Geotecnia Para Ingeniería Civil y Arquitectura
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Cot Álcega, Alberto
Índice
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Índice por capítulos Capítulo 1. Introducción…………………………………………………………...
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Capítulo 2. Situación actual de la docencia de la geotecnia………….……………
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Capítulo 3. Necesidades de conocimientos geotécnicos por parte de los profesionales…………………………………………………………..
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Capítulo 4. Análisis de la necesidad de redactar nuevos libros de geotecnia……...
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Capítulo 5. Pautas para la redacción de un nuevo texto de geotecnia para ingenieros……………………………………………………………...
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Capítulo 6. Síntesis de conclusiones………………………………………………. 103 Referencias………………………………………………………………………… 105 Otra bibliografía consultada……………………………………………………….. 113 Anejo I.
Estudios de ingeniería de caminos, canales y puertos
Anejo II.
Estudios de ingeniería técnica de obras públicas
Anejo III.
Estudios de arquitectura
Anejo IV.
Entrevistas a ingenieros civiles
Anejo V.
Entrevistas a arquitectos
Anejo VI.
Análisis bibliográfico
Anejo VII. Borradores de dos capítulos de muestra
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
Índice
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Índice Capítulo 1. Introducción 1.1 Objetivos y motivación.……………………………………….... 1.2 Contenido.………………………………………………………. 1.3 Definiciones relativas al estudio del terreno....…………………. 1.3.1 Geo-ingeniería o ingeniería del terreno.…………………... 1.3.2 Geotecnia, mecánica de suelos e ingeniería geotécnica.….. 1.4 Breve resumen de la evolución de la geotecnia y su docencia..…
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Capítulo 2. Situación actual de la docencia de la geotecnia 2.1 Introducción.……………………………………………………... 2.2 Ingeniería civil.…………………………………………………... 2.2.1 Ingeniería de caminos, canales y puertos………...……….. 2.2.2 Ingeniería técnica de obras públicas.……………………… 2.3 Arquitectura.……………………………………………………... 2.4 Perspectivas futuras de los planes de estudio.………………….... 2.5 Comparación entre titulaciones.………………………………….
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Capítulo 3. Necesidades de conocimientos geotécnicos por parte de los profesionales 3.1 Introducción...……………………………………………………. 3.2 Ingeniería civil...…………………………………………………. 3.2.1 Competencias legales de los ingenieros civiles…………… 3.2.2 La geotecnia en los campos de actuación de los ingenieros civiles.…………………………………….………………. 3.2.3 El ejercicio de los ingenieros civiles...……………………. 3.2.4 Conocimientos geotécnicos requeridos por el ejercicio de la ingeniería civil...……………………………………..
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
3.3 Arquitectura...……………………………………………………. 3.3.1 Competencias legales de los arquitectos..………………… 3.3.2 Realidad del ejercicio de los arquitectos..………………… 3.3.3 Conocimientos geotécnicos requeridos por el ejercicio de la arquitectura...………………………………………... 3.4 Comparación entre profesionales...……………………………… 3.5 Adecuación de los estudios a la realidad profesional..…………...
46 46 48 50 53 54
Capítulo 4. Análisis de la necesidad de redactar nuevos libros de geotecnia 4.1 Requerimientos de textos destinados a ingenieros civiles…………… 4.1.1 Condicionantes de los estudios y del ejercicio profesional……. 4.1.2 Puntos básicos a cumplir por los textos destinados a ingenieros civiles………………………………………………………….. 4.2 Requerimientos de textos destinados a arquitectos………………….. 4.2.1 Condicionantes de los estudios y del ejercicio profesional……. 4.2.2 Puntos básicos a cumplir por los textos destinados a arquitectos……………………………………………………... 4.3 Posibilidad de textos comunes de arquitectura e ingeniería civil……. 4.4 Análisis de la bibliografía existente…………………………………. 4.4.1 Textos analizados……………………………………………… 4.4.2 Método de análisis…………………………………………….. 4.4.3 Resumen del análisis…………………………………………... 4.5 Adecuación de los textos existentes a los requerimientos detectados. Justificación de la escritura de un texto para ingenieros civiles……..
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Capítulo 5. Pautas para la redacción de un nuevo texto de geotecnia para ingenieros 5.1 Introducción. Condicionantes generales……………………………... 5.2 Definición del contenido…………………………………………….. 5.2.1 Listado básico de contenidos………………………………….. 5.3.2 Elección de contenidos………………………………………… 5.3 Orden de los contenidos……………………………………………... 5.3.1 Experiencias en los textos existentes…………………………... 5.3.2 Elección del orden……………………………………………... 5.4 Propuesta de índice…………………………………………………... 5.5 Enfoque de los capítulos……………………………………………... 5.6 Redacción de los capítulos…………………………………………...
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Capítulo 6. Síntesis de conclusiones……………………………………….... 103
Agradecimientos
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Agradecimientos En primer lugar deseo agradecer toda la ayuda prestada para la redacción directa de esta tesina. Por ello es obligado en primera instancia mencionar a los tutores de este trabajo, Alejandro Josa y Sebastià Olivella, ya que sin su esfuerzo y dedicación el trabajo hoy presentado sería mucho más imperfecto e incompleto o hubiera tratado de un tema totalmente diferente, ya que tras meses de trabajo tuvieron que reconvencerme de la existencia real de una tesina en la idea inicial de este trabajo (al final han tenido razón con creces). También es obligado mencionar a Josep Suriol cuya aportación ha sido fundamental en la elaboración del último anejo. Quiero agradecer a Mª Ángeles Cot y Estanislao Martí el tiempo dedicado y el esfuerzo invertido leyendo atentamente los múltiples borradores de este trabajo y a Raül Esteve su ayuda en la paginación de algunos de los anejos. Por último, deseo agradecer el tiempo y la amabilidad de todos los profesionales de la ingeniería civil y de la arquitectura que han aceptado conversar conmigo y han permitido introducir la realidad de sus profesiones en este trabajo, las conclusiones del cual sin su aportación cojearían.
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Con este trabajo concluyo mi etapa formándome como profesional a través de estudios reglados, ha sido un largo recorrido que ha finalizado en un punto nunca soñado cuando con trece años inicié los estudios de Formación Profesional en la especialidad de Delineación. Es por ello que quiero aprovechar la ocasión para agradecer a todos los que me han ayudado en estos once años. El espacio para ello es limitado y son tantos que no puedo mencionar a todos, espero me disculpen los ausentes en las siguientes líneas. En primer lugar debo dar las gracias a mi familia a la que siempre he tenido al lado en los momentos difíciles y de tensión, padres, hermanos y sobrinos (los únicos capaces de arrancarme una sonrisa en época de exámenes), también a Santiago Soriano que sin ser de la familia se ha comportado como si lo fuera. En segundo lugar a las amistades que he tenido al lado en estos años: a Raül amigo de toda la vida y soporte informático, Meri, Jano, Edu y Julio las grandes amistades que he dejado del paso por los estudios de Obras Públicas, y Estanis, David y Sergio con los que he compartido mi paso por Caminos. En tercer lugar quiero agradecer a Ignacio Mendialdúa la formación recibida en su despacho y su ayuda en múltiples ocasiones. Y por último a Alejandro Josa, tutor de mis tres trabajos fin de carrera, por la confianza prestada, por las oportunidades ofrecidas y especialmente porque en muchas ocasiones ha trascendido la barrera de tutor y me ha aconsejado como amigo. A todos gracias.
GEOTECNIA PARA INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA Autor: Alberto Cot Álcega Tutores: Alejandro Josa García-Tornel y Sebastià Olivella Pastallé RESUMEN Los libros existentes de geotecnia no se adaptan completamente a la docencia de esta materia que se desarrolla en las escuelas de ingeniería civil y arquitectura. Por otra parte los profesionales que requieren ampliar sus conocimientos de geotecnia en ocasiones no encuentran libros que les permitan recordar los conocimientos adquiridos durante su etapa de estudio y, a su vez, los actualicen al nivel docente actual y los amplíen. En este trabajo en primer lugar se han comprobado estas realidades. Para ello se han llevado a cabo dos análisis. En el primero se ha estudiado la carga lectiva, los contenidos y el entorno docente de las asignaturas geotécnicas impartidas en las carreras de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos, Ingeniería Técnica de Obras Públicas y Arquitectura. En el segundo se han concretado los conocimientos de geotecnia que necesitan los ingenieros civiles y los arquitectos, a través de estudiar sus competencias y realizar entrevistas con algunos de estos profesionales en activo. Con estos dos estudios se ha podido analizar si la docencia de la geotecnia en las carreras se adapta a las necesidades de los profesionales. Para ingeniería la respuesta a esta cuestión ha sido afirmativa, mientras que para arquitectura negativa. En algunas escuelas de arquitectura podrían aprovecharse mucho mejor los pocos créditos destinados a la geotecnia con temarios más adaptados a las necesidades de los profesionales. A través de los dos estudios anteriores también se han detectado los puntos básicos a cumplir por los libros de geotecnia para ser útiles a profesionales y estudiantes. Estos requisitos se han agrupado en los siguientes conceptos: contenidos, ordenamiento de éstos, enfoque y estructura. Esto ha permitido concluir que los libros destinados a ingenieros civiles pueden ser de utilidad para arquitectos. Sin embargo lo contrario no es posible ya que, pese coincidir los requisitos de ordenamiento, enfoque y estructura, los ingenieros requieren más contenidos, en especial de mecánica de suelos. Tras analizar gran parte de la bibliografía recomendada por los profesores de geotecnia de las escuelas de ingeniería civil y arquitectura, con el fin de comprobar si existen libros que verifiquen los puntos detectados, se ha podido llegar a nuevas conclusiones. Una de ellas ha sido la inexistencia de libros adaptados a los temarios de geotecnia de los planes de estudio de ingeniería civil y que, a la vez puedan ser de utilidad a profesionales que quieran ampliar sus conocimientos recordándoles los adquiridos durante su etapa de estudio y adecuándolos al nivel actual. Otra conclusión es que existen libros que cumplen los puntos básicos para arquitectos. Éstos, además, pueden servir de pauta para solucionar la situación negativa en la docencia de la geotecnia de algunas escuelas. Detectada la necesidad de escribir un nuevo libro de geotecnia, se han sentado las bases para la redacción de éste, de forma que se adapte principalmente a la realidad docente y profesional de la ingeniería civil, a la vez que pueda ser de utilidad para arquitectos. Para realizar esta tarea, aparte de los estudios anteriores, ha sido muy importante la realización de un análisis detallado de la bibliografía existente centrado en observar las virtudes y defectos de los contenidos tratados, el orden en que estos se exponen, el enfoque escogido para las explicaciones y la estructuración de la obra. De todos éstos parámetros se han establecido las pautas a seguir en la redacción del futuro libro y se ha detallado, a modo de índice, todos los capítulos con los contenidos que deben desarrollarse en cada uno de ellos y en el orden en el que se debe hacer. Además de todas las conclusiones acabadas de presentar, directamente relacionadas con el título de este documento y los objetivos con los que se ha realizado, de este trabajo se pueden extraer dos conclusiones más de igual importancia que las anteriores. En primer lugar la definición de una metodología objetiva para la preparación de un libro que se adapte a una realidad docente y laboral de una determinada profesión, también aplicable en la elaboración de temarios. Y, en segundo lugar, el tema abordado por esta tesina, sin lugar a dudas atípico, demuestra que los campos de investigación en las escuelas de ingeniería civil en los que pueden participar los alumnos a través de tesinas es más amplio del habitual, siempre que se planteen teniendo en cuenta los perfiles de los estudiantes.
GEOTECHNIQUE FOR CIVIL ENGINEERING AND ARCHITECTURE Author: Alberto Cot Álcega Tutors: Alejandro Josa García-Tornel y Sebastià Olivella Pastallé ABSTRACT Existing books on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (SM&GE) are not completely appropriate for the subjects taught in Civil Engineering and Architecture schools (CE&As). At the same time, professionals have difficulties to find appropriate books for reviewing, updating or extending their knowledge on these subjects. First of all, the study presented here shows these facts by means of two different analysis. The first one deals with the subjects on SM&GE included in the curricula of the Spanish CE&As. The second one deals with the knowledge on SM&GE that Civil Engineers and Architects require. This second analysis is based on the type of projects in which Civil Engineers and Architects are entitled to take part and on several interviews with professionals of both fields. These two analysis have permitted to know whether the subjects on SM&GE taught at the Spanish CE&As fit the needs of the corresponding professionals. The results show that the subjects taught fit the needs in the case of Civil Engineering, but not in the case of Architecture. It seems that some Architecture schools should change the subjects taught in the (few) hours devoted to SM&GE to adapt them to professionals’ needs. The research carried out has identified the basic aspects to be considered in order to get books on SM&GE useful to students and professionals. These aspects have been structured in the following points: table of contents, order of them, type of approach (point of view) and global structure. This has allowed to conclude that books for Civil Engineering can be used to teach Architects, but not the opposite. The basic reason is that Engineers need more contents (for instance in the field of Soil Mechanics). The main books recommended by professors of different CE&As have been analysed in order to check how they fit the requirements and the following conclusions have been reached. The first one is that books on SM&GE useful to students and professionals requiring to review, update and extend their knowledge on these fields, do not exist. However, and this is the second conclusion, these books do exist in the case of Architects. Additionally, these books can help to improve the subjects on SM&GE taught in some schools. In the light of the study carried out here it seems clear that a new book in Spanish on SM&GE is required and its basis have been established. This book should be adapted to students and professionals in the field of Civil Engineering, and should be useful to Architects as well. An exhaustive analysis of the existing bibliography has been conducted in order to define such basis. This analysis has studied the contents of the books, their order, the approach (point of view) chosen to present them and the global structure of the book. Guidelines to write the future book have been defined using these four parameters. The chapters have also been specified with an index and a brief description of their contents. Two additional results have been obtained in the study conducted. The first one is the definition of an general methodology to write a book adapted to the teaching of a specific subject and to the corresponding professional activity. The methodology proposed helps to define the table of contents, the order of them, their approach, etc. The second one is that undergraduate thesis can deal with some atypical subjects, like the one chosen here, that extends the usual field of topics selected.
Capítulo 1. Introducción
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Capítulo 1. Introducción
1.1 Objetivos y motivación Tradicionalmente la docencia de la geotecnia que se ha desarrollado en las escuelas de ingeniería civil y arquitectura no se ha adaptado a los libros existentes, como lo demuestra la publicación de apuntes por muchos profesores. Además no existen libros en lengua castellana que desarrollen los últimos avances en investigación incorporados de forma más o menos generalizada en la docencia, como pueden ser los modelos de estado crítico que son especialmente útiles para entender el comportamiento tensióndeformación de los suelos. Esto es un problema ya que los estudiantes universitarios todavía presentan poca soltura para leer fluidamente en inglés, aunque es de esperar que esta situación mejorará en el futuro. Por otra parte los profesionales que requieren ampliar sus conocimientos de geotecnia no encuentran libros que les permitan recordar los conocimientos adquiridos durante su etapa de estudio y, a su vez, los actualicen al nivel docente actual. No permitiéndoles, de esta manera, mejorar sus conocimientos de forma genérica o poder acceder en condiciones a la lectura de textos especializados, manuales y artículos, en los que se desarrollan las técnicas más avanzadas de su interés, si lo que requieren es ampliar sus conocimientos en alguna área específica de la geotecnia. Es por todo ello que la presente tesina tiene como principal objetivo sentar las bases para la redacción de un nuevo libro de geotecnia, que se adapte a la realidad docente y profesional de la ingeniería civil y la arquitectura, definiendo sus contenidos, el orden de éstos y el enfoque de las explicaciones.
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El objetivo anterior obliga a plantearse previamente dos objetivos más: el análisis de la adecuación de los estudios universitarios a la realidad laboral de estas profesiones, en cuanto a conocimientos de geotecnia se refiere, y el estudio de si es posible la existencia de libros de esta materia útiles, a la vez, para la formación de ingenieros civiles y de arquitectos. El estudio conjunto de ingeniería civil y arquitectura es debido, lógicamente, a que con pequeñas diferencias de envergadura, los problemas geotécnicos más habituales en ambas profesiones son similares: mayoritariamente el proyecto y construcción de estructuras de cimentación y de contención y la mejora del terreno a través de su compactación. Este hecho obliga a pensar, a priori, que la docencia de esta materia en ambas carreras debe ser igual. Quizá sorprenda la exclusión en este estudio de la profesión de aparejador o arquitecto técnico. Ello se debe a que sus competencias se centran en el control de la ejecución material de las obras de edificación, para lo cual si se requieren unos conocimientos geotécnicos son mínimos en comparación a los necesarios para realizar tareas de proyectista y de director de obra (este cargo, reservado básicamente a arquitectos, junto con el de director de ejecución material, reservado a arquitectos técnicos, es en los que divide la legislación actual la dirección facultativa de obras de edificación). La consecución de los objetivos planteados en este trabajo es especialmente interesante en la actualidad, porque se desarrolla en una época en la que se están consolidando dos cambios muy importantes en el mundo de la geotecnia. En primer lugar el entendimiento de la ampliación del campo de actuación de ésta, clásicamente centrada en la construcción de obras civiles, pero hoy en día extendiéndose por otros campos como la preservación y mejora del medio ambiente. En segundo lugar cambios en las herramientas de resolución de problemas, se está en el final de la etapa de consolidación de los métodos numéricos, generalizándose su uso en los despachos profesionales, hasta el momento sólo se empleaban ampliamente en los entornos de investigación. La docencia de la geotecnia no puede permanecer inmóvil frente estos cambios, debe reaccionar estudiando si éstos implican replantear sus métodos y/o sus contenidos tradicionales y, en caso afirmativo, actuar en consecuencia. Evidentemente estas cuestiones también han surgido y se han analizado en el presente trabajo.
1.2 Contenido Para lograr los objetivos presentados en el apartado anterior los análisis previos a la definición de la futura publicación no pueden centrarse únicamente en el estudio de las asignaturas geotécnicas de las carreras universitarias, que permiten el ejercicio de la ingeniería civil y la arquitectura, y en los conocimientos geotécnicos necesarios para el ejercicio de estas profesiones. Estos aspectos adquieren sentido y justificación en marcos de referencia más amplios. Por ello se deben tomar previamente en consideración los sucesivos marcos de referencia que los engloban. Este capítulo de introducción finaliza con dos apartados en este sentido. El primero presenta los campos de actuación de las disciplinas que estudian el terreno con fines ingenieriles, mostrando así la ampliación de estos campos en los últimos años. En este apartado también se
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define geotecnia, mecánica de suelos e ingeniería geotécnica. No es el objetivo de esta tesina establecer unas definiciones universales de estos términos pero es necesario hacerlo para emplearlas a lo largo de ella asegurando un entendimiento homogéneo por todos los lectores. El último apartado es un resumen de la historia de la geotecnia y de su docencia. El estudio histórico de una ciencia tiene valor para el docente ya que le ayuda a plantear y conocer mejor los trabajos anteriores y a prever las tendencias futuras. El capítulo 2, Situación actual de la docencia de la geotecnia, muestra el número de créditos y los contendidos de las asignaturas geotécnicas impartidas en las carreras de ingeniería técnica de obras públicas, ingeniería de caminos, canales y puertos y arquitectura de las universidades españolas. También, como marco de referencia a lo anterior, se analizan los planes de estudio en los que se desarrollan estas asignaturas. Teniendo presente el momento de transición hacia un espacio universitario europeo se han presentado las perspectivas futuras sobre los temas abordados. El capítulo finaliza con una comparación entre las diferentes titulaciones. Este segundo capítulo resume y analiza toda la información recogida en los tres primeros anejos de esta tesina. Cada uno de ellos, dedicado a una titulación, reúne para todas la universidades que imparten la carrera correspondiente su plan de estudios, un resumen de las asignaturas geotécnicas ofertadas en el plan y la información disponible de ellas (objetivos, temario, bibliografía). El capítulo 3, Necesidades de conocimientos geotécnicos por parte de los profesionales, desarrolla, para las profesiones tratadas, las competencias de cada una de ellas y las diferentes formas de ejercerlas y, posteriormente, los conocimientos geotécnicos necesarios para poder actuar en cada una de las formas de ejercicio profesional. Por último, centrándose en los conocimientos geotécnicos requeridos, se comparan las profesiones y se analiza la adecuación de los estudios a la realidad profesional. Para la redacción de este capítulo, entre otras actuaciones, se han realizado varias entrevistas a profesionales de la ingeniería civil y de la arquitectura recogidas en los anejos IV y V. El capítulo 4, Análisis de la necesidad de redactar nuevos libros de Geotecnia, define en primer lugar, de forma separada para ingeniería civil y para arquitectura y con la información presentada en los dos capítulos anteriores, los puntos básicos a cumplir por un libro que verifique los objetivos planteados en la presentación. En segundo lugar, se analiza si es posible verificarlos con una única publicación para ambas titulaciones. Y finaliza, tras verificar si las publicaciones existentes se adaptan a los condicionantes establecidos, justificando la escritura de un libro destinado principalmente a ingenieros civiles, profesionales y estudiantes, de utilidad para profesionales de la arquitectura. El capítulo 5, Pautas para la redacción de un nuevo texto de geotecnia para ingenieros, define los contenidos y su ordenamiento, llegando a presentar una propuesta de índice de la futura publicación que verifique todos los objetivos y condicionantes previamente establecidos a lo largo de los capítulos anteriores. Como trabajo previo y fundamental a la redacción de los capítulos 4 y 5, se ha realizado un análisis profundo de una parte representativa de la bibliografía existente de libros de
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geotecnia. Este análisis se presenta en el anejo VI. En él, para cada una de las obras tratadas se presenta su índice, un análisis de sus contenidos, de su ordenamiento y de su enfoque, entre otros aspectos. En el capítulo 6, con el que finaliza este trabajo, se resumen todas las conclusiones obtenidas en los anteriores capítulos.
1.3 Definiciones relativas al estudio del terreno Son muchos los sustantivos y locuciones nominales destinados a identificar el conjunto o una parte de la materia que trata el estudio del terreno con fines ingenieriles. Algunas de ellas son ingeniería del terreno, geotecnia, mecánica del suelo, ingeniería geotécnica, mecánica de rocas y geología aplicada. Entre los diferentes especialistas no existe consenso en su significado, llegando por ejemplo a emplearse algunas de ellas como sinónimos por algunos y como palabras con significados diferentes por otros, esto sucede con geotecnia y mecánica del suelo. No es objetivo de esta tesina establecer definiciones para cada una de estas designaciones, pero sí es necesario para lograr sus propósitos dos actuaciones en este sentido. En primer lugar establecer el ámbito actual de esta materia dedicada al estudio del terreno y, en segundo, concretar el significado de algunas de las palabras destinadas a diferenciar las materias en las que se divide, para poder utilizar esos nombres a lo largo de los sucesivos capítulos, asegurando que no existe ambigüedad en su significado por parte de todos los lectores. En especial de la palabra geotecnia, que forma parte del título del presente trabajo.
1.3.1 Geo-ingeniería o ingeniería del terreno En noviembre del año 2000 se celebró en Melbourne el Congreso GeoEng 2000 – An Internacional Conference on Geotechnical & Geological Engineering, gracias a una iniciativa conjunta de la Sociedad Internacional de Mecánica del Suelo e Ingeniería Geotécnica (ISSMGE), de la Sociedad Internacional de Mecánica de Rocas (ISRM) y de la Sociedad Internacional de Ingeniería Geológica (IAGE). Otras asociaciones técnicamente relacionadas en mayor o menor grado se sumaron al evento: la Sociedad Internacional de Geo-Sintéticos, la Asociación Internacional de Túneles, la Asociación Internacional de Hidrogeólogos, la Comisión Internacional de Grandes Presas, la Asociación Internacional sobre Métodos Computacionales y Avances en Geomecánica y la Unión Internacional de Ciencias Geológicas – Grupo de Geología Ambiental. La palabra “geo-ingeniería” aparece con cierta frecuencia en las memorias de dicho congreso. En el primer volumen de trabajos invitados a este congreso se recoge la conferencia especial de Norbert R. Morgenstern (2000) titulada Common Ground, donde el autor plantea qué hacen, a qué problemas se enfrentan y quienes forman lo que denomina
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“familia geotécnica”. Se trata de una presentación que resalta más los aspectos que unen que aquellos que distancian a los profesionales o expertos de la denominada “geoingeniería”. Morgenstern usa a menudo el término ingeniería geotécnica (“geotechnical engineering”), título que en la tradición española resulta específico y poco unificador. En efecto, el área de conocimiento que utiliza el Consejo de Universidades español para definir la especialidad representada por las tres sociedades indicadas es “ingeniería del terreno”, término que parece más genérico e integrador que el de ingeniería geotécnica, pero que no cuenta con un equivalente con la misma tradición en lengua inglesa. Morgenstern recurre a la definición de Anon (1999) aparecida en la revista Ground Engineering para definir su “geotechnical engineering”, que, en función de lo expuesto anteriormente, en castellano debería traducirse como ingeniería del terreno o, con vocación más internacional, como Geo-ingeniería. Anon define esta disciplina como “la aplicación de las ciencias de la Mecánica del Suelo, de la Mecánica de Rocas, de la Ingeniería Geológica y de otras disciplinas relacionadas, a la construcción en Ingeniería Civil, a las Industrias Extractivas y a la Preservación y Mejora del Medio Ambiente”. Cualquier definición sobre el alcance y contenidos de una disciplina puede ser criticada, unas veces por incompleta, otras por ser demasiado precisa y probablemente excluyente. Por ello conviene añadir a esa definición una lista de los campos de actividad y las habilidades propias de la ingeniería del terreno. En esta dirección Morgenstern (2000) clasifica las actividades que puede llevar a cabo un geo-ingeniero en la práctica profesional en 5 grandes áreas de trabajo: sistemas de soporte estructural, sistemas de control de fluidos, geo-estructuras subterráneas, geoestructuras superficiales y mejora del terreno (ver figura 1.1). Esta visión es algo sesgada hacia la construcción en ingeniería civil. Algunos aspectos no ligados directamente a la construcción podrían incluirse en esa lista. Es el caso, por ejemplo, del estudio de riesgo geológico (deslizamientos, zonificación sísmica, etc.) y su gestión.
Fig. 1.1 Áreas de trabajo de la “geotechnical engineering”, junto con las habilidades o conocimientos que requiere según Morgenstern (2000).
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Como referencia en la confección de la lista de los campos de actividad de la ingeniería del terreno puede emplearse la relación de comités que se han creado dentro del GeoInstitute. Esta organización, de reciente creación desde la Asociación de Ingenieros Civiles de Estados Unidos (ASCE), tiene como objetivo integrar en una organización tanto a expertos en el área de la geo-ingeniería (ingenieros, geólogos, hidrogeólogos, etc.), como a fabricantes o técnicos con experiencia en la “geo-industria” (Geo-Institute, 2001). La lista de comités es la siguiente: • Aplicaciones computacionales.
• Pavimentos.
• Cimentaciones profundas.
• Mecánica de rocas.
• Estructuras de contención.
• Cimentaciones superficiales.
• Presas de materiales sueltos y taludes.
• Dinámica de suelos.
• Ingeniería Geológica.
• Mejora del terreno.
• Geotecnia medio-ambiental.
• Propiedades del suelo y modelización.
• Ingeniería Geofísica.
• Reconocimiento del terreno para edificación.
• Geosintéticos. • Hidrología subterránea.
• Desarrollo sostenible.
• Inyecciones. La génesis de este instituto es sin duda novedosa, lo cual puede interpretarse como un síntoma de la vitalidad de la denominada geo-ingeniería. Los comités surgidos pueden ser una indicación de los temas de interés en Estados Unidos, aunque cubren casi todo el espectro de la geo-ingeniería. Estas reflexiones permiten enmarcar la actividad dentro de la ingeniería del terreno. Aunque en sus orígenes ha sido una disciplina muy ligada a la actividad constructora de la ingeniería civil, en las últimas décadas se ha abierto a otros campos como los indicados anteriormente. Esto debe tenerse en cuenta en la docencia incluyéndolos en la medida de lo posible, aunque sólo sea en ejemplos o ejercicos, para, aunque de forma indirecta, concienciar al alumno de esta realidad.
1.3.2 Geotecnia, mecánica de suelos e ingeniería geotécnica La geo-ingeniería o ingeniería del terreno, como se ha visto en el apartado anterior, es una amplia disciplina, por lo que se ha dividido en áreas de estudio específicas. Una primera clasificación tradicional ha sido separar los estudios centrados en rocas de los de suelos. Evidentemente esta separación no da dos conjuntos disjuntos ya que en la
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frontera entre suelo y roca hay una amplia zona con cantidad de terrenos de transición y existen teorías que son útiles a la vez para rocas y para suelos, sin necesidad de grandes cambios. Además, aparte de estos dos conjuntos de disciplinas, existen otras que discurren aparte sin diferenciar el tipo de terreno, como por ejemplo la geofísica. No existe consenso en el significado de la palabra geotecnia pero en esta tesina se utilizará para designar aquella parte de la ingeniería del terreno que aborda los estudios sobre terrenos formados por suelos. Ésta no es su definición más aceptada, ya que normalmente se define geotecnia sin excluir el estudio de las rocas, pero la mayoría de temarios de asignaturas y libros denominados geotecnia solamente abordan el estudio de los suelos, tratando únicamente aspectos relacionados con las rocas en aquellos temas en los que las teorías de suelos son útiles también en ese material. La geotecnia, así entendida, se puede dividir en dos partes, la mecánica de suelos y la ingeniería geotécnica. La primera trata del estudio tenso-deformacional del suelo sometido a cualquier tipo de fuerza. Y la ingeniería geotécnica emplea los conocimientos desarrollados por la mecánica de suelos a los fines propios de la ingeniería del terreno, como pueda ser el cálculo de cimentaciones.
1.4 Breve resumen de la evolución de la geotecnia y su docencia El estudio histórico de una ciencia puede tener valor, no sólo como simple curiosidad científica o como elemento de interés para el historiador, sino también como enseñanza para el docente e incluso para el profesional. Este tipo de estudios suele ayudar a plantear y conocer mejor los trabajos anteriores y a prever las tendencias futuras. Uno de los trabajos más completos sobre la historia de la geotecnia es el volumen publicado al efecto en el XI Congreso Internacional de Mecánica del Suelo e Ingeniería Geotécnica de San Francisco (ICSMFE, 1985), que incluye tres conferencias de Kérisel, Skempton y Peck. La primera de dichas exposiciones, de Jean Kérisel, trata de la historia de Ingeniería del Terreno hasta 1700. Obviamente no se puede hablar de una determinada tecnología geotécnica antes del siglo XVIII, sino de conocimientos empíricos y realizaciones concretas. A pesar de que existen trabajos sobre la técnica constructiva en la época romana o en la Edad Media, hasta el siglo XVIII la técnica del “maestro de obras” se guía fundamentalmente por el empirismo y es transmitida en el interior de los gremios. La segunda conferencia, de A.W. Skempton, considera el periodo 1700-1925. Esta separación no es arbitraria. Empieza en los inicios del siglo XVIII, con el avance del racionalismo y con el desarrollo de los institutos y escuelas técnicas de ingenieros, cuando la ciencia comienza a tener una importancia básica en la tecnología hasta entonces desarrollada únicamente a escala artesanal. Y finaliza con la publicación de la obra de Terzaghi (1925), que constituye el inicio de una nueva etapa para la geotecnia. Las fechas fundamentales de esta época corresponden a desarrollos analíticos de importancia, relacionados con teorías de cálculo. En el periodo indicado Skempton
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distingue cuatro etapas diferenciadas: pre-clásica, clásica primera fase, clásica segunda fase y moderna. La primera fase de lo que se entiende por mecánica del suelo clásica, comienza con los trabajos de Coulomb (1776) sobre empuje de tierras y va hasta la publicación del libro de Rankine (1857) con sus teorías sobre el tema. Con los medios disponibles en esta etapa era preciso simplificar bastante el complejo comportamiento del suelo, alejándose de su comportamiento real. Durante la segunda fase de esta mecánica de suelos clásica, Skempton incluye los trabajos de Darcy, Boussinesq (1885) y los de O. Reynolds (1885 y 1886) sobre la dilatancia de los suelos. Todos ellos recurren principalmente a técnicas experimentales para estudiar el comportamiento del terreno. Finalmente, entre 1919 y 1925 se produce un gran avance sobre el conocimiento de las propiedades de la arcilla, incluyendo los estudios de Atterberg, de Fellenius y de sus colegas suecos sobre estabilidad de taludes y el inicio de los trabajos de Karl Terzaghi. Esta última época (1919-1925), definida según la evolución del desarrollo de los conocimientos geotécnicos, en la docencia se alarga aproximadamente unos veinte años más. En ella, pese a los avances, las enseñanzas transmitidas son básicamente conocimientos empíricos, pero se inicia la transmisión de procedimientos analíticos de cálculo. De éstos los preferidos de la época eran los apoyados en la estática gráfica (ver figura 1.2), cuya evolución según Jiménez (1971) llegó a refinamientos decadentes.
Fig. 1.2 Cálculo a través de un método gráfico de los cuchillos y paredes de un cajón de aire comprimido. Tomado de Entrecanales (1936). Estos conocimientos se transmiten en las escuelas de ingeniería, originalmente militares y posteriormente civiles. La primera escuela de ingeniería civil del mundo es la École Nationale des Ponts et Chaussées, fundada en 1747 en París. En España se habrá de esperar a 1802, y las materias que durante ese primer año se explicaron, de acuerdo con el programa inicial, fueron: mecánica, hidráulica, geometría descriptiva y cálculo de empujes de tierras y bóvedas, así como estereotomía de las piedras y maderas (Sáenz, 1993). Pero a lo largo de esta época las enseñanzas geotécnicas no consiguen
Capítulo 1. Introducción
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constituirse como cuerpos de docencia independientes, sino que se explican conjuntamente con las enseñanzas de estructuras o puentes. Cabe destacar que durante esta época se inicia la publicación de textos docentes con los apuntes de las enseñanzas transmitidas en las escuelas y la edición de revistas a través de las cuales los ingenieros civiles dispersos por el territorio se transmiten sus experiencias, muchas de ellas relacionadas con la forma de superar problemas relacionados con el terreno. En España destacan los textos de Ribera (1925, 1929, 1931 y 1932) y Entrecanales (1936) y la publicación periódica Revista de Obras Publicas. El libro de Terzagui, Erdbaumechanik auf bodenphysikalischer Grundlage, publicado en 1925 se considera como el punto de partida de la nueva ciencia geotécnica. Sin embargo este trabajo no parece decisivo para los procedimientos constructivos ni para los métodos de cálculo. Pero sin duda su labor provoca el comienzo de una etapa de desarrollo espectacular para la geotecnia. La característica que hace especial a esta obra y a su autor es la plenitud de la aplicación del método experimental (padre de la ciencia moderna) a los problemas del terreno. La difusión de sus trabajos desencadenaría el comienzo de una nueva etapa en la historia de la geotecnia. La tercera conferencia del volumen que sirve de pauta al desarrollo de este apartado, describe brevemente los últimos 60 años de la geotecnia en el mundo. En realidad, a principios del siglo XX, la práctica de la ingeniería geotécnica se reducía al uso de códigos y normas sancionados por la experiencia. Sin embargo a partir de 1925, además del trabajo personal de Terzaghi, varias instituciones en los países más desarrollados (Estados Unidos, Inglaterra, Alemania y países nórdicos) llevan a cabo numerosas investigaciones en mecánica del suelo. Y tras la Segunda Guerra Mundial surge un desarrollo sin precedentes, que tiene una de sus manifestaciones en la organización de forma sistemática de congresos internacionales y regionales, y en la publicación periódica de numerosas revistas especializadas. El avance es tan rápido que los desarrollos de Terzaghi pueden considerarse clásicos a partir de 1960. Esta etapa se traduce a la docencia en la constitución de las cátedras destinadas exclusivamente a la geotecnia. Sumándose esta materia a los pilares de la formación de los ingenieros civiles junto con las estructuras y la hidráulica, que ya lo eran. En el caso español, en la escuela de Madrid, este paso no llega hasta 1960, año en el que se retira José Entrecanales Ibarra y su cátedra (“Cimientos y puentes de fábrica”) se desglosa en “Puentes y obras de fábrica” que pasa a ser ocupada por Carlos Fernández Casado y en “Geotecnia y cimientos” de la que se hace cargo José Antonio Jiménez Salas (Sáenz, 1993). La docencia en esta época se centra en la comprensión de los fenómenos que caracterizan el comportamiento del terreno y en la exposición de métodos analíticos para poder abordar el cálculo de estructuras geotécnicas. La expansión de la Geotecnia ha sido espectacular en los últimos veinte años, en los que se ha trabajado en aspectos aparentemente diversos, pero íntimamente relacionados entre sí. Una de las razones de esta evolución, entre otras muchas comunes con el resto de ciencias y disciplinas de la ingeniería, ha sido la facilidad al acceso de la informática, primero con las consolas y, posteriormente, con los ordenadores personales, que han desterrado los macroordenadores de los centros de cálculo. Ello ha hecho factible la
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
generalización del uso de los métodos numéricos en la investigación. Generalización hoy ya consolidada y que está llegando rápidamente a los despachos profesionales. No obstante, no debe pensarse que la aplicación de los métodos numéricos a la geotecnia sólo tiene veinte años de historia. En 1938, Southwell describe los métodos de relajación para resolver, prácticamente a mano, la ecuación de flujo en un medio poroso (Faure, 2000). Los primeros cálculos sistemáticos aparecen en la década de los 60, utilizando en general el método de las diferencias finitas. Otra fecha importante antes de la generalización de la aplicación de métodos numéricos a la geotecnia, es la publicación de la primera aplicación del método de los elementos finitos, atribuida al trabajo de Zienkiewicz y Cheung (Butters dams in complex rock formations, Water Power, vol.16, 193,1964). Así en un futuro la docencia de la geotecnia debe probablemente pasar a centrarse en la explicación de los fenómenos que controlan el comportamiento del terreno, relegando los métodos analíticos de cálculo a simples instrumentos docentes para facilitar la compresión de esos fenómenos y para que los alumnos y futuros ingenieros posean unas herramientas para obtener los órdenes de magnitud de los problemas a los que se enfrentan. Además también deben introducirse, en la medida de lo posible, los métodos numéricos aplicados a la geotecnia. Aunque nunca se debe olvidar que el papel de los métodos numéricos no es reinventar la geotecnia. Los conceptos de mecánica del suelo y de ingeniería geotécnica son en general independientes de los métodos numéricos, y es necesario conocerlos previamente para ser capaz de usar con criterio esas herramientas.
Capítulo 2. Situación de la docencia de la geotecnia
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Capítulo 2. Situación de la docencia de la geotecnia
2.1 Introducción Si se quiere escribir un libro de geotecnia que se adapte a la realidad docente de las escuelas de ingeniería civil y arquitectura uno de los principales condicionantes, evidentemente, son los contenidos de las asignaturas que se dedican a su docencia, el tiempo que se dispone para su enseñanza y los conocimientos que disfrutan los alumnos que los toman. En este capítulo se presentan todos estos condicionantes. Concretamente para determinar el tiempo disponible para la enseñanza de la geotecnia se repasa la carga lectiva y la tipología de las asignaturas destinadas a ello. La unidad de medida de la carga lectiva es el crédito, cada crédito equivale a diez horas docentes. Y las tipologías de asignaturas, según la clasificación que a estos fines interesa, son dos: obligatoria u optativa. A su vez, para descubrir los conocimientos que los alumnos disponen al estudiar las asignaturas geotécnicas, se analizan los planes de estudio en los que se enmarcan. El objetivo fundamental de este análisis es conocer si los alumnos cuando cursan estas asignaturas han superado o están cursando asignaturas que les dan una sólida base de conocimientos matemáticos y físicos, si han recibido enseñanzas de alguna otra materia relacionada con la ingeniería del terreno, como por ejemplo geología, si disponen de conocimientos de mecánica de medios continuos y si conocen técnicas de métodos numéricos. Una base sólida en matemáticas, física y, también pero en menor grado, en química, es la base de conocimientos científicos para enfrentarse a cualquier asignatura técnica. Además permite el empleo de un aparato matemático complicado, que en el caso de la geotecnia tanto en la demostración de algún modelo como en la resolución de problemas fácilmente se requiere y, asimismo, confiere al alumno una amplia capacidad de análisis y resolución de problemas. Aunque también hay que tener en cuenta que si los alumnos llegan a las asignaturas de geotecnia tras una formación básicamente centrada en aspectos científicos, es segura la asimilación con facilidad por parte de éstos de aspectos matemáticos y abstractos, pero todavía tienen dificultades en pasar de dichos razonamientos a la aplicación y a la simulación de fenómenos físicos.
