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Guia de cimentaciones en obras de carretera

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Descripción

Pretende describir las reglas de buena práctica que han de aplicarse en los proyectos, en la construcción y en la conservación de las obras de cimentaciones en carreteras, así como ayudar al proyectista en las fases de investigación del terreno, estudio de alternativas y proyecto; recoge la práctica habitual en geotecnia, de adoptar coeficientes de seguridad globales.


Características

  • ISBN: 844980650X
  • Páginas: 304
  • Tamaño: 21X30
  • Edición:
  • Idioma: Español
  • Año: 2004

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Contenido Guia de cimentaciones en obras de carretera

Publicación monográfica elaborada por la Dirección Técnica de la Dirección General de Carreteras con la colaboración del Laboratorio de Geotecnia del CEDEX y de un grupo numeroso de expertos nacionales de geotecnia y estructuras.Pretende describir las reglas de buena práctica que han de aplicarse en los proyectos, en la construcción y en la conservación de las obras de cimentaciones en carreteras, así como ayudar al proyectista en las fases de investigación del terreno, estudio de alternativas y proyecto; recoge la práctica habitual en geotecnia, de adoptar coeficientes de seguridad globales.

 Tabla de contenidos

1. General     


1.1. Introducción     
1.2. Definiciones     
1.3. Sistema de unidades     
1.4. Referencias bibliográficas     
    
2. Criterios básicos     
    
2.1. Introducción     
2.2. Método de los estados límite     
    2.2.1. Estados límite últimos     
    2.2.2. Estados límite de servicio     
2.3. Situaciones de proyecto     
2.4. Configuración geométrica     
2.5. Acciones     
   2.5.1. Clasificación de las acciones     
   2.5.2. Valor característico     
   2.5.3. Otros valores representativos     
   2.5.4. Valor de cálculo     
2.6. Combinación de acciones     
2.7. Características del terreno     
2.8. Clasificación de las situaciones de proyecto     
   2.8.1. Situaciones persistentes     
   2.8.2. Situaciones transitorias y de corto plazo     
   2.8.3. Situaciones accidentales     
2.9. Métodos de cálculo     
2.10. Coeficiente de seguridad     
    
3. Reconocimiento del terreno     
    
3.1. Alcance de la investigación y sus fases     
    3.1.1. Estudio informativo y/o previo     
    3.1.2. Anteproyecto     
    3.1.3. Proyecto de construcción     
    3.1.4. Estudios durante la construcción     
    3.1.5. Estudios durante la explotación     
3.2. Reconocimientos geotécnicos de proyecto     
    3.2.1. Información geológica previa     
    3.2.2. Información geotécnica previa     
    3.2.3. Otras informaciones previas     
    3.2.4. Presentación de la información previa     
    3.2.5. Programación de los reconocimientos     
3.3. Métodos de prospección     
    3.3.1. Cartografía geológica     
    3.3.2. Procedimientos geofísicos     
           3.3.2.1. Sísmica de refracción     
           3.3.2.2. Propagación de ondas en sondeos y tomografía sísmica     
           3.3.2.3. Geofísica eléctrica     
           3.3.2.4. Otras técnicas     
           3.3.2.5. Precauciones recomendables     
     3.3.3. Calicatas y zanjas     
     3.3.4. Sondeos mecánicos     
     3.3.5. Testificación de sondeos (diagrafías)     
3.4. Ensayos «in situ» y toma de muestras     
     3.4.1. Ensayos de penetración     
            3.4.1.1. Ensayo de penetración estándar SPT     
            3.4.1.2. Ensayos de penetración estática     
            3.4.1.3. Penetrómetros dinámicos continuos     
     3.4.2. Ensayos de molinete     
     3.4.3. Presiómetros y dílatómetros     
     3.4.4. Otros ensayos «in situ»     
            3.4.4.1. Ensayos de placa de carga     
            3.4.4.2. Ensayos de permeabilidad     
            3.4.4.3. Pruebas de campo, construcciones experimentales, ensayos de cimentaciones     
            3.4.4.4. Ensayos «in situ» diversos     
      3.4.5. Toma de muestras     
3.5. Ensayos de laboratorio     
      3.5.1. Identificación, clasificación y estado     
      3.5.2. Resistencia al corte de suelos     
            3.5.2.1. Ensayo de compresión simple     
            3.5.2.2. Ensayo de corte directo     
            3.5.2.3. Ensayo triaxial     
            3.5.2.4. Otros ensayos de resistencia     
       3.5.3. Deformabilidad, ensayo edométrico     
       3.5.4. Ensayos de compactación     
       3.5.5. Ensayos de rocas     
       3.5.6. Otros ensayos de laboratorio     
            3.5.6.1. Permeabilidad     
            3.5.6.2. Ensayos dinámicos     
            3.5.6.3. Ensayos diversos     
3.6. Amplitud e intensidad de los reconocimientos     
       3.6.1. Calificación del terreno para determinar la intensidad del reconocimiento     
            3.6.1.1. Variabilidad del terreno     
            3.6.1.2. Condiciones de cimentación     
      3.6.2. Clases de reconocimientos del terreno     
      3.6.3. Número de puntos de reconocimiento en campañas de intensidad normal     
      3.6.4. Reconocimientos intensos     
      3.6.5. Reconocimientos especiales     
      3.6.6. Reconocimientos reducidos     
      3.6.7. Reconocimientos esporádicos     
      3.6.8. Profundidad de las prospecciones     
             3.6.8.1. Cimentaciones de terraplenes     
             3.6.8.2. Cimentaciones de estructuras     
      3.6.9. Número de muestras y ensayos     
3.7. El informe geotécnico     
      3.7.1. Introducción y estructura     
      3.7.2. Contenido de la memoria     
      3.7.3. Contenido de los anejos     
             3.7.3.1. Anejo de trabajos de campo     
             3.7.3.2. Anejo de ensayos de laboratorio     
3.7.4. Consideraciones generales     
    
