AnexoB.3.3_Pilas en suelo_Drenado

ANEXO B.3.3. DISEÑO DE PILAS EN SUELO PARA CIMENTACIÓN DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN ELÉCTRICACONDICIÓN DRENADA
INGENIERÍA DE DETALLE PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LA VARIANTE DE LÍNEA DE TRANSMISIÓN 220KV
PARIÑAS-PIURA OESTE (L-2248), ENTRE LAS ESTRUCTURAS P190 A LA P199.
Versión Hoja de cálculo: 01/15
1.Datos de Entrada
Parámetro
Qreq
Trequ
Freq
Unidad
[Ton-f ]
[Ton-f ]
[Ton-f ]
N
Hc
Hcompetente
N45
Lp
Lc
Ds
Dc
γsuelo
[Golpes/pie]
[m]
[m]
[Golpes/pie]
[m]
[m]
[m]
[m]
Tipo de torre
Solicitación de carga axial a compresión
Solicitación de carga axial a tensión
Solicitación de carga lateral
Condición de análisis
Condición de Saturación
N Ensayo SPT (Campo)
Profundidad de cimentación con zapata
Profundidad de material inerte a retirar
N Ensayo SPT (Corregido)
Longitud vástago de la Pila (No incluye la campana)
Altura de la campana
Diámetro de la pila
Diámetro de la campana
[Ton-f /m3]
Peso unitario del suelo
γconcreto
e
FSc
FSt
[Ton-f /m3]
[m]
Adimensional
Adimensional
FScl
Peso unitario del concreto
Excentricidad del pedestal
Factor de seguridad carga axial a compresión
Factor de seguridad carga axial a Tensión
Factor de seguridad carga Lateral
Adimensional Pilote corto (Falla suelo) - FS=2.5
Pilote Largo (Falla Estructural) - FS=1.5
T07=V01
150
122
26
Drenada
T08=V02N
150
122
26
Drenada
Sumergido
Sumergido
11
2.5
0.5
15
18.0
0.0
1.2
1.2
1.6
17
2.5
0.5
22
16.0
0.0
1.2
1.2
1.6
2.4
2.8
3.0
2.5
2.4
2.8
3.0
2.5
1.5
1.5
26.7
2901.1
29.5
4483.5
0.12
0.17
2. Resistencia por capacidad portante
2-1 Capacidad de carga por punta (Método Carga Última).
φ
Es
ν
f ´c
Ep
LT
Ags
[Grados]
Ángulo de fricción Interna efectivo del suelo - Japan
[Ton-f /m3]
Módulo de Young del suelo. (Stroud 1989)
Módulo de Poisson (Apartado 5-3 Manual on estimating soil properties for foundation
Adimensional
design)
[Ton-f /m2] Esfuerzo de resistencia a compresión del pilote.
[Ton-f /m3] Esfuerzo de resistencia a compresión del pilote.
[m]
Altura total del cimiento.
[m2]
Ac
[m2]
q
Nq
φrel
Δ
Ir
Irr
ζqr
ζqs
ζqd
Nϒ
ζγr
ζγs
ζγd
Nc
ζcr
ζcs
ζcd
qult
Qp
[Ton-f /m2]
[Grados]
Área total de la sección transversal de la pila.
Área de la campana.
Esfuerzo vertical efectivo a una proundidad LT.
Factor de capacidad portante aplicado a la sobrecarga.
Ángulo de fricción Relativo.
[Ton-f /m2]
[Ton-f /m2]
[Ton-f ]
Indice de rigidez del Suelo.
Indice de rigidez reducido del Suelo.
Factor de corrección a capacidad portante debido a rigidez.
Factor de corrección a capacidad portante debido a la forma.
Factor de corrección a capacidad portante debido a la profundidad.
Factor de capacidad portante aplicado a la fricción.
Factor de corrección por capacidad portante debido a rigidez.
Factor de corrección por capacidad portante debido a la forma.
Factor de corrección por capacidad portante debido a la profundidad.
Factor de capacidad portante aplicado a la cohesión.
Factor de corrección a capacidad portante debido a rigidez.
Factor de corrección a capacidad portante debido a la forma.
Factor de corrección a capacidad portante debido a la profundidad.