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
El conocimiento de alguna área relacionada directamente con la ingeniería del terreno, como geología, asegura que el alumno conoce la especial naturaleza del material sobre el que tratan las asignaturas geotécnicas, el terreno, e incluso está familiarizado, en función del área estudiada, con la forma de enfocar los problemas en esta materia, en muchas ocasiones a través de simplificaciones y abstracciones, a veces muy groseras, que la primera vez que ven los alumnos les sorprende enormemente. Disponer de conocimientos de mecánica de medios continuos es fundamental, ya que esta materia se puede considerar como un pilar de la mecánica de suelos. Y ayuda enormemente, ya que libera de la explicación de algunos conceptos propios de esta materia necesarios para abordar algunos temas de mecánica de suelos, como por ejemplo los de tensión, deformación o ecuación constitutiva. Conocer técnicas de métodos numéricos es necesario si se quiere alcanzar el objetivo, presentado en el capítulo anterior, de incorporar, en la medida de lo posible, la explicación de su aplicación a la geotecnia. Este análisis, de la formación complementaria recibida al cursar las asignaturas geotécnicas, ayuda a comprender el perfil, en cuanto a conocimientos se refiere, en el que se forman los diferentes profesionales y a comprender la limitación de algunas titulaciones para ofrecer profesionales capaces de ser especialistas en esta materia. La docencia de la geotecnia en las escuelas de ingeniería civil y arquitectura se enmarca dentro de los planes de estudio de cinco titulaciones, cuatro en el ámbito de la ingeniería civil y una en el de la arquitectura. Evidentemente la de arquitectura es la propia titulación de arquitectura. Las de ingeniería civil son la de ingeniería de caminos, canales y puertos (ICCP) y las tres especialidades de ingeniería técnica de obras públicas (ITOP), construcciones civiles, hidrología y transportes y servicios urbanos, que dan lugar, cada una de ellas, a una titulación diferente. A continuación, en este segundo capítulo, se presentan todos los análisis introducidos anteriormente agrupados en primer lugar para ICCP, posteriormente para las tres titulaciones de ITOP conjuntamente y, finalmente, para arquitectura. El capítulo finaliza con una comparación de todas las titulaciones. Todos estos análisis se basan en la información recopilada en las guías docentes de las escuelas que imparten estas titulaciones en el ámbito de España, todas ellas incluidas en las referencias. Toda la información útil recogida de ellas a los efectos de este trabajo se presenta en los anejos I, II y III de la presente tesina. El anejo I dedicado a ICCP, el anejo II a las tres titulaciones de ITOP y el anejo III a arquitectura. Cada anejo presenta en primer lugar el listado de los créditos troncales de la carrera. Éstos son aquellos que obligatoriamente, por ley, se han de incluir en todos los planes de estudio de cualquier titulación que se desarrolle en universidades españolas. La presentación de estos créditos no exime de presentar los planes de estudio de cada escuela, ya que normalmente los créditos troncales representan como mucho el 50% del total de la carga lectiva, lo que teniendo en cuenta el 10% mínimo de créditos de libre elección que fija la legislación, cada plan de estudios es en un 40% original de la escuela que lo imparte. En segundo lugar, en estos anejos, se muestra para cada una de las escuelas universitarias españolas en que se imparte la titulación en cuestión, con el
Capítulo 2. Situación de la docencia de la geotecnia
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plan de estudios adaptado al actual Real Decreto 1497/1987 (Directrices generales comunes de los planes de estudio de los títulos de carácter oficial y validez en todo el territorio nacional), los apartados que se describen a continuación: 1. Estructura del plan de estudios. En este primer apartado se presenta el plan de estudios listando todas las asignaturas y los créditos de las mismas ordenados por cursos y en el caso de las optativas en listados aparte. En estos listados se señalan tipográficamente, a través del empleo de negrita, las asignaturas relacionadas con el estudio del terreno. El objetivo de este apartado es permitir observar rápidamente el entorno docente en que se encuentran las asignaturas geotécnicas. 2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios. En este apartado se resumen el nombre, el curso y los créditos de las asignaturas dedicadas al estudio del terreno. Su objetivo es permitir con una rápida lectura conocer el trato de la enseñanza de los aspectos relacionados con el terreno en una determinada escuela. 3. Presentación de las asignaturas geotécnicas ofertadas con carácter común. En este apartado se muestran los objetivos, el temario y la bibliografía, si se ha podido conseguir, de las asignaturas geotécnicas ofertadas con carácter común, es decir obligatorias para todos los alumnos independientemente de su elección de asignaturas optativas. Este apartado no se presenta para todas las escuelas, porque no ha sido posible obtener esta información de todas ellas. En el caso del anejo II, dedicado a los estudios de ITOP, se añade un apartado introductorio en el que se relacionan las titulaciones que se imparten en la escuela a analizar, ya que en la mayoría de centros no se ofertan las tres titulaciones. Concretamente todo esto se muestra para ocho de las nueve escuelas existentes que imparten ICCP, para trece de las dieciséis que imparten alguna titulación de ITOP y para diecisiete de las dieciocho escuelas que imparten arquitectura. No se ha trabajado sobre el resto de escuelas porque no tienen sus planes de estudio adaptados a la legislación actual lo que no los hace comparables al resto.
2.2 Ingeniería civil 2.2.1 Ingeniería de caminos, canales y puertos La legislación actual a través de la figura de los créditos troncales asegura como mínimo en todos los planes de estudio de ICCP la docencia en el primer ciclo de 12 créditos titulados Ingeniería y morfología del terreno que relaciona con la geología aplicada, la mecánica de rocas y la mecánica de suelos, y en el segundo ciclo de 9 créditos que denomina Ingeniería del terreno y que relaciona con la geotecnia, las cimentaciones y la dinámica de suelos y rocas. Todos estos créditos incluyen la docencia de la geotecnia, los primeros solamente a través de su relación con la mecánica
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
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de suelos y los segundos en su totalidad. Así, en un primer análisis, podría establecerse como mínimo en 9 créditos los destinados a la docencia de la geotecnia en las carreras de ICCP, correspondientes a los créditos troncales de llamados Ingeniería del terreno. Pero al crear los planes de estudio cada escuela es libre de aumentar estos créditos. Para ver como se ha aplicado esta legislación en las diferentes escuelas que imparten ICCP con el plan de estudios adaptado a ella, en la tabla 2.1 se muestran por un lado los créditos obligatorios destinados a geotecnia y por otro los destinados al resto de materias de ingeniería del terreno, separados, en ambos casos, según si se imparten en el primer o segundo ciclo. La información de esta tabla se complementa con la mostrada en la 2.2 en la que se pueden observar, para cada escuela en la que se imparte ICCP, todas las asignaturas relacionadas con la ingeniería del terreno que se ofertan. Para relacionar rápidamente ambas tablas, las asignaturas geotécnicas obligatorias cuyos créditos están representados en la tabla 2.1 se muestran en la 2.2 en tipografía negrita. Tabla 2.1 Distribución de los créditos obligatorios destinados a la docencia de la ingeniería del terreno en los planes de estudio de ICCP adaptados a la actual legislación. Universidad y Escuela Universidad Alfonso X el Sabio Escuela Politécnica Superior Universidad de Burgos Escuela Politécnica Superior Universidad de Cantabria E.T.S.I.C.C.P. de Santander Universidad de Castilla y la Mancha E.T.S.I.C.C.P. de Ciudad Real Universidad de Granada E.T.S.I.C.C.P. de Granada Universidad de La Coruña E.T.S.I.C.C.P. de La Coruña Universidad Politécnica de Cataluña E.T.S.I.C.C.P. de Barcelona Universidad Politécnica de Valencia E.T.S.I.C.C.P. de Valencia
Créditos obligatorios destinados a geotecnia
Créditos obligatorios destinados a otras materias de ingeniería del terreno 1r ciclo 2º ciclo
1r ciclo
2º ciclo
-
12
12
-
7.5
12
6
-
-
15
12
-
-
9
12
-
-
15
24
-
3
12
9
-
-
18
13.5
3
6
6
6
4.5
En la tabla 2.1 puede verse como en la mayoría de escuelas los 12 créditos troncales del primer ciclo se dedican a asignaturas no geotécnicas. Normalmente estos créditos se consumen en asignaturas que, con nombres como Geología, Geología aplicada, o Ingeniería y morfología del terreno, explican conceptos de mineralogía, de petrología, de procesos de formación del relieve y, en algunos casos, aspectos más aplicados como nociones de prospección. En la misma tabla se observa también como en la mayoría de escuelas los créditos impartidos en el segundo ciclo en relación a la docencia de la ingeniería del terreno se destinan a geotecnia, y en todos los casos más de los 9 créditos troncales. La excepción a esto es la escuela de Ciudad Real, que con un plan de estudios muy innovador se limita a impartir los créditos troncales.
Capítulo 2. Situación de la docencia de la geotecnia
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Tabla 2.2 Oferta de asignaturas relacionadas con la ingeniería del terreno en los planes de estudio de ICCP adaptados a la actual legislación (OB: obligatoria; OP: optativa). Universidad y escuela
Asignatura
Universidad Alfonso X el Sabio Escuela Politécnica Superior
Ingeniería y morfología del terreno Ingeniería del terreno Procedimientos especiales de cimentación Investigación, excavación, explotación y gestión de aguas subterráneas Geología aplicada Geotecnia y cimientos Ingeniería del terreno Cimentaciones especiales Excavaciones a cielo abierto y túneles Patología, recalces y mejora del terreno Geología aplicada Ingeniería y morfología del terreno Geotecnia I Hidrogeología básica Geotecnia II: ingeniería del terreno Modelos digitales en hidrogeología Túneles y excavaciones profundas Cimentaciones Geotecnia vial Ingeniería geológica en presas y embalses Intensificación en ingeniería del terreno Ingeniería del terreno Morfología del terreno Ingeniería del terreno II Geología Geomorfología Mecánica de suelos Geotecnia y cimientos Mecánica de rocas Ingeniería y morfología del terreno* Ingeniería del terreno II Cimentaciones especiales Hidrología subterránea Ingeniería del terreno III Mecánica de rocas
Universidad de Burgos Escuela Politécnica Superior
Universidad de Cantabria E.T.S.C.C.P. de Santander
Universidad de Castilla y la Mancha E.T.S.C.C.P. de Ciudad Real Universidad de Granada E.T.S.I.C.C.P. de Granada
Universidad de La Coruña E.T.S.I.C.C.P. de La Coruña
Créditos
Tipo
Curso
12 12
OB OB
1º 4º
6
OP
5º
4.5
OP
5º
6 7.5 12 6
OB OB OB OP
2º 2º 3º 5º
4.5
OP
5º
4.5
OP
5º
6 6 6 6
OB OB OB OP
1º 2º 3º 3º
9
OB
4º
4.5 4.5 4.5 4.5
OP OP OP OP
4º y 5º 4º y 5º 4º y 5º 4º y 5º
4.5
OP
4º y 5º
4.5
OP
4º y 5º
6 6 9 12 12 9 6 6 12 12 6 6 6 6
OB OB OB OB OB OB OB OP OB OB OP OP OP OP
1º 2º 3º 1º 2º 3º 4º 5º 2º 3º 5º 5º 5º 5º
* La asignatura Ingeniería y morfología del terreno destina aproximadamente 9 de sus créditos a aspectos relacionados con la geología y 3 a conceptos de mecánica de suelos, por ello los valores que aparecen en la tabla 2.1 referentes a la escuela de La Coruña no coinciden con ninguna asignatura entera.
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
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Tabla 2.2 (cont.) Oferta de asignaturas relacionadas con la ingeniería del terreno en los planes de estudio de ICCP adaptados a la actual legislación (OB: obligatoria; OP: optativa). Universidad y escuela
Asignatura
Universidad Politécnica de Cataluña E.T.S.I.C.C.P. de Barcelona
Geología Ingeniería geológica Mecánica del suelo Hidrología subterránea Cimentaciones Mecánica de rocas Túneles Ampliación de hidrología subterránea II Sismología Ingeniería geotécnica Prospección geofísica Geología del cuaternario Geomorfología Geología aplicada a las OO.PP. Geotecnia y cimientos Geología aplicada a las OO.PP. II Geotecnia y cimientos II Ingeniería del terreno
Universidad Politécnica de Valencia E.T.S.I.C.C.P. de Valencia
Créditos
Tipo
Curso
7.5 6 12 3 6 4.5 4.5
OB OB OB OB OB OP OP
2º 2º 3º 3º 4º 5º 5º
4.5
OP
5º
4.5 6 4.5 4.5 4.5 6 6 4.5 6 18
OP OP OP OP OP OB OB OB OB OP
5º 5º 5º 5º 1º 2º 2º 3º 4º 5º
Los créditos destinados a la docencia de la geotecnia normalmente están situados en el segundo ciclo, sólo hay dos excepciones (Burgos y Valencia) en el que una parte se desarrolla en el segundo curso. El número de esos créditos varía desde los 9 en la escuela de Ciudad Real a los 19.5 en la escuela de Burgos. Existen dos escuelas que destinan 12, tres 15 y una 18. Estos créditos se destinan a la enseñanza en primer lugar de mecánica de suelos y en segundo lugar a ingeniería geotécnica, estas partes en muchas ocasiones dan lugar a dos asignaturas diferentes (ver tabla 2.2). De mecánica de suelos en todas las escuelas se explican los temas de propiedades e identificación de suelos, el agua en el terreno, técnicas experimentales, comportamiento tensión-deformación y resistencia de suelos, consolidación y aspectos de los suelos no saturados normalmente relacionados con el tema de la compactación. Estos temas se exponen con más o menos profundidad en función del profesor y, evidentemente, de la carga lectiva, que varía desde los 12 créditos en Barcelona a los 4.5 en Ciudad Real. Respecto a los temas de ingeniería geotécnica, en todas las escuelas se abordan conceptos de reconocimiento, cimentaciones (superficiales y profundas), estructuras de contención (muros y pantallas) y taludes, en algunos casos se incluyen temas de mejora del terreno e instrumentación, aunque éstos normalmente están en los temarios de asignaturas optativas reservadas a los últimos cursos. En este caso la profundidad también depende de la carga lectiva que varía desde los 12 créditos en Burgos a los 4.5 en Ciudad Real.
Capítulo 2. Situación de la docencia de la geotecnia
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Respecto a asignaturas optativas dedicadas a la ingeniería del terreno, la oferta es muy variada en función de las escuelas, los dos extremos son en un lado Barcelona y Santander, ambas con 7 asignaturas que suman un total de 33 créditos, y en el otro Ciudad Real con una oferta nula. Estas asignaturas, en el caso de ofertarse, en su mayoría están situadas en los últimos cursos. En ellas los temas más abordados, llegando a constituir asignaturas independientes, son cimentaciones especiales, mecánica de rocas y túneles y excavaciones subterráneas. En las escuelas que agrupan las asignaturas optativas en bloques de intensificación o especialidades, en el caso de tener una amplia oferta de asignaturas de ingeniería del terreno crean con ellas una especialidad y en el caso de disponer de menos las agrupan con algunas de estructuras creando la intensificación de estructuras y cimientos. Respecto al entorno en el que se desarrolla la docencia de las asignaturas geotécnicas obligatorias en cuanto a conocimientos de otras materias relacionadas con la ingeniería del terreno, como se ha visto, únicamente se puede asegurar que el alumno conoce el terreno desde una visión geológica, no estando familiarizado con el estudio desde un punto de vista más ingenieril. En cuanto al entorno docente de conocimientos matemáticos, físicos, de mecánica de medios continuos y métodos numéricos, la actual legislación asegura la docencia de los siguientes créditos troncales: • Fundamentos matemáticos de la ingeniería, 12 créditos situados en el primer ciclo relacionados con álgebra lineal, cálculo infinitesimal, integración, ecuaciones diferenciales, estadística y métodos numéricos. • Fundamentos físicos de la ingeniería. Mecánica: 12 créditos situados en el primer ciclo relacionados con fenómenos ondulatorios, electricidad, termodinámica y mecánica. • Mecánica de medios continuos y ciencia de materiales: 9 créditos situados en el segundo ciclo relacionados con ecuaciones constitutivas, elasticidad, viscoelasticidad, plasticidad, viscoplasticidad, mecánica de la fractura y ciencia de materiales. • Análisis numérico: 6 créditos situados en el segundo ciclo relacionados con cálculo numérico y métodos numéricos aplicados a la ingeniería. De esta forma, teniendo en cuenta que las asignaturas geotécnicas obligatorias en la mayoría de planes están en el segundo ciclo, sólo por troncalidades se asegura una mínima base de física y matemáticas al llegar a ellas, y en función del año en el que se distribuyan estos créditos troncales el haber cursado o el cursar paralelamente unas enseñanzas de mecánica de medios continuos y métodos numéricos. La realidad de los planes de estudio es que las asignaturas destinadas a dar los fundamentos matemáticos y físicos, en el primer ciclo, suman más de 12 créditos y, además, en el segundo ciclo se continúan impartiendo asignaturas de esta índole. Así la escuela que menos créditos matemáticos imparte en primer ciclo es Burgos con 21, pero los complementa con 21 más en segundo ciclo, y la que más imparte es Granada con 57. La media se sitúa entorno a los 35. En el caso de los créditos destinados a conceptos de física y mecánica el aumento respecto los 12 troncales no es tan exagerado, pero
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
Granada llega a los 30 en el primer ciclo y la media de todas las escuelas se sitúa entorno a los 20, y en tres facultades se complementan con más en el segundo ciclo. Así se puede asegurar que los alumnos de ICCP cuando cursan las asignaturas geotécnicas disponen de una sólida base de conocimientos físicos y matemáticos que aseguran poder emplear todo el aparato matemático necesario. La aplicación en los planes de estudio de los créditos troncales de Mecánica de medios continuos y ciencia de materiales y Análisis numérico no se realiza de forma tan generosa como los de Fundamentos matemáticos de la ingeniería, sino mucho más ajustada. Así en la mayoría de escuelas no se aumentan los 9 y 6 créditos obligatorios. Este hecho no es problema ya que con estas cargas docentes es suficiente para explicar los principios básicos de estas materias que facilitan las explicaciones de las asignaturas geotécnicas. Pero existe el problema que en la mayoría de escuelas estos créditos se imparten en paralelo a los geotécnicos. Esta situación no es la idónea pero una buena coordinación entre ambas asignaturas ayuda a solucionar el problema. Por ejemplo en la escuela de Barcelona en la asignatura Mecánica de medios continuos se varía el orden en el temario original para coordinarse con la de Mecánica del suelo, ambas impartidas en tercer curso. Concretamente se adelanta de su posición original el tema cuatro, Tensión, explicándose como tema dos, para que al impartir los profesores de mecánica de suelos su tema tres (Tensión y deformación. Ecuaciones constitutivas. Elasticidad y plasticidad) conceptos como los de estado tensional y herramientas como el círculo de Mohr ya estén explicados. Como resumen se puede establecer que los planes de estudios de ICCP adaptados a la actual legislación dedican de media entorno a 14.5 créditos obligatorios a la docencia de la geotecnia, normalmente situados en segundo ciclo. Asimismo que éstos se dividen en dos partes, una dedicada a mecánica de suelos y otra a ingeniería geotécnica, ésta última centrada especialmente en las explicaciones relativas a cimentaciones y estructuras de contención. Además en la mayoría de planes de estudio se ofertan asignaturas optativas en los últimos cursos relacionadas con la ingeniería del terreno, llegando en algunos casos a constituir bloques de especialización en esta materia. Por último respecto al entorno docente, los planes de estudio aseguran una sólida formación en matemáticas y física al llegar a las asignaturas geotécnicas obligatorias y la docencia en paralelo de asignaturas dedicadas a la mecánica de medios continuos y a los métodos numéricos.
2.2.2 Ingeniería técnica de obras públicas En el caso de las tres titulaciones de ITOP la legislación actual establece para todas ellas la docencia de nueve créditos relacionados con la ingeniería del terreno, denominados Ingeniería y morfología del terreno que relaciona con la mecánica de suelos, la geología aplicada y la mecánica de rocas. Para ver como se ha aplicado esta legislación en las diferentes escuelas que imparten ITOP con el plan de estudios adaptado a ella, en la tabla 2.3 se muestran para cada escuela y para cada titulación los créditos obligatorios que destinan a la docencia de materias relacionadas con la ingeniería del terreno, clasificados entre los desatinados íntegramente a la geotecnia y el resto. La información de la tabla 2.3 se complementa
Capítulo 2. Situación de la docencia de la geotecnia
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con la mostrada en las 2.4, 2.5 y 2.6, cada una dedicada a una titulación, en las que se muestran para cada escuela todas las asignaturas relacionadas con la ingeniería del terreno que imparten. En las tablas 2.4, 2.5 y 2.6 las asignaturas obligatorias cuyos créditos, total o parcialmente, están destinados a la geotecnia se han diferenciado tipográficamente con el uso de negrita, con el fin de relacionar rápidamente la información de estas tablas con la de la 2.3. En la tabla 2.3 se ve como en la mayoría de planes de estudio los 9 créditos troncales dedicados a la ingeniería del terreno se aumentan, estableciéndose la media alrededor de los 13 créditos. Pero estos créditos se dividen en la enseñanza, en primer lugar, de unos principios básicos de geología y, en segundo lugar, en la docencia de la geotecnia. Así los créditos dedicados a la geotecnia propiamente varían desde los 4.5 impartidos en Murcia y Cáceres, hasta los 13.5 de Barcelona en su titulación de construcciones civiles. Tabla 2.3 Distribución de los créditos obligatorios destinados a la docencia de la ingeniería del terreno en los planes de estudio de ITOP adaptados a la actual legislación. Titulación de construcciones civiles Universidad y Escuela
Universidad Católica de San Fernando de Murcia Escuela Universitaria Politécnica Universidad de Burgos Escuela Politécnica Superior Universidad de Cádiz Escuela Politécnica Superior de Algeciras Universidad de Cantabria E.T.S.I.C.C.P. de Santander Universidad de Córdoba Escuela Politécnica Universitaria de Bélmez Universidad de Extremadura Escuela Politécnica de Cáceres Universidad de La Laguna Facultad de Matemáticas Universidad del País Vasco Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Minera Universidad de Salamanca Escuela Politécnica Superior de Ávila Universidad de Salamanca Escuela Politécnica Superior de Zamora Universidad Politécnica de Cartagena Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Civil Universidad Politécnica de Cataluña E.T.S.I.C.C.P. de Barcelona Universidad Politécnica de Valencia E.T.S.I.C.C.P. de Valencia
Titulación de hidrología
Titulación de transp. y servicios urbanos
Créditos de geotecnia
Otros créditos de ing. del terreno
Créditos de geotecnia
Otros créditos de ing. del terreno
Créditos de geotecnia
Otros créditos de ing. del terreno
4.5
4.5
-
-
-
-
7.5
6
-
-
7.5
6
6
3
-
-
-
-
7.5
6
-
-
-
-
6
4.5
-
-
-
-
4.5
9
4.5
9
4.5
9
-
-
6
12
-
-
6
6
-
-
-
-
-
-
10.5
6
-
-
9
6
-
-
-
-
-
-
6
6
-
-
13.5
6
9
6
9
6
6
10.5
6
10.5
6
10.5
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
20
Tabla 2.4 Oferta de asignaturas relacionadas con la ingeniería del terreno en los planes de estudio de ITOP en construcciones civiles adaptados a la actual legislación. Universidad y escuela
Asignatura
Universidad Católica de San Fernando de Murcia Escuela Universitaria Politécnica Universidad de Burgos Escuela Politécnica Superior
Ingeniería y morfología del terreno
Universidad de Cádiz Escuela Politécnica Superior Algeciras Universidad de Cantabria E.T.S.I.C.C.P. de Santander
Geología aplicada Geotecnia y cimientos Cimentaciones especiales y patología geotécnica Estructuras de cimentación Suelos contaminados Trabajos geológicos de campo de
Ingeniería y morfología del terreno
Geología Geotecnia Ampliación de geotecnia para construcciones civiles Universidad de Córdoba Geología Escuela Politécnica Universitaria de Mecánica de suelos y rocas Bélmez Geofísica aplicada a la ingeniería Geotecnia y aplicaciones Universidad de Extremadura Geología Escuela Politécnica de Cáceres Mecánica de rocas Geotecnia Universidad del País Vasco Geología Escuela Universitaria de Ingeniería Ingeniería y morfología del Técnica Minera terreno Sondeos e inyecciones Universidad de Salamanca Geología Escuela Politécnica Superior de Geotecnia Zamora Dimensionado de taludes y cimentaciones Cimentaciones y construcciones especiales Universidad Politécnica de Cataluña Geología aplicada E.T.S.I.C.C.P. de Barcelona Geotecnia Estructuras de cimentación Universidad Politécnica de Valencia Geología aplicada a las OO.PP. E.T.S.I.C.C.P. de Valencia Geotecnia y cimientos Geomorfología Ingeniería geotécnica
Créditos
Tipo
Curso
9
OB
2º
6 7.5
OB OB
2º 2º
4.5
OP
3º
4.5 4.5 4.5
OP OP OP
3º 3º 3º
9
OB
2º
6 7.5
OB OB
1º 2º
4.5
OP
3º
4.5 6 6 6 4.5 4.5 4.5 6
OB OB OP OP OB OB OB OB
1º 3º 3º 3º 1º 1º 3º 1º
6
OB
2º
4.5 6 4.5
OP OB OB
2º 2º 2º
4.5
OB
3º
4.5
OP
3º
6 9 4.5 6 6 4.5 4.5
OB OB OB OB OB OP OP
1º 2º 3º 2º 2º 1º 3º
Capítulo 2. Situación de la docencia de la geotecnia
21
Tabla 2.5 Oferta de asignaturas relacionadas con la ingeniería del terreno en los planes de estudio de ITOP en hidráulica adaptados a la actual legislación. Universidad y escuela
Asignatura
Universidad de Extremadura Escuela Politécnica de Cáceres
Geología Mecánica de rocas Geotecnia Universidad de La Laguna Geología Facultad de Matemáticas Geotecnia Ingeniería geomática Hidrogeología de terrenos volcánicos Universidad de Salamanca Fundamentos de geología Escuela Politécnica Superior de Ávila Geotecnia Prospecciones y sondeos Universidad Politécnica de Cartagena Geología E.U. de Ingeniería Técnica Civil Geotecnia Universidad Politécnica de Cataluña Geología aplicada E.T.S.I.C.C.P. de Barcelona Geotecnia Hidrología subterránea Ingeniería geológica Universidad Politécnica de Valencia Geología aplicada a las OO.PP. E.T.S.I.C.C.P. de Valencia Geotecnia y cimientos Geomorfología Ingeniería geotécnica
Créditos
Tipo
Curso
4.5 4.5 4.5 6 6 6 4.5
OB OB OB OB OB OB OP
1º 1º 3º 1º 2º 3º 3º
6 6 4.5 6 6 6 9 4.5 4.5 6 6 4.5 4.5
OB OB OB OB OB OB OB OB OP OB OB OP OP
1º 2º 3º 1º 2º 1º 2º 3º 3º 2º 2º 1º 3º
Tabla 2.6 Oferta de asignaturas relacionadas con la ingeniería del terreno en los planes de estudio de ITOP en transportes y servicios urbanos adaptados a la actual legislación. Universidad y escuela
Asignatura
Universidad de Burgos Escuela Politécnica Superior
Geología aplicada Geotecnia y cimientos Cimentaciones especiales y patología geotécnica Estructuras de cimentación Suelos contaminados Trabajos geológicos de campo Geología Mecánica de rocas Geotecnia Geología aplicada Geotecnia Geología aplicada a las OO.PP. Geotecnia y cimientos Geomorfología Ingeniería geotécnica
Universidad de Extremadura Escuela Politécnica de Cáceres Universidad Politécnica de Cataluña E.T.S.I.C.C.P. de Barcelona Universidad Politécnica de Valencia E.T.S.I.C.C.P. de Valencia
Créditos
Tipo
Curso
6 7.5 4.5
OB OB OP
2º 2º 3º
4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 6 9 6 6 4.5 4.5
OP OP OP OB OB OB OB OB OB OB OP OP
3º 3º 3º 1º 1º 3º 1º 2º 2º 2º 1º 3º
22
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
Hay que destacar que no existen diferencias, en cuanto a asignaturas de ingeniería del terreno, entre los planes de las diferentes titulaciones. Ello lo demuestra que en todas las escuelas en las que se imparte más de una titulación se ofertan las mismas asignaturas de este tipo (comparar tablas 2.4, 2.5 y 2.6). Sólo Barcelona difiere en ello, ofertando en la titulación de construcciones civiles 4.5 créditos geotécnicos obligatorios de más, a parte de los 9 comunes a las tres titulaciones, y en la de hidráulica e hidrología una asignatura obligatoria de hidrología subterránea y una optativa específica para los alumnos de esta titulación. Los temas impartidos de geotecnia en los créditos obligatorios destinados a tal fin coinciden con los vistos en el apartado anterior para el caso de ingeniería de caminos, pero evidentemente en la mayoría de los casos reducidos, debido a los condicionantes de tiempo. En cuanto a las asignaturas optativas la oferta es muy variada, aunque en general bastante pobre. La escuela con más créditos optativos ofertados en relación a la ingeniería del terreno es la de Burgos, con 18 a través de cuatro asignaturas. En el otro extremo, con una oferta nula, están las escuelas de Murcia, Algeciras, Cáceres, Ávila, Cartagena y Barcelona, esta última salvo en la titulación de hidrología en la que oferta una. Respecto al entorno en el que se desarrolla la docencia de las asignaturas geotécnicas obligatorias, en cuanto a conocimientos de otras materias relacionadas con la ingeniería del terreno, sólo se puede asegurar que el alumno conoce el terreno desde una visión geológica. Ello se debe a que en todos los planes de estudio los créditos obligatorios dedicados a temas de geología, presentados anteriormente, se desarrollan con anterioridad a los dedicados a geotecnia. Normalmente las asignaturas dedicadas a geología se imparten en primer curso y las de geotecnia en segundo o tercero. En cuanto al entorno docente de conocimientos matemáticos, físicos, de mecánica de medios continuos y métodos numéricos, sólo se puede asegurar en todas las escuelas la docencia de una amplia base de matemáticas y física. Ésta, en parte, está obligada desde los propios créditos troncales, que de forma común en las tres titulaciones, establecen 9 créditos de fundamentos físicos de la ingeniería y 9 más de fundamentos matemáticos. Pero los planes de estudio son muy generosos en la aplicación de estos créditos, y, conscientes de la importancia de estas enseñanzas en la formación del ingeniero, se imparten de media entorno los 19 créditos de asignaturas matemáticas y 14 de físicas. El hecho que para las tres titulaciones se establezcan los mismos créditos troncales de fundamentos de matemáticas y de física, al igual que sucedía con los de ingeniería del terreno no es una casualidad, sino una constante en toda una serie de materias que se podrían denominar básicas en la formación de un ingeniero civil. Así el valor de los créditos troncales coincide para las tres titulaciones en las siguientes materias: fundamentos físicos y matemáticos de la ingeniería, expresión gráfica y cartográfica, ingeniería y morfología del terreno, teoría de estructuras y economía. En cuanto a mecánica de medios continuos las asignaturas destinadas a esta materia son prácticamente nulas en los planes de estudio, sólo la escuela de Cáceres incluye una
Capítulo 2. Situación de la docencia de la geotecnia
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asignatura de esta materia en su plan de estudios. Respecto a métodos numéricos la situación es algo mejor, existiendo tres escuelas que de forma obligatoria imparten esta materia y seis que lo hacen de forma optativa. La nula docencia de mecánica de medios continuos es especialmente grave ya que implica la necesidad de desarrollar conceptos propios de esta materia en las asignaturas geotécnicas si se quieren desarrollar conceptos de mecánica de suelos. Para finalizar se puede resumir que en general, en cuanto a la docencia de la geotecnia, no existen diferencias en las tres titulaciones de ITOP, dedicándose en todas ellas unos 7 créditos de media a su docencia, en los que se desarrollan explicaciones de mecánica de suelos e ingeniería geotécnica. En el entorno docente tampoco existen diferencias, todos los planes de estudio aseguran el conocimiento del terreno desde una visión geológica y una base de matemáticas y física.
2.3 Arquitectura En el caso de la titulación de arquitectura la legislación actual no establece unos créditos troncales relacionados exclusivamente con la ingeniería del terreno. La docencia de esta materia se promueve a través de 12 créditos troncales denominados Estructuras de edificación, reservados al segundo ciclo, que se relacionan con la mecánica del suelo, las cimentaciones y las estructuras de edificación en cuanto a tipos, análisis, proyecto, ejecución, normativas, control de calidad y patologías. Estos créditos complementan 9 de primer ciclo denominados Introducción a las estructuras de edificación, que no incluyen para nada la geotecnia estando relacionados con la mecánica, la elasticidad y plasticidad, la resistencia de materiales y los tipos estructurales. Sin definirse más créditos troncales relacionados con las estructuras. Así legalmente los planes de estudio sólo están obligados a disponer de 21 créditos en asignaturas de índole estructural. Es entonces justificable esperar que en las escuelas en que por diferentes motivos no se quiera aumentar este número de créditos las enseñanzas geotécnicas no superen nunca los 3 créditos. Estos 3 créditos, en ese supuesto, representarían aproximadamente el 15% de todas las enseñanzas estructurales, porcentaje difícilmente aumentable teniendo en cuenta que se deben abordar enseñanzas de resistencia de materiales, análisis de estructuras y tecnologías de estructuras (hormigón, acero, tipologías, etc.). Para ver como se han aplicado estos créditos troncales, en cuanto a la docencia de la geotecnia, en las diferentes escuelas que imparten arquitectura con los planes de estudio adaptados a la actual legislación, en la tabla 2.7 se muestran los créditos destinados a ella clasificados entre obligatorios y optativos. Pero la juventud de muchos planes ha impedido poder consultar los temarios de las asignaturas en las que se imparten los créditos troncales de Introducción a las estructuras de edificación, esto ha impedido discernir con exactitud el número de créditos realmente destinados a la docencia de la geotecnia. En estos casos en la tabla 2.7 se muestran los 3 créditos troncales que es de esperar que se impartan, tal como se ha explicado anteriormente, distinguidos por presentarse entre paréntesis.
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
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La tabla 2.7 se complementa con la 2.8 en la que se muestran las asignaturas geotécnicas impartidas en cada escuela. En esta última las asignaturas que dan lugar a los créditos de carácter obligatorio definidos en la tabla 2.7 se muestran distinguidos en tipografía negrita, con el fin de facilitar la interrelación de ambas tablas.
Tabla 2.7 Créditos dedicados a la geotecnia en los planes de estudio de arquitectura adaptados a la actual legislación. Universidad y escuela Universidad Alfonso X El Sabio Escuela Politécnica Superior Universidad de Alcalá de Henares Escuela Politécnica Universidad de Alicante Escuela Politécnica Superior de Alicante Universidad de Granada E.T.S.A. de Granada Universidad de La Coruña E.T.S.A. de La Coruña Universidad de las Palmas de Gran Canaria E.T.S.A. de Las Palmas Universidad de Navarra Escuela Técnica Superior de Arquitectura Universidad de Sevilla E.T.S.A. de Sevilla Universidad de Valladolid E.T.S.A. de Valladolid Universidad Europea CEES Escuela Superior de Arquitectura Universidad Internacional de Cataluña Escuela Técnica Superior de Arquitectura Universidad Politécnica de Cataluña E.T.S.A. de Barcelona Universidad Politécnica de Cataluña E.T.S.A. del Vallés Universidad Politécnica de Madrid E.T.S.A. De Madrid Universidad Politécnica de Valencia E.T.S.A. de Valencia Universidad Ramón Llull E.T.S.A. “La Salle” Universidad SEK Centro de Estudios Integrados de Arq.
Créditos obligatorios de geotecnia
Créditos optativos de geotecnia
(3)
0
3
0
6
4.5
4.5
0
(3)
9
2
9
1.5
0
14.5
6.5
6
0
(3)
0
(3)
0
0
6
3
5
10
0
5.5
11
(3)
0
4.5
4.5
En aquellas escuelas que, por la juventud del plan de estudios, no se ha podido discernir el número de créditos obligatorios de geotecnia, se han marcado 3 entre paréntesis, (3), correspondientes a la fracción de los 12 créditos troncales denominados Estructuras de edificación que es de esperar se destinen a geotecnia.
Capítulo 2. Situación de la docencia de la geotecnia
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Tabla 2.8 Oferta de asignaturas geotécnicas en los planes de estudio de arquitectura adaptados a la actual legislación. Universidad y escuela Universidad Alfonso X El Sabio Escuela Politécnica Superior Universidad de Alcalá de Henares Escuela Politécnica Universidad de Alicante Escuela Politécnica Superior de Alicante Universidad de Granada E.T.S.A. de Granada Universidad de La Coruña E.T.S.A. de La Coruña Universidad de las Palmas de Gran Canaria E.T.S.A. de Las Palmas
Universidad de Navarra Escuela Técnica Superior de Arq. Universidad de Sevilla E.T.S.A. de Sevilla
Universidad de Valladolid E.T.S.A. de Valladolid Universidad Europea CEES Escuela Superior de Arquitectura Universidad Internacional de Cat. Escuela Técnica Superior de Arq. Universidad Politécnica de Cataluña E.T.S.A. de Barcelona Universidad Politécnica de Cataluña E.T.S.A. del Vallés Universidad Politécnica de Madrid E.T.S.A. De Madrid Universidad Politécnica de Valencia E.T.S.A. de Valencia
Asignatura Estructuras de edificación Construcciones arquitectónicas I Mecánica del suelo y cimentaciones Ampliación de geotecnia y cimientos Mecánica del suelo y cimentaciones Estructuras II Cimentaciones Estructuras IV Ampliación de mecánica del suelo Reconocimiento del terreno y estudio geotécnico Estructuras V Estructuras II, mecánica del suelo Mecánica del suelo y cimentaciones Cimentaciones especiales Mecánica del suelo aplicada a la construcción Sistemas y cálculo de estructuras III Estructuras 4 El terreno
Estructuras VII Cimentaciones Mecánica del suelo y cimentaciones Mecánica del suelo y cimentaciones Complementos de mecánica del suelo Cimentaciones especiales Universidad Ramón Llull Estructuras arquitectónicas E.T.S.A. “La Salle” III Universidad SEK Mecánica del suelo y Centro de Estudios Integrados de Arq. cimentaciones Cimentaciones especiales
Cred geot./ Cred totales
Tipo
Curso
(3)/12
OB
4º
3/12
OB
3º
6/6
OB
4º
4.5/4.5
OP
5º
4.5/4.5
OB
4º
(3)/12 9/9 2/6
OB OP OB
3º 5º 5º
4.5/4.5
OP
4º o 5º
4.5/4.5
OP
4º o 5º
1.5/4.5
OB
4º
9.5/9.5
OB
3º
5/5
OB
4º
6.5
OP
3º
6
OB
3º
(3)/9
OB
4º
(3)/6
OB
4º
6
OP
5º
3 5
OB OP
4º 5º
10
OB
5º
5.5
OB
4º
5.5
OP
5º
5.5
OP
5º
(3)/12
OB
4º
4.5
OB
4º
4.5/4.5
OP
5º
26
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
En la tabla 2.7 puede observarse como en todas las escuelas, a excepción de las de Sevilla y Madrid, los créditos destinados a la docencia de la geotecnia no superan los 6 créditos, y en diez ocasiones ni los 3. El caso más excepcional es la escuela de Barcelona en la que no se dedica ni un crédito a la docencia de la geotecnia, en ella los alumnos que no cursan la asignatura optativa El terreno sólo adquieren conocimientos relativos a cimentaciones en las asignaturas de construcción, en las que simplemente estudian la función y la tipología de estos elementos pero no su cálculo ni las implicaciones de las propiedades del terreno en el proyecto arquitectónico. En cuanto al contenido de los pocos créditos disponibles para la docencia de la geotecnia se pueden distinguir dos tipos. En primer lugar aquellas programaciones que reflejan temarios semejantes a los presentados para ingeniería civil, dedicando aproximadamente la mitad de los créditos a mecánica del suelo y la otra mitad a ingeniería geotécnica, en ellos los contenidos de todos los temas prácticamente se reducen a introducciones. En segundo lugar existen temarios en que los contenidos de mecánica de suelos se limitan a un solo tema en el que se explican las clasificaciones de los suelos y las propiedades más elementales para su caracterización, dedicando el resto de curso a estudiar, con la profundidad que se pueda en función del tiempo disponible, aspectos de cimentaciones y estructuras de contención. La oferta de asignaturas optativas, relacionadas con la geotecnia, es nula en nueve escuelas y en el resto únicamente se oferta una, a excepción de las escuelas de Las Palmas y Valencia en que se ofertan dos. Estas asignaturas optativas gozan de 5.5 créditos, de media, en los que se amplían los contenidos de las asignaturas geotécnicas obligatorias. Los planes de estudio, a pesar de que los créditos en los que se desarrollan conceptos geotécnicos se sitúan normalmente en los dos últimos cursos de las carreras, únicamente garantizan conocimientos de matemáticas y física. No existen asignaturas dedicadas a otras áreas de la ingeniería del terreno, como geología o morfología del terreno, ni a mecánica de medios continuos, ni a métodos numéricos que garanticen algún conocimiento de ellas por parte de los alumnos. Una mínima base de conocimientos matemáticos y físicos está asegurada por los créditos troncales, que fijan 6 créditos de Fundamentos físicos de la arquitectura y 9 de Fundamentos matemáticos de la arquitectura. Además la mayoría de escuelas han aplicado estos créditos troncales con generosidad, dejando la media de créditos destinados a matemáticas en aproximadamente 15.5 y a física en más de 10.5. A modo de resumen puede señalarse que los planes de estudio de arquitectura adaptados a la actual legislación dedican de media menos de 4.5 créditos a la docencia de la geotecnia y que en muchas ocasiones éstos no constituyen asignaturas independientes sino que están incluidos en asignaturas junto con contenidos estructurales. En algunas escuelas se opta por presentar en ellos conceptos de mecánica de suelos y de ingeniería geotécnica por igual, mientras que en otras se centran en el proyecto geotécnico de cimentaciones y estructuras de contención. La oferta, en estos planes de estudio, de asignaturas optativas para ampliar estos conocimientos es bastante pobre, siendo nula en más de la mitad de ellos. Por último respecto al entorno docente de materias que sirven
Capítulo 2. Situación de la docencia de la geotecnia
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de fundamento y complemento a las enseñanzas de geotecnia únicamente se garantiza una base de conocimientos matemáticos y físicos.
