Evaluación comparativa del uso de pilotes y micropilotes en suelos arenosos - caso del hospital de Tumbes

Abstract

En el ámbito de la ingeniería geotécnica y la construcción de infraestructuras hospitalarias en suelos arenosos, este estudio se enfoca en la elección entre dos tipos de cimentación profunda: pilotes y micropilotes, específicamente para el Hospital de Tumbes en el norte de Perú, donde el suelo presenta desafíos significativos. La interrogante central busca determinar cuál de estas dos opciones es la más eficiente y segura en términos geotécnicos, económicos y de plazos de ejecución, basándonos en métodos analíticos y empíricos. Para abordar esta investigación, se seleccionó una zapata más cargada y se obtuvo un perfil estratigráfico preciso del suelo. Los diseños de pilotes y micropilotes se realizaron por separado utilizando métodos geotécnicos y hojas de cálculo para garantizar resultados precisos. Se llevó a cabo una evaluación comparativa detallada que reveló que los métodos analíticos son más conservadores que los empíricos, con el método de Mohr-Coulomb y el método de Decourt-Quaresma mostrando resultados más aproximados al diseño definitivo del pilote. En cuanto a los pilotes, la capacidad de carga por punta desempeña un papel crucial, representando el 62.2% del total, mientras que, en los micropilotes, la capacidad de carga por fuste es esencial, constituyendo el 86.9% del total. Además, los pilotes resultaron ser un 66.7% más económicos que los micropilotes y requirieron menos tiempo de construcción: 10 días para dos pilotes por zapata en comparación con 15 días para 16 micropilotes por zapata. Este estudio destaca la importancia de elegir entre pilotes y micropilotes en proyectos similares en suelos arenosos, con implicaciones significativas en la eficiencia económica y la seguridad de la estructura.

In the realm of geotechnical engineering and the construction of healthcare infrastructure on sandy terrains, this thesis is centered on the choice between two distinct categories of deep foundations: piles and micropiles. The specific context of this study refers to the Tumbes Hospital in northern Peru, where the soil composition presents substantial challenges. The core inquiry pertains to ascertaining which of these two alternatives proves to be the most efficient and safe in the context of geotechnical performance, economic feasibility, and construction timeline adherence. This conclusion is established through the utilization of both analytical and empirical methodologies. In the pursuit of this investigation, a foundation with a higher load-bearing capacity was meticulously selected, and an accurate stratigraphic profile of the soil was procured. Subsequently, designs for both piles and micropiles were separately devised employing geotechnical methodologies and computational tools to ensure the precision of outcomes. A comprehensive comparative analysis was conducted, unveiling that analytical approaches exhibit a greater degree of conservatism when contrasted with empirical methodologies. Notably, both the Mohr-Coulomb method and the Doucour-Quaresma method yielded congruent results. Regarding the piles, the end-bearing capacity plays a crucial role, representing 62.2% of the total capacity, while in micropiles, the shaft-bearing capacity is essential, constituting 86.9% of the total. Furthermore, piles proved to be 66.7% more cost-effective than micropiles and required less construction time: 10 days for two piles per footing compared to 15 days for 16 micropiles per footing. This study highlights the importance of choosing between piles and micropiles in similar projects in sandy soils, with significant implications for economic efficiency and structural safety.