Evaluación del comportamiento del sistema de fundación placa – pilotes en suelos blandos con consolidación a partir de métodos analíticos

Abstract

En ciudades como Shanghái, Bangkok, Singapur, Bogotá y México, las cuales se han desarrollado sobre grandes y espesos depósitos de suelos blandos muy compresibles y donde el aumento en la infraestructura y superestructura impone cada vez mayores retos para la ingeniería de cimentaciones, el uso de estructuras combinadas placa – pilotes se vuelve en una alternativa para transmitir las solicitaciones inducidas al subsuelo. Hoy en día, no hay mucha certeza en la forma en que las estructuras placa – pilotes interactúan con el suelo para resistir las cargas y controlar las deformaciones. Esta incertidumbre, generada por la dificultad del problema, forja la creación de metodologías de análisis que provocan sobredimensionamientos de las estructuras, y como consecuencia incrementos en los costos y recursos para su implementación. El trabajo presentado en este documento tiene como objetivo profundizar en la comprensión del comportamiento de este tipo de estructura de cimentación. Para hacerlo, se utilizaron métodos de cálculo simplificados, que permitieron evaluar diferentes sistemas placa – pilotes apoyados sobre depósitos de suelo blandos. Los resultados obtenidos, fueron comparados con aquellos registrados de la modelación física en centrífuga realizada por Rodríguez (2016). Las variables sobre las cuales se enfocó la presente investigación fueron: la distribución geométrica de los elementos que componen el sistema placa - pilotes, la forma en que los elementos interactúan para resistir las solicitaciones (distribución de cargas), el efecto del proceso de abatimiento de la presión de poros en los distintos elementos y el asentamiento a largo plazo. Los resultados del análisis muestran que los métodos analíticos simplificados presentan comportamientos coherentes ante la variación de parámetros geométricos (número y separación entre elementos), no obstante, tienen algunos desfases con respecto al comportamiento esfuerzo – deformación obtenido en los modelos físicos. En general se observa una tendencia a subestimar los asentamientos generados en comparación con los medidos en la modelación física. Estos desfases pueden llegar a ser importantes para condiciones drenadas de análisis.

Abstract: In cities as Shanghai, Bangkok, Singapore, Bogota and Mexico, which have been developed on large and thick deposits of soft and very compressible soils and where the increase in infrastructure and superstructure imposes ever greater challenges for foundation engineering, the use of combined piled raft structures becomes a good alternative to transmit induced stresses to the subsoil. Nowadays, there are not much certainty in the way that the piled raft structures interact with the soil to resist the loads and control the deformations. This uncertainty generated by the difficulty of this problem, forge the analysis methodology creations which provokes the oversize of the structures, and as a consequence, increases the costs and resources for its implementation. The work presented in this document, aims to deepen in the understanding of the behavior of this type of foundation structure. In order to do it, simplified analytical methods were used, which allowed to evaluate different systems piled raft supported on soft soil deposits. The results obtained,were compared with those recorded from the physical modeling in centrifuge of Rodríguez (2016). The variables on which the present investigation was focused were: the geometric distribution of the elements that make up the piled raft system, the way in which the elements interact to resist the solicitations (distribution of loads), the effect of the process of abatement of the pore pressure in the different elements and long-term settlement. The results of the analytic shows that the analytic simplified methods presents coherent behaviors in front of the variation of geometric parameters (number and separation between elements), however, they have some lags with respect to the stress – strain behavior obtained in physical models. In general, there is a tendency to underestimate the settlements generated in comparison with those measured in physical modeling. These phase shifts can become important for analysis conditions.