2.4 Perspectivas futuras de los planes de estudio El desarrollo de un espacio universitario europeo es uno de los objetivos prioritarios de la política educativa y científica de la Unión Europea, y en lo que a docencia se refiere implica la armonización de las diversas formas de entender la educación universitaria en Europa. Dicho de una forma sintética, hay dos grandes concepciones frente a frente: la anglosajona, basada en una formación directamente relacionada con la realidad práctica, más inmediata, con titulaciones cortas y complementarias, y la francesa, enfocada a la formación global y a largo plazo, con titulaciones largas y generalistas. Las dos poseen ventajas e inconvenientes. Si el alumno consigue superar todos los obstáculos, el modelo francés proporciona una formación muy completa y exhaustiva. Por el contrario es un esquema de elevado coste y deja a muchos estudiantes fuera del sistema porque exige un esfuerzo a largo plazo. El modelo anglosajón acomoda a todos los estudiantes gracias a su flexibilidad, y a aquellos con mayor capacitación les da la oportunidad de complementar su formación. La tendencia marcada por la Unión Europea parece que se asemeja más al modelo anglosajón, aunque con matices. La llamada Declaración de la Sorbona del 25 de mayo de 1998 (Joint declaration and harmonisation of the architecture of the European higher education system) fue realizada por los ministros de educación de Francia, Alemania, Italia y Reino Unido, y propone que la Unión Europea no sólo sirva para coordinar la economía y las finanzas, sino también los sistemas universitarios europeos. El 19 de junio de 1999 un grupo de 29 países europeos (entre ellos España) firman la llamada Declaración de Bolonia, que a partir de los conceptos de la Declaración de la Sorbona, propone una serie de medidas concretas para avanzar en la creación de un “Espacio Europeo de Educación Superior” (“The European Higher Education”). Las principales líneas de actuación propuestas en las declaraciones de la Sorbona y de Bolonia que pueden afectar a los objetivos de esta tesina, por implicar cambios en los planes de estudio actuales, pueden agruparse en los siguientes puntos (Suárez, 2000): • Adoptar un sistema de titulaciones comprensible y comparable para promover las oportunidades de trabajo y la competitividad internacional de los sistemas educativos superiores europeos. • Adoptar un sistema de titulaciones basado en dos ciclos principales. La titulación del primer ciclo estará de acuerdo con el mercado de trabajo ofreciendo un nivel de calificación apropiado. El segundo ciclo, que requerirá haber superado el primero, ha de conducir a una titulación tipo Máster. Las propuestas para elaborar un plan de la carrera de ingeniero civil, de acuerdo con el espíritu de la Sorbona y de Bolonia, que a la vez solucione de forma definitiva la actual situación con dos titulaciones (en algunos campos paralelas) que no contenta a todos los profesionales, no se ha hecho esperar (Suárez, 2000; CICCP, 2001a). En cambio los
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
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arquitectos con un título homologado en todos los países de la Unión Europea, y con una formación con unos mínimos homogéneos también en toda la Unión regulados por la Directiva 85/384/CEE de 10 de Junio de 1985, se muestran mucho más inmovilistas y todavía no han aparecido propuestas de este tipo (CSCAE, 2002; COAM, 1992). De las propuestas existentes de futuros planes de ingeniería civil cabe destacar el documento Posición inicial de la junta de gobierno del Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos sobre la estructura de la enseñanza de Ingeniería Civil y habilitación para el ejercicio profesional (CICCP, 2001a). Dicho documento propone que la enseñanza de la ingeniería civil se establezca en el futuro en tres ciclos: • Primer ciclo de ingeniería civil, de 4 años de duración, con una formación básica de dos años y el resto de formación tecnológica. Estaría orientado al ejercicio de la ingeniería civil en una sola especialidad. • Segundo ciclo de ingeniero de caminos, canales y puertos, de dos años de duración con el objetivo de completar enseñanzas de todas las especialidades de ingeniería civil y formar en temas de gestión con vocación generalista. Estaría orientado al ejercicio de la profesión con carácter generalista en todas sus especialidades. • Tercer ciclo de doctorado, con una extensión mínima de dos años, imprescindible para el ejercicio de la docencia y de la investigación. Respecto a la docencia de la geotecnia la perspectiva que se vislumbra en el futuro no es de muchos cambios. Por tratarse de una materia técnica pero básica, necesaria para todas las especialidades de ingeniería civil, se situará en el primer ciclo. Así es previsible un escenario a medio camino entre la actual situación en ICCP y en ITOP, en cuanto a carga lectiva y contenidos, quedando entre 10 y 12 créditos su carga lectiva. El entorno quizá se ve más afectado y la actual situación tan óptima de ICCP puede converger hacia la de ITOP, si realmente la formación básica se reduce tan solo a los dos primeros años de carrera. En arquitectura sólo la aplicación de un modelo de formación de tres ciclos podría mejorar la situación actual si se crease una especialidad de estructuras y construcción, en este caso la docencia de la geotecnia en esa especialidad tendería a la actual situación de ITOP. Pero por las razones comentadas no son de esperar muchos cambios.
2.5 Comparación entre titulaciones Las condiciones en las que se imparte la geotecnia en las titulaciones estudiadas son muy diferentes entre ellas, salvo las tres titulaciones de ITOP en las que son idénticas; por esta razón a partir de este momento se tratarán como una única titulación. Las situaciones más antagónicas son las de arquitectura con una media de 4.5 créditos destinados a esta materia frente la de ICCP con 14.5. Pero esta diferencia tan acusada se repite también en el entorno docente. Los estudiantes de ICCP al llegar a las asignaturas geotécnicas han recibido una sólida base de conocimientos físicos y matemáticos, conocen las bases de la geología y, han recibido o reciben de forma paralela pero
Capítulo 2. Situación de la docencia de la geotecnia
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coordinada, unos conocimientos de mecánica de medios continuos. En arquitectura los conocimientos impartidos de estas dos últimas materias son nulos y el tiempo destinado a las matemáticas y a la física en la carrera es menos de la mitad del dedicado en ICCP. Las titulaciones de ITOP se encuentran a medio camino entre estas dos situaciones, aunque más cerca de la de arquitectura que de la de ICCP, con 7 créditos. Pero es de esperar que en un futuro ICCP y ITOP se homogeneicen, tal como se ha comentado en el apartado anterior. En la tabla 2.9 se muestran para las tres titulaciones los créditos obligatorios ofertados de media en las escuelas españolas de las asignaturas de geotecnia, del resto de asignaturas de ingeniería del terreno, de matemáticas, de física, de métodos numéricos y de mecánica de medios continuos, a fin de sintetizar la comparación. Tabla 2.9 Créditos obligatorios ofertados de media en las escuelas españolas de materias geotécnicas y complementarias a éstas, en las titulaciones de ICCP, ITOP y arquitectura. Materia Geotecnia Otras materias de ing. del terreno Matemáticas Física Métodos numéricos Mecánica de medios continuos
ICCP 14.5 13 35 20 9 6
ITOP 7 7 19 14 2 0
Arquitectura 4.5 0 15.5 10.5 0 0
Es interesante destacar, después de haber analizado las tres titulaciones, que la más capaz de proporcionar especialistas con capacidad para desarrollar nuevas técnicas en ingeniería del terreno es la ICCP. No por ser en la que más conocimientos obligatorios de esta materia se imparten, sino por la formación complementaria que se puede recibir a través de asignaturas optativas de ingeniería del terreno y, sobre todo, por ser la titulación con el mejor entorno docente de materias como matemáticas, física, mecánica de medios continuos y métodos numéricos necesarias para poder profundizar en la mecánica de suelos. En este análisis de la capacidad de los titulados para especializarse en la ingeniería del terreno, los ingenieros civiles frente a los arquitectos presentan a su favor, como colectivo, su propia idiosincrasia. Mientras que éstos entienden como propia la materia de la ingeniería de terreno, es más, junto con las estructuras y la hidráulica la conciben como uno de los pilares de su profesión, comprendiendo la necesidad de formarse en ella. Los arquitectos, más preocupados por el estudio del arte, la composición y la forma, entienden la geotecnia y su aplicación como algo accesorio, evidentemente necesario pues sus edificios se cimentan, pero no de vital importancia en su formación y, ni mucho menos, consideran la ingeniería del terreno uno de los pilares de la arquitectura.
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
La personalidad de estas dos profesiones se refleja perfectamente en el desarrollo de los créditos troncales, mientras que los planes de ingeniería civil en su mayoría no dudan en ampliar enormemente los créditos destinados a ingeniería del terreno y a su formación complementaria, sobretodo los de ICCP, los de arquitectura en su mayoría se limitan a ampliar tímidamente los mínimos establecidos.
Capítulo 3. Necesidades de conocimientos geotécnicos por parte de los profesionales
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Capítulo 3. Necesidades de conocimientos geotécnicos por parte de los profesionales
3.1 Introducción Si se quiere escribir un libro de geotecnia útil para los profesionales de la ingeniería civil y la arquitectura, evidentemente es necesario conocer la realidad del ejercicio de estas profesiones y determinar sus necesidades de conocimientos geotécnicos acordes con esa realidad. El objetivo de este capítulo es mostrar estos aspectos, concretamente presentando en primer lugar las competencias de ambas profesiones y las formas de ejercerlas y a partir de ahí los conocimientos geotécnicos que requieren. De manera complementaria, el capítulo finaliza con un apartado en el que se analiza si la docencia actual de la geotecnia, estudiada en el capítulo anterior, cubre los aspectos descubiertos. El estudio de la ingeniería civil, presentado en el siguiente apartado, se inicia repasando brevemente la historia de la legislación española que otorga competencias a sus profesionales. Así se verá que los campos en los que éstos pueden ejercer son muchos. Uno de ellos está específicamente relacionado con la geotecnia, el denominado estructuras y cimientos, esto puede hacer pensar que el único campo en el que requieren conocimientos en esta materia es en él, lo cual no es verdad. Por ello a continuación se repasa la relación con la geotecnia que tienen el resto de campos en los que los ingenieros civiles poseen competencias. Esto mostrará el gran abanico de problemas geotécnicos que se pueden encontrar los profesionales de las obras públicas, algunos específicos de un determinado campo y otros genéricos. En esta reflexión se incluyen las estadísticas de inversión pública en los diferentes campos. Éstas han de servir de herramienta para ayudar a decidir, en caso de no poder incluir en el índice de la futura publicación (por otros condicionantes) todos los temas para enfrentarse a problemáticas geotécnicas específicas de un campo, cuáles eliminar. Tras haber presentado las diferentes áreas en las que ejercen los ingenieros civiles se presentan las formas en las que pueden ejercer su profesión, independientemente del campo en el que trabajen. De nuevo aquí se incluyen algunas estadísticas, éstas realizadas por el Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos con los porcentajes de ocupación de sus colegiados en las diferentes modalidades de ejercicio de la profesión. Tras esta
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
información se determinan las necesidades de conocimientos geotécnicos de cada una de ellas, obteniendo así la herramienta, junto con los datos anteriores, para determinar un primer listado de conocimientos a introducir en el índice del futuro libro. La proporción de ingenieros dedicada a cada una de esas facetas servirá, de nuevo, para discernir, en caso de no poder incluir en el índice de la futura publicación todos los conocimientos antes determinados, cuales son más susceptibles de ser eliminados. De esta forma se podrá cumplir el objetivo de presentar el índice de un libro adecuado a la realidad profesional. El estudio de la profesión de arquitectura, presentado en el tercer apartado del presente capítulo, se inicia como el caso anterior, describiendo las competencias que otorga la legislación española a los arquitectos. Pero el ejercicio real ha ampliado sus trabajos más allá de las competencias legales en algunos campos no legislados como el interiorismo, y también ha descuidado otros en los que en la actualidad prácticamente no ejercen, por ello a continuación se describen los campos del ejercicio profesional que en realidad ocupan los arquitectos y algunos datos reales relevantes, obtenidos de estadísticas realizadas por Colegios Oficiales de Arquitectos, sobre la ocupación de los arquitectos y los encargos que reciben. Tras haber presentado las diferentes facetas de los trabajos que realizan los arquitectos, se determinan las necesidades de conocimientos geotécnicos de cada una de ellas, obteniendo así la herramienta para determinar un primer listado de conocimientos a introducir en el índice del futuro libro. La proporción de arquitectos dedicados a cada una de esas facetas que requiere conocimientos geotécnicos servirá para discernir cuales son más susceptibles de ser eliminados, en el caso de no poder incluir todos en el futuro texto docente. Toda la información presentada en este capítulo es fruto de un intenso trabajo bibliográfico, sobre todo en cuanto al estudio de las competencias, y de la realización de unas pocas pero selectivas y representativas entrevistas o conversaciones con profesionales que ejercen plenamente la arquitectura y la ingeniería civil. Estas entrevistas son las que han permitido poder reflejar la realidad de las profesiones más allá de las competencias estampadas en leyes y tarifas de visados, dando así credibilidad al contenido de este capítulo. Evitando de esta forma la visión sesgada de la que en ocasiones se acusa al mundo universitario al examinar al profesional. Alguna de estas entrevistas se muestra en los anejos IV y V, el primero destinado a ingenieros civiles y el segundo a arquitectos.
3.2 Ingeniería civil 3.2.1 Competencias legales de los ingenieros civiles La construcción de obras de ingeniería civil es tan antigua como la civilización (Sáenz, 1993). Pero los ingenieros civiles o de caminos, como tales, en España no aparecen hasta 1779, cuando por la Real Orden de 12 de julio de 1779 fue creado el Cuerpo Facultativo de la Inspección General de Caminos y Canales, que en 1835 pasó a ser el Cuerpo de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos (CuICCP), y cuando fue fundada la Escuela Especial del Cuerpo por Real Orden de 26 de Julio de 1803, exclusivamente
Capítulo 3. Necesidades de conocimientos geotécnicos por parte de los profesionales
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para la formación de Ingenieros del Estado encargados del estudio, proyecto, construcción y conservación de las obras públicas (Sáenz, 1993; CICCP, 1983). La creación de este cuerpo y su escuela es debida a la acumulación de fracasos, accidentes y despilfarros en las obras públicas de la época, encargadas a arquitectos y al Cuerpo de Ingenieros Militares, que hizo comprender la necesidad de formar un personal técnico específicamente cualificado para las tareas relacionadas con las obras públicas (Disdier, 1999). Las competencias de este nuevo cuerpo de funcionarios las encontramos en su primer reglamento orgánico, aprobado por Real Decreto el 28 de Octubre de 1863, que en su artículo primero dice así: “Corresponderá al Cuerpo de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, bajo la dependencia del Ministerio de Fomento y de las Autoridades respectivas del orden administrativo, el estudio, dirección y vigilancia: 1º De los caminos públicos ordinarios que se costeen con fondos generales y provinciales. 2º De los ferrocarriles, también públicos, cualesquiera que sean los medios de locomoción. 3º De los puertos y muelles mercantes, y de los faros, boyas y demás construcciones de interés general marítimo. 4º De los canales de navegación y riego; de las obras necesarias para la navegación y flotación de los ríos; de las que exija el mejor régimen y aprovechamiento de todas las aguas públicas cuya administración se halle a cargo del Estado; de las de desagüe y saneamiento de lagunas y terrenos pantanosos, y, por último, de todas las demás obras públicas de análoga especie que aprueben o autoricen el Gobierno y los jefes o corporaciones administrativas a quienes competa hacerlo, con arreglo a las leyes, para satisfacer objetos de necesidad o conveniencia común. Corresponderá igualmente al mismo Cuerpo todo lo concerniente al régimen general, policía y conservación de las expresadas obras, sin menoscabo de las atribuciones que para el debido cumplimiento de las leyes y reglamento relativos a ellas competan a las autoridades superiores y locales respectivas.” De esta forma todos los licenciados en la Escuela Especial del CuICCP, con el título de ingenieros de caminos, canales y puertos, pertenecían automáticamente al CuICCP, como funcionarios, regulando sus competencias el Reglamento Orgánico del mismo (acabado de presentar) y eran muy pocos los que abandonaban el Cuerpo para ejercer libremente (Sáenz, 1993). La legislación que da competencias legales a estos últimos, ingenieros de caminos en la esfera privada, tiene su punto de partida en la Ley de Enseñanzas Técnicas de 20 de Julio de 1957, que reguló la concesión de Títulos en las Escuelas Técnicas de Grado Superior y autorizó, conforme a sus disposiciones, el ejercicio legal a quienes obtuvieran los títulos correspondientes. De esta forma se especifica en el artículo cuarto de dicha ley:
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“El Título de Arquitecto o Ingeniero representa la plenitud de titulación en el orden profesional para el ejercicio de la técnica correspondiente…” Esta ley implicó que la Escuela Especial del Cuerpo pasara a denominarse Escuela Técnica Superior y se desvinculara del Ministerio de Obras Pública pasando a depender del Ministerio de Educación, con lo que desde entonces sus titulados ya no se incorporaban directamente al CuICCP, pudiendo ejercer libremente en virtud del ambiguo artículo cuarto mencionado o acceder al CuICCP a través de oposición. Para determinar las competencias otorgadas por ese artículo cuarto, hace falta determinar la rama de la técnica en que se ha obtenido dicha plenitud de titulación, para lo que no quedaba más solución que acudir a las disposiciones que desarrollaban los estudios que se cursaban en cada Escuela Técnica Superior, denominadas “especialidades”, reguladas en el Decreto de 6 de junio de 1958 y actualizadas por el Decreto de 6 de Mayo de 1965, que atribuyó a las ingenieros de caminos, canales y puertos las siguientes especialidades (CICCP, 1982): • • •
Cimientos y estructuras. Transportes, puertos y urbanismo. Hidráulica y energética.
Debe decirse, para un completo entendimiento, que este punto de división de la profesión entre funcionarios y no funcionarios, hasta entonces impensable y seguramente innecesario, coincidió con la aprobación de los planes de desarrollo de los primeros años sesenta que provocaron una actividad en el ramo de las obras públicas, que comportó el aumento inmediato de las obras en marcha, junto con una fuerte demanda de proyectos. Y al ser difícil la rápida ampliación de las plantillas estatales, se hizo imposible que los funcionarios siguieran redactando directamente los proyectos, como habían hecho en el pasado, por lo que proliferaron los consultores, las oficinas de proyectos y las encargadas del control de calidad de las obras (Sáenz, 1993). Hasta aquí se han presentado las primeras legislaciones que dieron competencias a los ingenieros de caminos en las dos posibilidades de ejercicio de la profesión que contempla la ley, el Reglamento Orgánico del Cuerpo de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de 1836 para los funcionarios y la Ley de Enseñanzas Técnicas de 20 de Julio de 1957 y sus sucesivos Decretos para el ejercicio libre. Los ingenieros dedicados a la función pública a partir de su primer reglamento se han regido por sus sucesivas renovaciones y por las leyes generales que afectan a toda la función pública, en general estas legislaciones han ido restándoles competencias al potenciar la externalización de los trabajos que tradicionalmente realizaban (CICCP, 1982). En cambio es mucha la legislación y las sentencias que han ido aclarando y ampliando las competencias de los ingenieros de caminos dedicados al ejercicio libre, el conjunto de todas estas competencias se recoge en las últimas Tarifas de Honorarios aprobadas y hoy en día, desde la Ley 7/1997 de medidas liberalizadoras en materia de suelo y de colegios profesionales, convertidas en simples baremos orientativos de honorarios.
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Todas estas competencias se recogen a continuación en el mismo formato que presenta el libro editado por el Colegio de Ingenieros de Caminos Canales y Puertos titulado La competencia profesional de los Ingenieros de Caminos Canales y Puertos de 1982 (CICCP, 1982), cuyo contenido, tras haberlo comparado con las actuales Normas colegiales sobre visado y baremos de honorarios de carácter orientativo (CICCP, 1999) del mismo colegio, continúa vigente. Dichas competencias son: • Cimientos y estructuras. 1. Proyecto, construcción, conservación, explotación, reparación y modificación de: a) Toda clase de cimentaciones ordinarias o especiales para cualquier género de obras. b) Estructuras de hormigón en masa, de hormigón armado, pretensado, metálicas, de madera y de cualquier material sintético o prefabricado. c) Silos, depósitos, tanques, almacenes, talleres, naves industriales, garajes, cocheras, campos e instalaciones deportivas, etc. 2. Proyecto y dirección de fabricación de materiales de construcción, prefabricados o no. 3. Estudios, ensayos y dictámenes de: a) Mecánica de suelos y mecánica de rocas. b) Geología, relativos a impermeabilidad y resistencia del terreno. • Transportes.
1. Proyecto, construcción, conservación, explotación, modificación y reparación de: a) Autopistas, carreteras, caminos, pistas e instalaciones auxiliares (estaciones de servicio). b) Servicios de transporte de viajeros y mercancías por carretera e instalaciones complementarias (estaciones). c) Pavimentos y afirmados, y sus drenajes y desagües. d) Infraestructuras de ferrocarriles, vías, estaciones, funiculares, teleféricos, telesillas y similares. 2. Estudio, ensayos y dictámenes relacionados con las materias anteriores, incluido coordinación de transportes terrestres y tráfico. • Obras marítimas. 1. Proyecto, construcción, conservación, explotación, modificación y reparación de: a) Diques de abrigo para puertos marítimos y fluviales, defensas de costas, creación, conservación y ordenación de playas marítimas y fluviales, muelles, obras e instalaciones de atraque y fondeo, pantanales, embarcaderos, cargaderos, obras complementarias, etc. b) Varaderos, faros, balizas, radiofaros y sirenas, vías portuarias, almacenes, tinglados, silos, talleres, estaciones, etc. 2. Estudio, ensayos y dictámenes relacionados con las materias anteriores. • Urbanismo. 1. Proyecto, construcción, conservación, reparación y explotación de: obras e instalaciones para la vialidad, pavimentación de calles, abastecimiento de aguas, saneamiento, depuración de aguas, vertidos, ordenación de tráfico, etc.
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2. Planes generales de ordenación, planes parciales, estudios de detalles, ordenación de volúmenes, proyectos de urbanización y de obras civiles, programas de actuaciones urbanísticas, planes especiales, normas subsidiarias de planeamiento, proyectos de delimitación de suelo urbano, proyectos de parcelación, proyectos de reparcelación, proyectos de expropiación, otros trabajos de urbanismo y planeamiento y asesoramiento urbanístico. 3. Estudios, ensayos y dictámenes relacionados con las materias anteriores. • Hidráulica y energética. 1. Proyecto, construcción, conservación, explotación, reparación y modificación de: a) Presas, azudes, canales, acequias, conducciones, elevaciones, desagües, drenajes, encauzamientos, defensa de márgenes, desviación de cauces, rellenos y recubrimientos de barrancos, correcciones de cauces y barrancos, depósitos, aprovechamientos de energía hidráulica, mareomotrices y de oleaje, abastecimientos de aguas, conducciones, redes de saneamiento y vertidos a cauces, depuraciones de aguas, etc. b) Aprovechamientos de energía, líneas de transportes de energía eléctrica y estaciones transformadoras. 2. Estudios, ensayos y dictámenes relacionados con las materias anteriores. En el capítulo anterior se decía que en España existen cuatro titulaciones que permiten ejercer en el campo de la ingeniería civil, hasta el momento únicamente se ha hablado de las competencias de una de ellas, la ingeniería de caminos, canales y puertos. Las otras tres titulaciones, correspondientes a las tres especialidades de ingeniería técnica de obras públicas, heredan la profesión de los antiguos ayudantes de obras públicas, que nacieron con el Real Decreto de 12 de abril de 1854, que dividió el personal auxiliar del CuICCP en tres categorías: ayudantes, auxiliares y sobrestantes. Así, de forma análoga a los ingenieros de caminos los de obras públicas nacieron vinculados a la función pública y se desvincularon con la ley de enseñanzas técnicas, que fue la que rebautizó la profesión como ingeniería técnica de obras públicas. La última ley que ha organizado las atribuciones de esta profesión es la ley 12/1986 modificada por la ley 3/1992, que establece como criterio básico (CITOP, 2002): “Los Ingenieros Técnicos tendrán la plenitud de facultades y atribuciones en el ejercicio de la profesión, dentro del ámbito de su respectiva especialidad técnica.” (Artículo 2.1). A continuación se muestran los ámbitos de actuación de cada una de las tres titulaciones en las que según el anterior artículo sus poseedores tiene plenitud de facultades y atribuciones (CITOP, 2002): • Especialidad de construcciones civiles: ejecución de obras de ingeniería civil, así como los trabajos, selección y utilización de la maquinaria y equipos necesarios para su realización.
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• Especialidad de hidrología: trabajos y construcciones referentes a las aguas continentales, previsión de aportaciones hidráulicas y su regulación, distribución, aprovechamiento y explotación. • Especialidad de transportes y servicios urbanos: construcción, conservación y explotación de obras, instalaciones, servicios urbanos, vías de comunicación, puertos y señales marítimas, así como realización de aforos, ordenación del tráfico urbano, planteamiento, ordenación y explotación del transporte. Se observa que los campos en los que se dividían las competencias de los ingenieros de caminos coinciden con las de las diferentes especialidades de ingeniería técnica de obras pública, pero de forma agrupada.
3.2.2 La geotecnia en los campos de actuación de los ingenieros civiles En el apartado anterior se han visto los ámbitos de actuación de los ingenieros civiles, que según lo presentado para los de caminos son los siguientes (no se presentan en la forma desarrollada para los ingenieros de obras públicas por ser más resumida): • • • • •
Cimientos y estructuras. Transportes. Obras Marítimas. Urbanismo. Hidráulica y energética.
Como se comentaba en la introducción, de todos estos campos puede parecer que sólo el primero requiere conocimientos de geotecnia, a continuación se muestra uno por uno como no es así. • Transportes. Las competencias referidas a transportes, antes presentadas, se pueden dividir en la ingeniería de transportes, propiamente dicha, y la de su infraestructura. La primera tiene a su cargo el análisis y proyección de la demanda, el estudio de sistemas alternativos y el planeamiento y gestión de los sistemas que conforman las bases de esta actividad, como carreteras, ferrocarriles, aeropuertos, puertos y estaciones intermodales. Evidentemente para ejercer en esta parte del campo de los transportes no se requieren conocimientos de geotecnia. Sin embargo en la ingeniería dedicada a la infraestructura del transporte la geotecnia es fundamental debido a que el soporte de las carreteras y los ferrocarriles es el terreno modificado, bien a través de excavaciones (desmontes), o bien a través de terraplenes o túneles, y cuando no es así son obras de fábrica las que los sustentan y éstas deben estar correctamente cimentadas. • Obras marítimas. El proyecto, construcción, conservación, explotación, reparación y modificación de obras marítimas está íntimamente relacionado con la geotecnia, en primer lugar porque la mayoría de estas obras no están exentas de ser cimentadas por el hecho
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de encontrarse en el mar. Pero no solamente está la geotecnia presente en su cimentación, sino que algunas estructuras de estas obras, como los diques en talud, están constituidos por el material cuyo estudio es objeto de la geotecnia. De esta forma existen conocimientos geotécnicos específicos únicamente aplicables a las obras marítimas, como por ejemplo los métodos de reconocimiento del fondo marino o el cálculo de acciones sobre diques secos. • Urbanismo. El urbanismo, como ya se apuntaba al presentar las competencias, se divide en planeamiento y urbanización, tratando el primero de la planificación de la ciudad a través de las herramientas de gestión urbanística definidas en la legislación correspondiente y la segunda de la materialización de esos planes. En el planeamiento urbanístico los conocimientos geotécnicos únicamente se emplean para determinar si un terreno permite la cimentación de edificios o no, para que su programación como suelo urbanizable no sea ruinosa, por lo tanto no se requieren muchos conocimientos de geotecnia. En cambio en la urbanización la geotecnia toma un papel mucho más importante ya que de nuevo como sucedía en las infraestructuras lineales de transporte el terreno es la base de la urbanización. • Hidráulica y energética. Esta parte de la ingeniería civil plantea las bases para el aprovechamiento racional del agua destinada al servicio humano, a garantizar los cultivos y a la producción de energía. De esta forma son objeto de esta rama de la ingeniería el abastecimiento de poblaciones, el regadío de cultivos, la producción de energía hidroeléctrica y también la protección de las actividades humanas frente las crecidas de los ríos. Todas estas actuaciones, aparte de requerir grandes estudios de oferta y demanda y planificación, requieren infraestructuras que constan de una amplia gama de obras en las que la geotecnia participa parcialmente en la mayoría de ellas y en otras de forma principal, como en las presas de tierras. Algunas de las obras en que la geotecnia participa de forma parcial son las presas de hormigón o los depósitos de regulación, en los que se requiere para su cimentación, y en los canales ya que al igual que sucedía en las infraestructuras de transporte y en la urbanización el terreno es su soporte, además en el caso de los canales se requiere estudiar la capacidad de filtración del terreno para averiguar la necesidad de revestimiento. • Ingeniería ambiental.
La ingeniería ambiental trata el estudio de infraestructuras específicas para la protección del medio ambiente. Esta parte de la ingeniería civil no estaba incluida específicamente como tal en el listado de competencias anteriormente presentado y que ha servido de base en este apartado, pero su campo se encontraba definido entre el de urbanismo y el de hidráulica y energética. La geotecnia es fundamental en algunas de las obras de ingeniería ambiental, por ejemplo es muy importante en vertederos, donde el estudio geotécnico de la zona y de los procedimientos para la generación de las celdas en las que se separa el conjunto de residuos sólidos vertidos es imprescindible para evitar filtraciones de lixiviados al medio. También es importante la geotecnia para la cimentación de
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los reactores de las depuradoras, que no es un problema simple ya que el propio funcionamiento de éstas obliga a situarlas al lado del mar o cerca de ríos para poder verter, lo que acostumbra a implicar tener el nivel freático en superficie, ello frente a la descarga de los reactores hace muy posible que no se verifique con soluciones típicas de depósitos el factor de seguridad frente flotación, además en estas instalaciones los asientos son muy peligrosos ya que si se forman fisuras pueden dejar fácilmente las instalaciones sin utilidad. De esta forma se demuestra que la geotecnia no únicamente participa en el campo de las estructuras y los cimientos, que da competencias para firmar construcciones como naves industriales o silos, sino que se requiere para la mayoría de los campos en los que ejercen los ingenieros civiles. Para finalizar este apartado a continuación se presenta el porcentaje de la inversión pública de todas las administraciones del Estado destinado a obras de ingeniería civil en el año 1998, en función del tipo de obra, aproximadamente según los campos acabados de presentar (Ministerio de Fomento, 2001). A través de esta estadística se puede valorar la importancia de cada campo.
Urbanismo 10%
Comunicaciones 3%
Carreteras 40%
Saneamiento 5% O. Hidráulicas 11% Aeropuertos 5%
Otros 7%
Puertos y costas 5%
Ferrocarriles 14%
Gráfico 3.1. Distribución de la inversión en infraestructuras.
3.2.3 El ejercicio de los ingenieros civiles A continuación se presentan las diferentes facetas en las que pueden ejercer su profesión los ingenieros civiles, independientemente del campo, de los presentados anteriormente, en el que ejerzan. • Construcción. Los ingenieros civiles aparte de ejercer en puestos directivos en empresas del ramo de la construcción, mayoritariamente se encargan de ejercer la figura de delegado de obra o jefe de obra, introducida legalmente por primera vez en el Pliego de Cláusulas Administrativas Generales para la construcción de obras del Estado, aprobado el 31 de diciembre de 1970 (Gómez, 1999). Esta figura tiene por objeto representar a la empresa constructora ante la administración en la obra. En
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realidad el jefe de obra es quien dirige completamente la obra tanto técnica como económicamente. Antiguamente el ingeniero en la construcción se limitaba a construir lo que otro proyectaba, pero el sistema actual permite al contratista cambiar el proyecto a través de los modificados, de esta forma el trabajo del ingeniero es mucho más activo tecnológicamente, ya que debe modificar el proyecto, si conviene, para introducir mejores procesos constructivos o mejoras generales que le permita, evidentemente, aumentar los beneficios de la empresa constructora. Pero los jefes de obra únicamente plantean estas mejoras al nivel de encaje, siendo desarrolladas con detalle por las oficinas técnicas de que disponen todas las constructoras a tal efecto. • Consultoría.
Las consultorías dedicadas a la ingeniería civil tienen tres tareas fundamentales. En primer lugar la redacción de proyectos, en este trabajo el papel de los ingenieros es fundamental, ya que son quienes lo realizan principalmente ayudados por otros profesionales que se encargan de tareas auxiliares, como la delineación. En segundo lugar la dirección de obra, donde de nuevo los ingenieros civiles tienen un papel protagonista, se trata de controlar el progreso y la ejecución de las obras en marcha de forma que se ciñan al proyecto y se asegure la calidad, el coste y el plazo firmados en el contrato, velando siempre por los intereses de la propiedad. Por último, las consultorías pueden realizar tareas de planificación, pero normalmente éstas se realizan desde la propia administración aunque cada vez menos. En las actividades planificadoras normalmente los ingenieros civiles son los que dirigen grupos pluridisciplinares, más o menos complejos en función de lo que se planifique. Se acaba de presentar la dirección de obra, que junto con el cargo de jefe de obra son las dos situaciones mayoritarias en las que los ingenieros civiles participan en el proceso constructivo, pero existen otras como coordinador de seguridad y salud o como técnico de alguna subcontrata especializada, por ejemplo de prefabricados de hormigón. Estas otras formas de ejercer la profesión, por ser muy especializadas, no interesan tanto a los efectos de este documento. • En la administración.
Como se ha anunciado anteriormente los sucesivos cambios legislativos durante los últimos cincuenta años han hecho que la mayoría de las tareas de los ingenieros civiles funcionarios relacionadas con las obras públicas se encarguen a externos, concretamente a las consultorías, y la administración simplemente realiza una función de inspección. También desde la administración se realiza una labor importante de gestión. Los ingenieros de civiles pueden pertenecer a la función pública en muchos otros ámbitos aparte del de las obras públicas, por ejemplo en el cuerpo superior de administradores civiles del estado o en el cuerpo superior de inspectores y auditores del estado, pero de nuevo estas formas de ejercer a los efectos de este documento no interesan al no tener relación alguna con la ingeniería civil (CICCP, 2001b).
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• Gestión.
La gestión de las obras de ingeniería civil se ha realizado tradicionalmente desde las propias administraciones pero los procesos, anteriormente comentados, que han hecho que muchas tareas de éstas se encarguen a exteriores, junto con la financiación privada de obras públicas a través de concesiones y la privatización de algunos sectores, hacen que pueda definirse propiamente esta forma de ejercer la profesión, ya que son muchos los puestos en los que a ingenieros civiles se les encarga la gestión, por ejemplo en redes de transporte o en el sector energético. Además, últimamente, también en muchos casos se confía a empresas privadas la gestión del proyecto y construcción de nuevas infraestructuras, es el denominado “product management”, lo que significa la externalización total de las tareas de la administración. • Docencia e investigación.
Evidentemente son los propios ingenieros civiles los encargados de la docencia en mayoría de las asignaturas de las escuelas donde se imparten ingeniería de caminos, canales y puertos e ingeniería técnica de obras públicas, además también imparten la docencia en otras escuelas universitarias en disciplinas en las que son especialistas como estructuras o geotecnia. Es en las primeras desde donde se realiza la mayor parte de investigación relacionada con la ingeniería civil. Aunque la legislación lo permite no es habitual que los ingenieros civiles impartan clases en bachillerato o ciclos formativos. Además los ingenieros civiles ejercen en otros campos no relacionados con su especialidad, como la política, los servicios, las finanzas, la economía, la dirección de empresas, etc. A continuación se muestra una tabla con la evolución de la ocupación de los sectores profesionales presentados, en la que se puede observar la externalización de las tareas del CuICCP comentada anteriormente (tabla 3.1). Tabla 3.1 Evolución de la ocupación per sectores de los ingenieros de caminos, canales y puertos (Cebamanos, 1999). Actividad 1961 1984 1996 1999 Administración 1363 1585 2035 2170 Docencia e investigación 45 337 420 455 Construcción 1648 3649 4110 Consultoría y ejercicio libre 1017 2488 2897 Transporte, energía y agua 466 700 699 Otras actividades 751 760 Ingenieros colegiados 1518 7237 11618 13717
Para finalizar se presenta la estadística de ocupación de los colegiados de la demarcación de Cataluña del Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos presentada en la memoria del 2000 (tabla 3.2).
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Tabla 3.2 Ocupación de los ingenieros de caminos, canales y puertos en el año 2000 (CICCP, 2001c). Sector profesional de dedicación Porcentaje Construcción 31 Consultoría 29 Administración 13 Energía y agua 4 Transportes 2 Puertos 1 Docencia e investigación 5 Servicios 1 Otras actividades 11 Jubilados 3 La forma presentada corresponde a la original, mucho más detallada que la clasificación de este documento. Estos porcentajes deben de servir de herramienta a la hora de valorar cada uno de los conocimientos requeridos por cada una de las formas de ejercer la profesión.
3.2.4 Conocimientos geotécnicos requeridos por el ejercicio de la ingeniería civil Como se ha podido ver en el apartado dedicado a la geotecnia en los campos de actuación de los ingenieros civiles, son pocos los que no tienen relación alguna con la geotecnia, básicamente éstos son los relacionados con gestión y planificación. Además en una sola obra, independientemente del campo en que ésta se englobe (transportes, hidráulica, ambiental, etc.), la geotecnia aparece de muy diversas formas. Un profano en la materia tras definirle tal como se ha realizado en el primer capítulo de esta tesina geotecnia, a una pregunta relacionada con la utilidad de ésta seguramente respondería que es necesaria sólo para calcular cimentaciones. Pero evidentemente se requiere para muchas otras cosas. Esto se puede ver pensando, a modo de ejemplo, en una obra lineal, independientemente de su utilidad, ya sea para soportar un modo de transporte o una obra hidráulica, la explanada estará la mayor longitud posible materializada a través de terraplenes y desmontes. Estos son obras geotécnicas en su totalidad, pues su material de construcción es el propio terreno, y requieren conocimientos de taludes, compactación, en algunos casos mejora del terreno (si el material existente en la traza y alrededores es de mala calidad) y, si el nivel freático está muy cerca de superficie, seguramente también se requerirán conocimientos de flujo de agua en el terreno. Cuando la explanada sea imposible de materializar a través de terraplenes y desmontes será necesaria la construcción de obras de fábricas o túneles. Evidentemente las obras de fábrica se tendrán que cimentar y en ello la geotecnia interviene de forma principal. Así los técnicos que intervienen en ellas requieren conocimientos de todo tipo de cimentaciones (superficiales, semiprofundas, profundas y especiales) y de nuevo en según que casos necesitarán conocimientos de mejora del terreno y flujo de agua.
