Modelización Numérica do Hincado de Pilotas a Presión

El documento aborda la crucial función de los pilotes en la construcción, destacando su aplicación desde la antigüedad hasta la actualidad. Se establece que la elección y el diseño de sistemas de cimentación con pilotes deben considerar las características del suelo y el objetivo del proyecto. El artículo se centra en la investigación numérica del comportamiento de pilotes hincados en la obra Wasichay en Bogotá, Colombia, con el objetivo de evaluar los esfuerzos y el comportamiento del suelo durante el proceso de hincado. Esto es relevante porque la evaluación de la capacidad de carga de pilotes con defectos constructivos es un desafío recurrente en ingeniería civil.

El núcleo del documento radica en la implementación de la modelación numérica para simular el comportamiento del suelo durante el hincado de pilotes a presión. Se presenta el software Plaxis 2D, una herramienta de elementos finitos, como un recurso para generar simulaciones artificiales. Se argumenta que la modelación numérica resulta invaluable, ya que los estudios sobre el comportamiento del suelo durante el hincado a presión son escasos. El documento subraya que la simulación artificial permite analizar el suelo a través de un proceso de recopilación de datos, principalmente de estudios geotécnicos, que se introducen en el software para crear perfiles estratigráficos.

El documento repasa investigaciones previas sobre modelación numérica de pilotes, señalando que la técnica de elementos finitos, si bien efectiva, conlleva un alto costo computacional cuando se modelan suelos y pilotes con elementos sólidos. Se exploran alternativas como los modelos de elemento de contorno y los elementos de viga embebidos, que ofrecen soluciones más eficientes. Se destaca el trabajo de investigadores como Sadek y Shahrour, que han propuesto elementos embebidos para representar el suelo y los pilotes de manera más precisa. La referencia a Modelado numérico del comportamiento de un pilote sometido a fricción negativa y cargas accidentales de Juan Félix Rodríguez Rebolledo y Gabriel Auvinet (2011) es crucial, ya que se centra en el análisis de la fricción negativa en pilotes de fricción y su interacción con el hundimiento regional, ofreciendo un marco de referencia para la investigación.

El proyecto de investigación se centra en la obra Wasichay en Bogotá. La metodología de este estudio se basa en la recopilación de información real del proceso de hincado del pilote, incluyendo la conformación de los perfiles estratigráficos del suelo. Se describe el procedimiento de análisis, que implica la investigación teórica y numérica del estudio de suelos del área en cuestión. Se destaca la colaboración con la constructora FENAVIP y la asesoría del ingeniero Juan Carlos Ruge, MSc. c.DSc., quien proporciona apoyo en la modelación numérica mediante PLAXIS 2D. Se menciona la utilización de modelos clásicos de la Ingeniería geotécnica, así como paquetes computacionales como POULOS & DAVIS (Elastic Solutions For Soil and Rock Mechanics) para calcular asentamientos y determinar el factor de seguridad directo. Se presenta el estudio geotécnico realizado, que incluye sondeos, ensayos de penetración estándar y análisis de las muestras de suelo extraídas. En términos de diseño de cimentación, se propone una alternativa de pilotes hincados, especificando sus dimensiones y ubicación.