Se obtienen del modelo de cálculo del CYPE 3D sobre el que se han calculado la estructura y las cimentaciones, con lo apoyos elastoméricos.
Los resultados de estas reacciones se pueden ver en el capítulo de resultados del presente anejo. Las cargas que llegan en cada a apoyo son las siguientes:
MEMORIA JUSTIFICATIVA
ANEJO Nº10 CÁLCULO. CIMENTACIONES Página 8 de 17 Los nudos N35,36,37,38 son los cuatro apoyos definidos en el modelo una vez colocados los apoyos
elastoméricos.
Tanto los momentos My como Mz los absorbe la viga centradora; sin embargo, el momento Mx está aplicado en el centro entre ambos micropilotes, por tanto podrá descomponerse en un par de fuerzas, de forma que un micropilote quede comprimido y el otro traccionado, obteniendo así un mayor axil de compresión máximo y uno mínimo.
Para obtener el mínimo:
ç Y el máximo:
Y esto no es todo. La fuerza horizontal Ry puedes descomponerse en dos esfuerzos axiles sobre los micropilotes de la siguiente manera:
De nuevo, se descompone el empuje horizontal en dos axiles según lo indicado arriba para obtener un nuevo axil de compresión máximo y uno mínimo.
Se obtiene entonces que la situación pésima de axil de compresión en un micropilote es de 124.23 KN, y la situación pésima de tracción es de -7.03 KN
5.3. TERRENO.
El terreno sobre el que están ejecutados los micropilotes se describe en el anejo de estudio geotécnico. Los pilotes se han hecho de una longitud de 8 metros para llegar a estratos profundos del terreno y teniendo en cuenta que se encuentran en el margen de un río, para llegar más allá de la profundidad del río. Aun así el talud del margen del río está protegido con escollera en ambos márgenes, lo que Rx Ry Rz Mx My Mz
(kN) (kN) (kN) (kN·m) (kN·m) (kN·m) N155 Hormigón en cimentacionesValor mínimo de la envolvente -25.902 -16.849 26.195 0.9 -4.55 -0.35
Valor máximo de la envolvente 0.015 9.594 213.098 7.43 26.63 0.95 N156 Hormigón en cimentacionesValor mínimo de la envolvente -25.715 -17.099 19.46 0.33 -28.26 -0.25
Valor máximo de la envolvente 1.235 10.478 189.482 6.46 4.68 1.07 N157 Hormigón en cimentacionesValor mínimo de la envolvente -25.869 -30.616 26.251 -7.36 -4.68 -0.94
Valor máximo de la envolvente 0.018 -1.186 213.183 -0.88 26.52 0.37 N158 Hormigón en cimentacionesValor mínimo de la envolvente -25.705 -30.983 19.454 -6.35 -28.73 -1.1 Valor máximo de la envolvente 1.266 0.216 189.462 -0.37 4.55 0.24
Envolventes de las reacciones en nudos
Referencia
Combinación Reacciones en ejes globales Tipo Descripción
Reacción Unidad Valor Reacción Unidad Valor
Rz min KN 19.46 Rz min KN 19.45 Mx max mKN 6.46 Mx max mKN 6.35 P KN 3.27 P KN 3.375 Rz min KN 26.195 Rz min KN 26.251 Mx max mKN 7.43 Mx max mKN 7.36 P KN 5.6675 P KN 5.7655 N156 N158 N155 N157
Reacción Unidad Valor Reacción Unidad Valor
Rz max KN 189.48 Rz max KN 189.46 Mx max mKN 6.46 Mx max mKN 6.35 P KN 101.2 P KN 101.08 Rz max KN 213.1 Rz max KN 213.18 Mx max mKN 7.43 Mx max mKN 7.36 P KN 113.98 P KN 113.95 N158 N155 N157 N156
Reacción Unidad Valor Reacción Unidad Valor
Ry KN 17.1 Ry KN 30.98 ΔN KN 5.74091908 ΔN KN 10.4007996 Pmin KN -2.47091908 Pmin KN -7.0257996 Pmax KN 106.940919 Pmax KN 111.4808 Ry KN 16.85 Ry KN 30.62 ΔN KN 5.65698752 ΔN KN 10.2799381 Pmin KN 0.01051248 Pmin KN -4.51443814 Pmax KN 119.636988 Pmax KN 124.229938 N156 N158 N155 N157
MEMORIA JUSTIFICATIVA
ANEJO Nº10 CÁLCULO. CIMENTACIONES Página 9 de 17 evitará que el agua arrastre la tierra del margen, además teniendo en cuenta que el río es poco
caudaloso y las velocidades del agua son bajas.
