Análisis paramétrico de grupos de pilotes usados como estructura de estabilización en taludes

Abstract

Se estudió el comportamiento de grupos de pilotes que sirven como estructura de estabilización en taludes que presentan movimientos de remoción en masa activos. El análisis incluyó la generación de modelos computacionales del sistema suelo-pilotes con modelos bidimensionales aplicando el método de las curvas empuje-deflexión, y con modelos tridimensionales aplicando el método de los elementos finitos. Se estudió el desplazamiento y acciones internas del pilote para veintiocho (28) grupos con diferente separación entre pilotes y diferente configuración de las filas (comúnmente se denominan arreglo rectangular y arreglo al tresbolillo). Este análisis incluyó pilotes de sección transversal circular y pilotes de sección cuadrada, un suelo inestable de origen residual y un suelo estable de origen residual con cementación. Los resultados mostraron que un aumento en la separación entre pilotes (en dirección perpendicular al deslizamiento) aumenta la eficiencia del grupo y la fuerza resistente desarrollada por cada elemento, pero también aumentan los desplazamientos y el momento flector actuante. Los pilotes en grupos de una sola fila son más eficientes que en dos filas, pero en un sentido práctico, los grupos en dos filas son más convenientes, pues ofrecen una mayor fuerza resistente y menores deflexiones. La comparación entre el arreglo rectangular y el arreglo al tresbolillo demostró que la segunda opción logra reducir los desplazamientos del suelo en un mayor área del deslizamiento. Los pilotes de sección cuadrada desarrollan un efecto de arco en una extensión menor que los pilotes de sección circular y su eficiencia no aumenta notablemente, pero reducen los desplazamientos del suelo cercano de forma más pronunciada. Lo anterior indica que los pilotes de sección cuadrada se pueden instalar con mayores separaciones para lograr una solución óptima. Se concluyó que una separación centro a centro de cinco veces el ancho del pilote es óptima. (Texto tomado de la fuente)

A parametric study of the behaviour of pile groups serving as a stabilization structure on slopes exhibiting active mass movements was performed. The analysis included the generation of computational models of the soil-pile system with two-dimensional models applying the p-y curves method (applied load versus deflection), and with threedimensional models applying the finite element method. The displacement and internal actions of the pile were studied for twenty-eight (28) groups with different pile spacing and different row configurations (commonly called rectangular arrangement and staggered arrangement). This analysis included circular and square piles, an unstable soil of residual origin, and a stable cemented soil of residual origin. The results showed that an increase in the spacing between piles (in a direction perpendicular to the slide) increases the efficiency of the group and the resistant force developed by each element, but also increases the displacements and the bending moment acting on the piles. Piles in singlerow groups are more efficient than those in double-row groups, but in a practical sense, double-row groups are more convenient because they develop greater resisting forces and lower deflections. The comparison between the rectangular and staggered arrangements showed that the latter option reduces soil displacements over a larger area of the slide. Square-section piles develop an arch effect to a lesser extent than circular-section piles and their efficiency does not increase noticeably, but they reduce the displacements of the nearby soil more pronouncedly. This means that square section piles could be installed with larger separations to achieve an optimal solution. It was concluded that a center-tocenter spacing of five times the pile width is optimal. It was concluded that a center-tocenter spacing of five times the pile width is optimal.