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Respecto a los túneles, pese a considerarse seguramente la obra reina dentro de la ingeniería del terreno, sus métodos y sus estudios constituyen un área del conocimiento en gran parte independiente del resto, con técnicas muchas veces apoyadas en el empirismo. Si se continúa pensando en la obra lineal seguramente habrá zonas en las que la ejecución de una sección a media ladera requerirá la construcción de estructuras de contención para disminuir el terraplén, elementos en los que de nuevo la geotecnia aparece implicada en gran medida. Todas estas técnicas de la geotecnia, requeridas para una obra lineal son igualmente necesarias en una obra puntual. Pensando, por ejemplo, en una depuradora fácilmente se puede ver su necesidad: se requerirán taludes y desmontes para adecuar el terreno natural a las explanadas necesarias para cimentar edificios y reactores. Las cimentaciones de éstos últimos serán especialmente críticas ya que asientos diferenciales en reactores cilíndricos pueden inutilizarlos completamente. Además, la situación de estas infraestructuras cerca de ríos y costas, hace muy probable la posibilidad de encontrar materiales heterogéneos y el nivel freático en superficie lo que requerirá el empleo de técnicas de mejora del terreno y drenaje. Finalmente la urbanización del entorno y de los accesos requerirá conocimientos de compactación. Así simplemente pensando en dos ejemplos muy comunes han aparecido los temas de geotecnia que requieren conocer los ingenieros civiles de forma general, aparte deben considerarse otros necesarios por algunas especialidades como pueden ser el estudio de presas de tierras o la geotecnia específica de obras marítimas. Estos conocimientos geotécnicos necesarios en la mayoría de campos de la ingeniería civil y, por tanto, para la mayoría de ingenieros civiles son los siguientes: • • • • • •
Taludes e inestabilidad de laderas. Compactación de suelos. Cimentaciones: superficiales, profundas, semiprofundas y especiales. Estructuras de contención: rígidas y flexibles. Mejora del terreno. Estudio del flujo de agua.
Todos estos temas han aparecido en las conversaciones mantenidas, con ingenieros civiles dedicados a la construcción, la consultoría y la administración, para conocer sus necesidades de conocimientos geotécnicos. Los dedicados a la gestión a través de estas conversaciones han mostrado que no requieren conocimientos geotécnicos. Y con docentes e investigadores no se han mantenido entrevistas ya que, evidentemente, forman un grupo poco representativo a los efectos de este trabajo. Todos los consultores han coincidido en la necesidad de conocer estos temas para emplearlos en proyectos, en situaciones y obras normales que definen como contraposición a obras singulares. En lo que no hay consenso es en la delimitación del límite entre esos dos tipos de obras. En lo que coinciden de nuevo consultores, constructores y funcionarios dedicados a la dirección de obra es en la necesidad de saber emplear estos conocimientos para verificar la adecuación de un proyecto a la realidad, cuando una vez comenzada la obra se descubre realmente el terreno. Y también, conscientes de que muchos cálculos no son ellos quienes los realizan, se dan
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cuenta de la importancia de conocer el proceso y la metodología de cálculo para coordinar a los especialistas y sobretodo la necesidad de saber planificar un reconocimiento para, sea quien sea el calculista, disponer de una información geotécnica adecuada a la obra a proyectar. Al tema del reconocimiento la mayoría de los entrevistados le han dado mucha importancia. Para todos ellos es fundamental no sólo conocer los instrumentos existentes para llevarlo a cabo sino saber plantear un reconocimiento basándose en las herramientas disponibles, normalmente una información y un reconocimiento previo, y en función del tipo de obra a proyectar. En todo esto coinciden todos los ingenieros entrevistados constructores, consultores y funcionarios directores de obra, aunque es preciso señalar que los jefes de obras son los más críticos con la necesidad de disponer conocimientos geotécnicos, algunos de ellos alegando que siempre dan a calcular todo a las oficinas técnicas de sus empresas y que para ellos lo más útil sería un recetario ajustado a sus necesidades con el que realizar rápidamente los pequeños cálculos de muros y cimentaciones que surgen en su día a día. Algunos de ellos recuerdan con cierta amargura de su etapa de estudiante el hecho que se dedicase la gran parte del tiempo de las asignaturas geotécnicas a la mecánica del suelo a costa de las enseñanzas que ahora realmente valoran. Les parece inaceptable, por ejemplo, el perder (siempre según su punto de vista) horas en las explicaciones de los ensayos de laboratorio, que posteriormente dicen no haberles sido de utilidad, y haber prescindido o explicado muy rápidamente por falta de tiempo temas como por ejemplo estructuras de contención. Así la mayoría de profesionales están de acuerdo en que la formación en geotecnia se debe centrar en los temas de ingeniería geotécnica, reduciendo al mínimo indispensable los conocimientos de mecánica de suelos. Pero sobre todo desde el mundo universitario existen opiniones totalmente contrarias, por ejemplo J.A. Jiménez Salas en el prólogo de su obra más conocida anuncia que él y todos sus colaboradores sostienen el criterio que, en esta época de avances sin precedentes, la formación del ingeniero debe llegar a profundizar todo lo posible en los principios básicos, ya que solamente éstos pueden constituir puntos de apoyo permanentes para poder entender y seguir la acelerada evolución de la ciencia y la técnica (Jiménez-Justo, 1971). Esta discusión es habitual en todo estudio sobre un programa docente de una asignatura en una escuela de ingeniería. Independientemente de la materia, siempre surgen dos criterios contrapuestos. Según el primero, al futuro ingeniero se le deben proporcionar básicamente todos aquellos conocimientos que necesita para su incorporación inmediata y eficaz al trabajo. Para ello es preciso insistir de forma especial en la toma de contacto del alumno con problemas y situaciones reales de forma que sea capaz de resolverlos en los casos prácticos que en el futuro se le pueden presentar. Adicionalmente se considera también que precisa una formación adecuada en temas de ámbito social, económico y administrativo que le permitan desenvolverse satisfactoriamente en el ejercicio diario de su profesión. Este criterio coincide con el que desearían los entrevistados y consistiría, en el caso de las asignaturas geotécnicas, en desarrollar unos contenidos eminentemente prácticos en los que quedarían reducidos al mínimo imprescindible los aspectos teóricos
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de la mecánica de suelos y se insistiría especialmente en apartados prácticos y de procedimiento de cálculo de cimentaciones, de estructuras de contención, de estimación de asientos, de reconocimiento del terreno, etc. con toda su casuística. Según el segundo criterio el futuro ingeniero debe adquirir fundamentalmente una sólida formación conceptual basada en aspectos teóricos de tipo matemático, científico y tecnológico. Ello le debe permitir afrontar con éxito todo tipo de situaciones prácticas, una vez adquirida experiencia, así como ser capaz de innovar en caso necesario y asimilar con facilidad nuevos métodos de cálculo, soluciones de proyecto y procedimientos constructivos. Este criterio en el caso de aplicarse en una asignatura geotécnica consistiría en darle un enfoque fundamentalmente teórico y conceptual que insistiese en los aspectos básicos de mecánica de suelos (flujo de agua, relaciones tensión-deformación, consolidación, resistencia, etc.) incluyendo, adicionalmente, otros temas como los fundamentos del cálculo de cimentaciones o de las estructuras de contención. A estos dos criterios se les puede denominar genéricamente práctico o casuístico al primero y teórico o generalista al segundo. Naturalmente existe conciencia que ambos enfoques son necesarios en mayor o menor medida y es aquí donde está la discusión. Sin embargo es especialmente necesaria la formación conceptual definida por el segundo de los criterios indicados. Con ella el ingeniero podrá afrontar la solución de problemas reales previamente conocidos, o no, y proyectar y ejecutar soluciones más optimizadas, gracias al dominio de las hipótesis, posibilidades, limitaciones y consecuencias de las formulaciones y métodos existentes y a su capacidad para extenderlos o, en su caso, modificarlos, para aplicarlos a las situaciones reales que se le presenten. Naturalmente precisará de suficiente información complementaria para llevarlo a cabo, pero le será más útil este tipo de formación que otra basada de forma específica en un simple cúmulo de conocimientos aplicados que, por otro lado, pueden quedar rápidamente obsoletos. A modo de resumen se puede concluir que la formación geotécnica de un ingeniero civil debe estar comprendida de dos partes, una dedicada a mecánica de suelos y otra a ingeniería geotécnica. La primera debe cubrir los mínimos imprescindibles para asegurar que el futuro ingeniero domina las hipótesis, posibilidades, limitaciones y consecuencias de las formulaciones de los temas de ingeniería geotécnica y conoce los aspectos fundamentales del comportamiento del terreno. Asegurando así su capacidad para extender estas formulaciones y los métodos existentes o, en su caso modificarlos, para aplicarlos a las situaciones reales que se le presenten e identificar cuando éstas le sobrepasan y debe recurrir a un especialista. Además una sólida base de mecánica de suelos es la única forma de asegurar la capacidad de asimilar con facilidad y con las garantías anteriores los nuevos métodos de cálculo que se desarrollen, dicho en otras palabras de asegurar su capacidad de reciclaje. La segunda parte de la formación geotécnica, con temas de ingeniería geotécnica, debe garantizar como mínimo la habilidad de planificar un reconocimiento del terreno adecuado a la obra a proyectar y la metodología de proyecto de las estructuras geotécnicas más habituales. A partir de este mínimo cuando con más profundidad se desarrollen los temas de compactación, taludes, cimentaciones, estructuras de contención, mejora del terreno y drenaje en mejores condiciones estarán los futuros ingenieros a la hora de afrontar el mundo profesional sea
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cual sea el campo de la ingeniaría civil en el que se adentren. En la medida de lo posible, pero de forma secundaria, también es conveniente desarrollar aspectos geotécnicos concretos de algunos campos de la ingeniería civil, como por ejemplo presas de tierras, pero sólo en el caso de haber asegurado los conocimientos suficientes de mecánica de suelos e ingeniería geotécnica anteriormente mencionados.
3.3 Arquitectura 3.3.1 Competencias legales de los arquitectos La primera ley que otorgo atribuciones específicas a los arquitectos fue la Real Cédula de 28 de febrero de 1797, por la que se hizo obligatoria “la intervención del arquitecto con título académico en cualquier clase de obras de las ciudades, villas, cabildos, tribunales, cuerpos eclesiásticos y cofradías” (Muñoz, 2000). Posteriormente estas competencias fueron ampliadas por la Real Orden de 25 de noviembre de 1846, según la cual “corresponde a los profesores de arquitectura proyectar y dirigir las obras de nueva planta de toda clase de edificios, tanto públicos como particulares; las de fontanería; la medida, tasación y reparación, así interior como exterior, de las mismas obras, y las visitas y reconocimientos que en ellas se ejecuten. De igual modo podrán los arquitectos proyectar y dirigir caminos, puentes, canales y demás obras de servicio particular y utilidad privada” (Muñoz, 2000). Esta Real Orden sienta las bases de las competencias de los arquitectos en edificación y urbanismo. Posteriormente las sucesivas legislaciones al respecto han ido ampliando estas competencias y estableciendo regímenes de competencias compartidas con otras profesiones. Respecto al campo de la edificación las competencias de los arquitectos están reguladas por la Ley de Ordenación de la Edificación de 6 de noviembre de 1999. Ésta clasifica los edificios, ya sean públicos o privados, en tres categorías según su uso principal: a) Administrativo, sanitario, residencial en todas sus formas (ya sea permanente como la vivienda unifamiliar, plurifamiliar o colectiva, o bien temporal como las segundas residencias o los alojamientos turísticos y hoteleros), docente (centros de enseñanza de todo tipo) o cultural (bibliotecas, museos, cines, teatros, auditorios, etc.). b) Aeronáutico, agropecuario, energía, hidráulica, minería, telecomunicaciones, transportes (marítimo, terrestre, fluvial, aéreo), industrial, naval, ingeniería de saneamiento e higiene y accesorios de las obras de ingeniería y su explotación. c) Todas las otras edificaciones los usos de las cuales no estén expresamente mencionados en los dos grupos anteriores. Esta clasificación es básica para definir las titulaciones que habilitan a los tres cargos técnicos y de responsabilidad que define la ley para el proyecto y construcción de un edificio:
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• Proyectista, es aquel que redacta el proyecto por encargo del promotor. Las titulaciones habilitantes para ser proyectista son para edificios del grupo a) arquitecto; para edificios del grupo b) ingeniero, ingeniero técnico o arquitecto; y para edificios del grupo c) arquitecto, arquitecto técnico, ingeniero o ingeniero técnico. • Director de obra, es aquel que dirige el desarrollo de la obra en los aspectos técnicos, estéticos, urbanísticos y medioambientales de conformidad con el proyecto, con la licencia de obras y otras autoridades administrativas y con el contrato subscrito con el promotor. Las titulaciones habilitantes para ser director de obra son para edificios del grupo a) arquitecto; para edificios del grupo b) ingeniero, ingeniero técnico o arquitecto; y para edificios del grupo c) arquitecto, arquitecto técnico, ingeniero o ingeniero técnico. • Director de ejecución de obra, juntamente con el director de obra componen la dirección facultativa, su misión es dirigir la ejecución material de la obra y controlar cualitativa y cuantitativamente la construcción y la calidad de la edificación resultante comprobando los replanteos y los materiales (control de calidad: recepción de productos, pruebas y ensayos) así como la correcta ejecución de los elementos constructivos y de las instalaciones, de acuerdo con el proyecto y las instrucciones del director de obra. Las titulaciones habilitantes para ser director de ejecución de obra son para edificios del grupo a) arquitecto técnico; para edificios del grupo b) arquitecto técnico si las obras son dirigidas por arquitectos, y en el resto de casos ingeniero, ingeniero técnico, arquitecto o arquitecto técnico; y para edificios del grupo c) arquitecto, arquitecto técnico, ingeniero o ingeniero técnico. En materia urbanística, tanto en lo que se refiere al planeamiento y a otros instrumentos urbanísticos, como a las obras de urbanización, los arquitectos son técnicos competentes para la redacción de los trabajos correspondientes, existiendo en este caso solape de competencias con los ingenieros civiles. Estas competencias arrancan desde los orígenes del urbanismo moderno, como se corrobora en el reglamento de 15 de diciembre de 1896, dictado en desarrollo de la Ley de 18 de marzo de 1895 sobre obras de saneamiento o mejora interior de poblaciones. Además en la Real Orden de 18 de mayo de 1860, en el Real Decreto de 14 de diciembre de 1895, en la Real Orden de 15 de abril de 1896 y en la Real Orden de 7 de mayo de 1903, se les reconoce a los arquitectos competencia, respectivamente, en materia de caminos vecinales, abastecimiento de agua a poblaciones, fontanería y trabajos topográficos y aprovechamientos de aguas para usos industriales de utilidad privada (Muñoz, 2000). Asimismo resulta de las tarifas de honorarios de arquitectos, tanto las originales aprobadas por Real Decreto de 1 de diciembre de 1922, como en las últimas vigentes aprobadas por el Real Decreto 2512/1977. Éstas últimas contemplan, además del planeamiento y otros instrumentos urbanísticos, las “obras civiles de construcción en general, incluidas o no en proyectos de urbanización, tales como servicios urbanos: calles, aceras, iluminación, redes de distribución, jardinería, etc., construcciones
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hidráulicas para alumbrado y abastecimiento de agua de las poblaciones, alcantarillado y obras de saneamiento, caminos vecinales y de utilidad privada, puentes, embalses, canales, acequias y brazales de riego de servicio particular y acondicionamiento urbano del subsuelo” (Muñoz, 2000). Cabe recordar que las tarifas de honorarios están abolidas por la Ley 7/1997 sobre medidas liberalizadoras en materia de suelo y de colegios profesionales, que eliminó la potestad de los colegios profesionales para fijar unos honorarios mínimos, si bien pueden establecer baremos de honorarios orientativos. Así los arquitectos en materia de edificación según la actual ley de ordenación de la edificación tienen en exclusiva la competencia sobre el proyecto y la dirección de obra de edificios tanto públicos como privados destinados a uso administrativo, sanitario, residencial, docente y cultural, y en régimen de competencia compartida con los ingenieros e ingenieros técnicos el del resto de edificios. En materia urbanística sus competencias son el planeamiento y las obras civiles de construcción en general, incluidas o no en proyectos de urbanización, en claro régimen de competencia compartida con los ingenieros civiles.
3.3.2 Realidad del ejercicio de los arquitectos Una primera aproximación al ejercicio de la arquitectura la podemos encontrar en las diferentes encuestas realizadas por parte de diferentes Colegios Oficiales de Arquitectos del Estado a sus miembros y a los clientes de los mismos. La más actual de estas encuestas data de 1994, y fue encargada por el Colegio Oficial de Arquitectos de Cataluña (COAC) para captar la opinión de los colegiados respecto la situación actual y futura de la profesión y del Colegio (Metra Seis, 1994). Su importancia radica en su actualidad pero es muy pobre de contenidos respecto a la situación profesional de los arquitectos, simplemente enuncia que el 84.7 % de los arquitectos entrevistados trabaja como autónomo, bien trabajando solo (63.3%), bien compartiendo despacho con otros arquitectos (21.5%). Las encuestas realizadas con más detalle, presentadas en la tabla 3.1, datan de 1974, una del COAC sobre la práctica profesional del arquitecto (Metra Seis, 1974) y otra del Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid (COAM) para la redacción de un estudio sociológico de sus miembros (Martín-Miguel, 1974) (Tabla 3.3). De estas encuestas no son tan importantes sus datos sino la clasificación de las posibles formas de llevar a cabo la práctica de la arquitectura. En este sentido la del COAC es todavía más detallada en su forma original que en la presentada y divide el punto 4 (trabajan contratados por una empresa privada) en tres categorías: • Empresa constructora o inmobiliaria. • Oficina técnica o consulting. • Otras empresas.
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Tabla 3.3 Resultados de las encuestas realizadas por el COAC y el COAM en 1974. Dedicación principal COAC (%) COAM (%) 1. Trabajan como arquitectos en su estudio particular 39 43 2. Trabajan en un estudio formando equipo con otros 43 32 compañeros 3. Trabajan asalariados en un estudio particular 3 1 4. Trabajan contratados por una empresa privada 5 4 5. Trabajan contratados por un organismo oficial 2 4 6. Son funcionarios de un organismo oficial 4 8 7. Se dedican a la enseñanza o a la investigación 2 3 8. Son arquitectos promotores o tienen otras ocupaciones 2 5 propias Otro punto importante de estas encuestas es que aportan dos aspectos interesantes para interpretar los datos, en primer lugar que más del 40% de los colegiados tienen más actividades profesionales aparte de la principal, lo que puede explicar los bajos porcentajes de ocupación en la enseñanza o la administración; y en segundo lugar explican el bajo porcentaje de arquitectos asalariados en estudios particulares, debido a que éstos tienden a clasificarse como trabajando en equipo con otros arquitectos. En función de estas encuestas se pueden listar las formas de ejercer la profesión de arquitecto de la siguiente manera: • En estudios de arquitectura, bien como independiente, bien como asalariado o bien como asociado. • En una empresa constructora. • En una empresa inmobiliaria. • En un consulting u oficina técnica. • En la administración. • En la enseñanza y en la investigación. • Como promotores. • En otras actividades. Para profundizar más en la principal ocupación de los arquitectos, los estudios de arquitectura, y ver qué tipo de trabajos desarrollan en ellos, en la tabla 3.4 se presentan los datos de un estudio de imagen de los arquitectos entre sus usuarios (Muñoz, 2000). De los datos presentados en la tabla 3.4 se desprende que la mayoría de los trabajos que realizan los arquitectos en sus talleres son referentes a edificación y en menor medida a urbanismo. Así, respecto a las competencias legales de los arquitectos, la práctica profesional, en parte por su formación y por su propia idiosincrasia, ha confirmado las relativas a edificación y planeamiento urbano y ha olvidado las referentes a obra civil, como se puede ver en los datos de la tabla 3.4 donde los encargos de este tipo son prácticamente nulos.
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Tabla 3.4 Tipo de obra demandada por los clientes. Tipo de obra realizada % de clientes Construcción de casa o chalé 49.2 Construcción de un bloque de pisos 32.4 Remodelación de la vivienda 10.6 Construcción de edificios públicos 9.4 Promoción de urbanizaciones 7.1 Construcción de naves o almacenes 4.5 Reforma de locales públicos 4.1 Pavimentación 3.6 Urbanismo o alumbrado público 2.5 Rehabilitación de edificios antiguos 1.7 Construcción o remodelación de oficinas 1.6 Construcción de locales de uso comercial 1.2 Saneamiento o canalización 0.9 Transformación o remodelación de edificios 0.2 Ampliación de naves industriales 0.2 Otros 1.3 No sabe no contesta 0.4 Por otra parte, actualmente el arquitecto se ha introducido en el mundo del interiorismo y en el del diseño industrial y gráfico, este aspecto no aparece en los datos anteriores, ya que estos tipos de trabajos al estar fuera de sus competencias legales y exentos de responsabilidades no requieren visado colegial, por lo que no aparecen en las encuestas de los Colegios Oficiales.
3.3.3 Conocimientos geotécnicos requeridos por el ejercicio de la arquitectura Las diferentes formas de ejercer la arquitectura, según lo visto en el apartado anterior, se pueden agrupar como se muestra en la tabla 3.5, donde se clasifican según si requieren o no conocimientos geotécnicos. Algunas formas de ejercer la arquitectura se han clasificado como que no requieren conocimientos geotécnicos porque en ellas normalmente se cumplen las siguientes razones: • En el ejercicio de la arquitectura en consultings u oficinas técnicas por la estructura de este tipo de empresas, que abarcan grandes proyectos en los que trabajan equipos multidisciplinares donde siempre hay especialistas en geotecnia y estructuras que colaboran en la definición de los proyectos junto con el arquitecto, el cual tiene la misión de cumplir el programa formal y funcional de los mismos.
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• El trabajo del arquitecto en la administración pública puede ser muy variado, pero el más corriente es el de arquitecto municipal, que es el técnico encargado de la gestión urbanística de un municipio, a través del informe de las licencias de obras, del desarrollo del planeamiento y de las actuaciones directas del propio municipio. Evidentemente para la gestión urbanística no es necesario tener conocimientos geotécnicos. Al servicio de la comunidad autónoma los arquitectos intervienen en la gestión de temas de vivienda o urbanismo, donde de nuevo no se requieren conocimientos geotécnicos. • En el campo de la enseñanza los arquitectos pueden desarrollar la docencia en bachillerato, en ciclos formativos de la rama de edificación y obra civil o en otros cursos como los que se imparten en las escuelas de artes y oficios, para lo cual no requieren conocimientos de geotecnia. También pueden ejercer la docencia en la universidad donde las plazas de docente que requieren conocimientos de geotecnia son muy limitadas, lo que no justifica el requerimiento de conocimientos geotécnicos por esta razón. • El campo de la investigación, que en el caso de la arquitectura está muy ligado con el de la historia y la crítica, es muy minoritario. Y en cuestiones técnicas es casi inexistente, así no tiene ningún sentido plantearse los conocimientos geotécnicos requeridos para esta forma de ejercicio de la arquitectura. • Los arquitectos promotores deben poseer grandes conocimientos de economía, finanzas y urbanismo, pero evidentemente no requieren conocimientos sobre geotecnia. Tabla 3.5 Existencia de relación entre el ejercicio de la arquitectura y el conocimiento de geotecnia. Requieren conociForma de ejercer la arquitectura mientos geotécnicos En estudios de arquitectura dedicados a la edificación de nueva SÍ planta En estudios de arquitectura dedicados a la rehabilitación SÍ En estudios de arquitectura dedicados al urbanismo SÍ En una empresa constructora SÍ En un consulting u oficina técnica NO En la administración NO En la enseñanza y en la investigación NO Como promotores NO En otras actividades NO
Para cada una de las formas de ejercer la arquitectura que requiere conocimientos geotécnicos a continuación se explica en qué consisten éstos, basándose en un análisis enfocado en la relación entre la geotecnia y el tipo de encargo que recibe cada una de estas formas de ejercicio:
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• Para el ejercicio de la arquitectura en estudios dedicados a encargos de proyecto y dirección de edificios de nueva planta, en principio los arquitectos requieren unos conocimientos geotécnicos como los reclamados por los ingenieros civiles, basados principalmente en temas de ingeniería geotécnica. Ya que en el proyecto de todo edificio es necesario el cálculo de unos cimientos y, normalmente, también se requiere el de alguna estructura de contención y los derivados de la urbanización de los alrededores. En cuanto a la dirección se requieren unos conocimientos similares para al iniciar el movimiento de tierras y descubrir el terreno real saber valorar si las hipótesis realizadas en los cálculos se ajustan a esta realidad. Pero la diferencia entre la profesión de arquitecto y la de ingeniero civil en la utilidad de estos conocimientos de ingeniería geotécnica es en la escala de los problemas en los que los aplican, en situaciones normales las cargas que recibirán las cimentaciones y las alturas de los taludes y estructuras de contención serán en general menores en arquitectura que en ingeniería civil. Sólo edificios singulares adquieren cargas comparables a las de los puentes y, evidentemente, el proyecto de estas obras recae en manos de especialistas con potentes despachos multidisciplinares en los que con seguridad existen expertos en cimentaciones. • En estudios de arquitectura dedicados a la rehabilitación naturalmente se
requieren conocimientos de patologías y rehabilitación de cimentaciones. Pero estas enseñanzas todavía no forman un cuerpo de doctrina con una amplia clasificación de patologías y una metodología de proyecto de rehabilitación para cada una de ellas, sino que se sustenta en la experiencia de los profesionales que se dedican a este campo. Así, aparte de las herramientas básicas para la rehabilitación de cimentaciones, como los diferentes métodos de recalce, los conocimientos transmisibles más adecuados para estos profesionales son una amplia base de teoría de cimentaciones para que comprendan sus mecanismos resistentes y entiendan técnicamente las soluciones que aplican. • En estudios de arquitectura dedicados al urbanismo en los que mayormente reciben encargos de redacción de instrumentos de planeamiento, los únicos conocimientos de geotecnia que se requieren son los necesarios para saber identificar la aptitud de un terreno para recibir un tipo de edificación sin que la ejecución de su cimentación sea ruinosa, y así calificar adecuadamente los suelos a programar. Esto implica de nuevo como en el primer caso conocimientos de ingeniería geotécnica, en especial de cálculo de cimentaciones, para disponer del orden de magnitud del tipo de cimentación necesario una vez identificado un terreno y una tipología edificatoria. • Los arquitectos que ejercen en una empresa constructora, como en el caso de los ingenieros civiles, en su mayor parte trabajan como jefes de obra. Y dada la necesidad por parte de éstos de modificar los proyectos, de nuevo requieren los mismos conocimientos que los arquitectos dedicados al proyecto y dirección de edificios de nueva construcción. Así este análisis basado en la relación de la geotecnia con los encargos que reciben los arquitectos, concluye independientemente de la forma de ejercer la arquitectura, siempre
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que ésta requiera geotecnia, que necesitan conocimientos de ingeniería geotécnica, en especial de cimentaciones. Pero de nuevo, como en el caso de la ingeniería civil, la explicación de éstos en su etapa formativa se puede desarrollar bajo el criterio práctico o casuístico o bajo el teórico o generalista. Las mismas razones por las que en el caso de la ingeniería civil hacen decantarse por el teórico o generalista son válidas en este caso. Pero las conversaciones mantenidas con arquitectos han demostrado que no están muy de acuerdo con este último planteamiento. Todos ellos coinciden en la necesidad de conocer las técnicas de reconocimiento y la planificación de éstas para obtener la información adecuada a la tipología de proyecto que se va a realizar, pero muchos de ellos confiesan no utilizarla porque siempre dan a calcular a especialistas las estructuras y los aspectos geotécnicos del proyecto. Algunos para ello aluden a falta de tiempo y otros de motivación. En lo que todos coinciden, excepto un entrevistado, es que los libros de geotecnia útiles para un arquitecto son aquellos con formato de ficha en que se exponen de forma sencilla y clara los pasos y las herramientas a emplear para calcular los elementos geotécnicos más habituales. Así las conversaciones mantenidas hacen pensar, pese al primer análisis realizado, que los conocimientos que requieren los arquitectos son los ligados al reconocimiento del terreno, a la metodología del cálculo de las estructuras geotécnicas más habituales y sus mecanismos resistentes y si puede ser las herramientas para realizar estos cálculos, de la forma más sintética posible, ignorando en la medida de lo posible los fundamentos de mecánica de suelos.
3.4 Comparación entre profesionales Un análisis sobre los conocimientos geotécnicos que requieren ingenieros civiles y arquitectos basado en las tareas que realizan, finaliza con un resultado idéntico para las dos profesiones: requieren en especial conocimientos de ingeniería geotécnica. Si a continuación se piensa como impartir estos conocimientos en su formación optando entre un modelo casuístico y uno generalista, múltiples razones como la capacidad para conocer cuándo dejan de ser aplicables las formulaciones explicadas de ingeniería geotécnica porque las hipótesis en las que se basan no se cumplen o asegurar la capacidad de reciclaje de conocimientos de esta materia, decantan la balanza hacia el modelo generalista. Ello implica la necesidad de incluir en la formación de estos profesionales, con anterioridad a los temas de ingeniería geotécnica, una base de mecánica de suelos, necesaria para alcanzar los objetivos que han implicado las razones que han llevado a la elección del modelo generalista. Así se puede concluir que la formación geotécnica de un ingeniero civil y un arquitecto debe estar comprendida de dos partes, una dedicada a la mecánica de suelos y otra a la ingeniería geotécnica. Pero mientras que las razones que han llevado a este modelo encajan con la idiosincrasia de los ingenieros civiles no sucede lo mismo con los arquitectos. La forma de ser de los arquitectos poco interesada en los aspectos geotécnicos hace que una formación de este tipo no sea aceptada. Debiéndose recurrir a
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una formación bajo un modelo casuístico centrada en aspectos de ingeniería geotécnica y reduciendo al máximo los de mecánica del suelo. La diferencia entre la forma de ser de los ingenieros civiles y los arquitectos ya se ha visto en el capítulo anterior a través del análisis de los planes de estudio de sus titulaciones correspondientes. Pero en este capítulo todavía se ha hecho más patente al palpar esta realidad en las conversaciones mantenidas con los propios profesionales. Un ejemplo en este sentido es que mientras que la mayoría de ingenieros civiles entrevistados admitía la necesidad de saber calcular un cierto tipo de estructuras geotécnicas, las que denominaban normales en contraposición a las singulares, algunos arquitectos decían no tener que saber calcular nada ya que siempre encargan los cálculos a especialistas y en caso de tener que hacer esta tarea quieren que se les enseñen recetas, para realizarla con facilidad.
3.5 Adecuación de los estudios a la realidad profesional Como se ha presentado en el capítulo dos, los planes de estudio de ingeniería de caminos, canales y puertos dedican de media 14.5 créditos obligatorios a la docencia de la geotecnia y aseguran un entorno idóneo para impartir estas enseñanzas. En ellas los créditos geotécnicos se dividen en dos partes, una dedicada a mecánica de suelos y otra a ingeniería geotécnica. Así, en general, se puede decir que se adaptan a las necesidades de los profesionales. Pero un análisis más profundo de los temarios de estas asignaturas revela dos críticas. La primera que en la mayoría de escuelas el tema de reconocimiento de terreno únicamente se aborda como una descripción de los métodos existentes para tal efecto, pero no se entra en los aspectos de la planificación de esta actividad. Esto es un problema importante dada la relevancia de este tema en la práctica profesional. La segunda crítica es que en algunas escuelas las cargas lectivas de las partes de mecánica de suelos e ingeniería geotécnica están descompensadas, como por ejemplo en la escuela de Barcelona con 12 créditos frente a 6, esto no es un problema siempre que no se descuide ningún tema imprescindible, pero vale la pena llamar la atención que una vez cubiertos los mínimos de mecánica de suelos y de ingeniería geotécnica presentados en este capítulo es mejor ampliar los conocimientos de ingeniería geotécnica, cosa que no siempre sucede en las programaciones existentes. Los planes de estudios de las titulaciones de obras públicas, que como con la analizada en el párrafo anterior habilitan para el ejercicio de la ingeniería civil, destinan 7 créditos de media a la docencia de la geotecnia en los que se desarrollan explicaciones de mecánica de suelos e ingeniería geotécnica. Esta carga lectiva, evidentemente, es muy limitada para cubrir las necesidades profesionales, haciendo este objetivo inalcanzable. Por ello es necesario ampliar esta carga docente como mínimo en 3 o 5 créditos más. Los planes de estudio de arquitectura, como se ha presentado en el capítulo 2, dedican de media 4.5 créditos a la docencia de la geotecnia. En algunos se opta por presentar en ellos conceptos de mecánica de suelos y de ingeniería geotécnica por igual. Éste es un modelo insostenible, en primer lugar porque dado el poco tiempo para exponer tantas explicaciones éstas se deben convertir en superfluas introducciones y, en segundo lugar,
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por no adaptarse a las necesidades de los profesionales. Otros planes de estudio en estos créditos centran sus explicaciones en el proyecto de cimentaciones y estructuras de contención, éstos se acercan más a las necesidades de los profesionales pero descuidan un tema tan importante como el de reconocimiento. Lamentablemente, se concluye que en las titulaciones de arquitectura la docencia de la geotecnia no se adapta a las necesidades de los profesionales y es necesario, en algunas escuelas, un replanteamiento de los contenidos de estas asignaturas.
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4.1 Requerimientos de textos destinados a ingenieros civiles 4.1.1 Condicionantes de los estudios y del ejercicio profesional Tal como se ha presentado en el capítulo anterior, de conocimientos geotécnicos el ejercicio de la ingeniería civil requiere, en primer lugar, los suficientes para poder afrontar la planificación y el control de un reconocimiento adaptado a las necesidades de la situación (tipo de obra y fase en la que se encuentra). En segundo lugar, conocer la metodología y las herramientas básicas a emplear en el proyecto de cimentaciones, de estructuras de contención, de mejoras del terreno y de taludes. Concretamente estos conocimientos, todos ellos pertenecientes a la ingeniería geotécnica, deben permitir afrontar individualmente proyectos de una cierta dificultad y permitir el encargo a empresas especializadas y el control de las tareas de éstas en caso de proyectos más complejos. No obstante la formación de un ingeniero no puede centrarse exclusivamente en los aspectos anteriores. Como se ha justificado en el capítulo anterior además un ingeniero civil debe poseer los conocimientos suficientes de mecánica de suelos para dominar las hipótesis, posibilidades, limitaciones y consecuencias de los métodos de la ingeniería geotécnica. De esta forma, se puede concluir que el ejercicio de la ingeniería civil requiere textos de geotecnia con los contenidos especificados en los párrafos anteriores. Éstos, en pocas palabras, son los fundamentos de mecánica de suelos para entender las formulaciones de ingeniería geotécnica y éstas, en especial aquellas referentes a los proyectos más habituales (cimentaciones, estructuras de contención, taludes y mejora del terreno).
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La docencia de las materias geotécnicas en las carreras de ingeniería civil se adapta, casi por completo, en contenidos a las necesidades del ejercicio profesional, así no impone más requerimientos en este sentido (contenidos puramente geotécnicos) a los textos de geotecnia, pero si impone en otros, sobre todo en el ordenamiento de los contenidos y en la estructura de los textos. En primer lugar hay que tener en cuenta que en algunos planes de estudio los créditos destinados a la docencia de la geotecnia con carácter obligatorio se dividen en dos asignaturas, en una se desarrollan los conceptos de mecánica de suelos y en otra los de ingeniería geotécnica. Ello implica que para que un libro sea útil el orden de los contenidos debe marcar claramente dos bloques temáticos, evidentemente el primero dedicado a la mecánica de suelos y el segundo a la ingeniería geotécnica. Existe una gran variación, en cuanto a la carga lectiva de las asignaturas obligatorias de geotecnia, entre los planes de estudio de las diferentes escuelas en las que se pueden cursar las carreras de ingeniería civil, siendo las medias de 14.5 para la titulación de ICCP y de 7 para la de ITOP. Esto implica que para que un libro de geotecnia sea de utilidad en todas las escuelas y titulaciones debe presentar una estructura muy compartimentada en capítulos y apartados, de forma que prescindiendo de algunos de ellos se puedan adquirir diferentes niveles de lectura sin ningún problema. Así, por ejemplo, los modelos de estado crítico, un contenido muy útil para conseguir los objetivos definidos anteriormente para la parte de mecánica de suelos ya que consiguen presentar de forma completa todos los procesos tenso-deformacionales de los suelos, pero que presentan el inconveniente, dada su extensión, que sólo se pueden explicar cuando se dispone de una carga lectiva elevada, deben desarrollarse en un capítulo o en apartados aparte, independientes y posteriores al resto de explicaciones del comportamiento mecánico de los suelos que normalmente se explican. De la misma manera, siempre que se haga referencia a ellos, por ejemplo para explicar el comportamiento deformacional de alguna estructura geotécnica, debe realizarse en apartados independientes al resto de desarrollos. Otro condicionante impuesto por la docencia es debido a la heterogeneidad entre las escuelas de los conocimientos que poseen los alumnos al tomar las asignaturas geotécnicas obligatorias necesarios en algunos desarrollos de éstas. Como se ha visto en el capítulo 2, estos conocimientos están principalmente relacionados con la matemática, la física, la mecánica de medios continuos y los métodos numéricos. Respecto a enseñanzas matemáticas y físicas los planes de estudio, con una fuerte carga de asignaturas de esta índole en sus primeros cursos, aseguran la mayoría de los conocimientos básicos necesarios. Pero, por ejemplo, no en todos ellos se desarrollan enseñanzas sobre ecuaciones diferenciales suficientes para entender el proceso de adimensionalización de la ecuación de la consolidación. En el caso de la mecánica de medios continuos y de los métodos numéricos las condiciones son mucho peores porque existen bastantes planes de estudio que no reflejan la docencia de estas materias. Así, una obra que se quiera adaptar a la docencia en esta situación, debe detectar todos los conocimientos de otras materias necesarios para el desarrollo de sus explicaciones y relegar su exposición a anejos. Esta forma de ordenar las explicaciones de materias complementarias, diferentes de la geotecnia pero necesarias para los desarrollos de ésta, permite que no se encuentren en medio del texto principal del libro entorpeciendo el
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seguimiento del lector que los posee y, a la vez, permite al que no los posee adquirirlos sin ningún problema, por lo menos a un nivel básico. Un último requerimiento a un texto de geotecnia tanto para futuros ingenieros en proceso de formación como para ingenieros civiles en activo, que conviene recordar aunque sea muy evidente, es que el enfoque y el orden de las explicaciones deben facilitar al máximo la comprensión de cada uno los fenómenos que se expliquen y el entendimiento de su importancia.
4.1.2 Puntos básicos a cumplir por los textos destinados a ingenieros civiles A modo de resumen del apartado anterior los puntos básicos a cumplir por un texto de geotecnia destinado a ingenieros civiles en cuanto a contenidos, ordenamiento de los anteriores, enfoque y estructura son los siguientes: • Contenidos. El texto debe abordar todas las explicaciones necesarias de mecánica de suelos para la comprensión de los procesos de cálculo y formas de trabajo de las siguientes obras geotécnicas: cimentaciones, estructuras de contención, taludes y procesos más habituales de mejora del terreno. También, como mínimo, debe abordar las explicaciones relativas a estas obras de ingeniería geotécnica y al reconocimiento del terreno. • Ordenamiento. Todos los desarrollos se deben ordenar de forma que se identifiquen claramente dos bloques independientes, uno que reúna los temas de mecánica de suelos y otro los de ingeniería geotécnica. Además el orden dentro de cada uno de estos bloques debe facilitar al máximo la comprensión de los fenómenos que se ilustran en ellos. • Enfoque. Como es lógico, cada explicación se debe realizar de forma que se simplifique su entendimiento, buscando la claridad y complementándolas con ejemplos y ejercicios resueltos siempre que sea necesario. • Estructura. La estructura debe estar compartimentada lo máximo posible, para permitir diferentes niveles de lectura sin más que ignorar algunos capítulos o apartados. Además todas las explicaciones de materias complementarias, como por ejemplo las definiciones de tensión o deformación propias de la mecánica de medios continuos, deben estructurarse en anejos, de forma que aquel lector que posee esos conocimientos no le molesten en el estudio del texto principal y, a la vez, que aquel que no disfruta de ellos pueda adquirirlos sin ninguna complicación.
