Determinación de la capacidad de carga por fricción y punta de pilas de cimentación con celda de carga bidireccional en suelos granulares
Tesis de Walter I. Paniagua Zavala para obtener el grado de doctor en Ingeniería Universidad Nacional Autónoma de México
Director: Rigoberto Rivera Constantino
En esta investigación se busca profundizar en el conocimiento de la capacidad de carga por fricción y punta de pilas de cimentación en suelos granulares con ayuda de pruebas de carga bidireccionales. Se presentan las características generales de las pruebas de carga estática convencionales utilizando marcos de reacción en la superficie. Se muestran aspectos relacionados con los procedimientos de carga, de acuerdo con la normativa existente. Se comentan los diferentes tipos de instrumentos que se utilizan para medir la carga y deformación en la cabeza de la pila, así como en el cuerpo de la pila, describiéndose las principales gráficas que representan los resultados obtenidos, así como los criterios de interpretación de carga última. Para la determinación de las fuerzas generadas en el interior de la pila durante una prueba de carga se incluyen cuatro métodos para el cálculo del módulo de elasticidad compuesto de la pila, se comentan las principales características de cada uno y se ofrece un ejemplo en el que se comparan los resultados con diferentes métodos.
Se describen los elementos que componen las celdas de carga bidireccionales, además de presentarse los instrumentos que se utilizan para la medición de deformaciones, así como el procedimiento de prueba de carga, incluyendo la instalación de la celda y la ejecución de la prueba. Se presenta un caso historia de pruebas de carga bidireccionales, incluyendo las características geotécnicas del sitio, de los elementos de prueba, la instrumentación utilizada y el procedimiento de prueba, y se comentan los resultados.
Se presenta un estudio con 42 pruebas de carga a escala natural realizadas en diferentes sitios de la República mexicana, en tensión y compresión, mediante el sistema de carga convencional con marcos de reacción. Se discuten los resultados y se proponen valores de factores de resistencia en carga a tensión para diferentes procedimientos constructivos y condiciones de suelo.
Se estudian cinco modelos para determinar las curvas carga-desplazamiento para fricción (curvas t-z) y para punta (curvas q-z) y se muestran ejemplos de aplicación, comparando los modelos con curvas de pruebas de carga convencional en compresión y tensión, así como pruebas bidireccionales. Se presenta una prueba de carga empleando una nueva celda bidireccional realizada al norponiente de la Ciudad de México. Se incluyen croquis detallados de la instrumentación en la pila de prueba, así como del diseño de la nueva celda de carga bidireccional desarrollada. Se evalúa la capacidad de carga de la pila con tres modelos analíticos, además de modelado numérico 2D y 3D; se comparan los resultados con los de la prueba de carga y se obtiene buena correlación. Se propone una metodología para la planeación, implementación y ejecución de pruebas de carga bidireccionales
