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Este libro nace de la experiencia del autor como proyectista de numerosas obras de ingenieria civil,muchas de ellas sometidas a la actuación de terremotos.asi como de su experiencia como profesor del Curso de Cálculo y construcción de pilotes en zonas sismicas
Este libro nace de la experiencia del autor como proyectista de numerosas obras de ingenieria civil,muchas de ellas sometidas a la actuación de terremotos.asi como de su experiencia como profesor del Curso de Cálculo y construcción de pilotes en zonas sismicas
El libro pretende en primer lugar hacer una revisión del Cálculo y construccion de pilotes sometidos a cargas estáticas,que sirva de base para introduccir al lector al proyecto y la construcción de pilotes sometidos a acciones sismicas donde se incluan los problemas especificos de las mismas, tales como la interacción cinemática e inercial.
INDICE
TOMO II
CAPITULO 1 EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LAS CIMENTACIONES PROFUNDAS
1.1.Introducción
1.2 Los pilotes en la Prehistoria
1.3.Los pilotes en la Edad Antigua
1.4.Los pilotes en la Edad Media
1.5 Los pilotes en la Edad Moderna
1.6.Los pilotes en la Edad Contemporanea
1.7.Evoluacion histórica de los procedimientos constructivos
CAPITULO 2. TIPOLOGIA DE LAS CIMENTACIONES PROFUNDAS
2.1. Introducción
2.2.Tipologia de las cimentaciones profundas
2.1.1 Por su forma de trabajo
2.2.2 Por el material constitutivo
2.2.3 De la forma de su sección transversal
2.2.4.Por el procedimiento de ejecución
2.3. Técnicas especiales de ejecución
2.3.1. Ejecución de pilotes con martillos neumaticos
2.3.2. Ejecución de pilotes con equipos de alta presión y circulación inversa
2.4. Elección del tipo de pilote según el terreno
2.5. Elección del tipo de pilote según las caracteristicas de la estructura
2.6. Terminologia utilizada en pilotes
2.7. Preguntas de control
CAPITULO 3. EL RECONOCIMIENTO DEL TERRENO
3.1. Introducción
3.2.Recopilación de la información
3.2.1. Información básica
3.2.2. Información complementaria
3.2.2.1. Información Geológica
3.2.2.2. Información Hidrogeologica
3.2.2.3. Información Cartográfica del emplazamiento
3.3. Planificación del reconocimiento del terreno
3.3.1. Cimentación de edificios y estructuras
3.3.2. Cimentación de obras hidráulicas
3.3.3. Cimentación de obras maritimas y portuarias
3.3.4. Cimentación de obras lineales
3.3.5. Norma Sismorresistente
3.3.6. Eurocódigos
3.4. Distribución y profundidad de los reconocimientos
3.4.1. Distribución de los reconocimientos
3.4.2. Profuncidad de los reconocimientos
3.5. Reconocimiento del terreno
3.6. Técnicas de reconocimiento del terreno
3.6.1. Métodos directos
3.6.2. Métodos indirectos
3.7. Realización del informe Geotécnicos
3.7.1. Memoria
3.7.1.1. Antecedentes
3.7.1.2. Metodologia del trabajo
3.7.1.3. Marco Geológico e Hidrogeologico
3.7.1.4. Trabajos realizados
3.7.1.5. Resultados de reconocimiento del terreno
3.7.1.6. Análisis de problemas geotécnicos planteados
3.7.1.7. Propuesta de cimentación
3.7.1.8. Resumen y conclusiones
3.7.2. Anejos
3.7.2.1 Anejo nº 1 Información previa
3.7.2.2.Anejo nº 2 Planos de situación de la obra
3.7.2.3.Anejo nº 3 Trabajos de campo
3.7.2.4.Anejo nº 4 Ensayos de laboratorio
3.7.2.5.Anejo nº 5 Calculos justificados
3.8. Preguntas de control