4. Cimentaciones superficiales     
    
4.1. Definición     
4.2. Comprobaciones a realizar     
   4.2.1. Estados límite últimos     
         4.2.1.1. Estabilidad global     
         4.2.1.2. Hundimiento     
         4.2.1.3. Deslizamiento     
         4.2.1.4. Vuelco     
         4.2.1.5. Rotura del elemento estructural de cimentación     
  4.2.2. Estados límite de servicio (o utilización)     
  4.2.3. Otros problemas de las cimentaciones superficiales     
4.3. Definición de las situaciones de proyecto     
   4.3.1. Configuración geométrica     
   4.3.2. Características geotécnicas     
         4.3.2.1. Resistencia     
         4.3.2.2. Deformabilidad     
         4.3.2.3. Permeabilidad     
         4.3.2.4. Otros parámetros     
  4.3.3. Acciones     
  4.3.4. Clasificación de las situaciones de proyecto     
         4.3.4.1. Situaciones de «corto plazo»     
  4.3.5. Cimentación rectangular equivalente     
  4.3.6. Presiones verticales     
  4.3.7. Presión de servicio     
4.4. Estabilidad global     
4.5. Seguridad frente al hundimiento     
   4.5.1. Comprobación del hundimiento según la experiencia local     
   4.5.2. Presión admisible en arenas     
         4.5.2.1. Valor del índice N60 del ensayo SPT a utilizar en el cálculo     
         4.5.2.2. Corrección por efecto del posible movimiento del agua     
         4.5.2.3. Corrección para cimentaciones en arenas no saturadas     
         4.5.2.4. Limitaciones del procedimiento     
4.5.3. Cimentaciones superficiales sobre roca     
4.5.3.1. Influencia del tipo de roca     
4.5.3.2. Influencia del grado de meteorización     
4.5.3.3. Influencia del espaciamiento entre litoclasas     
4.5.3.4. Determinación de la resistencia a compresión simple de la roca sana     
4.5.3.5. Limitaciones del procedimiento     
4.5.4. Carga de hundimiento en función de otros ensayos de campo     
4.5.4.1. Ensayos presiométricos     
4.5.4.2. Ensayos de penetración estática     
4.5.4.3. Otros ensayos de penetración     
4.5.4.4. Ensayos de carga     
4.5.5. Cálculo analítico de la carga de hundimiento     
4.5.5.1. Factores de capacidad de carga (Factores N)     
4.5.5.2. Consideración de la resistencia al corte del terreno sobre el plano de apoyo (Factores d)     
4.5.5.3. Consideración de la inclinación de las cargas (Factores i)     
4.5.5.4. Consideración de la forma de la cimentación (Factores s)     
4.5.5.5. Efecto de la proximidad de la cimentación a un talud (Factores t)     
4.5.5.6. Efecto de la inclinación del plano de apoyo (Factores r)     
4.5.5.7. Cimentaciones superficiales sobre terreno heterogéneo     
4.5.5.8. El coeficiente de seguridad frente al hundimiento     
4.6. Seguridad frente al deslizamiento     
4.7. Seguridad frente al vuelco     
4.7.1. Retranqueo del eje de giro     
4.7.2. Coeficientes de seguridad recomendables     
4.8. Estimación de movimientos     
4.8.1. Cálculos con el modelo elástico     
4.8.2. Cálculos con el modelo edométrico (suelos arcillosos)     
4.8.2.1. Asiento a largo plazo     
4.8.2.2. Asientos a corto plazo     
4.8.2.3. Tiempo de consolidación     
4.8.3. Cálculos con ambos modelos     
4.8.4. Cálculo basado en ensayos de campo (terrenos granulares)     
4.8.5. Movimientos admisibles     
4.8.5.1. Precisión del cálculo de los asientos     
4.9. Esfuerzos de los elementos de cimentación     
    