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4.2 Requerimientos de textos destinados a arquitectos 4.2.1 Condicionantes de los estudios y del ejercicio profesional El ejercicio de la arquitectura requiere textos en los que se explique básicamente el reconocimiento del terreno, los mecanismos resistentes de las estructuras geotécnicas más habituales, su metodología de cálculo y las herramientas para realizar esos cálculos, todo ello de la forma más sintética admisible e ignorando en la medida de lo posible los fundamentos de la mecánica de suelos. Esto se desprende de los análisis presentados en el capítulo anterior, en los que en primer lugar se ha estudiado la geotecnia que requieren los arquitectos para ejercer sus competencias y, posteriormente, se ha corregido según la forma de ser y motivaciones de los miembros de este colectivo, cualidades captadas a través de entrevistas con algunos de ellos. La docencia de la geotecnia en las escuelas de arquitectura, caracterizada principalmente por su baja carga lectiva, presenta básicamente dos modelos de temario, ya presentados en los capítulos anteriores, uno que más o menos se adapta a las necesidades profesionales, pero otro que reproduce el modelo de ingeniería civil con el desarrollo de temas de mecánica de suelos e ingeniería geotécnica, que lamentablemente no se adapta a las necesidades profesionales y malbarata los créditos destinados a esta enseñanza. Definir los contenidos de un libro de geotecnia que se ajuste a las necesidades de profesionales y a la docencia según el modelo que se adapta a ellas es fácil, estos contenidos son los definidos al inicio de este aparatado. Si además se quieren cubrir las enseñanzas del segundo modelo de temario, a los contenidos anteriores deben incorporarse unos de mecánica de suelos que recojan la información que se da en los temarios que responden a ese modelo. Esta información debe estar estructurada de tal forma que permita prescindir de su lectura sin problemas. Además la docencia de la geotecnia en los planes de estudio de arquitectura presenta los mismos problemas de heterogeneidad que en los de ingeniería civil, en cuanto a la carga lectiva de las asignaturas geotécnicas y a los conocimientos complementarios de matemáticas y físicas. Así, de la misma manera que en ingeniería, en arquitectura se deben imponer condicionantes a los textos de geotecnia en el ámbito de la estructura, básicamente una alta compartimentación de los contenidos que permita diferentes niveles de lectura y la colocación de las explicaciones de materias complementarias en anejos. No obstante, los conocimientos de mecánica de medios continuos necesarios para el desarrollo de alguna explicación no hace falta relegarlos a anejos, ya que en ello si existe homogeneidad: en ningún plan de estudios de arquitectura se desarrollan conceptos de esta materia. De nuevo, como en el caso de los textos para ingeniería civil, un último requerimiento a un texto de geotecnia es que facilite al máximo la comprensión de las explicaciones.
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4.2.2 Puntos básicos a cumplir por los textos destinados a arquitectos Como resumen de los contenidos del apartado anterior, los puntos básicos a cumplir por un libro de geotecnia destinado a arquitectos en cuanto a contenidos, ordenamiento de los anteriores, enfoque y estructura son los siguientes: • Contenidos. El texto debe centrarse en la explicación del reconocimiento del terreno, la metodología de cálculo de estructuras de cimentación y contención, los mecanismos resistentes de éstas y las herramientas para realizar esos cálculos, también debe incluir los temas de taludes y compactación necesarios en las obras de urbanización. Estas explicaciones se deben acompañar del desarrollo de contenidos de mecánica de suelos estrictamente necesarios para su entendimiento y otros complementarios que cubran aquellos temas abordados en algunas escuelas, aunque probablemente no sean estrictamente necesarios. • Ordenamiento. El orden de las explicaciones debe facilitar al máximo el entendimiento de los fenómenos que se explican. Además en el caso de incluir las explicaciones relativas a mecánica de suelos cuyo conocimiento no es fundamental, en la medida de lo posible, se deben intentar separar de forma clara del resto de explicaciones. • Enfoque. Evidentemente, como para cualquier texto que pretenda ser útil, los desarrollos deben facilitar al máximo el entendimiento del fenómeno que se está explicando. Pero además en el caso de un texto de geotecnia para arquitectos las explicaciones deben ser lo más sintéticas y simplificadas posibles, buscando un texto ágil y ameno, para intentar soslayar la falta de motivación de los estudiantes versus esta materia. • Estructura. La estructura debe estar compartimentada lo máximo posible, para permitir diferentes niveles de lectura. En el caso de tener que realizar explicaciones sobre matemáticas o física para el entendimiento de algún modelo de geotecnia éstas deben disponerse en anejos.
4.3 Posibilidad de textos comunes de arquitectura e ingeniería civil Comparando los contenidos de los apartados anteriores que presentan los puntos básicos a cumplir por los libros de geotecnia destinados a ingenieros civiles y arquitectos, no se observan diferencias importantes en cuanto a ordenamiento, enfoque y estructura, y las que se detectan son compatibles. Por ejemplo en ingeniería civil es necesario situar las explicaciones relativas a mecánica de medios continuos en anejos mientras que en arquitectura no, pero si se hace no presenta ningún problema. Otra diferencia es referente al enfoque, en los textos para arquitectura se requieren enfoques que motiven
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el estudio de la materia, pero aunque esta necesidad en ingeniería civil no se ha detectado, evidentemente, su consecución siempre es positiva. Pero, aunque no existen diferencias en cuanto a ordenamiento, enfoque y estructura existe una diferencia fundamental en las condiciones a presentar por textos útiles para ingeniería civil y para arquitectura, en el que quizá sea en uno de los parámetros más importantes, los contenidos. Los contenidos necesarios para ingeniería civil son más que los requeridos por arquitectura. Esto a priori anula la posibilidad de textos comunes. Pero los contenidos necesarios por ingenieros civiles incluyen todos los requeridos por arquitectos. Así, si realmente se presentan con una estructura altamente compartimentada que permita diferentes niveles de lectura, los textos destinados a ingenieros civiles pueden ser de utilidad para arquitectos, pero nunca viceversa.
4.4 Análisis de la bibliografía existente Con el objetivo de detectar la existencia de libros que cumplan los puntos básicos presentados con anterioridad y por tanto sean de utilidad tanto para estudiantes como para profesionales de ingeniería civil y/o arquitectura, se ha realizado un análisis de la bibliografía existente, presentado en el anejo VI del presente trabajo. Este análisis es mucho más profundo de lo necesario para alcanzar este objetivo, ello se debe a que también se ha realizado con un segundo propósito, disponer de una herramienta que permita valorar las virtudes y los defectos de los libros ya existentes, en cuanto a contenidos, ordenamiento, enfoque y estructura, de utilidad en el caso de escribir un nuevo libro de geotecnia. En los siguientes apartados se presentan los textos analizados, un resumen del método de análisis y de los resultados que son concluyentes para el primer objetivo presentado en el párrafo anterior. Todo ello está completamente desarrollado en el anejo VI.
4.4.1 Textos analizados Como los objetivos definidos para el análisis bibliográfico están relacionados con la enseñanza de la geotecnia en las escuelas de arquitectura e ingeniería civil, un primer criterio de selección de los libros a analizar ha sido escoger aquellos recomendados por más de una escuela de arquitectura e ingeniería civil en sus asignaturas geotécnicas obligatorias. Este criterio que excluye los libros recomendados por una única escuela, seleccionando los más utilizados, pretende eliminar posibles tendencias personales de los profesores a la hora de recomendar bibliografía. Pero corre el peligro de poder eliminar algún libro que pueda aportar información a los objetivos formulados. La aplicación con detalle de este criterio a las bibliografías recomendadas en las asignaturas geotécnicas se puede ver en detalle en el anejo VI. Con la intención de corregir el defecto presentado se han revisado los libros desechados y se ha creído conveniente añadir a la lista de libros a analizar las obras de Atkinson
Capítulo 4. Análisis de la necesidad de redactar nuevos libros de geotecnia
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(1993) y Serra et al. (1986), el primero por ser el único libro, de los recomendados, en el que se abordan los modelos de estrado crítico desde un punto de vista docente a nivel universitario y, el segundo, por haberse escrito especialmente para cubrir las enseñanzas de temas geotécnicos para técnicos relacionados con la edificación. Otra corrección al listado de bibliografía producto de aplicar el criterio presentado, pero en sentido contrario a la anterior, ha sido no analizar el libro Calavera (1990), recomendado en dos escuelas, por presentar un aspecto muy concreto, el proyecto de muros, y por tratarlo más ampliamente desde el punto de vista estructural y constructivo que del geotécnico. Finalmente se ha considerado oportuno añadir a la lista la obra de Iglesias (1997) por tratarse de un libro escrito por un ingeniero de caminos para la docencia de la mecánica de suelos, aunque en la escuela de ingenieros industriales de Madrid, y la obra de Smith (1990) por ser uno de los pocos libros pensados para la docencia que incluye los modelos de estados crítico o temas de suelos no saturados diferentes a los de compactación. El resultado de aplicar el criterio original y todas las correcciones descritas, más ampliamente explicadas en el capítulo introductorio del anejo VI, se presentan en la tabla 4.1, en la que se muestra el listado de libros analizados y el número de veces recomendados en las bibliografías de las asignaturas geotécnicas consultadas. Pese a listarse en la tabla 4.1 catorce referencias en el anejo VI sólo se muestra el análisis de doce obras. Ello es debido a que los libros Jiménez y Justo (1971), Jiménez, Justo y Serrano (1974) y Jiménez et al. (1980) se han tratado como uno único (Jiménez et al., 1971-1980) ya que así se concibieron, tal como explica el principal responsable de la obra, J. A. Jiménez Salas, en los prólogos de los tres libros.
4.4.2 Método de análisis En primer lugar se han analizado individualmente los libros presentados en el apartado anterior y a posteriori conjuntamente. En esos análisis se han estudiado los siguientes aspectos de la forma que a continuación se explica: • Contenidos. Para poder comparar conjuntamente los libros analizados se ha confeccionado una lista de contenidos de referencia de modo que permita describir la materia tratada en todos los libros empleando siempre los mismos conceptos, permitiendo así poder comparar entre ellos. A modo de ejemplo, para representar el grado de definición de esta lista, a continuación se muestran los contenidos de ella agrupados bajo el nombre de conceptos básicos de mecánica de medios continuos que son abordados en algunas obras analizadas: - Definición de tensión y deformación. - Definición de estado tensional y deformacional. - Definición de estados tensionales y deformacionales bidimensionales.
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-
Representación del estado tensional con el círculo de Mohr. Representación del estado tensional con el tensor de tensiones. Representación del estado deformacional con el círculo de Mohr. Representación del estado deformacional con el tensor de deformaciones. Invariantes y trayectorias de tensión y deformación. Ecuaciones de equilibrio. Ecuaciones constitutivas. Principios de la teoría de elasticidad. Principios de la teoría de plasticidad. Viscosidad y viscoelasticidad.
En los análisis individuales se muestran las componentes de la lista de contenidos que aparecen en el libro y se analizan las ausencias y las presencias más destacadas o que pueden aportar información a los fines de los objetivos presentados.
Tabla 4.1 Bibliografía analizada. Nº de veces recomendado Atkinson, J. (1993), An introduction to the mechanics of soils and foundations. 1 McGraw-Hill, Londres. Libro
Atkinson J.H. y Bransby P.L. (1978), The mechanics of soils. An introduction to critical state soil mechanics. McGraw-Hill, Londres.
2
Berry, P.L. y Reid, D. (1993), Mecánica de suelos. McGraw-Hill, Santafé de Bogotá.
3
Costet, J. y Sanglerat, G. (1975), Curso práctico de mecánica de suelos. Ediciones Omega S.A., Barcelona.
2
Holtz, R.D. y Kovacs, W.D. (1981), An introduction to geotechnical engineering. Prentice-Hall, Englewood Cliffs.
3
Iglesias, C. (1997), Mecánica del suelo. Editorial Síntesis, Madrid.
0
Jiménez, J.A. y Justo, J.L. (1971), Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid.
11
Jiménez, J.A., Justo, J.L. y Serrano, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid.
11
Jiménez, J.A. et al. (1980), Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. Editorial Rueda, Madrid.
8
Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos. Editorial Limusa S.A., México.
7
Rodríguez, J.M., Serra, J. y Oteo, C. (1982), Curso aplicado de cimentaciones. Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid, Madrid.
5
Serra, J., Oteo, C., García, A.M. y Rodríguez, J.M. (1986), Mecánica del suelo y cimentaciones. Fundación Escuela de la Edificación, Madrid.
1
Smith, G.N. (1990), Elements of soil mechanics. BSP Professional Books, London.
0
Terzagui, K. y Peck, R.B. (1958), Mecánica de suelos en la ingeniería práctica. Editorial El Ateneo, Barcelona.
5
Capítulo 4. Análisis de la necesidad de redactar nuevos libros de geotecnia
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En el análisis conjunto se han estudiado el número de libros en los que son desarrollados los conceptos de la lista. En función de ello se pueden clasificar en grupos y establecer relaciones cualitativas entre la importancia de los contenidos en función del número de obras que los desarrollan. Así por ejemplo el aparato triaxial es explicado en once de los doce libros analizados y, sin embargo, el aparato de corte anular únicamente en uno, comparativamente es lógico pensar que la explicación del apartado triaxial es más importante que la del aparato de corte anular. Concretamente en el análisis conjunto los contenidos se han clasificado en tres categorías según lo acabado de ver. • Ordenamiento. Para realizar este análisis se ha confeccionado un documento para cada libro en el que se relaciona cada uno de sus capítulos con los contenidos listados en el análisis anterior que en él se desarrollan. De esta forma se ve el orden en el que éstos aparecen. Esto da una información muy detallada pero difícil de analizar directamente, por lo que en el análisis individual se sintetiza presentando un esquema en el que se agrupan los capítulos en conjuntos temáticos de mayor orden, como temas preliminares, comportamiento tenso-deformacional o ingeniería geotécnica. Así, en primer lugar se analiza el orden de estos grandes bloques y, en segundo lugar, se estudia el orden de los contenidos en el interior de cada de ellos. En el análisis conjunto se presentan las diferentes alternativas de ordenamiento observadas en todos los libros, comentando sus ventajas e inconvenientes. • Enfoque. A la hora de explicar un concepto científico-técnico, en general, y geotécnico, en particular, que a los efectos de esta tesina son los que importan, se puede abordar de diferentes maneras según se ordenen las siguientes partes en las que se puede dividir una explicación: el fenómeno, la experimentación, la teoría y la práctica o aplicación, por las cuales se entiende lo siguiente: - El fenómeno es aquella parte de la explicación en la que se define el concepto que se está abordando y, en la medida de lo posible, esa definición se apoya en los mecanismos físicos que lo generan. - La experimentación muestra aquellas observaciones de la naturaleza o aquellos resultados de laboratorio que presentan el concepto que se está explicando. - La teoría desarrolla las ecuaciones que demuestran o rigen el concepto que se está abordando. - La práctica o la aplicación es la parte de la explicación en la que se describe como aplicar aquellas expresiones a la solución de problemas prácticos. Es fácil imaginar que en los desarrollos de los libros se pueden encontrar casi todas las combinaciones posibles de las cuatro partes de las explicaciones presentadas. Es evidente que cada uno de los órdenes en los que se exponen estas partes responden a un enfoque diferente, por ello a la hora de definir un enfoque simplemente se dice con qué partes y en qué orden se abordan en el libro las explicaciones.
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Pero es muy difícil aplicar lo presentado hasta el momento a todo un libro de geotecnia. Principalmente ello se debe a la complejidad de la materia que se explica, en la que hay conceptos muy empíricos de difícil o imposible demostración teórica, como el comportamiento logarítmico del suelo en el edómetro, mientras que hay otros que sí permiten demostraciones teóricas, como la ley de movimiento del agua en el suelo saturado. Además existen otros conceptos más ingenieriles, como las técnicas de mejora del terreno o las de reconocimiento, que requieren enfoques simplemente descriptivos y prácticos por su propia naturaleza y aplicación. Todo esto hace muy difícil, dado un libro, dar con un único adjetivo, o un orden de las partes de la explicación, que defina su enfoque. Por ello para abordar el análisis del enfoque se han analizado las maneras de explicar tres conceptos, el principio de tensiones efectivas, la consolidación y el cálculo de las presiones de hundimiento. Así en los análisis individualizados se comentan las formas en las que se han explicado estos tres conceptos, y posteriormente el enfoque de todo el conjunto del libro, pese a la dificultad y la falta de exactitud que ello representa como se ha explicado, pero se hace con la intención de dar una idea general, lo más veraz posible, del enfoque con el que se ha escrito el libro. En el análisis conjunto se estudian las virtudes y defectos de los enfoques más empleados. • Estructura. Para analizar este aspecto se ha confeccionado una tabla en la que para cada capítulo se muestra el número de páginas, apartados y figuras dedicados a explicar conceptos y el número de ejemplos y ejercicios con solución que se presentan en él, así como el de páginas y figuras empleados en ellos. La información presentada en esta tabla es de muy difícil estudio aisladamente, por ello en los análisis individualizados de cada libro únicamente se comentan aquellas características especiales y muy destacables a simple vista que ayudan a corroborar observaciones realizadas en los estudios anteriores. El análisis conjunto trabaja en dos direcciones, primeramente sobre parámetros como el número de páginas por capítulo o el número de páginas por figura, y en segundo lugar sobre el porcentaje de obra destinado a cada bloque de contenidos. Pero las variaciones de estos aspectos entre libros son tan elevadas que no permiten extraer conclusiones relevantes para los objetivos de este estudio.
4.4.3 Resumen del análisis Para discernir si existen libros que cumplan los puntos básicos presentados anteriormente para libros de geotecnia destinados ingenieros civiles y/o arquitectos, los dos parámetros más determinantes son los contenidos y el ordenamiento, y concretamente la información de ellos en los siguientes niveles de análisis:
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• Contenidos. En función de los contenidos se pueden diferencian tres grupos de libros: los que únicamente abordan aspectos de mecánica de suelos, los que solo tratan de ingeniería geotécnica y aquellos que se pueden calificar de libros de geotecnia, que incluyen las dos materias anteriores. • Ordenamiento. Si se analiza el orden de los grandes grupos temáticos en los se pueden aunar los capítulos de los libros con contenidos de geotecnia se distinguen tres tipos de orden: 1) La mayoría de los libros analizados diferencian tres grandes bloques, el primero es una presentación de la disciplina geotécnica y su material de trabajo, el suelo, en el segundo bloque se tratan los contenidos de mecánica de suelos y en el tercero se desarrollan los aspectos aplicados de la geotecnia, temas de ingeniería geotécnica. 2) En los libros de Terzaghi-Peck (1958) y Jiménez et al. (1971-1980) los contenidos, de nuevo, se agrupan en tres bloques, pero responden a una lógica diferente a la anterior. En el primer bloque, aparte de abordar aspectos preliminares a modo de introducción, se desarrollan los temas de mecánica de suelos presentando de ellos únicamente los ensayos de laboratorio con los que se estudian, los resultados de los mismos y las propiedades de los suelos que de ellos se deducen. En el segundo bloque se presentan los mismos temas de mecánica de suelos pero pasando de la escala de laboratorio a la geotécnica. Así se desarrollan las teorías de mecánica de suelos aplicables a toda una masa de suelo, en principio las necesarias para resolver aspectos ingenieriles, también se desarrollan algunos conceptos más propios de ingeniería geotécnica, como las teorías de empuje de tierras. El último bloque se reserva para estudiar la mayoría de los contenidos de ingeniería geotécnica. 3) En el libro de Lambe-Whitman (1972) se presenta la última propuesta de ordenamiento general de los capítulos de un libro de geotecnia. Su esquema se muestra en la figura 4.1 y consta de cinco bloques. El primer bloque es una introducción a la mecánica de suelos, en el segundo se presentan las propiedades intrínsecas de este material, desarrollándose el estudio del suelo a nivel partícula y de las propiedades indentificativas de una masa de suelo. Los tres últimos bloques repiten un mismo esquema (comportamiento tensión–deformación, cálculo de empujes y estructuras de contención y cálculo de cimentaciones superficiales), pero en el tercer bloque se desarrolla para suelo seco, en el cuarto para suelo saturado y procesos de carga drenados y en el quinto para suelo saturado pero procesos de carga no drenados. En cada una de las tres últimas partes se incluyen en el esquema común presentado algunos temas más específicos de cada una, por ejemplo en la cuarta parte se explican las leyes del flujo de agua en el terreno y en la quinta la teoría de la consolidación. En la tabla 4.2 se muestra para todos los libros analizados a qué tipo pertenecen según las clasificaciones acabadas de presentar, referentes a contenidos y ordenamiento
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general, realizadas a través de unos niveles de análisis no muy profundos, pero suficientes para los objetivos de este capítulo.
PARTE I. INTRODUCCIÓN. ↓ PARTE II. LA NATURALEZA DEL SUELO. ↓ PARTE III. EL SUELO SECO. ↓ PARTE IV. SUELOS CON AGUA - REGIMEN ESTÁTICO O FLUJO ESTABLECIDO. ↓ PARTE V. SUELOS CON FLUJO DE AGUA EN REGIMEN VARIABLE.
→ 1. 2. → 3. 4. 5. → 6.
Cálculo de tensiones en la masa de suelo. Aspectos generales del comportamiento tensión – def. Resistencia al corte. Relaciones tensión – deformación. Cálculo de empujes y est. de contención. Cálculo de cimentaciones superficiales.
Fig. 4.1 Esquema del ordenamiento general de la obra de Lambe y Whitman (1972), denominado tipo 3.
Tabla 4.2 Clasificación de las obras analizadas. Obra
Contenidos
Ordenamiento general
Atkinson (1993)
Geotecnia
Tipo 1
Atkinson-Bransby (1978)
Mecánica de suelos
-
Berry-Reid (1993)
Geotecnia
Tipo 1
Costet-Sanglerat (1975)
Geotecnia
Tipo 1
Holtz-Kovacs (1981)
Mecánica de suelos
-
Iglesias (1997)
Mecánica de suelos
-
Jiménez et al. (1971-1980)
Geotecnia
Tipo 2
Lambe-Whitman (1972)
Geotecnia
Tipo 3
Rodríguez el al. (1989)
Ingeniería geotécnica
-
Serra et al. (1986)
Geotecnia
Tipo 1
Smith (1990)
Geotecnia
Tipo 1
Terzagui-Peck (1958)
Geotecnia
Tipo 2
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4.5 Adecuación de los textos existentes a los requerimientos detectados. Justificación de la escritura de un texto para ingenieros civiles Los puntos básicos referentes a contenidos y ordenamiento de los mismos para libros destinados a ingenieros civiles, desarrollados en el apartado 4.1.2, únicamente pueden ser cumplidos por aquellos libros, según lo presentado en el apartado anterior, con contenidos de geotecnia (mecánica de suelos e ingeniería geotécnica) y con un ordenamiento general del primer tipo visto, 1 (separados los contenidos de mecánica de suelos de los de ingeniería geotécnica). También puede pensarse que un libro de mecánica de suelos junto con uno de ingeniería geotécnica pueden ser de utilidad, substituyendo un libro de las características anteriores. Pero el empleo conjunto de dos libros de diferentes autores presenta problemas importantes de falta de continuidad en las explicaciones entre ambos, además hay que recordar que el principal objetivo de incluir explicaciones de mecánica de suelos es disponer de una base suficiente para comprender las formulaciones de ingeniería geotécnica, por ello es importante que cuando se expliquen éstas se haga referencia a aquellos desarrollos de mecánica de suelos en los que se sustentan, y ello es difícil de conseguir de forma adecuada con libros de diferentes autores. De los libros analizados solo hay cinco que verifican los dos condicionantes anteriores (contenidos de geotecnia ordenados según el primer tipo de ordenamiento visto, 1) son Atkinson (1993), Berry-Reid (1993), Costet-Sanglerat (1975), Serra et al. (1986) y Smith (1990), y precisamente éstos son de los menos recomendados en las bibliografías de las asignaturas geotécnicas consultadas para aplicar el criterio de selección explicado anteriormente, concretamente el número de escuelas en el que se recomiendan son 1, 3, 2, 1 y 0 respectivamente. De estos cinco libros, si se analizan en más profundidad, ninguno cumple con todos los condicionantes para ser de utilidad para la ingeniería civil: • Atkinson (1993): está obra presenta un primer inconveniente al sólo estar publicada en lengua inglesa, además los temas de ingeniería geotécnica están tratados muy superficialmente, no cumpliendo los requisitos exigidos por el ejercicio de la ingeniería civil. Sin embargo la parte de mecánica de suelos puede tomarse como ejemplo en algunos aspectos ya que está escrita de una forma muy estructurada y presenta todos los temas de forma ejemplar aunque sin excesivo detalle, incluyendo temas normalmente ausentes en libros con objetivos docentes similares, como por ejemplo los modelos de estado crítico. Este libro presenta algunas deficiencias en el orden desde el punto de vista pedagógico • Berry-Reid (1993): esta obra presenta problemas al nivel de contenidos, sólo aborda aspectos muy básicos de los temas que trata, no entrando nunca en detalle, esto es problemático sobre todo en los temas de ingeniería geotécnica. Además también presenta problemas de ordenamiento de los contenidos, por ejemplo el estudio de los asientos de cimentaciones superficiales se trata en los temas de mecánica de suelos, junto con los de consolidación y relaciones tensión-deformación unidimensionales, lo que hace perder la generalidad a estos últimos temas y la visión completa del proyecto de cimentaciones al explicarse sus pasos diseminados por todo el libro.
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• Costet-Sanglerat (1975): esta obra tiene un inconveniente de partida y es que no es recomendada por ninguna escuela de ingeniería civil de las consultadas, sólo es recomendada por escuelas de arquitectura. No presenta problemas de ausencia de contenidos, pero si de heterogeneidad a la hora de tratarlos, por ejemplo sorprende que los autores dediquen medio capítulo a explicar el proceso constructivo de las pantallas de hormigón y no dediquen ni una página entera a los métodos constructivos de pilotes. Está heterogeneidad también se repite en el enfoque utilizado, el cual es especialmente negativo en los capítulos dedicados al comportamiento mecánico de los suelos. Todo ello junto con algunos problemas en el ordenamiento de sus contenidos desaconseja su uso para el seguimiento de un curso de geotecnia de ingeniería civil. • Serra et al. (1986): está obra trata con todo detalle los temas de ingeniería del terreno, en los que sólo se detectan pequeños problemas de ordenamiento, pero la principal razón para no ser usado en ingeniería civil está en los temas de mecánica de suelos. El contenido de éstos es tan reducido que se hace insuficiente para alcanzar los objetivos destinados a lograr con ellos. Además algunas explicaciones de estos temas se desarrollan junto con los de ingeniería geotécncia perdiendo su generalidad, por ejemplo las de flujo en suelos saturado se desarrollan junto con las explicaciones relativas a excavaciones y se presentan bajo el nombre de “Flujo en torno a excavaciones”. • Smith (1990): esta obra presenta muchos inconvenientes pese explicar algunos temas necesarios en la formación de un ingeniero civil muy poco habituales en los libros analizados, como el estudio del suelo no saturado más allá de la compactación o una introducción a los modelos de estado crítico. Estos inconvenientes son en primer lugar la ausencia de una edición en lengua castellana, en segundo lugar el pésimo ordenamiento de los contenidos. En este sentido el problema más grave se debe a añadir todos los nuevos temas incluidos en la última edición al final de la obra sin más, así por ejemplo el capítulo dedicado a los modelos de estado crítico se presenta al final del libro sin relación alguna con el resto de capítulos de mecánica de suelos. Otro problema de este libro es su mala estructuración, sin una numeración de subapartados, dejando en manos de un convenio tipográfico de difícil seguimiento el entendimiento de la jerarquía de títulos, además presenta una media de más de seis páginas por apartado, que se debe adjetivar de muy elevada ya que la mayoría de los libros analizados presentan una media inferior a dos. La ausencia de libros que cumplan los requisitos básicos detectados para los textos destinados a ingenieros civiles y el hecho que los libros más recomendados en las escuelas de ingeniería civil (Jiménez et al., 1971-1980; Lambe-Whitman, 1972; Terzaghi-Peck, 1958) presenten ordenamientos y en según que casos enfoques que dificultan la compresión de la materia tratada y su uso para el seguimiento de las asignaturas de geotecnia de las carreras de ingeniería civil, justifican la escritura de un nuevo texto de geotecnia para ingeniería civil en lengua castellana que verifique los puntos básicos anteriormente detectados y dé respuestas al momento de cambio en el entendimiento de la geotecnia y la ingeniería del terreno presentado en el primer capítulo de este trabajo.
Capítulo 4. Análisis de la necesidad de redactar nuevos libros de geotecnia
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La situación en el campo de la arquitectura es muy diferente, existiendo libros que cumplen los puntos básicos detectados. Para los profesionales y para el seguimiento de asignaturas que se centren en la explicación del reconocimiento del terreno, la metodología del cálculo de estructuras de cimentación y de contención, el libro de Rodríguez, Serra y Oteo (1982) es idóneo. Este libro desde hace unos años se encuentra agotado es preciso señalar que debería reeditarse. Para aquellos arquitectos que quieran además de los temas anteriores aprender unos conocimientos básicos de mecánica de suelos, pero sin la profundidad requerida por los textos de ingeniería civil, el libro de Serra el al. (1986) también es especialmente apto. El cumplimiento de los puntos básicos necesarios para textos de geotecnia destinados a arquitectos por parte de estos libros no es fortuito, ya que se trata de libros escritos para el mundo de la edificación. El primero (Rodríguez-Serra-Oteo, 1982) se escribió para proporcionar a los participantes de un curso de cimentaciones, organizado por el Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid, un texto con una información muy superior a la que podía transmitirse oralmente, de modo que tras el curso pudieran disponer de un manual de consulta cuyas líneas principales se habrían expuesto a lo largo de las clases, pero durante su redacción se pensó principalmente en el gran número de colegiados que no podrían seguir el curso, así como en los alumnos de la Cátedra de Mecánica de Suelos y Cimentaciones de la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Madrid que carecían de un texto con el que seguir las lecciones de dicha asignatura. El segundo libro (Serra et al., 1986) recoge los temas que se imparten en la asignatura de Mecánica del Suelo y Cimentaciones de los diferentes programas de la Fundación Escuela de la Edificación, que es una institución docente constituida con el objetivo primordial de “formar profesionales capaces de dar una respuesta a las necesidades del sector de la edificación” (FEE, 2001). Por último, antes de finalizar, hay que destacar que para aquellos profesionales, tanto del campo de la arquitectura como del de la ingeniería civil, que reclaman libros “tipo receta”, en los que a modo de ficha se expongan simplemente las formulaciones a emplear para los cálculos geotécnicos más habituales, hay que mencionar que ya existen libros de este tipo, como por ejemplo la obra de Arroyo et al. (2002).
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Capítulo 4. Análisis de la necesidad de redactar nuevos libros de geotecnia
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PARTE I. TEMAS PRELIMINARES ↓
PARTE I. PROPIEDADES DE LOS SUELOS ↓
PARTE II. MECÁNICA DE SUELOS
PARTE II. MECÁNICA DEL SUELO
↓
↓
PARTE III. INGENIERÍA GEOTÉCNICA
PARTE III. CIMENTACIONES, EXCAVACIONES Y APLICACIONES DE LA GEOTECNIA
Tipo 1
Tipo 2
Figura 4.1 Esquema de ordenamiento general
Capítulo 5. Pautas para la redacción de un nuevo libro de geotecnia para ingenieros civiles
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Capítulo 5. Pautas para la redacción de un nuevo libro de geotecnia para ingenieros civiles
5.1 Introducción. Condicionantes generales En el capítulo anterior se ha justificado la necesidad de escribir un nuevo libro de geotecnia de utilidad para los profesionales de la ingeniería civil y adaptado a la realidad docente de las escuelas que imparten las titulaciones que permiten el ejercicio en ese ámbito. Esa justificación se ha realizado tras detectar los puntos básicos a cumplir por un libro con esos objetivos y comprobar que entre los libros más recomendados por las escuelas de ingeniería civil y otros no existe ninguno que los cumpla. En este capítulo esos puntos y otros generales, que se especifican a continuación, se transforman en pautas para la redacción de un nuevo libro de geotecnia, al que a partir de ahora se hará referencia como el futuro libro, el cual sí verifique todas las condiciones detectadas. Para definir estas pautas, que llegan a delimitar los capítulos del futuro libro y sus contenidos, ha sido de especial utilidad el análisis de la bibliografía existente presentado en el anejo VI. Antes de comenzar a traducir a pautas de redacción los requisitos específicos debidos a la utilidad del futuro libro para la ingeniería civil, es preciso tener en cuenta unos condicionantes generales independientes de a quién va dirigido el libro. Éstos, motivados por la propia naturaleza de la geotecnia que condiciona su enseñanza, son básicamente los siguientes: • La dualidad empirismo-racionalismo es una de las polémicas típicas de una ciencia aplicada como la geotecnia. La importancia de la abstracción del fenómeno físico se ha mostrado a través de la historia como el método más constructivo para abordar el problema geotécnico (ICSMFE, 1985). Sin embargo, esta abstracción no siempre es posible en condiciones óptimas. Es decir, en ocasiones los modelos teóricos no garantizan la posibilidad de utilizar parámetros medibles o no pueden ser contrastados con la realidad. En estos casos el empirismo es, sin duda, una herramienta muy útil, aunque el ingeniero geotécnico debe intentar enmarcarlo en esquemas abstractos. Un libro con fines docentes debería contemplar esta dualidad, por ello en el futuro libro conviene distinguir entre las explicaciones de mecánica del
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suelo dándoles un carácter más básico de las de ingeniería geotécnica, con un carácter más tecnológico, en las que quizá se incorporen más elementos empíricos. • Por otra parte, no se puede caer en la tentación de sobrevalorar los cálculos exclusivamente teóricos. Precisamente la facilidad de cálculo propiciada por el desarrollo de los ordenadores puede proporcionar una falsa sensación de seguridad, en los casos en que el desconocimiento de las propiedades del subsuelo es sustituido por un rango de variación de los mismos. Ésta es una de las advertencias de la conferencia de Peck en el volumen especial editado con ocasión de la conferencia de San Francisco (ICSMFE, 1985) sobre los últimos años de desarrollo de la geotecnia y su futuro inmediato. Puede indicarse al respecto que la necesidad de un análisis completo del problema y un reconocimiento adecuado constituyen los condicionantes básicos para un buen estudio geotécnico. Así en el futuro libro se deben desarrollar los modernos métodos de cálculo, pero simultáneamente se debe hacer énfasis en este tipo de actitudes. • También en relación con el punto anterior, conviene presentar a la geotecnia como una ciencia en desarrollo, y no como una disciplina cerrada, establecida y completamente previsible. Además, en particular los alumnos de ingeniería civil, con una carga docente muy fuerte en los cursos intermedios en cálculo clásico de estructuras, tienden a sobrevalorar la predictibilidad y el cálculo, en el sentido de que en el ámbito conceptual ya está todo hecho. Este espíritu es nocivo para una carrera técnica. Se considera importante que el estudiante desarrolle el espíritu crítico y comprenda las limitaciones de las teorías que se usan en geotecnia. Por eso es importante que en el futuro libro se hagan referencias a las investigaciones en curso y a que dentro de unos años algunas teorías pueden ser diferentes, aunque la mayoría de los conceptos ya estén bien establecidos. En este apartado de condicionantes generales para la redacción de un nuevo libro de geotecnia conviene recordar las conclusiones a las que se llegaba en el primer capítulo de este trabajo al repasar la historia de la geotecnia y su campo de aplicación. Éstas, básicamente, se pueden resumir en dos puntos: • Aunque la ingeniería del terreno, en general y la geotecnia en particular, en sus orígenes han sido unas disciplinas muy ligadas a la actividad constructora de la ingeniería civil, en las últimas décadas se han abierto a otros campos, como la protección del medio ambiente (geotecnia medio-ambiental) o el estudio del riesgo geológico y su gestión. Esto debe tenerse en cuenta en la docencia de estas materias y, evidentemente, en la escritura de nuevos libros sobre ellas con objetivos docentes, incluyendo estos temas en la medida de lo posible, aunque sólo sea en ejemplos o ejercicios para concienciar al estudiante de esta realidad aunque de forma indirecta. • El estudio de la historia de la geotecnia revela la consolidación de una etapa histórica caracterizada por la generalización del uso de los métodos numéricos a través de la informática en la resolución de problemas geotécnicos. Este acontecimiento, probablemente, debe hacer variar la docencia de la geotecnia, centrándose en la explicación de los fenómenos que controlan el comportamiento del terreno, relegando los métodos analíticos de cálculo a simples herramientas docentes para
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facilitar la compresión de los fenómenos y para adquirir los órdenes de magnitud de los problemas y, por último, la docencia de la geotecnia debe incorporar los métodos numéricos aplicados a ella. Todo esto se tiene que tener en cuenta a la hora de redactar nuevos libros de geotecnia.
5.2 Definición del contenido 5.2.1 Listado básico de contenidos La determinación de las explicaciones a incluir en el futuro libro de geotecnia se plantea en función de la lista de contenidos de referencia presentada en el capítulo anterior confeccionada a partir del análisis de la bibliografía existente (ver apartado 4.4.2). A continuación se muestra este listado de forma completa, con todos los contenidos numerados para facilitar su referencia en los siguientes apartados y, especialmente, en la definición de los contenidos de los capítulos del futuro libro. • Temas preliminares. 1. Definición de geotecnia y/o mecánica del suelo. 2. Repaso de la historia de la geotecnia. 3. Breve descripción de algunos problemas resueltos por la geotecnia. 4. Estructura del globo terrestre. 5. Definición de suelo. 6. Definición de roca. 7. Tipos de roca. 8. Formación de los suelos. 9. Clasificación de los suelos según su formación. 10. La estratigrafía. 11. Mineralogía de las arcillas. 12. Fuerzas físico-químicas actuantes entre las partículas de arcilla. • Propiedades y clasificación de los suelos. 13. Granulometría: definición y clasificación de los suelos. 14. Granulometría: obtención. 15. Textura de los suelos. 16. Forma de las partículas. 17. Parámetros de relación entre las fases: definición y relaciones. 18. Parámetros de relación entre las fases: obtención. 19. Límites de Atterberg: definición. 20. Límites de Atterberg: obtención. 21. Sistemas de clasificación de suelos. • Conceptos básicos de mecánica de medios continuos. 22. Definición de tensión y deformación.
23. Definición de estado tensional y deformacional. 24. Definición de estados tensionales y deformacionales bidimensionales. 25. Representación del estado tensional con el círculo de Mohr. 26. Representación del estado tensional con el tensor de tensiones. 27. Representación del estado deformacional con el círculo de Mohr. 28. Representación del estado deformacional con el tensor de deformaciones. 29. Invariantes y trayectorias de tensión y deformación. 30. Ecuaciones de equilibrio. 31. Ecuaciones constitutivas. 32. Principios de la teoría de elasticidad. 33. Principios de la teoría de plasticidad. 34. Viscosidad y viscoelasticidad. • Comportamiento tensión - deformación, suelo saturado. 35. Definición de tensión total y presión intersticial. 36. Principio de tensiones efectivas. 37. Definición de K0. 38. Presión de preconsolidación y grado de sobreconsolidación. 39. Estado tensional en terreno horizontal. 40. Descripción de los ensayos de carga. 41. Concepto de carga drenada y no drenada. 42. El edómetro. 43. Resultado de muestras sometidas a compresión unidimensional. 44. Representación matemática de la compresión unidimensional.
