Tipos de fundaciones ensayadas con Statnamic en el mundo

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
Analogía Estructural
Estático
u
m
k
Dinámico
u
m
F
k
F = ku
F = ma + cv + ku
(Estático)
(Statnamic)
F
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)
F = ma + cv + ku
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
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
Fstn = medido
Fstn
Fstn
u
Fa
M
u
= medido
v
= du/dt
a
= d2u/dt2
M
= masa del pilote
Fsoil
Fuerzas Actuantes:
Fuerza Statnamic (Fstn)
Fuerza Inercia
Resistencia suelo (Fsoil)
Fstn = Fsoil + Fa
(Fa)
1) Fsoil = Fu + Fv
Fu = resistencia del suelo = ?
3) F
Step 1 UPP, continued
2) Fv = C.v = fuerza de amortiguamiento
a
= 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.)
En el Punto de Descarga:
STATNAMIC SIGNALS
Load Fstn
u = max, v = 0 , t = tumax :
Funl
Fv = C.v = 0
Time
Displacement u
Fu (tumax) = Fstn(tumax) - M.a(tumax)
Fumax
= Funl - Fa
uunl
Velocity
v
Time
v = 0, t = tumax
Acceleration a
Time
aunl
Time
MÁXIMA RESISTENCIA
ESTÁTICA MOBILIZADA
Load
Fstn
UPM: Paso 2°
Fstn
Fv + Fa
Fstn(max)
Reconstrucción de
la curva estática
Fa
Funl, uunl
Displacement u
Fusp,uunl
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
Load
Fstn
Static resistance 2
Fstn
Fu
Fstn(max)
Fa
1
Funl, uunl
Displacement u
Fusp, usp
Load displacement diagrams
Resistencia Estática
Fu = Fstn - Cmean . v - Fa
Análisis de resultados de
Statnamic
Caso 1:
Pilote premoldeado de H°A°
B=600mm
L=14m
Suelo: arenoso
Ubicación: Florida, USA
Datos del Proyecto
Pte. Bayou Chico
• Florida DOT
• Inversión: u$s 20.000.000
• Programa de ensayos:
– SLT
– STN
– PDA
Qc (kg/cm²)
Standard Penetration Test (N)
0
40
80
0
120
0
100 200 300 400
Rf (%)
Fs (kg/cm²)
0
1
2
3
4
0
0
0
0
2
2
2
4
4
4
6
6
6
8
8
8
10
10
10
12
12
12
Silty Sand, Loose (SM)
Sand w / Silt, Loose (SP-SM)
5
Depth (m)
Depth (m)
Sand. Compact (SP)
10
15
20
Sand w / Silt, Dense to
Very Dense (SP-SM)
2
4
6
8
Instrumentation Details
Level 1
1.8 m
Level 2
1.8 m
Level 3
1.8 m
Level 4
1.8 m
0. 6 m
Vibrating Wire Strain Gages
Resistance Strain Gages
Level 5
Toe Accelerometer
Top Accelerometer
Toe Accelerometer
2.5
VELOCITY (m/s)
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
0.05
0.10
0.15
TIME (s)
Velocidad (Top & Toe)
0.20
100
2
ACCELERATION (m/s )
50
0
-50
-100
-150
-200
-250
0.05
0.10
0.15
TIME (s)
0.20
Aceleración (Top & Toe)
0.25
LOAD (MN)
0.0
2.0
4.0
6.0
DISPLACEMENT (mm)
0
20
40
Curva Statnamic
medida
Estática derivada
60
80
”Curva Derivada” de un Statnamic
8.0
7.0
Fstn (celda
de carga)
FORCE (MN)
5.0
3.0
1.0
-1.0
Fa (Inercia)
Fv (Amortig.)
-3.0
0
50
100
TIME (s)
(ms)
150
200
Fuerza Statnamic , Fuerza Inercial & Fuerza Amortiguada
FORCE (MN)
6.0
4.0
2.0
0.0
0
50
100
TIME (s)
(ms)
150
200
Fuerza Statnamic & Fuerza Estática Derivada
LOAD (MN)
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
DISPLACEMENT (mm)
0
20
Estático (3 ciclos)
40
60
Statnamic
80
100
120
Pilote Hincado de 14m
7.0
Actividades recientes en USA
Ensayos sobre Jet Grouting
Jet Grouting (250 t)
Actividades recientes
enTaiwan
Ensayo de 20MN para
el Proyecto TFC
Caso 2:
Pilote excavado de H°A°
=1800mm
L=72m
Suelo: arcilloso
Ubicación: Taipei, TAIWAN
Ensayo Estático
Load (tonnes)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Displacement (mm)
0
5
Derived Static Load
Displacement
10
15
20
25
30
Measured Static
LoadDisplacement
Load (tonnes)
0
500
1000
1500
2000
2500
0
Displacement (mm)
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Measured Static
LoadDisplacement
ASTM Quick Test,
Pile 241
Derived Static LoadDisplacement from
Measured Statnamic
Pile 241
Load (tonnes)
Displacement (mm)
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
500
1000
1500
Quick Static
LoadDisplacement
Derived Static
LoadDisplacement
2000
2500
Obras STATNAMIC
en el mundo
Biblioteca de Alexandría, Egipto
Puente en Ft. Lauderdale, Florida, USA
Edificio Quay West , Melbourne, Australia
Autopista Hanshin, Kobe, Japan