Máxima capacidad de soporte en la base del cimiento.
Capacidad portante última debido a la punta.
3100.00
3100.00
2171428
18.00
1.13
2171428
16.00
1.13
1.13
1.13
9.90
12.73
0.08
10
92.05
0.10
1.00
1.50
1.46
13.78
1.00
0.60
1.00
23.35
1.00
1.20
1.50
278.8
8.80
17.38
0.22
10
136.87
0.10
1.00
1.57
1.44
20.80
1.00
0.60
1.00
28.96
1.00
1.20
1.49
348.1
315.4
393.7
INGENIERÍA DE DETALLE PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LA VARIANTE DE LÍNEA DE TRANSMISIÓN 220KV PARIÑAS-PIURA OESTE (L-2248), ENTRE LAS ESTRUCTURAS P190 A LA P199.
ESTUDIO DE SUELOS Y GEOLOGÍA DE DETALLE - REV 00
2-2 Capacidad de carga por fricción lateral.
Lp
[m]
Longitud de la pila
Lsoc
[m]
Profundidad de socavación (Solo aplica en sitios con riesgo de socavación lateral).
2.80
2.80
Le
Ds
L`
K
γsuelo
δ
p
Qst
[m]
[m]
[m]
Longitud efectiva de la pila
Diámetro de la pila
Profundidad donde f se mantiene constante
Coeficiente efectivo de presión de tierras
15.20
1.20
18.0
0.55
1.55
17.8
3.77
167.3
13.20
1.20
18.0
0.51
1.55
19.7
3.77
92.3
451.0
3.0
150.3
OK
457.6
3.0
152.5
OK
100%
102%
30
45
32.78
831.4
864.2
2.5
365.3
30
45
28.59
562.3
590.9
2.5
253.5
32.78
374.8
9.9
0.0
407.5
2.5
182.7
OK
28.59
290.1
8.8
0.0
318.7
2.5
144.6
OK
150%
119%
2.8
1.0
2.6
2.6
2.8
1.0
2.9
2.9
685.2
2.5
274.1
595.7
2.5
238.3
72.2
0.0
3.1
353.5
120.0
11309.7
106.3
106.7
353.4
72.2
0.0
2.5
28.9
73.7
0.0
3.0
353.5
120.0
11309.7
106.3
106.7
353.4
73.7
0.0
2.5
29.5
8.5
0.0
8.0
0.0
[Ton-f /m3]
[Grados]
[m]
[Ton-f ]
Peso unitario del suelo
Ángulo de fricción entre Pilote y suelo
Perimetro del fuste de la pila
Capacidad por fricción última en el pilote
18.00
16.00
2-3 Capacidad portante admisible
Carga última
F.S
Carga Admisible
Qu=Qp+Qst-W
[Ton-f ]
Adimensional Factor de seguridad carga axial a compresión.
Capacidad portante admisible.
[Ton-f ]
3. Capacidad axial a tensión.
3-1 Modelo de Cono Truncado (IEEE).
θ
ξ
W
Qsw
Qu
F.S
Qa
[Grados]
[Grados]
[Ton-f ]
[Ton-f ]
[Ton-f ]
Adimensional
[Ton-f ]
Angulo entre la superficie de falla y el cimiento
Ángulo entre la superficie de la campana y la proyección del eje del cimiento
Peso efectivo del cimiento
Peso efectivo del cono de suelo adherido al cimiento
Capacidad última del cimiento (Qsw+W)
Factor de seguridad carga axial a Tensión
Capacidad Admisible del cimiento ((Qsw/FS)+W)
3-2 Modelo tradicional de corte cilindrico (IEEE).
W
Qsw
σv
Qb
Qu
F.S
Qa
Peso efectivo del cimiento
Resistencia al corte del cimiento antes de la campana
[Ton-f/ m2] Esfuerzo vertical efectivo estimado en el punto medio de la campana
Resistencia al corte del cimiento de la campana
[Ton-f ]
Capacidad última del cimiento (Qsw+W)
[Ton-f ]
Adimensional Factor de seguridad carga axial a Tensión
Capacidad Admisible del cimiento ((Qsw/FS)+W)
[Ton-f ]
[Ton-f ]
[Ton-f ]
4. Resistencia a carga lateral.
Broms, Reese (1983). Análisis de Cabeza Libre - Caso Drenado.
e
F.S
Kp
Kpa
[m]
Excentricidad debida al pedestal.
