Modelamiento físico a escala de pilotes individuales, de cabeza libre, sometidos a carga lateral en suelos cohesivos

Physical scale modeling of single free head piles under lateral loading in cohesive soils

Este artículo presenta los resultados de la modelación a pequeña escala de pilotes de madera, de cabeza libre, sometidos a carga horizontal en suelos cohesivos, ensayados con el fin de comparar los resultados con modelos analíticos propuestos por varios autores. Se emplearon los métodos de la carga característica (CLM) y curvas P-Y, para la predicción de las deflexiones laterales en la cabeza de los pilotes, y el método propuesto por Broms para la estimación de resistencia por carga última lateral. Estas predicciones se compararon con los resultados del modelamiento físico, y se obtuvo bastante aproximación entre ellos.

1. INTRODUCCIÓN

Los sistemas de cimentación con pilotes se utilizan comúnmente en situaciones donde la respuesta de los estratos superficiales no garantiza la estabilidad de las estructuras emplazadas sobre ellos.

Por lo general, las cimentaciones tienen por función transmitir al terreno de la forma más adecuada, cargas verticales, producto de la carga viva y carga muerta de las estructuras, aunque en situaciones particulares, adicionalmente experimentan esfuerzos horizontales, como resultado de empujes de tierras sobre estructuras de contención, corrientes de río sobre pilas de puentes, cargas sísmicas en edificios y puentes, cargas por oleaje en estructuras offshore, cargas de tensión en cables en torres de transmisión eléctricas, aceleración y frenado de vehículos en puentes, entre muchas otras [1].

Sistemas de pilotes cargados horizontalmente también pueden aplicarse como contención en fenómenos de remoción en masa, tan comunes en nuestro medio, dados los fuertes periodos invernales asociados al fenómeno de La Niña [2].

Algunos códigos de construcción especifican que los pilotes se diseñen de manera tal que la estructura pueda resistir una fuerza lateral del 10 % de la fuerza aplicada axialmente. En el diseño de algunas fundaciones de pilotes, existen dos criterios para satisfacer. El primero, un adecuado factor de seguridad antes de la falla última, y el segundo, aceptables deformaciones ante la carga solicitada. Este estudio se centró tanto en la deflexión lateral como en la carga lateral última de pilotes a escala reducida en suelos cohesivos cuando se cargan horizontalmente. La motivación para este trabajo fue el deseo de contrastar los resultados teóricos de los métodos considerados, con los obtenidos en las mediciones del modelo físico. Esto puede significar un primer paso en el camino de establecer el grado de confianza que pueda tenerse en nuestro medio cuando se aplique alguna de las metodologías propuestas en el pasado por los investigadores.