Evaluación de asentamientos en el tiempo de sistemas placa pilote apoyados sobre depósitos arcillosos de Bogotá utilizando un modelo 3D de elementos finitos

Este estudio se relaciona con los análisis de sistemas de cimentación placa-pilote apoyados sobre un perfil estratigráfico típico de arcillas en Bogotá D.C. La estratigrafía fue establecida usando alrededor de 57 registros de exploración y 16 piezoconos de estudios geotécnicos para la primera línea del Metro proyectado en esta misma ciudad. Se estableció un modelo de 4 capas de suelo y los parámetros geotécnicos para cada una de estas fueron estimados a partir de ensayos de clasificación USCS, peso unitario, corte directo, consolidación unidimensional, compresión inconfinada y triaxiales CU. Basados en estos parámetros geotécnicos un análisis de FEM en 3D fue realizado para el estudio de un sistema placa-pilote. 54 combinaciones geométricas entre longitud, diámetro, separación entre centros de elementos verticales y espesor de placa, fueron establecidas para la determinación de asentamientos totales teniendo en cuenta el proceso de construcción (300 días) y posterior hasta 20 años para un edificio sin sótanos de 15 pisos. Adicionalmente se estimaron los asentamientos totales usando las metodologías de Placa equivalente, Pilote equivalente, Poulos & Davis, y Poulos-Davis-Randolph (PDR) para encontrar el número máximo de pilotes necesarios para el cumplimiento del asentamiento máximo a 20 años propuesto por la NSR-10 - Titulo H (30cm). Finalmente se realizó el análisis de costos globales de construcción para todas las configuraciones geométricas encontradas.Urban development, reduced space and population growth over the past decades around the world has generated a high growth in the construction of condominiums, with an increase in the number and height of buildings, that increasingly are forced to be built on problematic soils. In Bogot´a D.C. a large number of high-rise structures are being built on soft soils, so the use of a system of rafts combined with piles (pile-raft) is desirable by the favorable economic effect over other types of foundations such as: increased bearing capacity, reduced total and differential settlements on the raft. The term pile raft refers to a foundation system in which a load is applied by a structural system and that load is transferred to the ground. As a result high displacements occur due to the contact pressure between the raft and the underlying soil; the raft is used to take most of the load and the piles are usually required to reduce the settlement of the entire system to an acceptable level. This research arises from the discussion of the problems that have been found mainly in this type of combined systems when used in areas of soft soils, as in the case of the Sabana of Bogota DC, in the geometric dimensioning of the elements and the prediction of settlements during construction and in the long run under traditional design methodologies; where the use of the finite element method in 3D for the same problem tends to optimize the geometric dimensioning and prediction of settlements in the short and long term. There were defined three (3) environments for the development of this research: the first was specifying a typology of load distribution, the geometric configuration of the raft and the piles and the second one was locating the problem of analysis at the area corresponding to segment four of Bogota metro project and finally estimating the settlement during construction in which the load is applied every twenty (20) days and in the long term twenty (20) years after construction