5.3.1. COMPROBACIÓN FRENTE AL HUNDIMIENTO.
La guía dice lo siguiente:
El valor de la resistencia de cálculo frente al modo de fallo de hundimiento Rc,d, deberá ser mayor o igual que el esfuerzo axil (compresión) de cálculo transmitido por la estructura en la hipótesis más desfavorable Nc,Ed, es decir:
donde:
Rc,d: Resistencia de cálculo frente al modo de fallo de hundimiento (esfuerzo axil de compresión).
Nc,Ed: Esfuerzo axil de cálculo (compresión), obtenido a partir de acciones mayoradas.
Para determinar la resistencia del terreno al hundimiento habrá que calcular las resistencias por punta y por fuste del micropilote. La guía hace hincapié en evitar tener en cuenta la resistencia por punta en micropilotes debido a su pequeña sección, por tanto no se calculará.
Para el cálculo de la resistencia por fuste la guía propone la siguiente fórmula:
Donde :
Rfc,d: Resistencia por fuste de cálculo frente a esfuerzos de compresión. Deberá deducirse de pruebas de carga según se especifica en el epígrafe 3.3.2.2, o en su defecto, calcularse a partir de estimaciones del rozamiento unitario por fuste.
AL: Área lateral del micropilote. Deberá determinarse a partir del diámetro nominal, D.
r
fc,d: Rozamiento unitario por fuste de cálculo frente a esfuerzos de compresión. Se obtendrá suvalor de acuerdo con lo especificado en el epígrafe 3.3.2.
La expresión anterior resulta de aplicación en terrenos homogéneos; cuando se atraviesen n horizontes de distinta naturaleza, deberá efectuarse una discretización y considerarse el producto del área lateral del micropilote en cada zona, por su rozamiento unitario por fuste de cálculo. Es decir:
Que es la fórmula que se va a serguir ya que los datos que se tienen del terreno son los de los ensayos DPSH cada 0.2 metros.
El rozamiento unitario por fuste se obtendrá según el apartado 3.3.2.4. de la guía, correlaciones empíricas, ya que se tienen los ensayos de penetración del geotécnico.
Utilizando correlaciones empíricas, el rozamiento unitario por fuste de cálculo se obtiene mediante la expresión:
donde:
r
fc,d:
Rozamiento unitario por fuste de cálculo frente a esfuerzos de compresión.
r
f,lím: Rozamiento unitario límite por fuste. Puede obtenerse a partir de la figura 3.3, siempreque se cumplan los criterios de aplicabilidad de dicha figura, que se refieren en este mismo epígrafe.
Fr: Coeficiente de minoración que tiene en cuenta la duración de la función estructural de los micropilotes, que puede obtenerse de la tabla 3.2.
El rozamiento unitario por fuste puede obtenerse del anejo de estudio geotécnico de este mismo proyecto, cada 0.2 metros.
Se dividen dichos valores por el coeficiente de seguridad 1.65 y se obtiene lo siguiente: En sondeo S5 para cimentación C1:
MEMORIA JUSTIFICATIVA
ANEJO Nº10 CÁLCULO. CIMENTACIONES Página 10 de 17 Resistencia por fuste unitaria (MPa)
En sondeo S7 para cimentación C2:
Resistencia por fuste unitaria (MPa)
El área lateral del micropilote, cada 0.2 metros y para un diámetro nominal de 193.7 mm es de 121705.3 mm2.
Para calcular la resistencia por fuste total en los 8 metros del pilote, se multiplica cada resistencia unitaria por el área lateral, obteniendo así la resistencia en Newtons, después se hace el acumulado y se obtiene:
En sondeo S5 para cimentación C1:
Resistencia por fuste acumulada (N)
A los ocho metros se tiene una resistencia por fuste de 249.15 KN que mayor que 124.23 KN de carga por micropilote, por tanto cumple.
En sondeo S7 para cimentación C2:
Resistencia por fuste acumulada (N)
A los ocho metros se tiene una resistencia por fuste de 437.55 KN que mayor que 124.23 KN de carga por micropilote, por tanto cumple.