3.9. Ejercicios
3.9.1 Ejercicios nº 1
3.9.2.Ejercicios nº 2
CAPITULO 4. CÁLCULO DE PILOTES SOMETIDOS A CARGAS ESTÁTICAS
4.1. Consideraciones generales
4.2. Estados limites últimos
4.3. Estados L-imite de servicio
4.4. Otras comprobaciones
4.5. Caracteristicas de la cimentación
4.5.1. Situaciones de proyecto
4.5.2. Configuración geométrica
4.6. Caracteristicas del terreno
4.7. Acciones
4.8. Acciones sobre el pilotaje
4.8.1. Rozamiento negativo
4.8.2. Compresión sobre el pilote producida por el rozamiento negativo
4.8.3. Comprobación de asientos
4.8.4. Empujes horizontales causados por sobrecargas
4.8.5. Empujes horizontales en pilotes proximos a taludes de relleno
4.8.6. Efecto barrera en grupos de pilote
4.8.7. Distribución de cargas en pilotes
4.9. Carga de hundimiento de pilotes hormigonados in situ
4.9.1. Pilotes empotrados en roca
4.9.2. Pilotes perforados en rocas alteradas o suelos
4.9.3. Cálculo de resistencias unitarias
4.10. Carga de hundimiento de pilotes prefabricados hincados
4.10.1. Carga de hundimiento de pilotes hincados
4.10.2. Estudio de la hinca
4.11. Efecto grupo
4.12. Asientos en pilotes y grupos de pilotes
4.13. Cálculo de la resistencia al arranque
4.14. Cálculo de la resistencia horizontal
4.15. Deformabilidad de pilotes aislados
4.15.1. Rigidez vertical
4.15.2. Rigidez transversal
4.15.3. Movimientos verticales ( asientos )
4.16. Soluciones semianaliticas
4.17. Deformabilidad de grupos de pilotes
4.17.1. Deformabilidad vertical del grupo
4.17.2. Deformabilidad horizontal del grupo
4.18. Reparto de cargas entre pilotes del grupo
4.19. Pruebas de cargas
4.20. Coeficientes de seguridad
4.20.1. Tope estructural
4.20.2. Coeficiente de seguridad frente al hundimiento
4.20.3. Coeficiente de seguridad frente al arranque
4.20.4. Coeficiente de seguridad frente a la rotura del terreno por acciones horizontales
4.21. Seguridad estructural
4.21.1. Consideracion del pandeo
4.21.2. Otras comprobaciones estructurales
4.22. Cálculo de encepados
4.22.1. Criterios generales de diseño
4.23. Cálculo de encepados
4.23.1. Encepado rigido sobre dos pilotes
4.23.2. Encepado rigido sobre varios
4.24. Cálculo de encepados rigidos
4.25. Exitencia de fuerzas horizontales
4.25.1. Refuerzo de pilotes
4.26. Vigas de arriostramiento
4.27. Unión de encepados flexibles
4.28. Estimación de asientos
4.28.1. Estimación del asiento en terrenos granulares
4.28.2. Estimación del asiento en terrenos coherentes
4.29. Detalles constructivos de pilotes y encepados
4.30. Preguntas de control
4.31.1. Ejercicio nº 1 Pilote sometido a carga horizontal
4.31.2. Ejercicio nº 2 Carga de hundimiento de pilotes en suelos granulares
4.31.3. Ejercicio nº 3 Cálculo de pilotes en suelos granulares
4.31.4. Ejercicio nº 4 Cálculo de pilotes en suelos cohesivos
4.31.5. Ejercicio nº 5 Cálculo de pilotes en suelos cohesivos
4.31.6. Ejercicio nº 6 Grupos de pilotes
4.31.7. Ejercicio nº 7 Grupos de pilotes
4.31.8. Ejercicio nº 8 Cálculo y armado de un pilotaje y su encepado
CAPITULO 5: ONDAS SISMICAS TECTÓNICA DE PLACAS,TERREMOTOS
5.1. Introducción
5.2. Ondas en un medio elástico
5.2.1. Propagacion de ondas unidimensionales
5.2.1.1. Ondas longitudinales en una varilla infinita
5.2.1.2. Ondas de torsión en un varilla
5.2.2. Propagación de ondas en un medio elástico infinito