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45. Obtención de la presión de preconsolidación. 46. El aparato de corte directo. 47. Presentación de resultados de corte directo. 48. El aparato de corte anular. 49. El aparato de corte simple. 50. El aparato triaxial. 51. Realización de un ensayo triaxial. 52. Resultados de triaxiales interpretados simplemente como ensayos de rotura. 53. Tipos de rotura. 54. El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. 55. Resistencia al corte no drenada. 56. Resultados de triaxiales típicos. 57. Trayectorias de tensiones en los triaxiales típicos. 58. Interpretación cualitativa de los triaxiales típicos. 59. Resultado de muestras sometidas a compresión isótropa. 60. Representación matemática de la compresión isótropa. 61. Resultados de muestras de arcillas normalmente consolidadas sometidas a triaxiales de compresión. 62. Modelo de comportamiento de muestras normalmente consolidadas: línea de estados críticos y superficie de Roscoe. 63. Resultados de muestras de arcillas sobreconsolidadas sometidas a triaxiales de compresión. 64. Modelo de comportamiento de muestras sobreconsolidadas: línea de estados críticos y superficie de Hvorslev. 65. Comportamiento elástico de los suelos. 66. Comportamiento plástico de los suelos y cálculo de deformaciones plásticas. 67. Cálculo de presión intersticial en situaciones no drenadas. 68. El modelo Cam-Clay. 69. Estados de tensiones generales (generalización del comportamiento observado en condiciones triaxiales). 70. Relación entre la situación drenada y no drenada, modelado y empleo de cada situación. 71. Ensayo de compresión simple. 72. Triaxiales verdaderos. 73. Efectos de la anisotropía. 74. Relación de los índices de Atterberg y los parámetros tenso-deformacionales. 75. Módulos de deformación. 76. Rigidización del suelo. 77. Evolución tensional de un suelo según su proceso de formación. 78. Variación de cu con la profundidad.
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79. El método de las trayectorias de tensiones. 80. Introducción al comportamiento de las arenas. • Análisis global del terreno. 81. Distribuciones de tensiones y deformaciones bajo cargas en medio elástico. 82. Tensiones en el contacto estructura terreno: medio elástico. 83. Tensiones en el contacto estructura terreno: coeficiente de balasto. 84. Teoremas de colapso plástico. 85. Equilibrio límite. 86. Método de las características. 87. Estados de Rankine. • El agua en el terreno. 88. Nivel freático. 89. Velocidad del agua y caudal unitario. 90. Altura piezométrica. 91. Nivel piezométrico. 92. Ley de Darcy: definición. 93. Ley de Darcy: aplicación a problemas 1D. 94. Validez de la ley de Darcy. 95. Permeabilidad: factores que influyen en su valor. 96. Permeabilidad: suelos estratificados. 97. Permeabilidad: suelo anisótropo. 98. Permeabilidad: obtención en laboratorio. 99. Permeabilidad: obtención in situ. 100. Permeabilidad: representatividad de su valor. 101. Ec. de flujo: formulación. 102. Ec. de flujo: presentación de los métodos de resolución. 103. Ec. de flujo: resolución analítica. 104. Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo. 105. Ec. de flujo: resolución con anisotropía. 106. Ec. de flujo: resolución en suelo estratificado. 107. Ec. de flujo: método de los fragmentos. 108. Superficie libre. 109. Sifonamiento. 110. Hidráulica de pozos. 111. Capilaridad, fenómeno físico (tensión superficial, ascensión capilar…). 112. Capilaridad en suelos. 113. Presión capilar y succión. 114. Drenes. Condiciones de filtro. 115. Rebajamiento del nivel freático. 116. Electroósmosis. • Consolidación.
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117. Definición del fenómeno de la consolidación. 118. Modelo reológico. 119. Teoría unidimensional de Terzaghi (planteamiento y solución). 120. Otras teorías unidimensionales. 121. Consolidación radial. 122. Otros esquemas de consolidación. 123. Variación del parámetro cv. 124. Determinación de cv en el edómetro. 125. Consolidación secundaria. 126. Otros ensayos de consolidación. • Comportamiento tensión - deformación, suelo no saturado. 127. Definición de la compactación. 128. El ensayo Proctor. 129. El ensayo Harvard. 130. Estructura de los suelos compactados. 131. Compactación en obra. 132. Colapso de los suelos. 133. Hinchamiento de suelos parcialmente saturados. 134. Compresibilidad de suelos no saturados. 135. Resistencia al esfuerzo cortante de suelos parcialmente saturados. • Reconocimiento del terreno. 136. Presentación de los métodos de reconocimiento. 137. Presentación de los ensayos in situ. 138. Planificación del reconocimiento. 139. El informe geotécnico: definición y pautas de redacción. • Taludes e inestabilidad de laderas. 140. Tipologías de inestabilidades. 141. Causas de inestabilidades. 142. Planteamiento general del método de superficie de deslizamiento. 143. Análisis de taludes infinitos. 144. Roturas planas. 145. Método del círculo de rozamiento. 146. Método de las rebanadas. 147. Método de Morgenstern. 148. Ábacos. 149. Tracción en un talud. 150. Tratamiento de taludes. • Cimentaciones superficiales. 151. Definición y tipologías de cimentaciones superficiales. 152. Metodología del proyecto de cimentaciones superficiales. 153. Definición de tensión admisible.
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154. Herramientas para el dimensionamiento previo. 155. Distribución de presiones en el plano de cimentación. 156. Definición y tipologías de hundimiento. 157. Cálculo de la presión de hundimiento por Brinch Hansen. 158. Cálculo de la presión de hundimiento por otros métodos. 159. Cálculo de la presión de hundimiento en terrenos estratificados. 160. Cálculo de la presión de hundimiento a partir de ensayos in situ. 161. El factor de seguridad (valores, variaciones…). 162. Asientos admisibles. 163. Cálculo de asientos por el método edométrico. 164. Cálculo de asientos por métodos elásticos. 165. Cálculo de asientos por el método de Skempton-Bjerrun. 166. Cálculo de asientos por otros métodos (Schmertmann, Janbu…). 167. Cálculo de asientos a partir de ensayos in situ. 168. Particularidades del proyecto de vigas flotantes. 169. Particularidades del proyecto de zapatas combinadas. 170. Particularidades del proyecto de losas. • Cimentaciones semiprofundas. 171. Cimentación por pozos. 172. Cimentación por cajones. • Cimentaciones profundas. 173. Definición y tipologías. 174. Descripción de los métodos constructivos de pilotes. 175. Metodología del proyecto de pilotaje. 176. Elección del tipo de pilote. 177. Distribución de cargas dentro del grupo. 178. Cálculo frente resistencia estructural. 179. Definición de carga de hundimiento y sus componentes. 180. Cálculo de contribución por punta. 181. Cálculo de contribución por fuste. 182. El efecto grupo. 183. Fórmulas de hinca. 184. Pruebas de carga. 185. Cálculo de asientos de pilotes. 186. Cálculo frente fricción negativa. 187. Cálculo frente acciones horizontales. 188. Grupos de pilotes en distintas direcciones.
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215. Detalles constructivos. • Cimentaciones especiales. 189. Cimentaciones sobre terrenos expansivos o colapsables. 190. Cimentaciones sobre rellenos. 191. Cimentaciones sometidas a efectos dinámicos. 192. Edificios de gran altura. 193. Puentes y estribos. 194. Depósitos. 195. Patología de cimentaciones. • Empuje de tierras. 196. Descripción general de los empujes activo, en reposos y pasivo. 197. Empuje en reposo. 198. Empuje activo: método de Rankine. 199. Empuje activo: método de Coulomb. 200. Empuje activo: método de Culmann. 201. Método aproximado para el cálculo de cargas exteriores. 202. Empuje en muros en L. 203. Empuje en muros paralelos. 204. Empuje pasivo: métodos anteriores. 205. Empuje pasivo: método de la espiral logarítmica. • Estructuras de contención rígidas. 206. Tipologías de estructuras de contención rígidas. 207. Causas del colapso de estructuras de contención. 208. Metodología del proyecto de muros. 209. Acciones a considerar en un muro. 210. Herramientas para el dimensionamiento previo. 211. Comprobación frente vuelco y deslizamiento. 212. Comprobación frente hundimiento y estabilidad global. 213. El factor de seguridad (valores, variaciones…). 214. Cálculo de muros de tierra armada.
• Estructuras de contención flexibles. 216. Tipologías de estructuras de contención flexibles. 217. Metodología del proyecto de pantallas. 218. Acciones a considerar en una pantalla. 219. Método simplificado de cálculo de pantallas en voladizo. 220. Métodos simplificados de cálculo de pantallas con un apoyo. 221. Método simplificado de cálculo de pantallas con varios niveles de anclaje. 222. Métodos de cálculo semiempíricos. 223. Ejecución de pantallas de hormigón. 224. Estabilidad de una zanja llena de lodo bentonítico. 225. Tablestacas: tipologías y ejecución. 226. Tablestacas: protección contra la corrosión. 227. Métodos de materialización de las entibaciones. 228. Métodos de cálculo de empujes sobre entibaciones. 229. Seguridad frente levantamiento del fondo. • Otros estudios geotécnicos. 230. Instrumentación. 231. Mejora del terreno. 232. Excavaciones en roca. Voladura. 233. Ataguías celulares. 234. Anclajes. 235. Geotecnia de carreteras. 236. Acción de la helada. 237. Congelación de terrenos. 238. Obras subterráneas. 239. Presas. 240. Silos. 241. Obras marítimas. 242. Terramecánica. 243. Estudio de cargas dinámicas. 244. Métodos numéricos en la geotecnia. 245. Modelos reducidos.
Este listado se puede acusar de inconsistente, al presentar para según que temas muchos menos conceptos que para otros a priori semejantes, como puedan ser el de consolidación y el del agua en el terreno. Pero hay que tener en cuenta la dificultad de encontrar un nivel de definición de los conceptos oportuno para lograr con ellos representar el contenido de los libros analizados y tener una herramienta con la que definir el contenido del futuro libro, previamente a su redacción y de forma que asegure el no dejarse ningún aspecto importante y de objetividad a la elección de contenidos. Además, cabe mencionar, que la confección de esta lista es fruto de un proceso iterativo, en el que el análisis de nuevos libros ha requerido ampliar la lista y/o
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desdoblar, en dos o más, un contenido listado previamente ya que en el nuevo libro se estudiaba con menos o más detalle.
5.2.2 Elección de los contenidos En el capítulo anterior se justifica, apoyándose en toda la información presentada en los capítulos 2 y 3, la exigencia de incluir en un texto de geotecnia destinado a ingenieros civiles una primera parte con todos los contenidos de mecánica de suelos necesarios para la comprensión de los fundamentos de los procesos de cálculo y formas de trabajo de las cimentaciones, de las estructuras de contención, de los taludes y de los procesos más habituales de mejora del terreno incluida la compactación, además de incluir una segunda parte dedicada a abordar las explicaciones de ingeniería del terreno específicas de las obras mencionadas y del reconocimiento del terreno, como mínimo. Respecto a la primera parte de mecánica de suelos, del listado anterior los contenidos candidatos a formar parte de ella son los agrupados bajo los siguientes nombres: • • • • • •
Conceptos básicos de mecánica de medios continuos. Comportamiento tensión - deformación, suelo saturado. Análisis global del terreno. El agua en el terreno. Consolidación. Comportamiento tensión-deformación, suelo no saturado.
Son muchos los autores que han hecho reflexiones sobre los contenidos de un curso de mecánica de suelos para ingenieros, una de las más conocidas es la que hizo John Burland en la Conferencia Europea de Dublín, en 1987 (Burland, 1987). Él identificaba cuatro aspectos que debían considerarse en cualquier proyecto geotécnico: • La necesidad de entender la geología y la variabilidad del terreno (“ground profile”). • El comportamiento constitutivo del suelo afectado por el proyecto (“soil behaviour”). • La importancia de conocer las herramientas y técnicas matemáticas y numéricas necesarias para analizar el problema (“applied mechanics”). • El empirismo y la experiencia bien adquirida. Burland denominaba a los tres primeros factores “The Soil Mechanics triangle”, y colocaba la experiencia en el centro de dicho triángulo. En su conferencia, Burland presentó lo que denominó “elementos de un curso básico de Mecánica de Suelo”. Una reproducción del esquema que expuso se incluye aquí en la figura 5.1. Puede observarse que presentó el triángulo indicado colocando en cada vértice aquellos puntos del programa de la asignatura que le corresponden. El trabajo de Burland permite justificar la inclusión en el futuro libro de la mayoría de los contenidos de mecánica de suelos presentados en el listado anterior. Por ello simplemente se justifica, de forma específica, la inclusión en él de los contenidos referentes a los modelos de estado crítico y los referentes a mecánica de suelos no
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saturados. Los primeros porque, pese a incluirse en la propuesta de Burland, son muy pocos los libros y temarios que los recogen, a diferencia del resto de contenidos, por lo que conviene especificar los motivos de su inclusión, y los segundos por no estar incluidos en los trabajos de Burland: • Se considera importante incluir en el futuro libro los modelos de estado crítico porque son especialmente útiles para entender el comportamiento tensodeformacional del suelo, tradicionalmente presentado como algo heurístico y basado en una lista de ensayos tipo, muy difícil de entender. Otra razón es que cada día son más frecuentes los programas de ordenador que los incorporan y el uso de dichos programas sin una formación mínima en este tipo de modelos es muy peligroso, ya que no permite al usuario interpretar los resultados del cálculo. Por último conviene recordar la ausencia, entre los libros analizados, de textos en lengua castellana que aborden estos contenidos. Pero no debe pensarse, bajo ningún concepto, que la explicación de los modelos de estado crítico es incompatible con lo que se podría denominar mecánica de suelos tradicional. La explicación de ésta es necesaria porque todavía se emplean sus contenidos y porque sirven para evitar el riesgo, que implica la explicación de los modelos anteriores, de alejar al alumno de la práctica habitual, más intuitiva, de la geotecnia.
Figura 5.1 Elementos de un curso básico de mecánica de suelos (Burland, 1987)
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• Es fundamental en las latitudes en las que vivimos que el futuro libro haga referencia
a la mecánica de suelos no saturados, ya que la mayoría de los suelos que encuentran los ingenieros están no saturados en su estado natural. Así, aparte de unas nociones del comportamiento de los suelos no saturados, también conviene explicar claramente cuando son aplicables en ellos, al dejar del lado de la seguridad, las teorías específicas de suelos saturados, y cuando no. Por último para finalizar la justificación de los contenidos de mecánica de suelos en el futuro libro, a continuación se especifican aquellos que no requieren ser incluidos en el futuro libro y las razones de ello: • De los contenidos agrupados bajo la denominación de conceptos básicos de mecánica de medios continuos se considera oportuno explicarlos todos, ya que son necesarios para entender las explicaciones referentes al comportamiento tenso-deformacional de los suelos, excepto el llamado “Viscosidad y viscoelasticidad” (34) ya que su aplicabilidad en ellas es nula. • La explicación de la “Realización de un ensayo triaxial” (51) no aporta ninguna información necesaria a la formación de un ingeniero civil, siendo más bien propia de manuales de laboratorio, por ello no se considera oportuno su inclusión en un libro de geotecnia para ingenieros civiles. • Las explicaciones de los aparatos “Triaxiales verdaderos” (72) no se consideran necesarias, en primer lugar porque no se emplean resultados de éstos en las explicaciones del comportamiento tenso-deformacional de los suelos y en segundo lugar porque los aparatos de este tipo existentes en la actualidad son prototipos y su uso todavía está muy lejos de generalizarse, incluso en el ámbito de la investigación. • Los siguientes conceptos pertenecientes al conjunto llamado “Comportamiento tensión – deformación, suelo saturado” no aportan información de utilidad al entendimiento general del comportamiento mecánico del terreno, ya que su explicación se basa en el desarrollo de toda una casuística específica, por ello más que incluir su explicación simplemente se deben comentar algunos aspectos para que el lector sea consciente de ellos pero sin darles más importancia. Estos contenidos son “Efectos de la anisotropía” (73), “Evolución tensional de un suelo según su proceso de formación” (77) y “El método de las trayectorias de tensiones”(79). • Los conceptos de “Hidráulica de pozos” (110), “Rebajamiento del nivel freático” (115) y “Electroósmosis” (116) son conceptos de carácter práctico que su explicación en detalle distorsionaría el carácter generalista de la parte de mecánica de suelos. Simplemente se puede hacer mención a ellos a través de ejemplos. • Los siguientes contenidos no son necesarios incluirlos ya que la información que proporciona su explicación se solapa con la de otros contenidos, no aportando ninguna información adicional de interés para alcanzar los objetivos de la parte de mecánica de suelos. Éstos son “La presentación de resultados de corte directo” (47) del grupo de comportamiento tensión deformación y “Otras teorías
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unidimensionales” (122) y “Otros ensayos de consolidación” (126) del grupo de consolidación. Definidos todos los contenidos necesarios a incluir en la parte del futuro libro de mecánica de suelos a continuación se expone la elección de los referentes a la parte de ingeniería geotécnia. Del listado general de contenidos los candidatos a formar parte de esta parte son los agrupados bajo los siguientes nombres: • • • • • • • • • •
Reconocimiento del terreno. Taludes e inestabilidad de laderas. Cimentaciones superficiales. Cimentaciones semiprofundas. Cimentaciones profundas. Cimentaciones especiales. Empuje de tierras. Estructuras de contención rígidas. Estructuras de contención flexibles. Otros estudios geotécnicos.
En los capítulos anteriores se ha justificado la necesidad por parte de los ingenieros civiles de saber planificar un reconocimiento del terreno y conocer, como mínimo, la metodología del proyecto de cimentaciones, de las estructuras de contención, de los taludes y de los procesos de mejora del terreno, además de las herramientas de cálculo para realizar esos proyectos hasta un cierto nivel de complejidad, definir el cual es prácticamente imposible. Pero estos contenidos, que coinciden con los reclamados por los profesionales, representan el mínimo a explicar ya que simplemente son los más habituales y que aparecen en casi todos los campos de la ingeniería civil, pero a partir de ellos, como se ha visto, el resto de explicaciones que se puedan incorporar de ingeniería geotécnica, por su carácter aplicado, siempre son bien recibidas. Por todo ello es justificable incluir en el futuro libro, que tiene vocación de ser útil para los profesionales, cuantos más contenidos de ingeniería geotécnia mejor. Por todo ello se ha considerado oportuno incluir la mayoría de los contenidos del listado general, sólo unos pocos han sido desechados por ser, en general, demasiado específicos y escaparse del ámbito de un libro generalista. A continuación se presentan estos contenidos y las razones por las que se ha considerado correcta su ausencia en el futuro libro: • Los contenidos titulados “Cimentaciones sometidas a efectos dinámicos” (191) junto con el de “Estudios de cargas dinámicas” (243) y los de “Excavaciones en roca. Voladura” (232) y “Obras subterráneas” (238) representan unos campos de la ingeniería del terreno con una metodología de trabajo propia, muy empírica y prácticamente independiente de la geotecnia, aunque evidentemente forman parte de ella. Por todo ello se ha considera no incluirlos. • Los contenidos “Ataguías celulares” (233), “Presas” (239), “Silos” (240), “Obras marítimas” (241) y “Terramecánica” (242) son temáticas específicas de utilidad para un porcentaje reducido de ingenieros lo que justifica perfectamente su ausencia en un libro generalista.
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• Los conceptos que representa el contenido “Geotecnia de carreteras” (235) no son necesarios incluirlos en un libro con los objetivos planteados, en primer lugar y desde el punto de vista docente, porque son abordados por asignaturas específicas y, en segundo lugar y desde el punto de vista profesional, porque existen muchos libros que los tratan de forma adecuada para los profesionales, como el libro de KraemerMorilla-Rocci (1992). • Las explicaciones sobre los “Modelos reducidos” (245), como en el caso de los “Triaxiales verdaderos” (72), no es se consideran necesarias ya que los resultados de estos ensayos no son útiles en ninguna explicación del futuro libro y porque el uso de éstos está muy lejos de generalizarse. Definidos los conceptos de mecánica de suelos y de ingeniería geotécnia del listado general a incluir en un libro de geotecnia para ingeniería civil, queda por decidir la necesidad o no de incluir los conceptos agrupados en el listado general de contenidos bajo el nombre de “Temas preliminares” y “Propiedades y clasificación de los suelos”, estos últimos considerados propios de la mecánica de suelos por algunos autores. Todos estos contenidos se pueden dividir en tres, los primeros presentan la geotecnia y los problemas ingenieriles que se pueden resolver con ella, los segundos explican los procesos de formación de los suelos y su composición mineralógica y los terceros presentan el suelo desde una óptica más ingenieril, por ejemplo a través de la definición de los parámetros de relación entre fases o los sistemas de clasificación. La inclusión de los primeros es necesaria ya que son ideales para iniciar el libro, pues, aparte de servir como la introducción necesaria en todo libro, pueden ayudar a motivar el estudio de esta materia. Los segundos es necesario incluirlos sobre todo pensando en la utilidad docente del libro, debido a que sirven de vínculo con las enseñanzas de geología recibidas con anterioridad a las de geotecnia en la mayoría de planes de estudio de las titulaciones relacionadas con la ingeniería civil, tal como se ha visto en el capítulo 2. Y los terceros, evidentemente, son necesarios porque en ellos se presentan aspectos fundamentales para el desarrollo posterior de las explicaciones de mecánica de suelos e ingeniería geotécnica, como los tipos de suelos y las propiedades a través de las que se definen éstos. Hasta el momento se han definido todos los conceptos a incluir en el libro en función del listado confeccionado a partir de los libros existentes, pero existe la necesidad de generar nuevos conceptos si se quieren cumplir todos los condicionantes explicados en el capítulo anterior y en el apartado introductorio de éste. Estos nuevos contenidos son los siguientes: • Para verificar la necesidad de incluir explicaciones relativas a la aplicación de los métodos numéricos aplicados a la geotecnia se considera oportuno añadir los siguientes conceptos, como extensión del existente en el listado anterior denominado “Métodos numéricos en la geotecnia” (244): -
Aplicación de los modelos de estado crítico a través de los métodos numéricos. Aplicación de los métodos numéricos al cálculo de cimentaciones superficiales. Aplicación de los métodos numéricos al cálculo de muros. Aplicación de los métodos numéricos al cálculo de pantallas.
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- Aplicación de los métodos numéricos al cálculo de taludes. • Un texto docente debe permitir o debe lograr que el lector diferencie (consciente o inconscientemente) aquellos conceptos que deben permanecer en su mente con el tiempo, de los aspectos accesorios que pueden ser consultados en cualquier momento. Para ello una técnica, aparte de hacer referencias a ejemplos reales, es presentar bien los objetivos de cada capítulo o bloque de capítulos y presentar apartados resumen. Para alcanzar este objetivo se han incluido los siguientes conceptos: Justificación de centrar las explicaciones en suelos saturados. Planteamiento general del problema del análisis global. Función de las cimentaciones y condiciones límite a cumplir. Procedimiento general y factores condicionantes del proyecto de cimentaciones. Función de las estructuras de contención y nomenclatura básica. Procedimiento general y factores condicionantes del proyecto de estructuras de contención. - Metodología general del proyecto geotécnico.
-
• Los contenidos “Cimentaciones sobre terrenos expansivos o colapsables” (189) y “Cimentaciones sobre rellenos” (190) se ha considerado necesario ampliarlos para recoger la problemática de estos suelos no tan solo al recibir estructuras de cimentación sino de contención también. Por ello se han definido dos nuevos contenidos que los sustituyen, denominados “Cimentación y contención en terrenos expansivos y colapsables” y “Cimentación y contención en rellenos”. • En los libros analizados las explicaciones relativas a taludes se centran en los métodos de cálculo, en el futuro libro se cree necesario enmarcar éstos dentro del proceso del proyecto de esta estructura geotécnica, por ello se han definido los siguientes contenidos: - Procedimiento general y factores condicionantes del proyecto de taludes. - Metodología del proyecto de taludes. - Corrección de taludes inestables.
Como se puede observar no se han definido nuevos contenidos que representen la ampliación de los campos de la geotecnia comentada en el capítulo 1 y en la introducción de éste, como la denominada geotecnia medio-ambiental. Esto es debido a que este acontecimiento es mejor tratarlo directamente al definir geotecnia y posteriormente ilustrarlo, en la medida de lo posible, a través de ejemplos en otros temas. Por ejemplo, con relación a los depósitos de residuos sólidos urbanos con barreras arcillosas se pueden hacer ejemplos en los capítulos en que se explique la mineralogía de las arcillas, el flujo de agua, la estabilidad de taludes y los asientos, ya que en su diseño existen aspectos geotécnicos relacionados con estos temas (Torremorell, 1999). Los ejemplos que se empleen a lo largo del futuro libro a parte de servir en la tarea anterior (presentar los nuevos campos de actuación de la geotecnia), también deben recoger la sensibilidad sobre la protección del medio ambiente existente hoy en día, ya
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que el respeto al medio ambiente está cobrando cada vez más importancia en el trabajo diario del ingeniero y universidades como la Universitat Politècnica de Catalunya han decido recoger esta sensibilidad mejorando sus planes de estudio (UPC, 1998). Algunos problemas medioambientales que pueden ser tratados en los ejemplos del futuro libro son los siguientes: - Selección de soluciones basadas en consideraciones medioambientales. - Optimización medioambiental de estructuras geotécnicas (consumo de recursos,
impacto producido). - Muros: impacto visual, desniveles peligrosos para personas y animales, búsqueda
de soluciones más integradas, etc. - Pantallas: distorsión del flujo de agua subterránea, rebajamiento de niveles
piezométricos combinados con pantallas para reducir la necesidad de bombeos. - Rebajamiento del nivel freático o piezométrico mediante bombas como medida
temporal, nunca definitiva. - Mejora del terreno en zonas de antiguos vertederos. - En mejoras del terreno no utilización de aditivos o fluidos que puedan ser contaminantes. De esta forma quedan completamente definidos los contenidos a incluir directamente e indirectamente, a través de ejemplos, en el futuro libro, destinado a la docencia de la geotecnia en las escuelas de ingeniería civil y de utilidad a los profesionales de este campo.
5.3 Orden de los contenidos 5.3.1 Experiencias en los textos existentes En este apartado se resumen las diferentes alternativas de ordenamiento observadas en la bibliografía existente descubiertas a través del análisis de ésta, anejo VI, junto con sus virtudes y defectos. Esta información sirve de argumento en el siguiente apartado en la determinación del orden del futuro libro. En el capítulo anterior, de esas alternativas de ordenamiento, se han presentado los tres modelos de ordenamiento general existentes en la bibliografía analizada y sólo uno cumplía los requisitos necesarios para libros destinados a ingeniería civil, como el futuro libro. Éste era un modelo basado en tres partes, la primera en la que se presenta la disciplina geotécnica y su material de estudio, la segunda en la que se tratan todos los temas de mecánica de suelos y la tercera en la que se hace lo mismo con los de ingeniería geotécnica. A continuación se resumen las diferentes alternativas observadas en los libros analizados en cuanto al ordenamiento de cada una de estas partes y de la transición entre las dos últimas, junto con las ventajas y los inconvenientes de cada una. En el bloque destinado a tema preliminares la mayoría de autores presentan en primer lugar la materia de la que trata el libro y le da título, dentro de esta explicación evidentemente es necesario definir suelo, aunque sea de forma somera. Aquellos que
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desarrollan una breve de la evolución de esa materia y presentan ejemplos reales de su aplicabilidad lo hacen a continuación. Una vez presentada la disciplina y su utilidad describen más concretamente su material de estudio, el suelo. En primer lugar, desde una óptica más geológica, definiendo sus procesos de formación y su clasificación según éstos. Y, en segundo lugar desde una óptica ingenieril, a través de la explicación de los parámetros de relación entre fases, la granulometría, los límites de Atterberg y los sistemas de clasificación según estos últimos parámetros. Dentro del orden perfectamente establecido y seguido por la mayoría de autores, existe un grupo de contenidos con los que no existe unanimidad sobre su situación, son los referentes a la mineralogía de las arcillas y a las fuerzas físico-químicas actuantes entre las partículas de arcilla. Básicamente en los libros en que se tratan se observan tres alternativas en su situación, la primera en capítulos dedicados a la formación de los suelos y su composición, en los que se abordan junto con la formación de los suelos y la clasificación según ésta. La segunda opción es junto con las explicaciones relativas a los límites de Atterberg y la tercera, que sólo la emplean aquellos autores que tratan con mucha profundidad estos contenidos, consiste en generar con ellos un capítulo y situarlo al final de los capítulos introductorios. El bloque destinado a mecánica de suelos, tal como se han presentado en el apartado anterior, aborda los siguientes temas: • • • • • •
Conceptos básicos de mecánica de medios continuos. Comportamiento tensión - deformación, suelo saturado. Análisis global del terreno. El agua en el terreno. Consolidación. Comportamiento tensión - deformación, suelo no saturado.
El ordenamiento de estos grupos de contenidos no es nada fácil, en especial la posición relativa entre las explicaciones del agua en el terreno, las de consolidación y las de comportamiento tensión-deformación en suelo saturado, y concretamente dentro de este último grupo hay que diferenciar entre la explicación del principio de tensiones efectivas y el resto, como se verá más adelante. El resto de temas su situación no es tan problemática: • Conceptos básicos de mecánica de medios continuos. Estos contenidos los autores los introducen a medida que los requieren, así aparecen junto con las explicaciones del comportamiento tensión – deformación del suelo saturado. • Análisis global del terreno. Los contenidos de este tema, como en el caso anterior, los autores no los constituyen como un bloque, por si solos, dentro del de mecánica de suelos. Normalmente se sitúan en el caso de comportamiento en servicio junto con el estudio tensióndeformación de los suelos y el comportamiento global en rotura junto con los temas de ingeniería geotécnica. Así que como bloque no se puede discutir su situación.
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• Comportamiento tensión - deformación, suelo no saturado. De los libros analizados con un ordenamiento general adaptado a las necesidades de la ingeniería civil sólo dos abordan contenidos de este tema, y lo hacen sin ir más allá de la compactación. Ello les permite situarlos fuera del bloque de mecánica de suelos, uno lo hace en la parte de ingeniería geotécnica en un capítulo dedicado a la geotecnia aplicada a la construcción de carreteras y el otro en los temas preliminares junto con los parámetros de relación entre fases. A continuación se exponen los factores a tener en cuenta en el ordenamiento de las explicaciones relativas al principio de tensiones efectivas, el resto de contenidos sobre el comportamiento tensión-deformación de suelos saturados, el agua en el terreno y la consolidación. Los siguientes factores responden a una lógica rigurosa, buscando aquella situación ideal en la que cada apartado incluye la materia relativa a la misma temática, basada en definiciones y conceptos previamente explicados, pero como se verá todos no se pueden satisfacer a la vez. Estos factores son: • El principio de tensiones efectivas debería explicarse en el capítulo dedicado al comportamiento mecánico del suelo, por ser su base. • El flujo de agua en el terreno debe explicarse previamente a la consolidación, ya que para formular esta última se requieren conocimientos de flujo. • El capítulo dedicado al fenómeno de la consolidación debe presentarse al finalizar el de comportamiento mecánico del terreno saturado, ya que en él se requieren conocimientos de éste y es su continuación natural, ya que se puede ver como la introducción de la variable tiempo al estudio deformacional de los suelos acoplando el flujo a la deformación. • El principio de tensiones efectivas debe explicarse con anterioridad al flujo de agua, para poder comprender parte de la necesidad del estudio del flujo en el terreno (concretamente el cálculo de las presiones intersticiales) y poder explicar correcta y fácilmente el fenómeno del sifonamiento. El no poder satisfacer todas estas condiciones a la vez, hace que la mayoría de autores ordenen los cuatro grupos de forma diferente. Si prescindimos de dónde se colocan los conceptos relacionados con el principio de tensiones efectivas la mayoría de autores explica en primer lugar el flujo de agua en el suelo, posteriormente el comportamiento mecánico de los suelos y por último la consolidación. Este orden está, en principio, de acuerdo con los cuatro factores antes desarrollados y sólo dos autores presentan alternativas a él, ambos con inconvenientes. Atkinson (1993) explica en primer lugar comportamiento mecánico de los suelos, luego consolidación y por último flujo de agua en el terreno, este orden no es positivo ya que requiere adelantar conceptos propios del tema de flujo en el tema de consolidación. La otra alternativa es la presentada por Iglesias (1999) que consiste en desarrollar tras el comportamiento mecánico de los suelos el flujo de agua y, posteriormente, la consolidación, el defecto de esta ordenación es separar el tema de consolidación del de comportamiento mecánico del suelo.
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Dentro de la forma presentada por la mayoría de los autores que es la más adecuada (flujo → comportamiento mecánico → consolidación), existen diferentes formas de introducir en ella el principio de tensiones efectivas, básicamente se han detectado tres: • Una primera opción es incluir el principio de tensiones efectivas en el capítulo dedicado al flujo de agua en el terreno. Ésta presenta el inconveniente que lo aleja de su situación natural con los capítulos dedicados al comportamiento mecánico del terreno. Un segundo problema es que el hecho que aparezca en el interior de un capítulo dedicado al agua en el terreno, quizá haga que el lector no preste suficientemente importancia al principio básico de la mecánica de suelos. • La segunda opción es la de incluirlo en los capítulos dedicados al comportamiento mecánico de los suelos. Esto hace, como se explicaba anteriormente, que no se comprenda parte de la necesidad del estudio del flujo de agua en el terreno (concretamente el cálculo de las presiones intersticiales) y dificulta la explicación del fenómeno del sifonamiento, al desarrollarse el capítulo de flujo antes que la explicación del principio de tensiones efectivas. • La última posibilidad es anteponer al tema de flujo uno dedicado al principio de tensiones efectivas, junto con explicaciones relativas al cálculo de tensiones y otras características importantes y diferenciales del comportamiento mecánico del suelo. Ésta parece la solución correcta, ya que su único problema es alejar las explicaciones del principio de tensiones efectivas de los temas dedicados al comportamiento mecánico de los suelos, pero lo hace dándole mucha importancia a su explicación. Dentro del análisis de las diferentes formas de llevar a la práctica el ordenamiento más habitual de las explicaciones correspondientes al flujo de agua en el terreno, el comportamiento mecánico del suelo y la consolidación, que se trata precisamente del mismo orden en el que se acaban de presentar los tres temas, debe estudiarse cómo se tratan las explicaciones de la consolidación. Existen básicamente dos formas de hacerlo, incluyéndolas en el tema del comportamiento mecánico de los suelos, junto el desarrollo del comportamiento del suelo bajo compresión confinada, o en un tema a parte. De ambas posibilidades evidentemente es mucho mejor la segunda, pues la primera resta generalidad a un tema tan importante como la consolidación, e incluso puede hacer que el lector entienda como una misma teoría el modelo de comportamiento bajo compresión confinada y la propia teoría de la consolidación, incluso llegando a confundir su aparato matemático. Presentadas las diferentes opciones de ordenar los contenidos dentro del bloque de mecánica de suelos y antes de hacer lo mismo con las del bloque de ingeniería geotécnica, se presentan las diferentes posibilidades de realizar la transición entre ambos bloques. Los libros analizados presentan tres formas de realizarla, éstas corresponden al empleo de tres temas diferentes (empuje de tierras y estructuras de contención, taludes y reconocimiento del terreno). A continuación se presentan en qué casos y qué virtudes y defectos presentan cada una de estas opciones:
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• Empuje de tierras y estructuras de contención. En los libros que plantean esta opción, el capítulo que cierra la parte de mecánica de suelos trata temas de resistencia del terreno, así la transición se desarrolla en términos de la explicación de los empujes del terreno, tema situado en la frontera, considerado por muchos como propio de la mecánica de suelos por ser un aspecto concreto del comportamiento global del terreno en rotura y por otros de ingeniería del terreno por ser un aspecto aplicado al cálculo de un tipo de estructura geotécnica. • Taludes. Las dos obras que utilizan este tema como transición finalizan la parte dedicada de mecánica de suelos con el desarrollo de contenidos de análisis global. Así en ambos casos el tema de taludes, que puede considerarse una aplicación concreta de aspectos de rotura global del terreno, se presenta como una continuación natural a los temas de mecánica de suelos desarrollados por estas obras. • Reconocimiento del terreno. En este caso, a diferencia de los anteriores, este tema no da una continuidad a las explicaciones de mecánica de suelos, pero presenta dos virtudes, en primer lugar el iniciar el bloque de ingeniería geotécnica con el mismo tema con el que se inician los proyectos de ingeniería del terreno y, en segundo lugar, el permitir repasar aspectos fundamentales del comportamiento del terreno a medida que se explican los ensayos in situ con los que se obtienen los parámetros de proyecto. Además, iniciar con este tema los desarrollos de ingeniería geotécnica es una forma muy clara de mostrar las diferencias entre el enfoque más científico de los temas de mecánica de suelos del enfoque más técnico de éstos, como por ejemplo a través de una breve comparación entre los ensayos in situ y los de laboratorio. Aparte de estas tres formas de realizar la transición entre los temas de mecánica de suelos y los de ingeniería geotécnica, seguidas por más de un autor de los analizados, en la obra dirigida por J.A. Jiménez Salas (Jiménez et al., 1971-1980) se plantea una forma diferente muy original. Ésta consiste en interponer un capítulo, dedicado a la explicación de los conceptos de factor de seguridad y análisis de estabilidad a corto y a largo plazo, entre el último capítulo propiamente de mecánica de suelos, dedicado a la consolidación, y el primero de ingeniería geotécnica en el que se desarrollan los fenómenos de inestabilidad de taludes. Las explicaciones relativas al factor de seguridad son una buena idea para romper con el enfoque más científico de la parte de mecánica de suelos e introducir la orientación más técnica de las explicaciones de ingeniería geotécnica. Al igual sucede con el estudio del análisis de estabilidad a corto y largo plazo, además éste es un tema ligado a explicaciones de mecánica de suelos, de difícil comprensión y muy importantes, por todo ello es muy adecuado dedicarle unas explicaciones específicas a él. Antes de presentar las diferentes formas de ordenar los temas de ingeniería geotécnica, a continuación se muestras cuáles son éstos, tal como se han presentado en el apartado anterior:
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• • • • • • • • • •
Reconocimiento del terreno. Cimentaciones superficiales. Cimentaciones semiprofundas. Cimentaciones profundas. Cimentaciones especiales. Taludes e inestabilidad de laderas. Empuje de tierras. Estructuras de contención rígidas. Estructuras de contención flexibles. Otros estudios geotécnicos.
Pero para al estudio de su ordenamiento se puede resumir en los siguientes: • • • • •
Reconocimiento del terreno. Cimentaciones: superficiales, semiprofundas, profundas y especiales. Taludes e inestabilidad de laderas. Estructuras de contención: empuje de tierras, muros y pantallas. Otros estudios geotécnicos.
En el ordenamiento de estos conjuntos de contenidos la mayoría de autores coinciden en presentar los temas de taludes junto con los de estructuras de contención, bien antes o después, y en presentar aquellos apartados que incluye el título “Otros estudios geotécnicos”, como mejora del terreno o instrumentación, al final del bloque. Habiendo diferencias en las posiciones relativas entre las explicaciones de taludes y las de estructuras de contención, entre los temas de cimentaciones y los de estructuras de contención junto las de taludes y entre colocar al inicio o al final el tema reconocimiento del terreno. Estas posiciones alternativas se analizan a continuación: • Posición relativa entre las explicaciones de taludes y estructuras de contención. Pocos son los aspectos que pueden hacer decidir el orden más conveniente entre estos dos temas. Uno de éstos es la inclusión en las comprobaciones de cálculo de estructuras de contención de la rotura global, para cuya realización se emplean las herramientas de cálculo propias de taludes. Así teniendo en cuenta este aspecto, y sin entrar en consideraciones sobre el tema antecedente y el precedente a estos dos, parece mejor situar en primer lugar el tema de taludes al de estructuras de contención. • Posición relativa entre los temas de cimentaciones y los de estructuras de contención junto los de taludes. Al tratarse de temas muy independientes, de nuevo, existen pocos factores que ayuden a decidir objetivamente cual de los dos debe explicarse primero. Uno de éstos es que el cálculo de estructuras de contención requiere la comprobación de hundimiento que se explica en el capítulo de cimentaciones superficiales, así parece lógico colocar en primer lugar los capítulos dedicados a las cimentaciones.
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• Colocación al inicio o al final del tema reconocimiento del terreno. Anteriormente se han presentado dos ventajas de iniciar el bloque de ingeniería geotécnica con el tema de reconocimiento. Además de ellas, su situación en primer lugar permite en los temas referidos a estructuras geotécnicas desarrollar los métodos de cálculo basado en los ensayos in situ, ya que estos han sido explicados con anterioridad. La situación al final del bloque solamente tiene un punto a favor, que permite conocer al desarrollar los temas de planificación del reconocimiento los diferentes parámetros que requieren para su cálculo las estructuras geotécnicas.
