Análisis del efecto de una sobrecarga en la fricción negativa en pilotes

Abstract

En este trabajo se presenta un análisis del efecto de la sobrecarga, generada inicialmente por un aumento en lámina de agua y finalmente por la disposición de una barra de sedimentos, sobre los estratos de suelo granular ubicados en la zona donde se proyecta la construcción de un puente cimentado mediante un sistema de dado y pilotes con punta empotrada en roca. Para su ejecución se usó el software especializado en geotecnia PLAXIS con el fin de corroborar la ocurrencia del fenómeno de fricción negativa en los pilotes que conforman el sistema de cimentación y su magnitud, medida en función de los desplazamientos y los esfuerzos generados sobre el suelo y la estructura de cimentación. También, en el modelo numérico propuesto dentro de los análisis desarrollados en este Trabajo final, se aplicó una capa de bitumen como una medida de mitigación a lo largo de los pilotes que hacen parte del sistema de cimentación profunda. Los resultados obtenidos permitieron establecer que la sobrecarga aplicada al suelo da lugar a la aparición de la fricción negativa, evidenciada a través de condiciones de desplazamientos y esfuerzos actuantes en el suelo de fundación y los pilotes del sistema de cimentación. Además, se pudo establecer la efectividad de la aplicación del bitumen en la reducción de la fricción negativa en el fuste de los pilotes. Palabras clave: Pilotes, cimentación profunda, grupo de pilotes, sobrecarga, fricción negativa, asentamientos, bitumen, sedimentos.

Abstract This document presents an effect analysis due a surcharge generated initially by a water table raising, and a subsequent a sediment layer applied to the granular soil layers located at the vicinity of an area defined to build a bridge with a deep foundation system integrated by several concrete piles with toe resting in a rock mass, connected by a cap located at the head of the piles. The analysis was carried out using geotechnical software PLAXIS, based on finite element method; with the purpose of confirm the occurrence of negative skin friction, its magnitude, related to relative displacements between the piles and the surrounding soil as well as the stresses of those elements. Finally, the numerical model involves a bitumen coating layer as a phenomena mitigation strategy. The results lead to confirm the influence of the surcharges applied (water tables and sediment layer) in the occurrence of negative skin friction, identified by displacement and stress analysis. Finally, in order to reduce the effects of negative skin friction, the numerical model includes a coating layer along the piles in order to evaluate it effectiveness.