5.3.2. COMPROBACIÓN FRENTE AL ARRANQUE.
La guía dice lo siguiente: 0,0-0,2 0 .0 0 0 0 2,0-2,2 0 .0 2 18 4,0-4,2 0 .0 4 0 5 6,0-6,2 0 .115 4 8,0-8,2 0 .2 4 2 4 0,2-0,4 0 .0 0 0 0 2,2-2,4 0 .0 4 0 5 4,2-4,4 0 .0 3 4 3 6,2-6,4 0 .0 7 7 9 8,2-8,4 0 .2 4 2 4 0,4-0,6 0 .0 0 0 0 2,4-2,6 0 .0 4 0 5 4,4-4,6 0 .0 5 9 2 6,4-6,6 0 .0 5 9 2 8,4-8,6 0 .2 4 2 4 0,6-0,8 0 .0 0 0 0 2,6-2,8 0 .0 3 4 3 4,6-4,8 0 .0 5 9 2 6,6-6,8 0 .0 6 5 5 8,6-8,8 0 .2 4 2 4 0,8-1,0 0 .0 0 0 0 2,8-3,0 0 .0 2 8 0 4,8-5,0 0 .0 7 7 9 6,8-7,0 0 .0 6 5 5 8,8-9,0 0 .2 4 2 4 1,0-1,2 0 .0 0 0 0 3,0-3,2 0 .0 2 8 0 5,0-5,2 0 .0 8 4 2 7,0-7,2 0 .0 7 17 9,0-9,2 0 .2 4 2 4 1,2-1,4 0 .0 0 0 0 3,2-3,4 0 .0 4 6 7 5,2-5,4 0 .0 5 3 0 7,2-7,4 0 .10 9 1 1,4-1,6 0 .0 0 0 0 3,4-3,6 0 .0 4 0 5 5,4-5,6 0 .0 15 5 7,4-7,6 0 .14 0 3 1,6-1,8 0 .0 15 5 3,6-3,8 0 .0 4 0 5 5,6-5,8 0 .0 3 4 3 7,6-7,8 0 .15 2 8 1,8-2,0 0 .0 15 5 3,8-4,0 0 .0 4 6 7 5,8-6,0 0 .0 9 0 4 7,8-8,0 0 .2 4 2 4 0 - 2 m 2 - 4 m 4 - 6 m 6 - 8 m 8 - 10 m 0,0-0,2 0 .0 0 0 0 2,0-2,2 0 .0 5 9 2 4,0-4,2 0 .0 3 4 3 6,0-6,2 0 .2 4 2 4 8,0-8,2 0 .2 4 2 4 0,2-0,4 0 .0 0 0 0 2,2-2,4 0 .0 9 0 4 4,2-4,4 0 .0 3 4 3 6,2-6,4 0 .2 4 2 4 8,2-8,4 0 .2 4 2 4 0,4-0,6 0 .0 0 0 0 2,4-2,6 0 .10 9 1 4,4-4,6 0 .0 6 5 5 6,4-6,6 0 .17 7 8 0,6-0,8 0 .0 0 0 0 2,6-2,8 0 .10 2 9 4,6-4,8 0 .0 7 7 9 6,6-6,8 0 .12 7 9 0,8-1,0 0 .0 0 0 0 2,8-3,0 0 .0 7 17 4,8-5,0 0 .0 9 0 4 6,8-7,0 0 .12 16 1,0-1,2 0 .0 0 0 0 3,0-3,2 0 .0 7 17 5,0-5,2 0 .10 9 1 7,0-7,2 0 .2 0 2 7 1,2-1,4 0 .0 0 0 0 3,2-3,4 0 .0 4 0 5 5,2-5,4 0 .10 2 9 7,2-7,4 0 .15 2 8 1,4-1,6 0 .0 0 0 0 3,4-3,6 0 .0 6 5 5 5,4-5,6 0 .14 6 6 7,4-7,6 0 .15 9 1 1,6-1,8 0 .0 0 0 0 3,6-3,8 0 .0 4 6 7 5,6-5,8 0 .16 5 3 7,6-7,8 0 .17 15 1,8-2,0 0 .0 0 0 0 3,8-4,0 0 .0 2 8 0 5,8-6,0 0 .2 4 2 4 7,8-8,0 0 .19 0 3 0 - 2 m 2 - 4 m 4 - 6 m 6 - 8 m 8 - 10 m 0,0-0,2 0 .0 0 0 0 2,0-2,2 6 4 3 5 .8 0 4,0-4,2 5 3 4 5 3 .9 0 6,0-6,2 12 9 3 2 8 .0 4 8,0-8,2 2 7 8 6 5 1.3 9 0,2-0,4 0 .0 0 0 0 2,2-2,4 113 6 5 .4 2 4,2-4,4 5 7 6 2 4 .15 6,2-6,4 13 8 8 13 .8 8 8,2-8,4 3 0 8 15 5 .7 1 0,4-0,6 0 .0 0 0 0 2,4-2,6 16 2 9 5 .0 4 4,4-4,6 6 4 8 3 1.8 8 6,4-6,6 14 6 0 2 1.6 1 8,4-8,6 3 3 7 6 6 0 .0 2 0,6-0,8 0 .0 0 0 0 2,6-2,8 2 0 4 6 5 .2 9 4,6-4,8 7 2 0 3 9 .6 1 6,6-6,8 15 3 9 8 8 .7 0 8,6-8,8 3 6 7 16 4 .3 4 0,8-1,0 0 .0 0 0 0 2,8-3,0 2 3 8 7 6 .17 4,8-5,0 8 15 2 5 .4 4 6,8-7,0 16 19 5 5 .8 0 8,8-9,0 3 9 6 6 6 8 .6 5 1,0-1,2 0 .0 0 0 0 3,0-3,2 