Cálculo de micropilotes. Formulación y ejemplo practico


 ¿Como cálcular la carga admisible de un micropilote tanto a tracción como a compresión?

En este caso vamos a utilizar la formulaciónde la “Guía para el diseño y la ejecución de micropilotes al terreno en obras de carretera” del Ministerio de Fomento, a partir de los valores de rozamiento limite unitario obtenidos por correlaciones empíricas.

En primer lugar caluculamos el rozamiento unitario por fuste del micropilote  frente a esfuerzos a compresión, utilizando las correlaciones empíricas, que se obtiene mediante la siguiente expresión:

formular fc,d = Rozamiento unitario por fuste frente a esfuerzos a compresión.
rf,lim = Rozamiento unitario límite que se puede obtener a partir de la figura 1 y 2.

Fr = Coeficiente de minoración, que tiene en cuenta la duración de la función estructural de los micropilotes. Para obras donde la duración es superior a 6 meses, se adopta un valor de Fr=1.65.

arenas-gravas

Figura 1: Resistencia unitaria límite por fuste para arenas y gravas

arcillas-limos

Figura 2: Resistencia unitaria límite por fuste para arcillas y limos

IRS: Inyección repetitiva seleccionada  –   IR: Inyección repetitiva.  –  IU: Inyección única global.

Para la parte del fuste que se encuentre a menos de 5 m de profundidad (z<5 m), se deberá utilizar como valor de rozamiento unitario límite, el correspondiente a una inyección de tipo IU.

En el caso de que el micropilote deba estar sometido a esfuerzos a tracción, el rozamiento unitario por fuste de cálculo para esfuerzos a tracción se podrá obtener a partir de la siguiente fórmula:

formulatraccionr fc,d = Rozamiento unitario por fuste frente a esfuerzos a tracción
η= coeficiente que tiene en cuenta la existencia de cargas alternas sobre el micropilote.

  • Micropilotes sometidos alternativemente a carga de tracción y compresión,η=0.60
  • Micropilotes sometidos unicamente a cargas de tracción, η=0.75.

Una vez obtenido el rozamiento unitario, se calcula el rozamiento por fuste del micropilote mediante la siguiente expresión:

formula fuste micropilotesr fc,d = Rozamiento unitario por fuste frente a esfuerzos a compresión.
ALi = Área lateral del micropilote en la zona comprendida en el tramo i-esimo de la zona discretizada
n= Numero de tramos que comprende la discretización.

En el caso de que se prevea que el micropilote se empotre en niveles que presenten consistencias muy firmes a duras, con valores de compresión simple superiores a 100 KPa, para el cálculo de la capacidad portante frente a hundimiento del micropilote podrán considerarse también el valor de resistencia por punta, que viene dado por la expresión:

formulapuntaR p,d = Rozamiento por punta.
R fc,d = Rozamiento por fuste frente a esfuerzos a compresión.

Por último, a partir de los valores de rozamiento por punta y por fuste se obtiene la resistencia de cálculo frente al hundimiento, mediante la siguiente expresión:

cargaadmisibleY a partir del valor de rozamiento por fuste a tracción, la resistencia de cálculo frente al arranque, mediante la siguiente expresión:

arranqueR tc,d = Rozamiento por fuste frente a esfuerzos a traccion.
We: Peso propio del micropilote.
Fwe: coeficiente de minoración, que salvo justificación adopta un valor de 1.2.

Ejemplo práctico

Considerando un diámetro nominal de micropilote de 250 mm, un tipo de inyección IU y el siguiente perfil del suelo:

tabla_micros

Se obtiene que la resistencia por fuste para un micropilote de 9.0 m es 42.84Tn  (14.99 Tn + 27.85 Tn) y la resistencia por punta de 6.42 Tn (0.15*42.84 Tn), de lo que se deduce que la resistencia de cálculo para un micropilote de 9 m frente a hundimiento, con un diámetro de 250 mm y un tipo de inyección IU es de  49.27 Tn.

En caso de la resistencia de cálculo frente al arranque de este mismo micropilote, será de 37.68Tn (49.27Tn*0.75 +0.88 Tn/1.2). Se ha considerado una densidad de 2.5 Tn/m3 para el cálculo del peso propio del micropilote.

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