Resumen de Análisis numérico del efecto de la rugosidad en el contacto pilote-roca sobre la resistencia por fuste y punta

José Gregorio Gutiérrez, Svetlana Melentijevic

• español

  Esta investigación tiene como objetivo principal analizar el efecto de la rugosidad sobre la resistencia por fuste y punta de pilotes empotrados en roca sometidos a carga axial, mediante la aplicación del método de elementos finitos (MEF) a través de los códigos Plaxis y Abaqus. Se ha realizado una recopilación bibliográfica de las formulaciones empíricas que contemplan el cálculo de carga de hundimiento de los pilotes empotrados en roca. La interacción pilote-roca se ha modelado mediante la configuración geométrica de la clasificación de rugosidades de Pells et al. (1980) en Plaxis y la forma de rugosidad planteada por O'Neill et al. (1996) en Aba-qus. En este sentido, para analizar el proceso de transferencia de carga en la interacción pilote-roca y zonas circundantes, se realizan curvas comparativas de los resultados obtenidos en las variables de salida graficando: (1) carga axial movilizada en el pilote-profundidad, (2) resistencia unitaria movilizada por fuste-profundidad, (3) carga-resistencia unitaria movilizada por punta y fuste en el contacto pilote-roca, (4) carga-resistencia movilizada y (5) carga-asiento. Se comparan los resultados con las formulaciones empíricas planteadas por diversos autores, resaltando dos aspectos importantes: en primer lugar, los cálculos de resistencia por punta y fuste del pilote a través de las formulaciones conceptuales son muy conservadores y no reproducen el efecto “real” en el contacto pilote-roca, y en segundo lugar, la componente de resistencia por fuste contribuye en gran medida en la contribución de carga de hundimiento del pilote, y en consecuencia, su contribución no debe ser despreciado totalmente en el diseño de pilote.

• English

  The main goal of this research is the study of the effect of shaft roughness on end bearing, and side shear resistance in the design of axially loaded drilled shafts in rock. In order to model that effect, the finite element method (FEM) using a commercial program is developed. The empirical correlations for estimating the end bearing and side shear resistance of drilled shaft in rock are described. The contact surface of the pile shaft drilled in rock is introduced in numerical model in agreement with the proposal by Pells et al. (1980) in Plaxis, and a sinusoidal profile according to O'Neill et al. (1996) in Abaqus. The influence of different roughness classes on complex me-chanisms of load transfer at the interface between the socketed piles and the surrounding rock is shown. Diverse results are obtained by numerical modeling being presented by following relationships: (1) axial load mobilized in pile-depth, (2) side shear resistance mobilized-depth, (3) load-end bearing and side shear resistance relations-hip, (4) load-resistance mobilized, (5) load-settlement. The results are compared to empirical correlations propo-sed by different researchers. As conclusions none of empirical formulations can satisfactorily estimate side shear resistance because they do not consider the “real” roughness effect in shaft-rock interaction. Therefore, the design of drilled shafts in rock is generally overestimated. The results confirm the excessive simplification in considering only side shear or only end bearing resistance in the pile design. There is a mutual dependence between end bea-ring and side shear resistance that should be considered in the analysis of deep foundations.