Adimensional Factor de seguridad al empuje pasivo
4-1 Actuando como Pilote Corto
Pult
F.S
Padm
Carga última pilote corto
[Ton-f ]
Adimensional Factor de seguridad a la carga lateral
Carga lateral admisible pilote corto
[Ton-f ]
4-2 Actuando como Pilote Largo.
P
Ma
f
Mmax-pos
Dp
Ap
Bequiv
As
My
Pult
R
F.S
Padm
[Ton-f ]
[Ton-m]
[m]
[Ton-m]
[cm]
Diámetro de la Pila
[cm2]
[cm]
Área de la Pila
Ancho equivalente
[cm2]
[Ton-m]
[Ton-f ]
Área de acero
Momento de Fluencia
Convergencia
Adimensional Factor de seguridad a la carga lateral
Carga admisible pilote largo
[Ton-f ]
4-3 Cálculo de la Longitud de Transición.
L
R
[m]
Longitud de transición
Convergencia
Padm
[Ton-f ]
Capacidad admisible de carga lateral del cimiento
28.9
29.5
INGENIERÍA DE DETALLE
PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LA VARIANTE DE LÍNEA DE TRANSMISIÓN 220KV PARIÑAS-PIURA OESTE (L-2248), ENTRE LAS ESTRUCTURAS P190 A LA P199.
111%
113%
ESTUDIO DE SUELOS Y GEOLOGÍA DE DETALLE - REV 00
5. Cálculo de asentamientos elásticos.
L
Dp
Pu
Pa
Qwp
Qws
[m]
[m]
[Ton-f ]
[Ton-f ]
[Ton-f ]
[Ton-f ]
Longitud de la Pila
Diámetro de la campana
Carga última de la Pila
Carga admisible de la Pila
Carga en la punta del pilote bajo condición de carga de trabajo.
Carga por resistencia de fricción superficial bajo condición de carga de trabajo.
18.0
1.2
451
150.3
105.1
55.8
16.0
1.2
458
152.5
131.2
30.8
1.49
1.19
1.31
1.30
T07=V01
Sumergido
150.0
150.3
122.0
182.7
26.0
28.9
2.5
1.5
1.20
1.20
18.00
0.00
0.50
T08=V02N
Sumergido
150.0
152.5
122.0
144.6
26.0
29.5
2.5
1.3
1.20
1.20
16.00
0.00
0.50
Volumen de concreto [m3]
20.36
18.10
Volumen de excavación [m3]
20.36
0.00
18.10
0.00
5-1 Asentamiento (Método general transferencia cargas Ec. 4-19 Tomlinson).
Asentamiento Total ST (Metodo general transferencia cargas Ec. 4-19 Tomlinson)
ST
[cm]
5-2 Asentamiento Método Empírico (Vesic,1970).
ST
[cm]
Asentamiento Método Empírico (Vesic,1970) (Ec 5.39 Pile Foundation in Engineering
Practice - Prakash)
6. RESUMEN DISEÑO DE PILAS EN SUELO-CONDICIÓN DRENADA.
Tipo de torre analizada
Condición de análisis
Solicitación de carga Axial a Compresión [Ton-f ]
Capacidad de carga axial a compresión (Ton-f)
Solicitación de carga Axial a Tensión [Ton-f ]
Capacidad de carga axial a tensión [Ton-f ]
Solicitación de carga Lateral [Ton-f ]
Capacidad de carga lateral [Ton-f ]
Asentamiento máximo permisible [cm]
Asentamiento Total [cm]
Diámetro de la pila [m]
Diámetro de la campana [m]
Altura total de la pila [m]
Altura mínima de la campana [m]
Espesor de material de descapote o inerte [m]
Volumen de relleno sobre la pila [m3]
INGENIERÍA DE DETALLE PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LA VARIANTE DE LÍNEA DE TRANSMISIÓN 220KV PARIÑAS-PIURA OESTE (L-2248), ENTRE LAS ESTRUCTURAS P190 A LA P199.
ESTUDIO DE SUELOS Y GEOLOGÍA DE DETALLE - REV 00