Tesis (Magíster en Ingeniería Civil con énfasis en Geotecnia )

En el presente trabajo se desarrolla la obtención de factores de resistencia para cimentaciones superficiales y profundas (pilotes hincados y preexcavados), partiendo de la recopilación y análisis de la información de ensayos de laboratorio y campo presentada en los estudios para el “Diseño para la primera línea del metro en el marco del sistema integrado de transporte público SITP para la ciudad de Bogotá (Colombia)”, realizado por el Consorcio L1 en el año 2014. A partir de la generación de una base de datos se establece la cantidad de información con la que se contó para el desarrollo del presente trabajo y posteriormente se definen las 14 unidades geotécnicas de análisis para las cuales se realizan los análisis estadísticos de parámetros de resistencia obtenidos de ensayos de campo (SPT y CPT) y laboratorio (compresión inconfinada, corte directo, triaxiales), para establecer la distribución a la que mejor se ajustan los datos (Normal o lognormal); el grado de ajuste de los datos a la distribución se establece mediante la utilización del software Risk aplicando la prueba de bondad y ajuste de Kolmogorov y Smirnov que arroja el valor-P el cual permite establecer el grado de ajuste de los datos a una distribución, comparando dicho valor con un nivel de significancia α . Luego de contar con la información del análisis de estadístico de los parámetros de resistencia se establecieron los métodos y variables (ancho, diámetros, longitudes, nivel freático etc.) a usar para el cálculo de la resistencia o capacidad portante, dichos métodos corresponden a lo presentado en la norma AASHTO (2012) y la norma CCP14, posteriormente se realizó el análisis probabilístico de la capacidad portante o resistencia mediante el método de Montecarlo, para lo cual se utilizó el software Risk para establecer la distribución y parámetros estadísticos de la resistencia.
Para la obtención de factores de resistencia, se utilizaron los factores de carga presentados en la norma CCP14 y en la NSR-10 y se trabajó con índices de confiabilidad de 2,2.5, 3.0 y 3.5, aplicando el análisis de confiabilidad del método LRFD. Se determinaron factores de resistencia tanto para la distribución lognormal como para la distribución normal, como resultado de ello se obtuvo que los factores de resistencia son muy susceptibles a variar dependiendo del origen de los parámetros de resistencia, de la cantidad de datos tomada para los análisis estadístico, de las distribución de los datos, de la dispersión de los datos, el índice de confiabilidad, las dimensiones adoptadas para el cálculo de la resistencia, de los coeficientes de variación de la resistencia y las cargas y de los factores de carga.
Los factores de resistencia obtenidos en el presente trabajo utilizando una distribución lognormal son menores entre un 8% y un 68% con respecto a los presentados en la norma CCP14, excepto para pilotes hincados en donde para los métodos β, Meyerhof y Schmertmann se presentan factores de resistencia mayores a los presentados en la norma. Para el caso de cimentaciones superficiales y pilotes preexcavados al trabajar con los factores de resistencia presentados en la norma CCP14, estaríamos trabajando realmente con índices de confiabilidad entre 2.5 y 3.0 y no con un índice de confiabilidad de 3.5 que es el que presenta la norma CCP14 y por tanto podríamos estar subdimensionando las cimentaciones.