5.2.2.1. Planteamiento general del problema
5.2.3. Ondas de dilatación
5.2.4. Ondas de distorsión
5.2.5. Ondas en un semiespacio elástico
5.3. Ondas sismicas
5.3.1. Resumen de la propagación de ondas en sólidos
5.4. Tectónica de placas.Teoria de la deriva
5.4.1 Teoria de la deriva continental .Teoria de Wegener
5.4.2. Dorsales oceánicas
5.4.3. Zonas de subducción
5.4.4. Fallas transformantes
5.4.5. Movimientos de una falla
5.5. Teoria del rebote elástico
5.5.1. Momento sismico
5.6. Terremotos
5.6.1. Caracteristicas de un terremoto
5.6.2. Intensidad de un terremoto
5.6.3. Magnitudes de un terremoto
5.6.1. Caracteristicas de un terremoto
5.6.2. Intensidad de un terremoto
5.6.3. Magnitud de un terremoto
5.6.3.1. Magnitud local Richter
5.6.3.2. Magnitud de ondas de superficie
5.6.3.3. Magnitud de ondas de cuerpo
5.6.3.4. Magnitud de momento
5.6.3.5. Magnitud duración
5.6.4. Energia de un terremoto
5.6.5. Risgo sismico.Terremoto de proyecto
5.6.6. Sismicidad instrumental
5.6.7. Sismicidad historica
5.6.8. Fallas activas
5.6.9. Indicadores de magnitudes de un terremoto
5.6.10. Evidencias tectónicas
5.6.11. Análisis deterministas de riesgo sismico
5.6.12. Análisis probabilista de riesgo sismico
5.7. Preguntas de control
CAPITULO 6. FALLOS SISMICOS HISTORICOS EN CIMENTACIONES PILOTADAS
6.1. Introducción
6.2. Fallos sismicos históricos de cimentaciones pilotadas
6.3. Terremoto de San Francisco ( 1906 )
6.4. Terremoto de Valdivia ( 1960 )
6.5. Terremoto de Alaska ( 1964 )
6.6. Terremoto de Niigata ( 1964 )
6.7. Terremoto de San Fernando ( 1971 )
6.8. Terremoto de Mexico ( 1985 )
6.9. Terremoto de Edgecumbe (1987 )
6.10. Terremoto de Loma Prieta ( 1989 )
6.11. Terremoto de Costa Rica
6.12. Terremoto de Northridge ( 1994)
6.13. Terremoto de Kobe ( 1995 )
6.14. Terremoto de Kocacelli ( 1999 )
6.15. Terremoto de Taiwan ( 1999 )
6.16. Terremoto de Japón ( 2001 )
6.17. Conclusiones
6.18. Preguntas de control
CAPITULO 7: LICUEFACCIÓN.MOVILIDAD CÍCLICA
7.1. Introducción
7.2. Licuefacción y movilidad ciclica
7.2.1. Flujo de licuefacción
7.2.2. Movilidad ciclica
7.2.3. Crateres o conos de arena
7.2.4. Suelos susceptibles de licuefactar
7.3. EVALUACION DEL RIESGO DE LICUEFACCIÓN
7.3.1. Criterios sismicos históricos
7.3.2 Criterios geológicos
7.3.3. Criterios constitutivos
7.3.4. Criterios basados en el estado inicial del suelo
7.4. Cálculo del potencial de licuefacción ( Seed & Idriss )
7.4.1. Inicio de la licuefacción
7.4.2. Cálculo del potencial de licuefacción
7.5. Otros métodos de cálculo del potencial de licuefacción
7.6. Terremotos potencialmente licuefactables. Movilidad ciclica
7.7. Comportamiento de pilotes en terrenos licuefactables
7.8. Tratamiento de los terrenos potencialmente licuefactables
7.9. Métodos orientados al tratamiento de terrenos potencialmente licuefactables en la obra nueva
7.10. Métodos orientados al tratamiento de obras existentes
7.11. Preguntas de control
TOMO II
CAPITULO 8. CALCULO DE PILOTES SOMETIDOS A CARGAS SISMICAS
8.1. Introducción
8.2. Rigidez estática de pilotes aislados
8.3. Respuesta dinámica de pilotes aislados
8.4. Cálculo de rigideces dinámicas de pilotes aislados flotantes
8.4.1. Conceptos de función de impedancia
8.5. Cálculo de impedancias en un pilote aislado
8.6. Rigidez dinámica de un pilote flotante
8.7. Grupos de pilotes