2 7 2 8 7 .0 5 5,0-5,2 9 17 7 0 .6 5 7,0-7,2 17 0 6 8 2 .2 7 9,0-9,2 4 2 6 17 2 .9 7 1,2-1,4 0 .0 0 0 0 3,2-3,4 3 2 9 7 6 .0 4 5,2-5,4 9 8 2 19 .0 1 7,2-7,4 18 3 9 6 4 .9 6 9,2-9,4 0 .0 0 0 0 1,4-1,6 0 .0 0 0 0 3,4-3,6 3 7 9 0 5 .6 7 5,4-5,6 10 0 111.15 7,4-7,6 2 0 10 4 4 .4 9 9,4-9,6 0 .0 0 0 0 1,6-1,8 18 9 2 .14 3,6-3,8 4 2 8 3 5 .2 9 5,6-5,8 10 4 2 8 1.4 1 7,6-7,8 2 19 6 4 2 .7 6 9,6-9,8 0 .0 0 0 0 1,8-2,0 3 7 8 4 .2 9 3,8-4,0 4 8 5 2 4 .2 8 5,8-6,0 115 2 8 5 .9 8 7,8-8,0 2 4 9 14 7 .0 8 9,8-10,0 0 .0 0 0 0 0 - 2 m 2 - 4 m 4 - 6 m 6 - 8 m 8 - 10 m 0,0-0,2 0 .0 0 0 0 2,0-2,2 7 2 0 7 .7 3 4,0-4,2 8 7 6 3 8 .0 9 6,0-6,2 2 4 3 0 3 6 .4 0 8,0-8,2 4 6 7 0 5 2 .8 3 0,2-0,4 0 .0 0 0 0 2,2-2,4 18 2 12 .3 1 4,2-4,4 9 18 0 8 .3 4 6,2-6,4 2 7 2 5 4 0 .7 1 8,2-8,4 4 9 6 5 5 7 .15 0,4-0,6 0 .0 0 0 0 2,4-2,6 3 14 9 4 .9 9 4,4-4,6 9 9 7 7 5 .4 4 6,4-6,6 3 0 2 0 4 5 .0 3 8,4-8,6 0 .0 0 0 0 0,6-0,8 0 .0 0 0 0 2,6-2,8 4 4 0 18 .3 1 4,6-4,8 10 9 2 6 1.2 8 6,6-6,8 3 2 3 6 8 0 .7 8 8,6-8,8 0 .0 0 0 0 0,8-1,0 0 .0 0 0 0 2,8-3,0 5 2 7 4 4 .7 8 4,8-5,0 12 0 2 6 5 .8 5 6,8-7,0 3 3 9 2 4 1.5 7 8,8-9,0 0 .0 0 0 0 1,0-1,2 0 .0 0 0 0 3,0-3,2 6 14 7 1.2 4 5,0-5,2 13 3 5 4 8 .5 4 7,0-7,2 3 5 4 0 4 3 .0 0 9,0-9,2 0 .0 0 0 0 1,2-1,4 0 .0 0 0 0 3,2-3,4 6 6 4 0 0 .8 7 5,2-5,4 14 6 0 7 1.8 5 7,2-7,4 3 7 8 7 16 .2 2 9,2-9,4 0 .0 0 0 0 1,4-1,6 0 .0 0 0 0 3,4-3,6 7 4 3 6 7 .9 6 5,4-5,6 16 3 9 10 .7 6 7,4-7,6 3 9 7 3 14 .5 0 9,4-9,6 0 .0 0 0 0 1,6-1,8 0 .0 0 0 0 3,6-3,8 8 0 0 5 6 .9 5 5,6-5,8 18 4 0 2 7 .7 7 7,6-7,8 4 16 6 7 2 .14 9,6-9,8 0 .0 0 0 0 1,8-2,0 0 .0 0 0 0 3,8-4,0 8 3 4 6 7 .8 4 5,8-6,0 2 13 5 3 2 .0 8 7,8-8,0 4 3 7 5 4 8 .5 2 9,8-10,0 0 .0 0 0 0 0 - 2 m 2 - 4 m 4 - 6 m 6 - 8 m 8 - 10 m
MEMORIA JUSTIFICATIVA
ANEJO Nº10 CÁLCULO. CIMENTACIONES Página 11 de 17 El valor de la resistencia de cálculo frente al modo de fallo de arranque Rt,d, deberá ser mayor
o igual que el esfuerzo axil (tracción) de cálculo transmitido por la estructura en la hipótesis más desfavorable Nt,Ed, es decir:
donde:
R
t,d: Resistencia de cálculo frente al modo de fallo de arranque (esfuerzo axil de tracción).
N
t,Ed: Esfuerzo axil de cálculo (tracción), obtenido a partir de acciones mayoradas.Y donde:
donde:
Rt,d: Resistencia de cálculo frente al modo de fallo de arranque.
we: Componente del peso propio del micropilote en la dirección de su eje.
