Axial compression load transfer mechanisms of drilled shafts in weak porous limestone

Abstract

The considerable increase in the use of drilled shafts to meet the demand of loads of great magnitude in the construction of buildings, roads and bridges, the fact that around 27.5% of the geomorphologic area of Puerto Rico is conformed for karstic areas, and the uncertainty generated by using the correlations proposed to date, based on research of rock formations of limestone from other countries, has encouraged performing a more detailed study on the mechanisms of transfer of loads between the concrete shaft and highly weathered limestone of Puerto Rico. A compression load testing program was undertaken to optimize the design of the deep foundations by determining the unit shear resistance being developed along the length of the test drilled shafts within the highly weathered and porous limestone from Aymamón formation. This program consisted of two axial compressive load tests on strain gauge instrumented drilled shafts. The primary relationship of the charge transfer resistance is based on the unconfined compression strength of the rock. The study also includes other laboratory tests to better characterize the rock and contribute to future research. The load test provides a basis for a load transfer criterion and evaluates experimentally the characteristics of the unit side resistance of drilled shafts in highly weathered rock of Puerto Rico.

El incremento considerable en el uso de fustes barrenados para satisfacer la demanda de cargas de gran magnitud en la construcción de edificios, carreteras y puentes, el hecho de que alrededor del 27.5% de la superficie geomorfológica de Puerto Rico está conformada por áreas kársticas, y la incertidumbre generada mediante el uso de las correlaciones propuestas hasta la fecha, basado en la investigación de las formaciones rocosas de piedra caliza de otros países, ha motivado a realizar un estudio más detallado sobre los mecanismos de transferencia de carga entre el pilote de hormigón y piedra caliza altamente degradado de Puerto Rico. Un programa de prueba de carga a compresión se llevó a cabo para el diseño de las cimentaciones profundas mediante la determinación de la resistencia unitaria al corte que se desarrolla a lo largo de la longitud de los fustes barrenados en roca caliza altamente meteorizada y porosa de la formación Aymamón. Este programa consistió en dos pruebas de carga axial a compresión en fustes barrenados instrumentados con sensores de deformación. La relación principal de la transferencia de carga está basada en la resistencia a la compresión no confinada de la roca. También se incluyen otras pruebas de laboratorio para una mejor caracterización de la roca y contribuir a futuras investigaciones. La prueba de carga provee una base para el criterio de la transferencia de carga y una evaluación experimental de las características de la resistencia unitaria al corte de fustes barrenados en roca altamente meteorizada de Puerto Rico.