8.7.1. Factores de interaccción
8.8. Cálculo de las impedancias de grupos de pilotes
8.8.1. Impedancia axial
8.8.2. Impedancia lateral
8.8.3. Impedancia de cabeceo
8.8.4. Impedancia de torsión
8.9. Efecto de grupo en pilotes flotantes
8.10. Cálculo de rigideces dinámicas de pilotes aislados empotrados
8.11. Formulación tipo Winkler
8.11.1. Vibración longitudinal
8.11.2. Vibración transversal
8.12. Formulaciónes rigurosas
8.13. Grupo de pilotes
8.14. Método de Poulos
8.14.1. Caso de cimentación con 2 pilotes
8.14.2. Caso de cimentación con n pilotes
8.15. Análisis numéricos de grupos de pilotes
8.16. Cálculo no lineal de pilotes sometidos a cargas laterales.Curva p-y
8.17. Preguntas de control
8.18. Ejercicios
8.18.1. Ejercicio nº 1
8.18.2. Ejercicio nº 2
CAPITULO 9: INTERACIÓN SUELO-ESTRUCTURA DE CIMENTACIONES SUPERFIALES Y PROFUNDAS
9.1. Consideraciones generales
9.2. Interacción Suelo-Estructuras Estática ( ISEE )
9.2.1. Tipo de bordes
9.2.2. Bordes rigidos o elementales
9.2.3. Bordes elásticos tipo Winlkler
9.2.4. Bordes viscosos
9.2.5. Bordes consistentes
9.2.6. Bordes con rigidez a cortante
9.3. Pilotes sometidos a cargas horizontales
9.4..Variación del módulo de reacción horizontal Kn en profuncidad
9.5. Modelos de suelo
9.5.1. El modelo de sólido elástico lineal
9.5.2. El modelo de sólido plástico
9.5.3. El modelo de Winkler
9.6. Modelo elástico
9.7. Modelo plástico
9.8. Modelo de Winkler
9.9. Rigideces estaticas de cimentaciones superficiales
9.10. Rigideces estáticas de pilotes aislados
9.10.1. Rigidez vertical
9.10.2. Rigidez transversal
9.10.3. Rigidez estática de un pilote aislado según EC8
9.10.4. Estudio de pilote aislado sometido a cargas horizontales
9.11. Interacción Suelo-Estructura Dinámica ( ISED )
9.12. Influencia de los bordes en la transmisión de ondas
9.13. Efectos de la Interaccion Suelo-Estructura
9.14. Impedancias o rigideces dinámicas de cimentaciones superciales
9.15. Impedancias o rigideces dinámicas de cimentaciones profundas
9.15.1. Impedancias de pilotes aislados
9.16. Proceso de cálculo de un problema de ISED
9.17 Ecuaciones del movimiento
9.17.1. Integración de las ecuaciones del movimiento
9.17.2. Análisis modal
9.17.3. Integración directa en el dominio del tiempo
9.17.4. Integración en el dominio de la frecuencia
9.18. Preguntas de control
9.19. Ejercicios
9.19.1. Ejercicio nº 1
9.19.2. Ejercicio nº 2
9.19.3. Ejercicio nº 3
9.19.4. Ejercicio nº 4
CAPITULO 10 INTERACCIÓN CINEMÁTICA E INERCIAL.CURVAS p-y
10.1. Consideraciones sobre interacción cinemática e inercial
10.2. Consideraciones sobre interacción cinemática e inercial
10.2.1 Análisis mediante subestructuras
10.2.2. Análisis directo
10.3. Efectos inerciales
10.4. Efectos cinemáticos
10.5. Métodos de cálculo de interacción cinemática e inercial
10.6. Cálculo simplificado de la interacción cinemática e inercial
10.6.1. Influencia del amortiguamiento
10.6.2. Módulo de rigidez transversal G
10.6.3. Cálculo simplificado de la interacción cinemática según Srbulov
10.6.4. Cálculo simplificado de la interacción inercial según Srbulov
10.7. Consideraciones del método de Srbulov
10.8. Aplicación practica del método simplificado de Srbulov
10.9. Preguntas de control
10.10. Ejercicios
10.10.1. Ejercicio nº 1
10.10.2. Ejercicio nº 2
10.10.3. Ejercicio nº 3
CAPITULO 11 CÁLCULO DE PILOTES EN TERRENOS LICUEFACTABLES