Fwe: Coeficiente de minoración. Salvo justificación expresa en contra, deberá adoptarse un valor
de uno coma dos (Fwe = 1,2).
Rft,d: Resistencia de cálculo por fuste frente a esfuerzos de tracción.
donde:
rft,d: Rozamiento unitario de cálculo por fuste frente a esfuerzos de tracción
AL: Área lateral del micropilote. Debe determinarse a partir del valor del diámetro nominal.
El rozamiento unitario de cálculo por fuste frente a esfuerzos de tracción se obtiene a partir del de compresión y multiplicándolo por un coeficiente:
Cuyo valor de es de 0.60 para micropilotes sometidos alternativamente a esfuerzos de tracción y compresión.
Multiplicamos las resistencias por fuste a compresión por el coeficiente y se obtiene: En sondeo S5 para cimentación C1: 149.5 KN
En sondeo S7 para cimentación C2: 262.5 KN
La máxima fuerza de tracción es de -7 KN por tanto cumplen.
5.3.3. COMPROBACIÓN FRENTE A SOLICITACIONES TRANSVERSALES.
El valor de la resistencia de cálculo de un micropilote vertical frente a carga horizontal Rh,d, deberá ser
mayor o igual que el esfuerzo horizontal de cálculo que actúa sobre el micropilote: donde:
Rh,d: Resistencia de cálculo frente a carga horizontal.
HEd: Carga horizontal de cálculo.
La guía indica que hay que realizar una prueba de carga lateral; sin embargo, Se puede obtener una primera aproximación de la resistencia de cálculo frente a una carga horizontal a partir del peso específico y los parámetros resistentes del terreno, usando los denominados ábacos de Broms para pilotes flexibles.
MEMORIA JUSTIFICATIVA
ANEJO Nº10 CÁLCULO. CIMENTACIONES Página 12 de 17 Donde:
D: Diámetro nominal del micropilote.
MB: Momento que provoca la rotura del micropilote
γap: Peso específico aparente13 del suelo.
su: Resistencia al corte sin drenaje del terreno.
kp: Coeficiente de empuje pasivo. Para terrenos puramente granulares debe tomarse:
donde:
φ: Ángulo de rozamiento interno del terreno expresado en grados sexagesimales.
Una vez consultados los ábacos, se obtendrá la resitencia de cálculo frente a carga horizontal, como cociente entre la resistencia horizontal deducida de dichos ábacos HB, y un coeficiente de minoración FH
con valor 2. Finalmente se deberá comprobar:
Se obtienen los siguientes resultados:
La Ry máxima sobre los micropilotes es de 30.98 KN, que entre dos para un solo micropilote vale 15.49KN.
Por tanto 16.43 KN > 15.49KN CUMPLE.
5.4. RESISTENCIAS MICROPILOTES.