5.3.2 Elección del orden Presentadas en el apartado anterior las diferentes alternativas de ordenamiento observadas en los libros analizados, a continuación se expone y justifica la opción adoptada para el futuro libro, en la que evidentemente se han tenido en cuenta todos los condicionantes presentados a lo largo de los capítulos y apartados anteriores. Respecto al ordenamiento general como ya se ha explicado anteriormente, por ser el único modelo que se ajusta a las necesidades del futuro libro, se opta por un ordenamiento basado en tres partes en el que la primera se dedica a temas preliminares o introductorios, la segunda a todos los contenidos de mecánica de suelos y la tercera a los de ingeniería geotécnica. En la primera parte del libro, temas preliminares, se presenta un orden como el de la mayoría de los autores analizados y estructurado en tres capítulos: 1. Introducción a la geotecnia. Definición de geotecnia, mecánica de suelos e ingeniería geotecnia, breve repaso de la historia de estas materias y explicación de algunos problemas plantados en ellas. 2. Formación y composición de los suelos. Formación de los suelos, clasificación de los suelos según ésta y mineralogía de las arcillas. 3. Propiedades básicas de los suelos. Identificación y clasificación. Parámetros de relación entre fases, granulometría, límites de Atterberg y clasificación de los suelos según estos parámetros. En esta primera parte el tema más conflictivo, mineralogía de las arcillas, se presenta junto con las explicaciones de formación de los suelos, de esta manera en un solo capítulo se presenta la descripción del suelo desde el punto de vista geológico en todas sus escalas. Este capítulo, cuando el futuro libro se utilice en docencia, servirá para enlazar las explicaciones de geotecnia con las de geología recibidas anteriormente. Para la segunda parte, mecánica de suelos, se opta por un orden, que se inicia con la explicación del principio de tensiones efectivas y de la descripción cualitativa de los
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fenómenos más característicos y diferenciales del comportamiento mecánico de los suelos, para posteriormente desarrollar las explicaciones del flujo de agua en el terreno y luego volver al comportamiento mecánico de los suelos saturados, pero ya no de forma introductoria sino con toda la profundidad requerida, finalizando estas explicaciones con el desarrollo en detalle de la consolidación, la parte finaliza con una introducción a la mecánica de suelos no saturados. Concretamente, todas estas explicaciones se han estructurado en los siguientes siete capítulos: 4. Introducción al comportamiento mecánica de los suelos. Principio de tensiones efectivas, concepto de proceso drenado, no drenado y consolidación, justificación de priorizar el estudio del suelo saturado. 5. Flujo de agua en el terreno. Altura piezométrica, ecuación del movimiento, ley de Darcy, fuerzas de filtración, redes de flujo. 6. Comportamiento mecánico del suelo saturado I. Técnicas experimentales. Descripción de los ensayos geotécnicos más habituales de deformación y resistencia (edómetro, triaxial, corte directo, corte simple). 7. Comportamiento mecánico del suelo saturado II. Relaciones tensión-deformación y estados de rotura. Compresión confinada, procesos drenados y no drenados, comportamiento cualitativo de arenas y arcillas en procesos de corte, presiones intersticiales, resistencia y criterio de rotura (Mohr-Coulomb) y resistencia al corte sin drenaje. 8. Comportamiento mecánico del suelos saturado III. Modelos de estado crítico. Desarrollo de los modelos de estado crítico a partir de la presentación de resultados de laboratorio. 9. Análisis global. Planteamiento general del estudio de una masa de suelo sometido a un estado general de acciones, casos particulares de análisis en servicio (comportamiento elástico) y casos particulares de análisis en rotura (estados de Rankine, teoremas de colapso plástico, equilibrio límite). 10. Consolidación. Tratamiento matemático del acoplamiento entre el flujo y la deformación. 11. Mecánica de suelos no saturados. Aspectos diferenciales y básicos del comportamiento de suelos no saturados (tensión efectiva, succión, colapso, hinchamiento, compresibilidad, resistencia al esfuerzo cortante). Como se puede ver el orden escogido entre las explicaciones relativas al comportamiento mecánico de los suelos excepto el principio de tensiones efectivas, al flujo de agua y a la consolidación respeta todas las condiciones de ordenamiento presentadas en el apartado anterior para ellas. La forma de introducir el principio de
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tensiones efectivas en ese flujo de explicaciones, a través de un capítulo inicial en el que además de él se prevé realmente hacer una introducción al comportamiento mecánico del suelo explicando conceptos como el de carga drenada y no drenada, fenómenos como el de la consolidación y justificando el desarrollo con más profundidad del estudio del comportamiento del suelo saturado y no del no saturado, tiene tres virtudes. En primer lugar soluciona de una forma muy adecuada el problema en el ordenamiento del principio de tensiones efectivas, porque si bien se aleja de su lugar natural (junto el resto de explicaciones del comportamiento mecánico de los suelos) para anteponerlo al de flujo para entender la necesidad del estudio de éste, se le da suficiente entidad para que no parezca un tema secundario, como sucede cuando se explica en el interior de los capítulos dedicados a flujo. La segunda virtud de este capítulo es que facilita el seguimiento de los siguientes capítulos. Y la tercera virtud es que para aquellos lectores que no quieran profundizar en la mecánica de suelos y que únicamente desean leer los capítulos de ingeniería del geotécnica, la lectura de este capítulo presenta los mínimos conocimientos para leerlos sin problemas de entendimiento graves. Lo cual permite en cierta medida justificar la utilidad del futuro libro para arquitectos. El conjunto de explicaciones relativas al comportamiento tenso-deformacional de los suelos saturados, tras el capítulo de flujo, se ha decidido estructurar en cuatro capítulos. En el primero simplemente se presentan los aparatos y las técnicas de ensayo que permiten obtener los resultados con los que posteriormente se formularán modelos de comportamiento. En el segundo se presenta el análisis de los resultados de esos ensayos y los modelos que de ellos surgen a través del estudio desacoplado de la resistencia y la deformación. En el tercero se presenta a partir, también, de los resultados de laboratorio los modelos de estado crítico. Y en el último todos los modelos formulados para la probeta de laboratorio se trasladan a la masa de suelo. Evidentemente esta estructura y orden tienen alternativas. La estructura sigue las pautas marcadas en los capítulos anteriores de esta tesina, buscando la posibilidad de permitir diferentes niveles de lectura. Respecto al orden la única alternativa posible es explicar el comportamiento global junto con los modelos afines que representan el comportamiento de la probeta. La opción adoptada permite, al desarrollar todos los modelos de análisis global a la vez, hacerlo comenzando por un planteamiento general del problema y mostrando todos los métodos como una simplificación de éste, esto enriquece el aprendizaje, y permite un enfoque mucho más didáctico, porque facilita la observación de los defectos de cada método y por tanto sus posibilidades de utilización. La explicación del modelado del fenómeno de la consolidación tras los capítulos anteriores, pretende solucionar dos problemas detectados en el aprendizaje de alumnos a través de temarios de geotecnia en los que se desarrolla junto con los temas de deformación. Estos problemas son las dificultades de los alumnos para entender la situación inicial cuando la carga no es extensa y la dualidad drenado / no drenado. Explicada la segunda parte y más problemática de ordenar, a continuación se presenta el orden y la estructuración en capítulos escogida para la tercera parte, la más extensa, dedicada a los temas de ingeniería geotécnica:
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12. Reconocimiento del terreno Descripción de las técnicas de reconocimiento y de los ensayos in situ. 13. Función y tipología de las cimentaciones Función de las cimentaciones, cimentaciones superficiales, semiprofundas y profundas. 14. Cimentaciones superficiales Tipología, presiones admisibles, carga de hundimiento, asientos. Particularidades de las cimentaciones semiprofundas. 15. Cimentaciones profundas Tipología y procesos constructivos, capacidad de carga y asientos del pilote aislado y del grupo de pilotes, acciones y fenómenos adicionales. 16. Función y tipologías de estructuras de contención Función de las estructuras de contención, muros y pantallas. 17. Empujes de tierras Cálculo del empuje de tierras pasivo, activo y en reposo. 18. Muros Tipología y procedimiento y métodos de cálculo. 19. Pantallas Tipología y procedimiento y métodos de cálculo. 20. Cimentación y contención en situaciones especiales Características diferenciales del cálculo de cimentaciones y estructuras de contención frente terrenos expansivos, colapsables y rellenos, y de puentes, edificios de gran altura y depósitos. 21. Taludes Procedimiento y métodos de cálculo. 22. Mejora del terreno Descripción de las técnicas de mejora más habituales y compactación. 23. Instrumentación Descripción de los aparatos más habituales y pautas de utilización. 24. El proyecto geotécnico Metodología del proyecto geotécnico y planificación del reconocimiento. Como se observa el tema elegido para abrir la parte de ingeniería geotécnica es el de reconocimiento del terreno, esta elección a pesar de las ventajas presentadas anteriormente se puede ver en ella el problema de no dar continuidad a las explicaciones de mecánica de suelos. Ello no es un defecto, sino que reafirma la voluntad de diferenciar claramente las tres partes del libro y permitir diferentes niveles de lectura, en
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este caso se busca la posibilidad de permitir una lectura de mínimos de las dos primeras partes y profunda de la tercera, dándole a ésta un cuerpo independiente donde evidentemente el capítulo introductorio más apropiado es el elegido. Las dualidades presentadas en el apartado anterior sobre el ordenamiento del resto de bloques se han solucionado de la siguiente manera: • Posición relativa entre los temas de cimentaciones y los de estructuras de contención. Tanto las cimentaciones como las estructuras de contención requieren la comprobación de hundimiento en su proyecto, pero como esta comprobación es más propia de cimentaciones se ha decidido colocar las explicaciones de éstas en primer lugar, para en los temas de estructuras de contención, al llegar a las explicaciones de esta comprobación, simplemente hacer referencia a los desarrollos anteriores. • Posición relativa entre las explicaciones de taludes y estructuras de contención. Las explicaciones de estructuras de contención se desarrollan tras las de cimentaciones, y se puede considerar que ambas conforman un bloque que finaliza con un capítulo dedicado a presentar las dificultades de proyectar estos elementos en situaciones especiales, especiales bien por la complejidad del terreno o bien por la de la propia estructura. Por ello las explicaciones de taludes se han colocado tras las estructuras de contención. • Colocación del tema reconocimiento del terreno al inicio o al final del bloque de ingeniería geotécnica. La única ventaja de colocar el capítulo de reconocimiento al final de la parte de ingeniería geotécnica es poder explicar mejor la planificación del reconocimiento pues ya se conocen las necesidades a la hora de proyectar los elementos geotécnicos estudiados. Pese a situar el capítulo de reconocimiento al principio del libro, ya que esta situación tiene muchas más ventajas que la anterior, se consigue presentar también la ventaja anterior (propia de la situación del reconocimiento al final), a través de mostrar todo lo concerniente a la planificación del reconocimiento al finalizar el libro en su último capítulo, dedicado a la recapitulación de todo lo visto mostrando la metodología del proyecto geotécnico. La existencia de este capítulo es una novedad más de las presentadas por el futuro libro. Tanto las explicaciones relativas a estructuras de contención como a cimentaciones, se han estructurado en series de tres capítulos. En el primero de ambas series se recogen las funciones y tipología de las estructuras a estudiar y en los dos siguientes capítulos ya se entra en detalle en el proyecto de cada tipo. Los dos capítulos iniciales, al igual que el último capítulo del libro dedicado al proyecto geotécnico, surgen al buscar un orden y estructura que ayude al entendimiento de las explicaciones. Concretamente se han creado ya que tanto la presentación de los objetivos de los temas como de la recapitulación de la materia desarrollada ayuda al lector al estudio de la materia y a diferenciar aquellos conceptos que deben permanecer en su mente con el tiempo de los aspectos accesorios que pueden ser consultados en cualquier momento.
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5.4 Propuesta de índice De acuerdo con los apartados 5.2 y 5.3 y como síntesis de los estudios mostrados en ellos, a continuación se presenta para cada capítulo los contenidos que se deben desarrollar en él y en el orden en el que se debe hacer, a modo de índice del futuro libro. Los contenidos presentados no coinciden con los del listado empleado en el apartado 5.2 para decidir los contenidos del futuro libro, se han reformulado para presentar mejor el talante que se quiere dar a las explicaciones, pero se hace referencia al listado a través de la numeración de sus contenidos, así se presenta para cada contenido el número o números de los contenido del listado que incluye. Además, a través de la reformulación de los contenidos se ha conseguido homogeneizar el grado de definición de éstos, ahora necesario para representar correctamente el contenido del futuro libro.
PARTE I. INTRODUCCIÓN Capítulo 1. Introducción a la geotecnia - Definición y alcance de la geotecnia, de la mecánica de suelos y de la ingeniería geotécnica (1) - Definición de suelo (5) - Repaso de la historia de la geotecnia (2) - Descripción de algunos problemas planteados en geotecnia (3)
Capítulo 2. Formación y composición de los suelos -
Definición de suelo y roca (5, 6, 7) Formación de los suelos (4, 8, 10) Clasificación de los suelos según su formación (9) Mineralogía de las arcillas (11) Fuerzas físico-químicas actuantes entre las partículas de arcilla (12)
Capítulo 3. Propiedades básicas de los suelos. Identificación y clasificación -
Parámetros de relación entre fases: definición, relaciones y obtención (17, 18) Granulometría: definición, clasificación de los suelos y obtención (13, 14) Forma de las partículas (16) Límites de Atterberg: definición y obtención (19, 20) Sistemas de clasificación de suelos (21) Textura de los suelos (15)
PARTE II. MECÁNICA DE SUELOS Capítulo 4. Introducción al comportamiento mecánico de los suelos -
Definición de tensión total y de presión intersticial (35) Definición de nivel freático (88) Principio de tensiones efectivas (36) Definición de K0 (37) Presión de preconsolidación y grado de sobreconsolidación (38) Estado tensional en terreno horizontal (39) Cambio de volumen y drenaje: conceptos de carga drenada, no drenada y consolidación (41, 117, 118) - Justificación de centrar las explicaciones en suelos saturados
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Capítulo 5. Flujo de agua en el terreno -
Altura piezométrica y nivel piezométrico (90, 91) Velocidad del agua y caudal unitario (89) Ley de Darcy: definición y validez (92, 93, 94) Obtención de la permeabilidad y representatividad de su valor (95, 96, 97, 98, 99, 100) Sifonamiento (109, 114) Ecuación de flujo: formulación (101) Ecuación de flujo: resolución, método gráfico (102, 103, 104, 105, 106, 107, 108) Capilaridad y flujo en suelos no saturados (111, 112, 113)
Capítulo 6. Comportamiento mecánico del suelo saturado I. Técnicas experimentales -
Descripción de los ensayos de carga (40) El ensayo edométrico (42) El ensayo triaxial (50) El ensayo de corte directo (46) Otros ensayos: corte anular, corte simple (48, 49)
Capítulo 7. Comportamiento mecánico del suelo saturado II. Relaciones tensión-deformación y estados de rotura -
Comportamiento del suelo frente compresión edométrica (43, 44) Obtención de la presión de consolidación (45) Resultados estándar de ensayos triaxiales e interpretación cualitativa (56, 57, 58) Estimación de la presión intersticial en procesos no drenados (67) Módulos de deformación (65, 75, 76) Definición y tipos de rotura (53) El criterio de rotura de Mohr-Coulomb (52, 54) La resistencia al corte sin drenaje (52, 55, 71, 78) Relaciones entre parámetros de identificación y de resistencia (74) Relación entre la situación drenada y no drenada, modelado y empleo de cada situación (70)
Capítulo 8. Comportamiento mecánico del suelo saturado III. Modelos de estado crítico -
Comportamiento del suelo frente compresión edométrica e isótropa (43, 44, 59, 60) Comportamiento de arcillas normalmente consolidadas: superficie de Roscoe (61, 62) Comportamiento de arcillas sobreconsolidadas: superficie de Hvorslev (63, 64) Comportamiento reversible. Cálculo de deformaciones elásticas (65) Comportamiento irreversible. Cálculo de deformaciones elasto-plásticas (66) El modelo Cam-clay (68) Estados de tensiones generales: generalización del comportamiento observado en condiciones triaxiales (69) - Introducción al comportamiento de arenas (80)
Capítulo 9. Análisis global -
Planteamiento general del problema Solución en deformaciones I: semiespacio de Boussinesq (81, 82) Solución en deformaciones II: coeficiente de balasto (83) Solución en rotura I: estados de Rankine (87) Solución en rotura II: método de las características (86)
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- Solución en rotura III: teoremas de colapso plástico (84) - Solución en rotura IV: equilibrio límite (85, 142, 143, 144) - Aplicación de los modelos de estado crítico a través de los métodos numéricos
Capítulo 10. Consolidación -
Fenómeno de la consolidación (117, 118) Teoría unidimensional de Terzaghi: formulación y resolución (119) Consolidación radial (121) Otros esquemas de consolidación (122) Coeficiente de consolidación (cv): determinación en el edómetro y variación de su valor (123, 124) - Consolidación secundaria (125)
Capítulo 11. Mecánica de suelos no saturados -
Colapso estructural en saturación bajo carga (132) Hinchamiento plástico en saturación bajo carga (133) Compresibilidad (134) Resistencia al esfuerzo cortante (135) Estructura de los suelos compactados (130)
PARTE III. INGENIERÍA GEOTÉCNICA Capítulo 12. Reconocimiento del terreno -
Obtención de la geología y morfología (136) Obtención de la estratigrafía (136) Obtención de muestras (136) Obtención de parámetros mecánicos (137) Obtención de parámetros hidráulicos (137)
Capítulo 13. Función y tipología de las cimentaciones -
Función de las cimentaciones Condiciones límites a cumplir por las cimentaciones Tipología de cimentaciones: superficiales, semiprofundas y profundas Procedimiento general y factores condicionantes del proyecto de cimentaciones
Capítulo 14. Cimentaciones superficiales -
Definición y tipología de cimentaciones superficiales (151) Metodología del proyecto de cimentaciones superficiales (152) Definición de tensión admisible (153) Dimensionamiento previo y distribución de tensiones en el plano de cimentación (154, 155) Cálculo de la presión de hundimiento (156, 157, 158, 159, 160) El factor de seguridad: valores, variaciones (161) Cálculo de asientos (163, 164, 165, 166, 167) Asientos admisibles (162) Aplicación de los métodos numéricos al cálculo de cimentaciones superficiales Particularidades del proyecto de otros tipos de cimentaciones superficiales (168, 169, 170) Particularidades del proyecto de cimentaciones semiprofundas (171, 172)
Capítulo 5. Pautas para la redacción de un nuevo libro de geotecnia para ingenieros civiles
Capítulo 15. Cimentaciones profundas -
Definición y tipología de cimentaciones profundas (173, 178) Descripción de los principales métodos constructivos de pilotes (174) Metodología del proyecto de pilotaje (175) Elección del tipo de pilote (176) Carga de hundimiento del pilote aislado: definición de componentes y cálculo de ellas (179, 180, 181, 183) Carga de hundimiento del grupo de pilotes (182) Distribución de cargas dentro del grupo (177, 178) Pruebas de carga (184) Cálculo de asientos de pilotes (185) Acciones especiales: fricción negativa, cargas horizontales (186, 187, 188)
Capítulo 16. Función y tipologías de estructuras de contención -
Función de las estructuras de contención Nomenclatura básica de las estructuras de contención Tipología de estructuras de contención: muros, pantallas Procedimiento general y factores condicionantes del proyecto de estructuras de contención
Capítulo 17. Empujes de tierras -
Descripción general de los empujes activo, en reposo y pasivo (196) Cálculo del empuje en reposo (197) Cálculo del empuje activo: Coulomb, Rankine (198, 199, 200) Estimación de sobreempujes inducidos por cargas exteriores (201) Cálculo del empuje pasivo (204, 205)
Capítulo 18. Muros -
Tipología de muros (206) Metodología del proyecto de muros (208, 207) Dimensionamiento previo (210) Acciones a considerar en un muro (209) Cálculo de empujes en tipos específicos de muros (202, 203) Comprobaciones a realizar en el proyecto de muros (211, 212) Aplicación de los métodos numéricos al cálculo de muros Los factores de seguridad: valores, variaciones (213, 215) Anclajes (234) Particularidades del proyecto de otros tipos de muros (214)
Capítulo 19. Pantallas -
Tipología de pantallas (216, 225) Ejecución de pantallas (223, 224, 225, 226) Metodología del proyecto de pantallas (217) Acciones a considerar en una pantalla (218) Métodos clásicos de cálculo de pantallas (219, 220, 221) Métodos de cálculo semiempíricos (222) Aplicación de los métodos numéricos al cálculo de pantallas Los factores de seguridad: valores, variaciones (213) Métodos de materialización de entibaciones (227) Métodos de cálculo de empujes sobre entibaciones (228) Seguridad frente el levantamiento de fondo (229)
Capítulo 20. Cimentación y contención en situaciones especiales
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Cimentación y contención en terrenos expansivos y colapsables (189) Cimentación y contención en rellenos (190) Particularidades del proyecto de cimentaciones de edificios de gran altura (192) Particularidades del proyecto de cimentaciones de puentes (193) Particularidades del proyecto de cimentaciones de depósitos (194) Recalces de cimentación (195)
Capítulo 21. Taludes -
Tipología de taludes e inestabilidades (140, 141) Procedimiento general y factores condicionantes del proyecto de taludes Metodología del proyecto de taludes Cálculo de taludes: métodos generales de equilibrio límite, equilibrio global (145, 149) Cálculo de taludes: métodos generales de equilibrio límite, equilibrio parcial (146, 147, 148, 149) - Aplicación de los métodos numéricos al cálculo de taludes - Corrección de taludes inestables - Tratamiento de taludes (150)
Capítulo 22. Mejora del terreno -
Métodos de mejora del terreno (231) Definición de la compactación (127, 128, 129, 130) Compactación en obra (131) Precarga (231) Inyecciones (231) Congelación (231, 236, 237)
Capítulo 23. Instrumentación -
Objetivo de la instrumentación Medida de tensiones (230) Medida de desplazamientos (230) Medida de presiones intersticiales (230) Planificación de la instrumentación (230) Distribuciones tipo en obras características (230)
Capítulo 24. El proyecto geotécnico -
Metodología del proyecto geotécnico Planificación del reconocimiento (138) Ejemplos de proyectos geotécnicos En informe geotécnico: definición y pautas de redacción (139)
Anejo I. Conceptos básicos de mecánica de suelos -
Definición de tensión y deformación (22) Definición de estado tensional y deformacional (23, 24) Representación del estado tensional y del deformacional (25, 26, 27, 28) Invariantes y trayectorias de tensión y deformación (29) Ecuaciones de equilibrio (30) Ecuaciones constitutivas (31) Principios de la teoría de la elasticidad (32) Principios de la teoría de la plasticidad (33)
Anejo II. Soluciones elásticas de interés geotécnico - Semiespacio homogéneo e isótopo: cargas puntuales
Capítulo 5. Pautas para la redacción de un nuevo libro de geotecnia para ingenieros civiles
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Semiespacio homogéneo e isótopo: cargas repartidas Capa elástica homogénea sobre base rígida: cargas puntuales Capa elástica homogénea sobre base rígida: cargas repartidas Semiespacio elástico heterogéneo: cargas repartidas
5.5 Enfoque En el capítulo cuarto como un punto básico a cumplir por los textos de geotecnia destinados a ingeniería civil se específica que cada explicación se debe realizar de forma que simplifique su entendimiento, buscando la claridad y complementándola con ejemplos y ejercicios siempre que sea necesario. Si esto se quiere traducir en un tipo de enfoque básicamente se puede pensar en dos planteamientos, mostrados en la figura 5.2. El primero corresponde a un proceso básicamente inductivo, y el segundo corresponde a un proceso básicamente deductivo. Es evidente que el primero de ellos es sustancialmente más formativo que el segundo por cuanto obliga de forma más clara a entender el razonamiento seguido, las hipótesis utilizadas, sus causas y sus limitaciones. Por otro lado en él se imita el desarrollo real que habitualmente se produce, por lo que es más fácil de entender. En muchas ocasiones el alumno se sorprende de un determinado planteamiento puramente deductivo porque no comprende cómo en la realidad se ha podido llegar hasta él. El primero de los procesos citados evita, lógicamente, este problema. La única ventaja del segundo de ellos es que es claramente más rápido de exponer. Esta rapidez es en general un factor determinante a la hora de planificar la programación de un temario docente, pero no a la hora de escribir un libro. Por ello en el futuro libro se debe optar claramente por el primer planteamiento. Aplicación a caso 1º Ejemplo representativo
Abstracción de los hechos fundamentales
Generalización a nivel abstracto
. . .
Aplicación a caso n Aplicación a caso 1º Planteamiento general
. . .
Aplicación a caso n
Figura 5.2 Esquema de los enfoques Si a este estudio añadimos los términos utilizados para el análisis del enfoque de la bibliografía existente del anejo VI, presentados en el capítulo anterior (ver 4.4.2), en el
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que el enfoque se caracteriza por las partes de la explicación utilizadas de las cuatro definidas (fenómeno, experimentación, teoría y práctica) y su orden de aparición, el enfoque escogido para el futuro libro correspondería a uno tipo experimentaciónfenómeno-teoría-práctica. El análisis conjunto de la bibliografía existente muestra que éste sin la parte de experimentación es el más utilizado por los autores. Debe tenerse presente que pese haber definido de antemano el enfoque a utilizar, del análisis de la bibliografía existente se extrae una conclusión muy importante, la complejidad de los contenidos geotécnicos que se explicarán en el futuro libro hace muy difícil que se pueda seguir este enfoque durante todo el texto en todas las explicaciones, ya que existen conceptos a explicar muy empíricos de difícil o imposible demostración teórica, como la aplicación de los resultados de ensayos in situ al cálculo de cimentaciones superficiales, mientras que hay otros que sí permiten demostraciones teóricas, como la teoría de la consolidación unidimensional de Terzaghi, y existen otros conceptos más ingenieriles, como las técnicas de reconocimiento, que requieren enfoques simplemente descriptivos y prácticos por su propia naturaleza y aplicación. A modo de resumen, para todas las explicaciones, y especialmente para aquellos casos en los que no se pueda seguir el enfoque escogido, debe hacerse hincapié en aspectos conceptuales, insistiendo en las hipótesis que se realicen y dejando claras las limitaciones consecuentes. Se deben plantear como objetivos básicos el entender, en sentido amplio, la materia impartida, no únicamente adquirir un cúmulo de conocimientos, y el proporcionar sobre ella una suficiente capacidad de crítica, huyendo de dogmatismos.
5.6 Redacción de los capítulos En los apartados anteriores se han definido los capítulos del futuro libro, y para cada uno de ellos se han determinado sus contenidos y el orden en el que éstos deben desarrollarse, pero será el trabajo en detalle a la hora de redactar los capítulos los que acabarán de definir el orden dentro de cada uno de ellos. Así, si es necesario para mejorar el entendimiento de la materia explicada en cada capítulo se deberán reordenar los contenidos, pero en cuanto a la estructura, el orden de los capítulos y sus contenidos deberá seguirse lo establecido en este trabajo ya que ha sido definido a través de una visión global del futuro libro que en el momento de redactar los capítulos, en parte, se pierde al centrarse en la materia de la que trata el capítulo. Si se plantea el símil con la ingeniería civil el trabajo realizado en esta tesina corresponde a un documento de planeamiento, y la escritura de los capítulos a la fase de proyecto y ejecución. Dada la importancia de la redacción de los capítulos, esta tesina se ha finalizado con la redacción de los borradores de dos capítulos de ejemplo del futuro libro. Concretamente se han redactado los capítulos 3 (Propiedades básicas de los suelos. Identificación y clasificación) y 12 (Reconocimiento del terreno) presentados en el anejo VII. Este trabajo realizado permite certificar los comentarios anteriores ya que se apoyan en la práctica.
Capítulo 5. Pautas para la redacción de un nuevo libro de geotecnia para ingenieros civiles
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Capítulo 6. Síntesis de conclusiones
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Capítulo 6. Síntesis de conclusiones
A lo largo de todo este documento se han ido presentando conclusiones, de más o menos importancia, por ejemplo ya en el primer capítulo un apartado concluía con una serie de medidas a introducir en la docencia de la geotecnia para que ésta se adaptase a la nueva época caracterizada por la generalización del uso de los métodos numéricos. Todas estas conclusiones se sintetizan a continuación en cuatro puntos que dan respuesta a los objetivos que han incentivado la realización de este trabajo. • La docencia de la geotecnia en la mayoría de escuelas de ingeniería civil se adapta a las necesidades de los profesionales, aprovechando los créditos que se destinan a ella, y la excepción son aquellas en el que el número de créditos no es suficiente para impartir todos los contenidos necesarios. Pero no existen libros adaptados a esos temarios y que, a la vez, puedan ser de utilidad a profesionales de la ingeniería civil que quieran ampliar sus conocimientos de geotecnia recordándoles los adquiridos durante su etapa de estudio y los adecúen al nivel actual. • La docencia de la geotecnia en las escuelas de arquitectura no se adapta a las necesidades y la idiosincrasia de los arquitectos, malbaratando los créditos que a ella se destinan, pudiendo aprovecharse mejor con temarios más adaptados a esas necesidades. Sin embargo, existen libros que recogen estas sensibilidades y que pueden seguirse para solucionar esta situación. • Los libros de geotecnia destinados a ingeniería civil pueden ser de utilidad para arquitectos siempre que estén muy bien estructurados permitiendo, en el caso que no se quieran leer completamente, diferentes niveles de lectura sin muchos problemas. Pero al revés no puede ser, ya que los libros escritos para cubrir estrictamente las necesidades de los arquitectos no llega a los contenidos necesarios para los ingenieros civiles. • En los diferentes apartados del quinto capítulo de esta tesina, titulado “Pautas para la redacción de un nuevo libro de geotecnia para ingenieros civiles”, se muestran las
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directrices a seguir para la redacción de un libro que cubra el déficit presentado anteriormente, llegando a la definición de los capítulos del libro y a sus contenidos. Esta es la conclusión más relevante de este trabajo, ya que todas estas pautas están completamente justificadas. Además de estas conclusiones directamente relacionadas con el título de este documento y los objetivos con los que se ha realizado, de este trabajo se pueden extraer dos conclusiones más de igual importancia que las anteriores: • A través de esta tesina, indirectamente, se ha definido una metodología para la preparación de un libro que se adapte a una realidad docente y laboral de una determinada profesión, también aplicable en la elaboración de temarios. Esta metodología se podría resumir en los siguientes pasos: − Estudiar la situación actual de la docencia de la materia a tratar, no sólo teniendo en cuenta los temarios de las asignaturas que la abordan y la carga lectiva que a ella se destina, sino también el entorno en el que transcurre está docencia analizando los planes de estudio en los que se enmarca prestando especial atención a como se tratan en ellos aquellas materias que influyen en la docencia de la que se estudia. − Estudiar las necesidades de conocimientos de esta materia por parte de los profesionales. Para esta tarea a parte de analizar las competencias de estos es muy recomendable mantener entrevistas con profesionales para conocer de primera mano su realidad. De los resultados de este estudio y del anterior ya se puede llegar a una primera conclusión sobre la adecuación de los estudios a la realidad de los profesionales. − Realizar un análisis profundo de la bibliografía existente. Éste se puede realizar en dos etapas, una inicial destinada a descubrir si existen libros que cubran las necesidades detectadas en los estudios anteriores y que se adapten a los condicionantes impuestos por la docencia, y una segunda que de cómo fruto uno herramienta que permita valorar las virtudes y los defectos de los libros existentes, en cuanto a contenidos, ordenamiento de los mismos, estructura y enfoque, pudiendo aprender de ellos para la redacción de un nuevo libro. Evidentemente no es necesario llegar al segundo nivel del análisis si el inicial muestra la existencia de libros perfectamente adaptados a los condicionantes establecidos. − Por último, en caso de ser necesaria la escritura de un nuevo libro, con toda la información acumulada en los estudios y análisis anteriores se trata de definir las pautas generales para su redacción. • El tema abordado por esta tesina es sin lugar a dudas atípico, ello demuestra que los campos de investigación en las escuelas de ingeniería en los que pueden participar los alumnos a través de tesinas son más amplios de los habitualmente aceptados, siempre que se planteen teniendo en cuenta los perfiles de los estudiantes.
Referencias
105
Referencias Atkinson, J. (1993), An introduction to the mechanics of soils and foundations. McGraw-Hill, Londres. Atkinson J. y Bransby P.L. (1978), The mechanics of soils. An introduction to critical state soil mechanics. McGraw-Hill, Londres. Anon (1999), Definition of Geotechnical Engineering. Ground Engineering, vol. 32, p. 11- 39. Arroyo, J.C., Corres, G., García, G., Romana, M.G., Romero, A., Sánchez,R. y Teja, O. (2002), Números gordos en el proyecto de estructuras. Cintra divulgación técnica S.L., Madrid. Berry, P.L. y Reid, D. (1993), Mecánica de suelos. McGraw-Hill, Santafé de Bogotá. Boussinesq, J. (1885), Application des potentiels à l’étude de l’équilibre et du mouvement des solides élastiques. Gauthier Villars, París. Burland, J.B. (1987), The teaching of soil mechanics – A personal view. Groundwater effects in geotechnical engineering, editores E.T. Hanrahan, T.L.L. Orr y T.F. Widdis, vol. 3, p. 1427-1447, Dublín. Calavera, J. (1990), Muros de contención y muros sótano. Instituto técnico de materiales y construcción, Madrid. Cebamanos, E. (1999), El ingeniero de caminos en la construcción de obras públicas y provadas. III Congreso Nacional de Ingeniería Civil, editor L. Berga, vol. 2, p. 13251331, Barcelona.
106
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
Centro de Estudios Integrados de Arquitectura de la Universidad SEK (2001), Guía Docente del Centro de Estudios Integrados de Arquitectura. www.sek.edu. CICCP (1982) - Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos Asesoría Jurídica (1982), La competencia profesional de los Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Colegio de Caminos, Canales y Puertos, Madrid. CICCP (1999) - Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos (1999), Normas colegiales sobre visado y baremo de honorarios de carácter orientativo del Colegio. Boletín de Información, vol. 137, suplemento. CICCP (2001a) - Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos (2001), Posición inicial de la Junta de Gobierno del C.I.C.C.P. sobre la estructura de la enseñanza de Ingeniería Civil y habilitación para el ejercicio profesional. Boletín de Información, vol. 150, p. 9-10. CICCP (2001b) - Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos Comisión de empleo y nuevas promociones (2001), El empleo público para los ingenieros de caminos, canales y puertos. Colegio de Caminos, Canales y Puertos, Madrid. CICCP (2001c) - Col·legi d’Enginyers Camins, Canals i Ports Catalunya (2001), Memòria 2000. Col·legi d’Enginyers Camins, Canals i Ports Catalunya, Barcelona. CITOP - Colegio de Ingenieros Técnicos de Obras Públicas (2002), Informe jurídico sobre atribuciones profesionales. http://www.citop.es/legislación. COAM - Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid (1992), El arquitecto en Europa. Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid, Madrid. CSCAE - Consejo Superior de los Colegios de Arquitectos de España (2002), El arquitecto en la Europa comunitaria. http://www.cscae.com/arqeur.htm. Costet, J. y Sanglerat, G. (1975), Curso práctico de mecánica de suelos. Ediciones Omega S.A., Barcelona. Coulomb, C.A. (1776), Essai sur une application des règles de maximis et minimis à quelques problèmes de statique reatifs à l’architecture. Mem. Dir. Savants Ac. Sci., Paris. Disdier, E. (1999), Necesidad del ingeniero de caminos, canales y puertos funcionario. III Congreso Nacional de Ingeniería Civil, editor L. Berga, vol. 2, p. 1293-1297, Barcelona. Entrecanales, J. (1936), Apuntes de la asignatura cimientos y puentes de fábrica. Publicaciones de la Asociación Profesional de Alumnos de la Escuela Especial de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Madrid.
Referencias
107
Escola Tècnica d’Enginyers Superiors de Camins, Canals i Ports de Barcelona (2001), Guia Docent de Escola Tècnica d’Enginyers Superiors de Camins, Canals i Ports de Barcelona. http://www-camins.upc.es. Escuela Politécnica de Cáceres (2001), Guía docente de la Escuela Politécnica de Cáceres. www.unex.es. Escuela Politécnica de la Universidad de Alcalá de Henares (2001), Guía Docente de la Escuela Politécnica. www.uah.es. Escuela Politécnica Superior de Algeciras (2001), Guía docente de la Escuela Politécnica Superior de Algeciras. www.uca.es/escuela/politecnica_alg/. Escuela Politécnica Superior de Alicante (2001), Guía docente de la Escuela Politécnica Superior de Alicante. www.ups.ua.es. Escuela Politécnica Superior de Ávila (2001), Guía docente de la Escuela Politécnica Superior de Ávila. http://web.usal.es/~epavila/. Escuela Politécnica Superior de la Universidad Alfonso X el Sabio (2001), Guía docente de la Escuela Politécnica Superior. www.uax.es. Escuela Politécnica Superior de la Universidad de Burgos (2001), Guía Docente de la Escuela Politécnica Superior. http://www.ubu.es. Escuela Politécnica Superior de Zamora (2001), Guía docente de la Escuela Politécnica Superior de Zamora. http://poliz.usal.es/politecnica/. Escuela Politécnica Universitaria de Bélmez (2001), Guía Docente de la Escuela Politécnica Universitaria de Bélmez. http://www.uco.es/organiza/centros/minas. Escuela Superior de Arquitectura de la Universidad Europea CEES (2001), Guía Docente de la Escuela Superior de Arquitectura. www.uem.es. Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Barcelona (2001), Guía Docente de la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Barcelona. www.upc.es/etsab. Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Granada (2001), Guía Docente de la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Granada. www.ugr.es/~etsarqui. Escuela Técnica Superior de Arquitectura de La Coruña (2001), Guía Docente de la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de La Coruña. www.udc.es/etsa. Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Las Palmas (2001), Guía Docente de la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Las Palmas. www.cda.ulpgc.es. Escuela Técnica Superior de Arquitectura de la Universidad de Navarra (2001), Guía Docente de la Escuela Técnica Superior de Arquitectura. www.unav.es/arquitectura.
108
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
Escuela Técnica Superior de Arquitectura de la Universidad Internacional de Cataluña (2001), Guía Docente de la Escuela Técnica Superior de Arquitectura. www.ulc.edu. Escuela Técnica Superior de Arquitectura del Vallés (2001), Guía Docente de la Escuela Técnica Superior de Arquitectura del Vallés. www-etsav.upc.es. Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Madrid (2001), Guía Docente de la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Madrid. www.aq.upm.es. Escuela Técnica Superior de Arquitectura “La Salle” (2001), Guía Docente de la Escuela Técnica Superior de “La Salle”. www.salleurl.edu. Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Sevilla (2001), Guía Docente de la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Sevilla. www.arquitectura.us.es. Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Valladolid (2001), Guía Docente de la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Valladolid. www.uva/arquitec. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Ciudad Real (2001), Guía Docente de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Ciudad Real. http://www.uclm.es/cr/ caminos. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Granada (2001), Guía Docente de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Granada. http://www.ugr.es/~ecaminos. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de La Coruña (2001), Guía Docente de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de La Coruña. http://caminos.udc.es. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Santander (2001), Guía Docente de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Santander. http://centros.unican.es/caminos. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Valencia (2001), Guía Docente de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Valencia. http://www.iccp.upv.es. Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Civil de Cartagena (2001), Guía Docente de Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Civil de Cartagena. http://www.upct.es. Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Minera de Barakaldo (2001), Guía Docente de la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Minera de Baracaldo. http://www.ehu.es/euitmop/. Escuela Universitaria Politécnica de la Universidad de San Fernando de Murcia (2001), Guía Docente de la Escuela Universitaria Politécnica. http://www.ucam.edu.
