencia al esfuerzo cortante no drenada del bloque de suelo encerrado por el grupo más el
el peso efectivo de el dado y el bloque suelo-pilote.
Se expresa como:
En donde,
Basada en la resistencia al esfuerzo cortante no drenada del bloque de suelo encerrado por el grupo más el
el peso efectivo de el dado y el bloque suelo-pilote.
Se expresa como:
En donde,
Se toma como el peso efectivo del bloque de suelo extendiéndose hacía arriba y desde la base de los
micropilotes, en una pendiente 1H:4V, como se muestra en la figura. En este análisis, el peso de los
micropilotes al interior del bloque se consideran igual al peso de el suelo.
Se expresa como:
En donde,
La capacidad admisible al levantamiento del grupo debe ser comparada con la capacidad al levantamiento
admisible para un micropilote individual multiplicada por el numero de micropilotes en el grupo.
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 8)Estimación del Asentamiento de Grupo
Son los mismos que los calculados para estimar el asentamiento en grupo de pilotes hincados.
Se evalúan:
La metodología expuesta consiste en el método de la zapata equivalente, en donde las cargas actúan sobre
una zapata equivalente localizada a 2/3 de la profundidad embebido dentro del suelo en el que se soportan
los micropilotes.
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 8)Estimación del Asentamiento de Grupo
• El caso de la figura izquierda corresponde a un grupo de micropilotes apoyados sobre una capa de
suelo uniforme.
• La carga del grupo sobre esta área es entonces, la presión de soporte transferida al suelo a través de
la zapata equivalente. La carga se proyecta hacia abajo y se extienden en forma piramidal, con lados
cuyas pendientes son 1H:2V y causan una presión vertical adicional y uniforme en los niveles
inferiores. La presión en cualquier nivel es igual a la carga llevada por el grupo y dividida por el
área en planta de la base de la proyección piramidal en ese nivel. Los asentamientos son calculados
basados en el incremento de presiones en las capas suprayacentes.
• Este método es conservador toda vez que los asentamientos a compresión de la capa definida justo
por debajo de la parte superior de la zapata equivalente hasta el extremo inferior de los micropilotes,
no tienen en cuenta la rigidez del perfil mejorada por los micropilotes.
PASO 1: Se determina la nueva carga impuesta por el grupo de pilotes sobre el suelo.
2. Se determina las dimensiones de la zapata equivalente. Para el grupo de solo pilotes verticales, la
zapata equivalente tiene las mismas dimensiones de longitud y ancho de el grupo de pilotes. Para el
grupo de pilotes que incluya pilotes inclinados, el área en planta de la zapata debería ser calculada
desde las dimensiones del grupo de pilotes a una profundidad de 2/3D, incluyendo el área en planta
incrementada debido a los pilotes inclinados.
3. Se determina la distribución de presiones hacia el suelo por debajo de la zapata equivalente y hasta
la profundidad a la cual el incremento de presiones desde la zapata equivalente es menor que el
10% de el esfuerzo geostatico efectivo existente.
Los estratos a los que se le calculara los asentamientos son aquellos presentes hasta que el
incremento de presiones sea menor al 10%.
4. La carga del grupo con la que se calculan los asentamientos es la carga de diseño y no la carga
ultima.
5. Se subdivide el suelo cohesivo afectado por el bulbo de esfuerzos en varias capas de 1.5 a 3m de
espesor.
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 8)Estimación del Asentamiento de Grupo
Paso a paso del asentamiento de grupo en suelos cohesivos
3. Determina la distribución de esfuerzos hacia las capas de suelos por debajo de la zapata equivalente
hasta la profundidad en donde los incrementos de esfuerzos son menores al 10% del esfuerzo
inicial.
8. Se calculan los asentamientos de cada capa afectada y la luego la sumatoria de los asentamientos de
todas las capas.
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
PASO 8)Estimación del Asentamiento de Grupo
Deformaciones Elásticas del Micropilote
Como la rigidez del micropilote es variable a lo largo de su longitud debido a que la carga axial es
transferida al terreno, las deformaciones elásticas se calculan de manera discretizada.
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
DISEÑO GEOTECNICO A CARGA LATERAL
El modelo estructural de interacción suelo-estructura se
construye a partir de las curvas P-Y y tratando la pila como una
columna con soporte lateral. El comportamiento lateral y axial
se obtiene resolviendo la ecuación diferencial:
En donde,
Px = Carga Axial sobre el micropilote
Y = Deflexión lateral del micropilote en el punto X a lo largo de
la longitud del micropilote.
p = Reacción lateral del suelo por unidad de longitud.
EI = Rigidez a flexión del micropilote.
w = Carga distribuida a lo largo de la longitud del micropilote.
DISEÑO DE MICROPILOTES DE FUNDACIÓN
DISEÑO GEOTECNICO A CARGA LATERAL
A partir de la resolución de la ecuación diferencial anterior, se
pueden obtener las siguientes relaciones:
La relación no lineal entre la resistencia del suelo, p, y la deflexión y, es la curva P-Y, usada para modelar el
suelo. Con la intención de modelar la curva P-Y, se asume un modulo secante, y se desarrolla una solución
numérica obtenida por aproximaciones sucesivas e iteraciones hasta la convergencia.
La sustitución de la ecuación Es=p/y en la ecuación general mostrada arriba, resulta en una ecuación que se
formula numéricamente en un numero de puntos o nodos a lo largo del micropilote. El valor de p en cada
nodo, i, es expresado como 𝐸 , de manera que la variable desconocida es el valor “y” en cada nodo. Una
solución por computador, la cual involucra la solución simultanea de una serie de ecuaciones numerosas
veces procede de la siguiente forma:
La solución numérica a las ecuaciones gobernantes se puede llevar a cabo empleando aproximaciones en
elementos finitos o en diferencias finitas.
El procedimiento descrito arriba depende de representar el suelo por una familia de curvas p-y apropiadas.
Dependen del método de construcción e inyección. La FHWA, 2005, recomienda emplear los siguientes
valores, haciendo énfasis que, en roca, se debe construir micropilotes tipo A y en suelos, tipo B en adelante.