11.1. Introducción
11.2. Estimación de la carga de hundimiento de un pilote
11.3. Comportamiento de pilotes en terrenos licuefactables
11.3.1. Mecanismo de colapso de pilotes aislados
11.3.2. Mecanismo de colapso de grupos de pilotes
11.4. Comportamiento de pilotes sometidos a cargas sismicas
11.4.1. Interacción inercial
11.4.2. Interacción cinemática
11.4.3. Carga cinemática en terrenos inclinados licuefactados
11.5. Análisis estatico de pilotes solicitados por cargas laterales
11.5.1. Perfiles de terreno simplificados
11.5.2. Procedimientos de análsisi simplificados para pilotes bajo carga estática
11.6. Análisis sismico de pilotes solicitados por cargas laterales
11.6.1. Longitud efectiva de los pilotes
11.6.2. Flexibilidad del pilote
11.7. Respuesta cinemática
11.7.1. Respuesta cinemática en terreno horizontal
11.7.2. Respuesta cinemática en terreno inclinado
11.8. Respuesta inercial
11.8.1. Rigidez relativa del sistema pilote-suelo
11.8.2 Coeficientes de amortiguamiento
11.9. Análisis p-y de pilotes
11.9.1. Carga estática lateral
11.9.2. Carga ciclica lateral
11.9.3. Análisis p-y bajo cargas sismicas en terrenos horizontales
11.9.4. Análisis p-y bajo cargas sismicas en terrenos inclinados
11.10. Análisis mediante equilibrio limite de pilotes sometidos a sismo
11.10.1. Análisis de equilibrio limite de pilotes en suelos con lateral spreading
11.10.2. Análisis de equilibrio limite de pilotes en presencia de corteza no licuada
11.10.2.1. Arcilla rigida como capa no licuable
11.10.2.2. Arcilla densa como capa no licuable
11.11. Consideraciones del Eurocodigo para terrenos licuefactables
11.12. Licuefacción
11.13. Potencial de licuefacción
11.14. Transferencia de carga axil durante la licuefacción
11.15. Cargas de reconsolidación
11.16. Asiento de pilotes en terrenos licuefactados
11.17. Pilotes empotrados en roca
11.18. Pilotes flotantes
11.18.1 Hundimiento versus pandeo de pilotes flotantes
11.19. Comportamiento de pilotes en terrenos licuefactables
11.20. Métodos simples para estimar la expansion lateral
11.21. Expansión lateral en cimentaciones pilotadas ( cargas cinemáticas )
11.21.1. Existencia de capa superior ( corteza ) no licuable
11.21.2. Presiones laterales sobre pilotes y encepados
11.21.3. Valores de las presiones laterales propuestas por diferentes normativas
11.21.3.1. Especificaciones para puentes de Carreteras ( JRA,2002 )
11.21.3.2. Estandar de diseño instalaciones ferroviarias ( RTRI,1999 )
11.21.3.3 Recomendaciones diseño cimentaciones edificios ( AIJ.2001 )
11.21.3.4. Recomendaciones finales
11.22. Expansión lateral en cimentaciones pilotadas ( cargas inerciales y de superestructura )
11.22.1. Cargas inerciales y cinemáticas
11.22.2. Existencia de cargas axiles
11.23. Respuesta máxima lateral en cimentaciones pilotadas
11.24. Respuesta lateral residual de cimentaciones pilotadas
11.24.1. Pilotes aislados
11.24.2. Grupos de pilotes incluyendo carga axil
11.25. Preguntas de control
11.26. Ejercicios
11.26.1. Ejercicio 1 ( Proyecto de pilotes sometidos a cargas estaticas
11.26.2. Ejercicio 2 ( Velocidad de las ondas de corte y frecuencia natural del estrado )
11.26.3. Ejercicio 3 ( Longitud efectiva de los pilotes )
11.26.4. Ejercicio 4 ( Flexibilidad de los pilotes )
11.26.5. Ejercicio 5 ( Carga inercial sobre los pilotes )
