Laboratory equipment for the simulation of foundations in compacted trenches

Miguel Fernández Alvarez, Félix Rodríguez Alonso

In the proceedings of: GEO2011: 64th Canadian Geotechnical Conference, 14th Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 5th Pan-American Conference on Teaching and Learning of Geotechnical Engineering

Session: Laboratory Testing

ABSTRACT: The investigation of the authors required load tests in two function foundations, those executed in the country are very few and the literature doesn't offer all the data and they were carried out in soils and environment different to those of Cuba, for what got ready a laboratory equipment to achieve the necessary results. There are few references of tests and details of equipment and test procedures are not shown, being necessary to establish them following own approaches. The results of the tests and their correlation with the MEF allowed checking approaches on the performance of these foundations, as well as in other cases to reach conclusions that differ of the established ones.

RESUMEN: La investigación de los autores requería pruebas de carga en cimientos bifuncionales, las ejecutadas en el país son muy pocas y la literatura no ofrecen todos los datos y fueron realizadas en suelos y ambientes diferentes a las de Cuba, por lo que se preparó un equipo de laboratorio para lograr los resultados necesarios. Hay pocas referencias de pruebas y en las mismas no se muestran detalles de equipos ni procedimientos de ensayo, siendo necesario establecerlos siguiendo criterios propios. Los resultados de las pruebas y su correlación con la modelación por el MEF permitieron comprobar criterios sobre la forma de trabajo de estos cimientos, así como en otros casos llegar a conclusiones que difieren de los establecidos. 1. Introducción Los cimientos bifuncionales son una muestra de las nuevas tecnologías dedicadas a la industrialización (mecanización) de la construcción y al ahorro en la misma, lográndose con ellos entre otras, las siguientes ventajas: · Mayor por ciento de mecanización del proceso constructivo respecto al cimiento directo, con gran ahorro de tiempo. · Eliminar los trabajos de excavación y rehincho, así como disminuir al mínimo o a cero el gasto de madera en encofrado. · Disminución del costo de hormigón y, sobre todo, acero respecto a cimientos tradicionales que brinden la misma capacidad portante. · Lograr capacidades portantes muy superiores a cimientos tradicionales con el mismo volumen de hormigón. Lo anterior trae como consecuencia que los costos de estos cimientos sean entre dos a tres veces menores que los de cimentaciones tradicionales. Se llama bifuncional a una clase de cimiento que cumple, como su nombre lo indica, con dos funciones, la primera mejorando durante su ejecución las características de la base sobre la cual descansa y la segunda entregando a la misma la carga de la superestructura. La característica principal que diferencia un bifuncional de un cimiento tradicional es que alrededor del foso compactado ó elemento hincado se forma una zona o bulbo de compactación (Fig. # 1), dentro de cuyos límites aumentan la densidad del suelo y las propiedades resistentes del mismo, por consiguiente el suelo puede soportar mayor carga que antes de ser compactado, lo que unido a la forma geométrica de los cimientos, la casi eliminación de madera de encofrado y pequeñas cuantías de acero produce una reducción considerable del costo de la cimentación, llegando a estar entre el 50 y 60 % del costo de un cimiento de plato que soporte la misma carga, aparte de apreciable disminución en el tiempo de ejecución. Los bifuncionales se dividen en dos tipos generales: a) Hincados b) En fosos compactados Los bifuncionales hincados, como su nombre lo indica, consisten en elementos prefabricados que se introducen en el terreno con la ayuda de martillos de hinca, estos elementos pueden ser de diversas formas tales como pilotes piramidales ó cónicos, bloques piramidales truncados con punta dentada, pilotes cónicos huecos, así como otras formas más complicadas. Este tipo de bifuncional tiene las ventajas clásicas de la prefabricación; rápidez en la puesta en obra, posibilidad de erigir la superestructura casi de inmediato, así como utilización racional y controlada en planta del hormigón y acero.Como desventajas pueden señalarse la invariavilidad de sus dimensiones, necesidad de armado para izaje, traslado y resistencia a la hinca; equipamiento de transporte y finalmente, de gran incidencia en nuestro país, la necesidad de martillos de hinca. Los bifuncionales en fosos compactados se caracterizan porque las cavidades para cimentar no se excavan ni se barrenan, sino que se abren por compactación local del terreno mediante caída libre de una maza compactadora (Figura 2)

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