5. Cimentaciones profundas     
    
5.1. Tipos de cimentación profunda     
5.1.1. Tipos de pilote     
5.1.1.1. Según el método constructivo     
5.1.1.2. Según el material del pilote     
5.1.1.3. Según la forma de la sección transversal     
5.1.2. Procedimientos de ejecución     
5.2. Comprobaciones a realizar     
5.2.1. Estados límite últimos     
5.2.2. Estados límite de servicio (o utilización)     
5.2.3. Otras comprobaciones     
5.3. Situaciones de proyecto     
5.4. Configuración geométrica     
5.5. Parámetros del terreno     
5.6. Acciones     
5.6.1. Acciones de la estructura     
5.6.2. Rozamiento negativo     
5.6.2.1.Identificación del problema     
5.6.2.2.Compresión inducida por el rozamiento negativo     
5.6.3. Empujes horizontales causados por sobrecargas     
5.6.4. Empujes horizontales sobre pilotes próximos a taludes de relleno     
5.6.5. Efecto barrera en grupos de pilotes     
5.7. Combinaciones de acciones y distribución de cargas     
5.8. Clasificación de las situaciones de proyecto     
5.9. Carga vertical representativa, o carga de servicio     
5.10. Cálculo de la carga de hundimiento     
5.10.1. Pilotes empotrados en roca     
5.10.2. Pilotes perforados en rocas alteradas o en suelos     
5.10.2.1. Método basado en el SPT     
5.10.2.2. Método basado en ensayos de penetración dinámica continuos     
5.10.2.3. Método basado en ensayos de penetración estática     
5.10.2.4. Método basado en ensayos presiométricos     
5.10.2.5. Método basado en los parámetros resistentes del modelo de Mohr-Coulomb..     
5.10.3. Pilotes hincados     
5.10.3.1. Carga de hundimiento de pilotes hincados     
5.10.3.2. Estudio de la hinca     
5.10.3.3. Control de la hinca     
5.10.4. Efecto grupo     
5.11. Cálculo de la resistencia al arranque     
5.12. Cálculo de la resistencia horizontal     
5.13. Deformabilidad de cimentaciones profundas     
5.13.1. Deformabilidad del pilote individual     
5.13.1.1. Rigidez vertical     
5.13.1.2. Rigidez transversal     
5.13.2. Soluciones semianalíticas     
5.13.3. Deformabilidad de grupos de pilotes     
5.13.3.1. Deformabilidad vertical del grupo     
5.13.3.2. Deformabilidad horizontal del grupo     
5.13.4. Reparto de cargas entre pilotes de un grupo     
5.14. Pruebas de carga     
5.15. Requisitos de seguridad     
5.15.1. Tope estructural     
5.15.2. Coeficiente de seguridad frente al hundimiento     
5.15.3. Coeficiente de seguridad frente al arranque     
5.15.4. Coeficiente de seguridad frente a la rotura del terreno por empujes horizontales     
5.15.5. Seguridad estructural     
5.15.5.1. Consideración del pandeo     
5.15.5.2. Otras comprobaciones estructurales     
    
