tipos de fundaciones ensayadas con statnamic en el...
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Tipos de fundaciones ensayadas con
Statnamic en el mundo
Pilotes Perforados hasta 3500t
axial y lateralmente
Pilotes Hincados
Grupo de Pilotes y Cabezales axial y lateralmente
Jet Grouting
CFA convencionales y de desplazamiento
Bases y Plateas Micropilotes
Teoría y Análisis de Statnamic
• OBJETIVO:
– Obtener el comportamiento ESTATICO
de la curva carga-hundimiento de una
fundación mediante STATNAMIC
…objetivo de los ensayos de carga a compresión
m
k
m
k
Analogía Estructural
u Estático u Dinámico
F F
(Estático) (Statnamic)
F = ma + cv + ku F = ku
Método de Descarga (U.P.M.) • Un método simple para determinar la
capacidad estática de un pilote mediate
Statnamic
U.P.M. se basa en… Dinámica (NO confundir con Dinámica de Fundaciones- PDA)
Esta ecuación plantea el equilibrio de:
• Inercia (masa x aceleración)
• Amortiguamiento (coef.amort. x velocidad)
• Rigidez (coef.rigidez x desplazamiento)
Esta ecuación describe el movimiento del cuerpo rígido
F = ma + cv + ku
Método de Análisis y Teoría
Basado en:
■ Pilotes modelizado como masas concentradas y
resortes
■ En el punto de descarga (UPM) la velocidad = 0
(punto estático)
El método de análisis se llama :
Unloading Point Method
UPM: Paso 1°
• En todo nivel, el pilote se desplaza a velocidades
similares
Fuerza Statnamic (Fstn) Fuerza Inercia (Fa)
Resistencia suelo (Fsoil) Fstn = Fsoil + Fa
Fstn Fstn
u
Fstn
u
M Fa v
a
M
= medido
= medido
= du/dt
= d2u/dt2
= masa del pilote Fsoil
Fuerzas Actuantes:
Step 1 UPP, continued
1) Fsoil = Fu + Fv Fu = resistencia del suelo = ?
2) Fv = C.v = fuerza de amortiguamiento 3) Fa = M.a
Equilibro
4) Fstn = Fsoil + Fa 5) Fstn =Fu + Fv + Fa
6) Fu = Fstn - Fv - Fa 7) Fu = Fstn - C.v -M.a
En el Punto de Descarga
u = max, v = 0 , t = tumax :
8) Fv = C.v = 0
9) Fu = Fstn- M.a
(Máxima Resistencia Estática Mobilizada)
Paso 1° (cont.)
STATNAMIC SIGNALS Load Fstn
Funl
Displacement u
uunl
Velocity v
v = 0, t = tumax
Acceleration a
Time
Time
Time
En el Punto de Descarga:
u = max, v = 0 , t = tumax :
Fv = C.v = 0
Fu (tumax) = Fstn(tumax) - M.a(tumax)
Fumax = Funl - Fa
MÁXIMA RESISTENCIA
ESTÁTICA MOBILIZADA
aunl
Time
Fv + Fa
Fstn
Load Fstn
Fstn(max)
UPM: Paso 2°
Reconstrucción de
la curva estática
Fa
Funl, uunl Fusp,uunl
Displacement u Load displacement diagrams
Asumiendo que el suelo fluye de Fstn(max) a Fumax
En este área : Fu = Fumax y Fv = Fstn - Fu - Fa
Fv = C. v : C = (Fstn - Fumax - Fa)/v
Calcular Cmean para todos los puntos
Static resistance
Fstn
Load Fstn
Fu
Fstn(max)
Fa
Funl, uunl Fusp, usp
Displacement u Load displacement diagrams
Resistencia Estática
Fu = Fstn - Cmean . v - Fa
2
1
Análisis de resultados de
Statnamic
Pilote premoldeado de H°A°
B=600mm
L=14m
Suelo: arenoso
Ubicación: Florida, USA
Caso 1:
Datos del Proyecto
Pte. Bayou Chico • Florida DOT
• Inversión: u$s 20.000.000
• Programa de ensayos:
– SLT
– STN
– PDA
Standard Penetration Test (N)
0 40 80 120
0
5
10
15
20
Qc (kg/cm²)
0 100 200 300 400
0
2
4
6
8
10
12
Fs (kg/cm²)
0 1 2 3 4
0
2
4
6
8
10
12
Rf (%)
0 2 4 6 8
0
2
4
6
8
10
12
De
pth
(m
)
Dep
th (
m)
Silty Sand, Loose (SM)
Sand w / Silt, Loose (SP-SM)
Sand. Compact (SP)
Sand w / Silt, Dense to
Very Dense (SP-SM)
Instrumentation Details
Level 1
1.8 m
Level 2
1.8 m
1.8 m
1.8 m
0. 6 m
Level 3
Level 4
Level 5
Vibrating Wire Strain Gages
Resistance Strain Gages
Toe Accelerometer
Toe Accelerometer
Top Accelerometer
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
0.05 0.10 0.15 0.20
TIME (s)
Velocidad (Top & Toe)
VE
LO
CIT
Y (
m/s
)
100
50
0
-50
-100
-150
-200
-250
0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
TIME (s)
Aceleración (Top & Toe)
AC
CE
LE
RA
TIO
N (
m/s
2)
LOAD (MN)
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0
0
20
40
60
80
”Curva Derivada” de un Statnamic
Curva Statnamic medida
Estática derivada
DIS
PL
AC
EM
EN
T (
mm
)
(s)
7.0
5.0
Fstn (celda
de carga)
3.0
1.0
-1.0
-3.0
Fa (Inercia)
Fv (Amortig.)
0 50 100 150 200
TIME (ms)
Fuerza Statnamic , Fuerza Inercial & Fuerza Amortiguada
FO
RC
E (
MN
)
(s)
6.0
4.0
2.0
0.0 0 50 100 150 200
TIME (ms)
Fuerza Statnamic & Fuerza Estática Derivada
FO
RC
E (
MN
)
0
20
40
60
80
100
120
LOAD (MN)
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0
Pilote Hincado de 14m
Estático (3 ciclos)
Statnamic
DIS
PLA
CE
ME
NT
(m
m)
Actividades recientes en USA
Ensayos sobre Jet Grouting
Jet Grouting (250 t)
Actividades recientes
enTaiwan
Ensayo de 20MN para
el Proyecto TFC
Pilote excavado de H°A°
=1800mm
L=72m
Suelo: arcilloso
Ubicación: Taipei, TAIWAN
Caso 2:
Ensayo Estático
Derived Static Load Displacement
Measured Static Load-
Displacement
Dis
pla
ce
me
nt
(mm
)
Load (tonnes)
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
0
5 10
15
20
25
30
Load (tonnes)
0 500 1000 1500 2000 2500
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Measured Static
Load-
Displacement
ASTM Quick Test,
Pile 241
Derived Static Load-
Displacement from
Measured Statnamic
Pile 241
Dis
pla
ce
me
nt
(mm
)
Quick Static Load-
Displacement
Derived Static Load-
Displacement Dis
pla
cem
ent
(mm
)
Load (tonnes)
0 500 1000 1500 2000 2500
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Obras STATNAMIC
en el mundo
Biblioteca de Alexandría, Egipto
Puente en Ft. Lauderdale, Florida, USA
Edificio Quay West , Melbourne, Australia
Autopista Hanshin, Kobe, Japan