11.26.6. Ejercicio 6 ( Carga Cinemática sobre los pilotes )
11.26.7. Ejercicio 7 ( Respuesta inercial en terreno licuado horizontal )
11.26.8. Ejercicio 8 ( Grupo de pilotes en tres capas de terreno sometidos a expansión lateral )
11.26.9. Ejercicio 9 ( Grupo de pilotes en tres capas de terreno sometidos a expansión lateral )
CAPITULO 12. REGLAS DE DISEÑO DE PILOTES EN ZONAS SISMICAS
12.1. Introducción
12.2. Reglas de diseño para cimentaciones de edificios según NCSE.02
12.2.1 Reglas de indole general
12.2.1.1. Coeficiente de comportamiento por ductilidad U
12.2.1.2. Disposición de masas
12.2.1.2. Disposición de elementos estructurales
12.2.1.3. Elementos no estructurales
12.2.1.4. Elementos no estructurales
12.2.1.5. Juntas entre construcciones
12.2.2. Reglas de diseño para cimentaciones superficiales
12.2.2.1. Criterios generales de diseño
12.2.2.2. Elementos de atado
12.2.3. Reglas de diseño para cimentaciones mediante pilotes
12.3. Reglas de diseño para cimentaciones mediante pilotes
12.3.1. Propiedades del terreno
12.3.2. Resitencia
12.3.3. Velocidad de propagación
12.3.4. Flexibilidad y amortiguamiento de las ondas transversales
12.3.5. Comprobaciones relativas al terreno de cimentación
12.3.6. Livuefacción
12.3.7. Asientos inducidos por la vibración sismica
12.3.8. Compobaciones relativas a los cimientos
12.3.9. Esfuerzos de cálculo
12.3.10. Verificaciones resistentes de cimentaciones superficiales
12.3.11. Verificaciones resistentes de cimentaciones profundas
12.4. Consideraciones generales sobre cimentaciones de puentes
12.4.1. Resistencia del terreno
12.4.2. Flexibilidad y amortiguamiento
12.4.3. Comprobaciones relativas al terreno de cimentación
12.4.4. Licuación
12.5. Comprobaciones relativas a la cimentación de los puentes
12.5.1. Esfuerzos de cálculo
12.5.2. Verificaciones resistentes de cimentaciones profundas
12.6. Preguntas control
CAPITULO 13: RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS
13.1. Trabajos preliminares
13.2. Recomendaciones de la información necesaria para las tareas de construcción
13.3. Preparación de la plataforma de trabajo
13.3.1. Factores de diseño de la plataforma de trabajo
13.3.2. Especificaciones generales de accesos y plataformas de trabajo
13.3.3. Especificaciones particulares de accesos y plataformas de trabajo
13.3.4. Controles de la plataforma de trabajo
13.4. Montaje de equipos
13.5. Replanteo de pilotaje
13.6. Procedimientos constructivos según el tipo de pilote
13.6.1. Pilotes de extracción hormigonados in situ
13.6.1.1. Pilotes perforados en seco sin entubación
13.6.1.2. Pilotes de extracción con entubación recuperable
13.6.1.3. Pilotes de extracción con camisa perdida
13.6.1.4. Pilotes de extracción sin entubación con lodos tixotrópicos
13.6.2. Limpieza de fondo de la excavación
13.6.3. Colocación de armaduras
13.6.4. Hormigonado de los pilotes
13.6.4.1. Caracteristicas del hormigón de los pilotes
13.6.5. Pilotes de barrera continua o barrenados
13.6.6. Pilotes de desplazamiento prefabricados
13.6.7. Pilotes de desplazamiento hormigonados " in situ "
13.6.7.1. Pilotes de desplazamiento a rotación
13.6.7.2. Pilotes de desplazamiento con azuche
13.6.7.3. Pilotes de desplazamiento con tapón de gravas
13.7. Preguntas de control
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