6. Disposiciones específicas para obras de carretera     
    
6.1. Recomendaciones generales     
6.2. Pilas de puente a media ladera     
6.2.1. Reconocimiento del terreno     
6.2.2. Estabilidad de la ladera     
6.2.3. Tipología de la cimentación     
6.2.4. Cimentaciones superficiales     
6.2.4.1.Excavaciones     
6.2.4.2.Aceptación del cimiento     
6.2.4.3.Zapata de cimentación     
6.2.5. Cimentaciones profundas     
6.2.5.1.Excavaciones     
6.2.5.2.Plataforma de trabajo     
6.2.5.3.Ejecución de los pilotes     
6.2.6. Protección de la cimentación y sus accesos     
6.2.7. Inspección, auscultación y conservación     
6.3. Estribos de puentes     
6.3.1. Reconocimiento del terreno     
6.3.2. Tipos de estribo     
6.3.3. Estribos cerrados     
6.3.4. Estribos abiertos     
6.3.4.1.Proceso constructivo     
6.3.5. Durmientes (sillas-cargadero)     
6.3.5.1.Comprobaciones a realizar     
6.3.5.2.Proceso constructivo     
6.3.6. Estribos de suelo reforzado     
6.3.7. Drenaje de los estribos     
6.3.8. Cuñas de transición en trasdoses de estribos     
6.3.9. Protección del paramento externo     
6.3.10. Inspección, auscultación y conservación     
6.4. Muros de contención y sostenimiento     
6.4.1. Tipos de muros de contención y sostenimiento     
6.4.2. Reconocimiento del terreno     
6.4.3. El empuje del trasdós     
6.4.4. Coeficientes de seguridad     
6.4.5. Definición de la excavación y del drenaje     
6.4.6. Comprobación de las condiciones de apoyo     
6.4.7. Protección del cimiento     
6.4.8. Inspección, auscultación y conservación     
6.5. Muros de suelo reforzado     
6.5.1. Precauciones para asegurar la estabilidad     
6.5.2. Precauciones para evitar el agrietamiento del firme     
6.5.3. Inspección auscultación y conservación     
6.6. Pasos inferiores     
6.6.1. Cargas sobre la estructura     
6.6.2. Tipo de cimentación     
6.6.3. Esfuerzos en la cimentación (interacción)     
6.6.4. Cuñas de transición     
6.6.5. Drenaje     
6.6.6. Ejecución     
6.6.6.1.Homogeneidad del terreno de apoyo en las cimentaciones directas     
6.6.6.2.Limpieza de la zona de apoyo     
6.6.6.3.Auscultación de asientos y convergencias     
6.6.7. Inspección y conservación     
6.7. Caños y conductos transversales     
6.7.1. Reconocimiento del terreno     
6.7.2. Disposición en planta y alzado     
6.7.3. Dimensiones mínimas     
6.7.4. Principales aspectos de proyecto     
6.7.5. Inspección, auscultación y conservación     
6.8. Terraplenes, pedraplenes y rellenos todo-uno     
6.8.1. Reconocimiento del terreno     
6.8.2. Evaluación de la estabilidad     
6.8.3. Evaluación de asientos     
6.8.4. Planos de excavación y drenaje     
6.8.5. Detalles constructivos     
6.8.6. Auscultación     
6.8.7. Inspección y conservación     
6.9. Micropilotes y anclajes como elementos de cimentación     
6.9.1. Micropilotes     
6.9.2. Anclajes     
    
7. Tratamientos de mejora del terreno     
    
7.1. Necesidad de mejorar el terreno     
7.1.1. Identificación de los terrenos a tratar     
7.1.2. Caracterización geotécnica     
7.1.3. Evaluación previa del problema     
7.1.4. Elección del tipo de tratamiento     
7.2. Principales características de las técnicas de mejora del terreno     
7.2.1. Precargas     
7.2.2. Mechas drenantes     
7.2.3. Vibración profunda     
7.2.4. Compactación dinámica     
7.2.5. Inyecciones     
7.2.6. Inyecciones de alta presión (jet-grouting)     
7.2.7. Columnas de grava     
7.2.7.1.Reducción de asientos     
7.2.7.2.Mejora de la resistencia     
7.2.8. Columnas de suelo-cemento     
7.2.9. Bulones (claveteado del terreno)     
7.2.10. Geosintéticos     
7.2.11. Otros procedimientos     
7.2.11.1 Compactación con explosivos     
7.2.11.2 Tratamientos térmicos     
7.2.11.3 Congelación del terreno     
7.2.11.4 Electroósmosis     
7.3. Proyecto, ejecución y control     
7.3.1. Reconocimiento previo del terreno     
7.3.2. Definición del tratamiento     
7.3.3. Control de ejecución     
7.3.4. Aceptación del tratamiento     
7.4. Documentación técnica de las mejoras     
7.4.1. Necesidad de la documentación     
7.4.2. Informe del tratamiento de mejora     
    
8. Auscultación y patologías     
    
8.1 Auscultación de cimentaciones     
8.1.1. Principales aspectos cuya auscultación resulta conveniente     
8.1.1.1.Pilas de puente     
8.1.1.2.Estribos de puente     
8.1.1.3.Muros de fábrica     
8.1.1.4.Muros flexibles     
8.1.1.5.Pasos inferiores     
8.1.1.6.Cimientos de terraplenes     
8.1.1.7.Micropilotes y anclajes     
8.1.2. Equipos y sistemas de auscultación     
8.1.2.1.Control de la nivelación     
8.1.2.2.Control de la colimación     
8.1.2.3.Medidores de convergencia     
8.1.2.4.Clinómetros     
8.1.2.5.Piezómetros     
8.1.2.6.Extensómetros     
8.1.2.7.Placas de asiento     
8.1.2.8.Células hidráulicas de asiento     
8.1.2.9.Inclinómetros y otros tubos de control     
8.1.2.10. Células de presión total     
8.1.2.11. Ternas de bases de elongámetro     
8.1.3. Plan de auscultación     
8.1.3.1.Proyecto e instalación del sistema de auscultación     
8.1.3.2.Programa de auscultación     
8.2. Solución de patologías     
8.2.1. Recomendaciones comunes     
8.2.1.1.Determinación de casos patológicos     
8.2.1.2.Investigación de patologías     
8.2.1.3.Estudio de soluciones     
8.2.1.4.Proyecto de la solución     
8.2.1.5.Observación del comportamiento     
8.2.2. Deslizamiento de terraplenes por fallo del cimiento     
8.2.2.1.Investigación previa     
8.2.2.2.Estudio previo del movimiento     
8.2.2.3.Investigación de detalle y auscultación     
8.2.2.4.Proyecto de solución     
8.2.3. Fallos del cimiento en muros de contención     
8.2.3.1. Investigación previa     
8.2.3.2. Estudio previo de las causas de fallo     
8.2.3.3. Investigación de detalle     
8.2.3.4. Proyecto de solución     
8.2.4. Movimiento de pilas     
8.2.5. Movimientos excesivos en los estribos de puentes     
8.2.5.1. Reconocimientos y estudios necesarios     
8.2.5.2. Posibles soluciones     
8.2.5.3. Proyecto de la solución     
8.2.6. Socavación de cimientos     
8.2.7. Rotura de obras de fábrica enterradas     
    
Apéndice 1. Método de los coeficientes de seguridad parciales. Eurocódigos     
    
A-1.1. Introducción     
A-1.2. Situaciones de proyecto     
A-1.3. Definición geométrica     
A-1.4. Características del terreno     
A-1.5. Acciones     
A-1.6. Combinación de acciones     
A-1.6.1. Estados límite últimos     
A-1.6.2. Estados límite de servicio     
A-1.6.3. Consideraciones acerca de los métodos de coeficientes globales y parciales     
A-1.7. Otros coeficientes de seguridad parciales     
A-1.8. Tipos de cálculo     
A-1.9. Coeficientes de seguridad parciales en el cálculo geotécnico. Opción 1     
A-1.10. Opciones 2 y 3. Comentarios generales a la aplicación del método de los coeficientes    parciales     
    
Apéndice 2. Consideraciones acerca de los coeficientes de seguridad en el proyecto geotécnico     
    
A-2.1. Introducción     
A-2.2. Definiciones     
A-2.3. Las probabilidades, las limitaciones de información y la confianza     
A-2.4. Elección del valor representativo     
A-2.5. Cálculo exacto de la probabilidad de fallo     
A-2.6. Cálculo del índice de confianza     
A-2.7. Los coeficientes de seguridad parciales     
A-2.8. Los coeficientes de seguridad parciales de los Eurocódigos     
A-2.9. La seguridad en el proyecto geotécnico     
A-2.9.1. Consideración de la resistencia     
A-2.9.2. Consideración de las acciones     
A-2.9.3. Consideración de la fórmula de cálculo     
A-2.9.4. Índice de confianza     
A-2.9.5. Coeficiente de seguridad a utilizar

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