Referencias
109
Facultad de Matemáticas de la Universidad de La Laguna (2001), Guía Docente de la Facultad de Matemáticas. http://www.ull.es. Faure, R.M. (2001), L’informatique et la mécanique des sols de 1950 à 2050. La lettre de la Géotechnique, Societé Int. de Mécanique des Sols et de la Géotechnique, vol 23, p. 12-35. FEE (2000) - Fundación Escuela de la Edificación (2000), Programas de estudios superiores de la edificación. http://www.arquired.es/profesion/coaatm/ESCUELA.htm. Geo-Institute (2001), Build your career on solid ground with the Geo-Institute. Brouche, ASCE. Reton, VA, USA. (http://www.geoinstitute.org). Gómez, J. (1999), Reflexiones sobre el ingeniero civil en el proyecto y la construcción. III Congreso Nacional de Ingeniería Civil, editor L. Berga, vol. 2, p. 1339-1344, Barcelona. Holtz, R.D. y Kovacs, W.D. (1981), An introduction to geotechnical engineering. Prentice-Hall, Englewood Cliffs. ICSMFE, (1985), Proc. of the 11th Int. Conf. on Soil Mechanics and Foundation Engineering. Golden Jubilee Volume. Editor A.A. Balkema, San Francisco. Iglesias, C. (1990), Mecánica del suelo. Editorial Síntesis, Madrid. Jiménez, J.A. y Justo, J.L. (1971), Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez, J.A., Justo, J.L. y Serrano, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez, J.A., del Cañizo, L., Escairo, V., Faraco, C., Fort, L., Justo, J.L., Llorens, M., Lorente, C., Marsal, R., Molina, R., Muzas, F., Oteo, C., Rodríguez, J.M., Romana, M., Serrano, A.A., Soriano, A., Uriel, A. y Uriel, S. (1980), Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. Editorial Rueda, Madrid. Kraemer, C., Morilla, I. y Rocci, S. (1992), Explanaciones y drenaje. Servicio de Publicaciones Revista Obras Públicas, Madrid. Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos. Editorial Limusa S.A., México. Martín, J. y Miguel, A. (1979), Los arquitectos en España: Estudio sociológico de la profesión, Hermandad Nacional de Previsión Social de Arquitectos Superiores, Madrid. Metra Seis (1974), Encuesta sobre la práctica profesional del arquitecto. Colegio Oficial de Arquitectos de Cataluña, Barcelona.
110
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
Metra Seis (1994), Enquesta per copsar l’estat d’opinió dels arquitectes vers la situació actual de la professió i aspectes relacionats amb el Col·legi. Colegio Oficial de Arquitectos de Cataluña, Barcelona. Ministerio de Fomento (2001), Evolución de la inversión pública 1998-2000. www.mfom.es. Morgenstern, N.R. (2000), Common Ground. GeoEng 2000 Int. Conf. on Geotechnical and Geological Engineering, vol. 1, p. 1-20, Technomic Pub., Lancaster. Muñoz, A. (2000), Iniciación a la Arquitectura. Mairea/Celesta, Madrid. Rankine, W.J.M. (1857), On the Stability of Loose Earth. Trans. Roy. Soc., London. Reynolds, O. (1885), On the dilatancy of media composed of rigid particles in contact. Whith experimental illustrations. Phil Mag, vol. 20, p. 469-481. Reynolds, O. (1886), Experiments showings dilatancy, a property of granuklar material, possibly connected with gravitation. Proc. R. Inst. G.B., vol. 11, p. 354-363. Ribera, J.E. (1925), Puentes de fábrica y hormigón armado 1: Generalidades, muros y pequeñas obras. Escuela Especial de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Madrid. Ribera, J.E. (1931), Puentes de fábrica y hormigón armado 2: Cimientos. Escuela Especial de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Madrid. Ribera, J.E. (1929), Puentes de fábrica y hormigón armado 3: Anteproyectos y puentes de fábrica. Escuela Especial de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Madrid. Ribera, J.E. (1932), Puentes de fábrica y hormigón armado 4: Puentes de hormigón armado y obras especiales. Escuela Especial de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Madrid. Rodríguez, J.M., Serra, J. y Oteo, C. (1989), Curso aplicado de cimentaciones. Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid, Madrid. Sáenz, F. (1993), Los Ingenieros de Caminos. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Madrid. Serra, J., Oteo, C., García, A.M. y Rodríguez, J.M. (1986), Mecánica del suelo y cimentaciones. Fundación Escuela de la Edificación, Madrid. Smith, G.N. (1990), Elements of Soil Mechanics. BSP Professional Books, London. Suárez, B. (2000), Hacia un Ingeniero Civil Europeo: reflexiones sobre las declaraciones de la Sorbona y de Bolonia. Revista de Obras Públicas, vol. 3402, p. 710.
Referencias
111
Terzaghi, K. (1925), Erdbaumechanik auf bodenphysikalischer Grundlage. Franz Deuticke, Leipzig und Wien. Terzagui, K. y Peck, R.B. (1958), Mecánica de suelos en la ingeniería práctica. Editorial El Ateneo, Barcelona. Torremorell, Y. (1999), Aspectes geotècnics i medi ambientals dels deposits de residus sòlids urbans. Tesina de especialidad ETSECCPB-UPC, Barcelona. UPC (1998) - Universitat Politècnica de Catalunya (1998), Medi ambient i tecnologia. Guia ambiental de la UPC. Edicions UPC, Barcelona.
112
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
Otra bibliografía consultada
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Otra bibliografía consultada Bowles, J.E. (1982), Propiedades geofísicas de los suelos. McGraw-Hill, Bogotá. Bowles, J.E. (1987), Foundation analysis and design. McGraw-Hill, Singapur. Cassan, M. (1982), Los ensayos in situ en la mecánica del suelo. Editores técnicos asociados S.A., Barcelona. Calavera, J. (2000), Cálculo de estructuras de cimentación. Instituto técnico de materiales y construcción, Madrid. Comité europeo de normalización (1999), Eurocódigo 7. Proyecto geotécnico. AENOR, Madrid. Das, B.M. (2001), Principios de ingeniería de cimentaciones. International Thomson Editores, Méjico D.F. Dun, I.S., Anderson, L.R. y Kiefer, F.W. (1980), Fundamentals of geotechnical analysis. John Wiley and sons, Nueva York. Erenas, C. (1984), Ejercicios de geotecnia y cimientos. E.T.S.I.C.C.P.M., Madrid. Fernández, C. (1982), Mejoramiento y estabilizaciones de suelos. Editorial Limusa S.A., México. González, M. (2001), El terreno. Edicions UPC, Barcelona.
114
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
Hoesch, S. (1991), Manual de cálculo de tablestacas. Ministerio de Obras Públicas y Transportes, Madrid. Instituto Nacional para la calidad de la edificación (1985), Normas tecnológicas de la edificación. Acondicionamiento del terreno. Cimentaciones. Ministerio de Obras Públicas y Urbanismo, Madrid. Ledesma, A., Gens, A. y Lloret, A. (1987), Problemas resueltos de mecánica del suelo. E.T.S.I.C.C.P.B., Barcelona. Mitchell, J.K. (1993), Fundamental of soil behavior. John Wiley and sons, Nueva York. Olivella, S., Josa A., Suriol, J. y Navarro V. (1997), Mecánica de suelos. Problemas resueltos. Edicions UPC, Barcelona. Olivella, S., Josa, A. y Valencia, F.J. (1999), Cimentaciones y estructuras de contención. Problemas resueltos. Edicions UPC, Barcelona. Peck R.B., Hanson W.E. y Thornburn T.H. (1982), Ingeniería de cimentaciones. Editorial Limusa S.A., Méjico D.F. Poulos, H.G. y Davis, E.H. (1991), Elastic solution for soil and rock mechanics. Center for geotechnical reseach Univesity of Sidney, Sidney. Puertos del Estado (1994), Recomendaciones para obras marítimas ROM 0.5-94 Recomendaciones geotécnicas para el proyecto de obras marítimas y portuarias. Ministerio de Obras Públicas y Medio Ambiente Puertos del Estado, Madrid. Rico, A. y Castillo, H. (1974), La ingeniería de suelos en las vías terrestres. Editorial Limusa S.A., México. Rodríguez, J.M. (1987), La cimentación. Curso de rehabilitación. Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid, Madrid. Schulze, W.E. y Simmer, K. (1970), Cimentaciones. Blume, Madrid. Suriol, J., Lloret, A. y Josa, A. (1985), Geotecnia. Reconocimiento del terreno. Edicions UPC, Barcelona. Sutton B.H.C. (1989), Problemas resueltos de mecánica del suelo. Bellisco, Madrid.
Anejo I. Estudios de ingeniería de caminos, canales y puertos
1
ÍNDICE Introducción……………………………………………………………………………….
3
Créditos troncales…………………………………………………………………………
5
Universidad Alfonso X El Sabio Escuela Politécnica Superior………………………………………...................................
7
Universidad de Burgos Escuela Politécnica Superior………………………………………...................................
9
Universidad de Cantabria Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Santander….
13
Universidad de Castilla y la Mancha Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Ciudad Real.
19
Universidad de Granada Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Granada……
23
Universidad de La Coruña Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de La Coruña…
27
Universidad Politécnica de Cataluña Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Barcelona….
31
Universidad Politécnica de Valencia Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Valencia…...
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Anejo I. Estudios de ingeniería de caminos, canales y puertos
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INTRODUCCIÓN 1. Objetivos y contenido El presente anejo tiene por objetivo ser una herramienta para acercar y poder valorar la realidad de la docencia de la geotecnia en los estudios de ingeniería de caminos, canales y puertos. Una realidad de la docencia presentada a través de los contenidos, la carga docente y la tipología (obligatoria u optativa) de las asignaturas de índole geotécnica. La carga docente se mide según el número de créditos (un crédito equivale a diez horas lectivas). Además para valorar la realidad de la docencia también es importante el entorno en que se desarrolla, concretamente importan los conocimientos que se imparten con anterioridad o paridad que sirven de base o complemento a las asignaturas que se analizan. Para ello en primer lugar, a continuación se presenta el listado de los créditos troncales de la carrera. Éstos son aquellos que obligatoriamente, por ley, se han de incluir en todos los planes de estudio de una titulación que se desarrollen en universidades españolas. La presentación de estos créditos no exime de presentar los planes de estudio de cada escuela, ya que en el caso de ingeniería de caminos, canales y puertos los créditos troncales representan aproximadamente el 50% del total de la carga lectiva, lo que teniendo en cuenta el 10% mínimo de créditos de libre elección que fija la legislación, cada plan de estudios es en un 40% original de la escuela que lo imparte. En segundo lugar para alcanzar los objetivos presentados, se muestra para cada una de las escuelas universitarias españolas en que se imparte la carrera de ingeniería de caminos, canales y puertos con el plan de estudios adaptado al actual Real Decreto 1497/1987 (Directrices generales comunes de los planes de estudio de los títulos de carácter oficial y validez e todo el territorio nacional) los apartados que se describen a continuación: 1. Estructura del plan de estudios. En este primer apartado se presenta la estructura del plan de estudios, listando todas las asignaturas y los créditos de las mismas ordenados por cursos y en el caso de las optativas en listados aparte. En estos listados se señalan tipográficamente, a través del empleo de la negrita, las asignaturas relacionadas con el estudio del terreno. El objetivo de este apartado es permitir observar rápidamente el entorno docente en que se encuentran las asignaturas geotécnicas. 2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios. En este apartado se resumen el nombre, el curso y los créditos de las asignaturas dedicadas al estudio del terreno. Su objetivo es permitir con una rápida lectura conocer el trato de la enseñanza de los aspectos relacionados con el terreno en una determinada escuela. 3. Presentación de las asignaturas geotécnicas ofertadas con carácter común. En este apartado se muestran los objetivos, el temario y la bibliografía, si se ha podido conseguir, de las asignaturas geotécnicas ofertadas con carácter común, es decir obligatorias para todos los alumnos independientemente de su especialización a través de las asignaturas optativas. Este apartado no se presenta para todas las escuelas, porque no ha sido posible obtener esta información de todas ellas. Concretamente lo acabado de presentar se ha realizado, de las nueve escuelas existentes, para todas a excepción de la de Madrid, cuyo plan de estudios todavía no está adaptado a la actual legislación.
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2. Fuentes de información Para confeccionar los apartados presentados en el punto anterior las fuentes de información empleadas han sido los contenidos de las web de las escuelas y de las universidades a las que pertenecen. En la siguiente tabla se muestra para todas las escuelas estudiadas la dirección de internet. Universidad y Escuela Universidad Alfonso X el Sabio Escuela Politécnica Superior Universidad de Burgos Escuela Politécnica Superior Universidad de Cantabria E.T.S.I.C.C.P. de Santander Universidad de Castilla y la Mancha E.T.S.I.C.C.P. de Ciudad Real Universidad de Granada E.T.S.I.C.C.P. de Granada Universidad de La Coruña E.T.S.I.C.C.P. de La Coruña Universidad Politécnica de Cataluña E.T.S.I.C.C.P. de Barcelona Universidad Politécnica de Valencia E.T.S.I.C.C.P. de Valencia
Dirección de internet http://www.uax.es http://www.ubu.es http://centros.unican.es/caminos http://www.uclm.es/cr/caminos http://www.ugr.es/~ecaminos http://caminos.udc.es http://www-camins.upc.es http://www.iccp.upv.es
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CRÉDITOS TRONCALES A continuación se presenta el listado de los créditos troncales de la carrera de ingeniería de caminos, canales y puertos, que como ya se ha explicado en la introducción, se trata de aquellos créditos que obligatoriamente han de tener todos los planes de estudio de esta carrera que se impartan en universidades españolas. En primer lugar se presentan los de primer ciclo: • Fundamentos matemáticos de la ingeniería. Álgebra lineal. Cálculo infinitesimal. Integración. Ecuaciones diferenciales. Estadística. Métodos numéricos. 12 créditos • Expresión gráfica y cartográfica. Técnicas de representación. Fotogrametría y cartografía. Topografía. 9 créditos • Fundamentos físicos de la ingeniería. Mecánica. Fenómenos ondulatorios. Electricidad. Termodinámica. Mecánica. 12 créditos • Ciencia y tecnología de materiales. Fundamentos de la ciencia y tecnología de materiales. Materiales de construcción. 9 créditos • Economía. Economía general y aplicada al sector. Valoración. 6 créditos • Transporte y territorio. Transportes. Ingeniería y territorio. 6 créditos • Geometría aplicada. Geometría métrica. Geometría descriptiva. 6 créditos • Ingeniería hidráulica e hidrológica. Mecánica de fluidos. Hidráulica. Hidrología de superficie y subterránea. 9 créditos. • Teoría de estructuras. Resistencia de materiales. Análisis de estructuras. 9 créditos • Ingeniería y morfología del terreno. Geología aplicada. Mecánica del suelo. Mecánica de rocas. 12 créditos Los de segundo ciclo son: • Ingeniería del terreno. Geotecnia. Cimentaciones. Dinámica de suelos y rocas. 9 créditos
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
• Urbanismo. Ordenación del territorio y medio ambiente. Urbanismo. Ordenación del territorio. Ingeniería sanitaria y ambiental. Elementos de ecología. Impacto ambiental: evaluación y corrección. 12 créditos • Mecánica de medios continuos y ciencia de materiales. Ecuaciones constitutivas. Elasticidad y viscoelasticidad. Plasticidad y viscoplasticidad. Mecánica de la fractura. Ciencia de materiales. 9 créditos • Obras y aprovechamientos hidráulicos y energéticos. Sistemas de recursos hidráulicos. Obras hidráulicas. Aprovechamientos hidroeléctricos. Sistemas energéticos. Presas de embalses. 9 créditos • Análisis numérico. Cálculo numérico. Métodos numéricos aplicados a la ingeniería. 6 créditos • Ingeniería del transporte. Caminos y aeropuertos. Tráfico. Planificación y explotación del transporte. Explotación de puertos. Ferrocarriles. 12 créditos • Ingeniería marítima y costera. Dinámica litoral y marítima. Obras marítimas. Puertos y costas. 6 créditos • Tecnología de estructuras y de la edificación Análisis de estructuras. Hormigón armado y pretensado. Tipología estructural. Análisis dinámico de estructuras. Edificación. Prefabricación. Estructuras metálicas. 12 créditos • Organización y gestión de proyectos y obras Procedimientos y maquinaria de construcción. Proyectos de ingeniería y gestión de proyectos y obras. 9 créditos • Organización y gestión de empresas Economía de la empresa. Gestión de las empresas de obras públicas. 6 créditos
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UNIVERSIDAD ALFONSO X EL SABIO ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR 1. Estructura del plan de estudios PRIMER CICLO • 1º Curso Dibujo técnico Física Ingeniería y morfología del terreno Matemática aplicada Química de materiales Comunicación oral y escrita Urbanismo, territorio y sociedad Libre elección • 2º Curso Geometría aplicada Métodos matemáticos Topografía Ecuaciones diferenciales Materiales de construcción Mecánica Estadística Resistencia de materiales Libre elección SEGUNDO CICLO • 3º Curso Estructuras Ingeniería hidráulica e hidrológica Transporte y territorio Cálculo numérico Economía Electrotecnia Sociología Libre elección • 4º Curso Caminos y aeropuertos. Explotación de medios de transporte. Ingeniería del terreno Ingeniería marítima y costera
9 12 12 12 6 4,5 4,5 15 12 9 12 4,5 7.5 6 4.5 7.5 10.5
15 15 12 6 6 4.5 4.5 12 15
Mecánica de medios continuos y ciencia de materiales Obras y aprovechamientos hidráulicos y energéticos Ferrocarriles Análisis numérico • 5º Curso Ingeniería sanitaria Organización y gestión de proyectos y obras Tecnología de estructuras y de la edificación Medio ambiente Organización de empresas Proyecto fin de carrera Optativas MATERIAS OPTATIVAS Cálculo avanzado de estructuras Procedimientos especiales de cimentación Puentes Economía del transporte Ingeniería portuaria Transporte por tuberías Evaluación del impacto ambiental Métodos y técnicas de planificación territorial y urbana Modelos informáticos de prevención medioambiental Investigación, excavación, explotación y gestión de las aguas subterráneas Presas Sistemas energéticos. Centrales térmicas y nucleares
9 15 6 6 12 18 12 7,5 6 4,5 16.5 4.5 6 6 6 6 4.5 6 6 4.5 4.5 6 6
12 12
2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se presentan a través de dos asignaturas. Una de ellas trata de aspectos de rocas y la otra de suelos. La relativa a rocas es Ingeniería y morfología del terreno, que se imparte en primer curso y tiene un peso 12 créditos. La relativa a suelos, principal objetivo de este estudio, es Ingeniería del terreno de 12 créditos situada en cuarto curso. Además en quinto curso se dispone de la siguiente oferta de asignaturas optativas relacionadas con la ingeniería del terreno: • Procedimientos especiales de cimentación, de 6 créditos, perteneciente a la intensificación de cimientos y estructuras.
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• Investigación, excavación, explotación y gestión de las aguas subterráneas, de 4.5 créditos, perteneciente a la intensificación de hidráulica y energética.
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UNIVERSIDAD DE BURGOS ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR 1. Estructura del plan de estudios PRIMER CICLO • 1º Curso Ciencia y tecnología de materiales Fundamentos físicos de la ingeniería Técnicas de representación Fundamentos matemáticos de la ingeniería Electrotecnia Mecánica aplicada Gestión de la seguridad y de la administración Química aplicada y ambiental Optativas Libre elección • 2º Curso Economía Topografía y fotogrametría Geometría aplicada Ingeniería hidráulica e hidrológica Geología aplicada Geotecnia y cimientos Teoría de estructuras Transporte y territorio Cálculo I Libre elección SEGUNDO CICLO • 3º Curso Análisis numérico Ingeniería del terreno Mecánica de medios continuos y ciencia de los materiales Estructuras Cálculo II Ampliación de física Ampliación de mecánica Comportamiento de materiales Estadística • 4º Curso Caminos y aeropuertos Sistemas de transporte Obras y aprovechamientos hidráulicos y energéticos Organización y gestión de proyectos y obras Organización y gestión de empresas Urbanismo y ordenación del territorio Ingeniería ambiental
9 12 6 15 6 7.5 6 6 4.5 4.5 6 7.5 7.5 10.5 6 7.5 12 6 6 13.5
9 12 9 12 12 7.5 7.5 7.5 9 9 6 9 9 6 6 9
Hormigón armado Estructuras metálicas Libre elección • 5º Curso Edificación y prefabricación Ingeniería marítima y costera Ingeniería sanitaria Proyectos de ingeniería Proyecto fin de carrera Optativas Libre elección MATERIAS OPTATIVAS • Materias de primer ciclo. Introducción a la programación visual Contaminación ambiental Fundamentos de informática Dibujo asistido por ordenador 2D Inglés técnico I Historia de la ciencia y la tecnología • Materias de segundo ciclo. Hormigón pretensado Cimentaciones especiales Puentes Presas Agua y medio ambiente Estaciones de tratamiento de aguas Ferrocarriles, teleféricos y transportes por tubería Planeamiento urbanístico y planificación territorial Ingeniería vial Excavaciones a cielo abierto y túneles Patología, recalces y mejora del terreno Estructuras mixtas y especiales Patología, auscultación y rehabilitación estructural Procedimientos constructivos en la edificación Cálculo dinámico de estructuras Gestión del tráfico terrestre Ingeniería portuaria Gestión y uso del suelo urbano Servicios urbanos Gestión del agua Centrales hidroeléctricas
9 7.5 9 6 6 10.5 9 4.5 27 13
4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 6 6 6 6 6 6 6 6 6 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
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Ingeniería fluvial GIS y GPS Instalaciones eléctricas Gestión de la calidad en la construcción Modelización matemática de la
4.5 4.5 4.5 4.5
ingeniería Recursos energéticos y efectos de su utilización Química del agua Inglés técnico II
4.5 4.5 4.5
4.5
2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se presentan a través de tres asignaturas. Una de ellas trata de aspectos de rocas y las otras dos de suelos. La relativa a rocas es Geología aplicada, que se imparte en segundo curso y tiene un peso de 6 créditos. Las relativas a suelos, principal objetivo de este estudio, son Geotecnia y cimientos de 7.5 créditos situada en segundo curso y Ingeniería del terreno de 12 créditos en tercer curso. El temario de estas asignaturas se muestra en el siguiente apartado, junto con su bibliografía. Además en quinto curso se dispone de la siguiente oferta de asignaturas optativas relacionadas con la ingeniería del terreno: • Cimentaciones especiales, 6 créditos. • Excavaciones a cielo abierto y túneles, 4.5 créditos. • Patología, recalces y mejora del terreno, 4.5 créditos.
3. Presentación de las asignaturas geotécnicas ofertadas con carácter común 3.1 Geotecnia y cimientos Contenido de la asignatura 1. Introducción a la geotecnia. 2. Propiedades elementales de suelos y rocas. 3. Propiedades de las arcillas. Límites. Clasificación de suelos. 4. El agua en el terreno. 5. Tensiones en el terreno. 6. Compresibilidad de suelos sin deformación lateral. 7. Compactación de suelos. 8. Esfuerzos y deformaciones en una masa de suelo. 9. Parámetros resistentes de los suelos. Procesos de corte. 10. Empuje de tierras. Muros de contención. 11. Cimentaciones superficiales. 12. Cimentaciones profundas. Bibliografía Jiménez Salas, J.A. y Justo Alpañes (1971), Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez Salas, J.A., Justo Alpañes y Serrano González, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez Salas, J.A. et al. (1980), Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. Editorial Rueda, Madrid. Berry, P.L. y Reid, D. (1993), Mecánica de suelos. McGraw-Hill, Santafé de Bogotá. Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos. Editorial Limusa S.A., México. Terzagui, K. y Peck, R.B. (1958), Mecánica de suelos en la ingeniería práctica. Editorial El Ateneo, Barcelona. Sutton B.H.C. (1989), Problemas resueltos de mecánica del suelo. Bellisco, Madrid. Erenas, C. (1984), Ejercicios de geotecnia y cimientos. E.T.S.I.C.C.P.M., Madrid. Calavera, J. (1990), Muros de contención y muros sótano. Instituto técnico de materiales y construcción, Madrid.
3.2 Geotecnia y cimientos Contenido de la asignatura 1. Introducción. Conocimientos previos.
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2. Reconocimiento e investigación geotécnica del terreno. Normativa. Técnicas. Equipos y procedimientos. Sondeos. Ensayos de penetración. Ensayos de carga. Ensayos de permeabilidad. Investigación geofísica. El informe geotécnico. 3. Taludes. Terraplenes, pedraplenes y desmontes. Tipos de rotura. Análisis en equilibrio límite. Cálculo estabilidad. Diseño. Medidas correctoras. 4. Estructuras de contención rígidas. Empuje de tierras, métodos para determinación de empujes. Tipología de muros. Predimensionamiento. Cálculo de estabilidad. Presiones de contacto cimiento. Aspectos constructivos. 5. Estructuras de contención flexibles. Pantallas. Tablestacas. Entibaciones. Anclajes. Aspectos constructivos. 6. Cimentaciones superficiales. Interacción suelo-estructura. Viga flotante. Losas de cimentación. Aspectos constructivos. 7. Cimentaciones semiprofundas. Pozos de cimentación. Aspectos constructivos. 8. Cimentaciones profundas. Diseño y cálculo. Empujes laterales. Rozamiento negativo. Problemas constructivos. 9. Mecánica de rocas. Propiedades de la roca matriz. Discontinuidades. Parámetros geotécnicos. Clasificación de macizos. Cimentaciones en macizos rocosos. Bibliografía Jiménez Salas, J.A. y Justo Alpañes (1971), Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez Salas, J.A., Justo Alpañes y Serrano González, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez Salas, J.A. et al. (1980), Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. Editorial Rueda, Madrid. Craig, R.F. (1974), Soil Mechanics. Editorial E& FN Spon, Londres. Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos. Editorial Limusa S.A., México. Sutton B.H.C. (1989), Problemas resueltos de mecánica del suelo. Bellisco, Madrid. Erenas, C. (1984), Ejercicios de geotecnia y cimientos. E.T.S.I.C.C.P.M., Madrid. Calavera, J. (1990), Muros de contención y muros sótano. Instituto técnico de materiales y construcción, Madrid.
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UNIVERSIDAD DE CANTABRIA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE I.C.C.P DE SANTANDER 1. Estructura del plan de estudios PRIMER CICLO • 1º Curso Cálculo I Física I Dibujo y sistemas de representación I Álgebra y geometría Geología aplicada Cálculo II: fundamentos matemáticos de la ingeniería Física II: fundamentos físicos de la ingeniería Dibujo y sistemas de representación II Informática y programación Topografía y geodesia • 2º Curso Estadística Mecánica Materiales de construcción Economía Hidráulica e hidrología I Resistencia de materiales Transporte y territorio Ingeniería y morfología del terreno Optativas SEGUNDO CICLO • 3º Curso Ecuaciones diferenciales y métodos numéricos Ampliación de física Mecánica de los medios continuos Comportamiento mecánico de materiales Caminos Geotecnia I Hidráulica e hidrología II Electrotecnia Cálculo de estructuras Optativa • 4º Curso Ingeniería sanitaria y ambiental Hormigón armado y pretensado Geotecnia II: ingeniería del terreno Ferrocarriles Planificación y explotación del transporte Ingeniería oceanográfica Obras hidráulicas Estructuras metálicas
Urbanismo y servicios urbanos Optativa 7.5 6 9 9 6 9 7.5 7.5 6 7.5 9 7.5 9 6 9 9 7.5 6 12
9 7.5 9 6 9 6 7.5 6 9 6 9 7.5 9 6 6 9 9 7.5
• 5º Curso Construcción Proyectos Administración de empresas Edificación Sistemas energéticos Impacto ambiental Proyecto fin de carrera Optativas Libre elección MATERIAS OPTATIVAS • Materias de 2º curso. Aplicaciones informáticas Ampliación de mecánica Física y tecnología energética Representación gráfica por ordenador 2D y 3D Análisis de formas Dibujo técnico Historia de las obras públicas Actividades topográficas de campo Laboratorio de estructuras Introducción a la ingeniería civil Introducción a la ingeniería del agua • Materias de 3º curso. Métodos para mejorar la calidad Tecnología de programación y aplicación del computador Hidrogeología básica Programación para aplicaciones gráficas Análisis de formas y diseño gráfico de obras públicas Ingeniería cartográfica Tipología estructural Mecánica de los medios continuos II Logística y distribución Introducción a la mecánica de fluidos Procesos litorales Química del agua • Materias de 4º y 5º. Cálculo simbólico y numérico en ecuaciones diferenciales Análisis vectorial y tensorial
7.5 4.5 9 7.5 6 4.5 4.5 6 9 9 39.5
6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 4.5 4.5
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Termohidráulica Modelos digitales en hidrogeología Taller de formas en ingeniería I Taller de formas en ingeniería II Sistemas de información geográfica Topografía para proyecto, ejecución y control de obras Túneles y excavaciones profundas Cimentaciones Geotecnia vial Ingeniería geológica en presas y embalses Estructuras mixtas y puentes metálicos Puentes Hormigón pretensado Cálculo dinámico y diseño sismorresistente de estructuras Métodos numéricos de cálculo de estructuras Estructuras de fábrica y de madera Estructuras laminares Calidad, seguridad y patología en la edificación Cálculo de estructuras con ordenador Análisis experimental de estructuras Cálculo avanzado de estructuras Formas estructurales Curso avanzado de caminos y aeropuertos Explotación técnica y comercial del ferrocarril Transporte urbano Transporte intermodal Explotación de puertos Dirección de puertos Tecnología de la construcción Organización y gestión de la construcción de obras públicas Sistemas normalizados de gestión en la construcción Calidad, seguridad y responsabilidad en ingeniería civil Gestión del agua Presas Proyecto y gestión de presas de embalse Modelos de planificación y gestión hidráulica Modelos hidrológicos e hidráulicos
4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
Ingeniería fluvial Aprovechamientos hidroeléctricos Hidrodinámica aplicada Ingeniería de costas Ingeniería hidráulica urbana Diseño de plantas de tratamiento Residuos sólidos Ecología Derecho Evaluación y financiación de proyectos de inversión pública Planeamiento urbanístico Análisis urbanístico Diseño urbano Ordenación del territorio Gestión urbanística Ordenación de áreas fluviales Urbanismo, movilidad y diseño Ciudad y territorio Intensificación en ingeniería computacional Intensificación en ingeniería cartográfica Intensificación en ingeniería de materiales Intensificación en ingeniería del terreno Intensificación en tecnología estructural Intensificación en ingeniería de edificación Intensificación en mecánica del medio continuo y análisis estructural Intensificación en ingeniería del transporte Intensificación en ingeniería hidráulica I Intensificación en ingeniería hidráulica II Intensificación en ingeniería litoral I Intensificación en ingeniería litoral II Intensificación en ingeniería ambiental I Intensificación en ingeniería ambiental II Intensificación en gestión de empresas Intensificación en urbanismo y ordenación del territorio
4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
4.5
2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se presentan a través de cuatro asignaturas, dos relativas a aspectos de rocas y dos a aspectos de suelos. Las relativas a rocas se imparten en primer y segundo curso y se tratan concretamente de Geología aplicada de 6 créditos y Ingeniería y morfología del terreno de 6 créditos.
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Las relativas a suelos, principal objetivo de este estudio, son Geotecnia I de 6 créditos situada en tercer curso y Geotecnia II: ingeniería del terreno de 6 créditos en cuarto curso. El temario de estas dos asignaturas se presenta en el siguiente apartado. Además en el conjunto de asignaturas optativas de los tres últimos cursos existe una gran oferta asignaturas relacionadas con el terreno. Estas asignaturas son: • Hidrogeología básica, 6 créditos. • Modelos digitales de hidrogeología, 4.5 créditos. • Túneles y excavaciones profundas, 4.5 créditos. • Cimentaciones, 4.5 créditos. • Geotécnica vial, 4.5 créditos. • Ingeniería geotécnica en presas y embalses, 4.5 créditos. • Intensificación en ingeniería del terreno, 4.5 créditos.
3. Presentación de las asignaturas geotécnicas ofertadas con carácter común 3.1 Geotecnia I Objetivos de la asignatura Conocimiento e identificación de los diferentes tipos de suelos y su forma de comportamiento en distintos procesos. Asimilación de los modelos de aplicación y predicción de comportamiento. Capacitación para definir los procesos de obtención de parámetros y valorar críticamente los resultados. Contenido de la asignatura 1. Geotecnia. Definición, objetivos y metodología. 2. Identificación de suelos y rocas. Tipos de terrenos. Suelos. Rocas. Clasificaciones. Identificación del suelo. Granulometría. Propiedades elementales. Estructura y fábrica. Identificación de rocas. Descripción geotécnica. Meteorización. Materiales compactados. Parámetros de identificación. 3. El agua en el terreno. Estados del agua. El agua en reposo, agua freática, agua capilar. Filtraciones. Leyes, permeabilidad. Análisis de la filtración en dos y tres dimensiones, medios anisótropos. Superficie libre. Sifonamiento. Erosión interna. 4. Estado tensional en el terreno. El terreno como sistema trifase. Presiones efectivas, neutras y totales. Estado tensional. Historia tensional. Trayectorias de tensiones. 5. Comportamiento mecánico. Generalidades. Tipo de procesos. Modelos. Situaciones de servicio y rotura. 6. Comportamiento bajo compresión confinada. Planteamiento. El ensayo edométrico. Consolidación. Análisis. 7. Comportamiento bajo esfuerzos desviadores. Generalidades. Ensayos de corte directo, compresión simple y triaxial: descripción, comportamiento e interpretación. 8. Comportamiento mecánico de suelos parcialmente saturados. Tipos de suelos. Compresión confinada: drenaje, presiones intersticiales. Colapso. Expansividad. Resistencia. 9. Comportamiento mecánico de las rocas. Matriz rocosa: leyes tensión-deformación. Rotura. Ensayos. Discontinuidades: tipos, comportamiento. Ensayos. El macizo rocoso. 10. Empleo de parámetros mecánicos. Tipos de análisis. Tipos de procesos de carga. Revisión y análisis de problemas típicos. Aplicación de la mecánica del continuo. Generalidades. Bibliografía Textos Básicos: Apuntes. Servicio Publicaciones.
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
Jiménez Salas, J.A. y Justo Alpañes (1971), Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez Salas, J.A., Justo Alpañes y Serrano González, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Complementarios: Bowles, J.E. (1982), Propiedades geofísicas de los suelos. McGraw-Hill, Bogotá. Rodríguez, J.M. (1987), La cimentación. Curso de rehabilitación. Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid, Madrid.
3.2 Geotecnia II: ingeniería del terreno Objetivos de la asignatura Se pretende que, una vez finalizada la asignatura, el alumno pueda: • Caracterizar y adscribir a categorías tipo todos los elementos que intervienen en el problema geotécnico. • Identificar los procesos geotécnicos involucrados en casos reales típicos. • Discernir en cada caso el modelo teórico a aplicar y los métodos de cálculo más adecuados en función de la gama de soluciones estructurales posibles. • El alumno deberá tener claro que los cálculos teóricos, por muy refinados que puedan ser, no son sino modelaciones numéricas del fenómeno. • Mediante el estudio y análisis de casos concretos, el alumno deberá ser capaz de comprender las generalidades del fenómeno que estudia. Contenido de la asignatura 1. Introducción. Concepto, objetivos y metodología. El suelo como medio continuo. 2. Análisis tenso-deformacional en servicio. Formulación general. Métodos de resolución. Aplicación de casos resueltos para el análisis de tensiones y asientos: semiespacio de Bussinesq, cargas flexibles y rígidas, estrato rígido. 3. Análisis limite Teoría de la plasticidad. Métodos de análisis. Teoremas de cota. Líneas características. 4. Métodos de reconocimiento geotécnico. Prospecciones. Toma de muestras. Pruebas de penetración. Ensayos “in situ”. Métodos geofísicos. Planificación. 5. Empuje de tierras. Tipología de estructuras de contención. Concepto de interacción suelo-estructura. Empuje activo y pasivo. Teoría de Coulomb. Teoría de Rankine. Terrenos con cohesión. Terrenos estratificados. Efecto del agua. Diseño geotécnico de muros. Estructuras de contención flexibles. Tipología. Aspectos constructivos. Diseño geotécnico. 6. Estabilidad de taludes. Fenómenos de inestabilidad. Métodos de análisis. Concepto de coeficientes de seguridad. Métodos de equilibrio global. Métodos de equilibrio por fajas. Método del talud indefinido. Influencia del agua. Rotura progresiva. Taludes en roca. Prevención y corrección de inestabilidades. 7. Cimentaciones superficiales. Tipología. Aspectos constructivos. Carga de hundimiento de zapatas. Asiento de zapatas: métodos de cálculo para arcillas y arenas. Cimentaciones sobre losas. 8. Cimentaciones profundas. Tipología. Cimentaciones pilotadas. Aspectos constructivos. Carga de hundimiento del pilote aislado. Hinca de pilotes. Asiento del pilote aislado. Efecto de grupo de pilotes. Algunos problemas especiales. Bibliografia Textos Básicos: Jiménez Salas, J.A., Justo Alpañes y Serrano González, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Textos Complementarios:
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Jiménez Salas, J.A. et al. (1980), Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. Editorial Rueda, Madrid. Das, B.M. (2001), Principios de ingeniería de cimentaciones. International Thomson Editores, Méjico D.F. Dun, I.S., Anderson, L.R. y Kiefer, F.W. (1980), Fundamentals of geotechnical analysis. John Wiley and sons, Nueva York. Rodríguez, J.M., Serra, J. y Oteo, C. (1989), Curso aplicado de cimentaciones. Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid, Madrid. Bowles, J.E. (1987), Foundation analysis and design. McGraw-Hill, Singapur. Puertos del Estado (1994), Recomendaciones para obras marítimas ROM 0.5-94 Recomendaciones geotécnicas para el proyecto de obras marítimas y portuarias. Ministerio de Obras Públicas y Medio Ambiente Puertos del Estado, Madrid.
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UNIVERSIDAD DE CASTILLA Y LA MANCHA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE I.C.C.P DE CIUDAD REAL 1. Estructura del plan de estudios PRIMER CICLO • 1º Curso Física para la ingeniería I Instrumentos matemáticos para la ingeniería I Informática aplicada a la ingeniería civil Expresión gráfica y cartográfica Ingeniería del terreno Física para la ingeniería II Estadística Geometría aplicada Ecología Ciencia y tecnología de materiales • 2º Curso Trabajo proyectual: vía de comunicación Instrumentos matemáticos para la ingeniería II Ampliación de mecánica Transporte y territorio Economía Ecuaciones diferenciales Teoría de estructuras Morfología del terreno Ingeniería hidráulica e hidrología Optativas SEGUNDO CICLO • 3º Curso Trabajo proyectual: desarrollo urbano o territorial Mecánica de medios continuos y ciencias de materiales Urbanismo y ordenación del territorio Ampliación de hidrología e hidráulica fluvial Trabajo proyectual: ordenación del transporte y de las vías de comunicación Ingeniería del terreno II Trazado de vías de comunicación y tráfico Tecnología de estructuras y de la edificación I Optativas • 4º Curso Trabajo proyectual: edificio singular
7.5 9 6 9 6 7.5 6 9 6 9 10 6 9 9 6 6 9 6 9 10
12 9 6 6 12 9 7.5 7.5 6 12
o puente Tecnología de estructuras y de la edificación II Análisis numérico Infraestructuras del transporte Trabajo proyectual: ordenación fluvial y del agua Obras y aprovechamientos hidráulicos y energéticos Tecnología del medio ambiente Organización y gestión de proyectos y obras Libre elección • 5º Curso Organización y gestión de empresas Paisaje y evaluación de impacto ambiental Gestión y conservación de obras públicas Ingeniería marítima y costera Proyecto fin de carrera Optativas Libre elección MATERIAS OPTATIVAS • Materias de segundo curso. Trabajo proyectual: obra hidráulica lineal Trabajo proyectual: desarrollo urbano • Materias de tercer curso. Dinámicas fluviales Análisis urbanístico Métodos matemático-informático para la ingeniería Historia y estética de la ingeniería civil • Materias de cuarto y quinto curso. Restauración fluvial Gestión de recursos hidráulicos y regadíos Ingeniería fluvial Diseño y servicios urbanos Planeamiento urbanístico y ordenación del territorio Gestión urbanística Gestión del transporte y el tráfico urbano
7.5 6 7.5 12 9 6 9 6 6 6 6 6 12 6 33
10 10
6 6 6 6
6 6 6 6 6 6 6
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Trazado avanzado de vías de comunicación Economía y planificación del transporte Servicios ambientales urbanos
6 6 6
Tipología de estructuras Sistemas de distribución de agua a presión Electrotecnia Sistemas de información geográfica
6 6 6 6
2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos impartidos con carácter obligatorio relacionados con el terreno se presentan a través de las tres asignaturas, dos de ellas con el mismo nombre: • Ingeniería del terreno, de 6 créditos y situada en primer curso. • Morfología del terreno del terreno, de 6 créditos y situada en segundo. • Ingeniaría del terreno II, de 9 créditos y situada en tercero. La primera de ellas trata de aspectos básicos de geología, la segunda como su nombre indica de los procesos que originan y modifican el relieve y la tercera de aspectos geotécnicos, concretamente en la primera parte de su temario abarca conceptos de mecánica de suelos y la segunda aspectos más aplicados de ingeniería geotécnica. El temario de la última asignatura se presenta en el siguiente apartado. Por el momento, no existe oferta alguna de asignaturas optativas que permitan desarrollar con más profundidad los aspectos geotécnicos desarrollados en las asignaturas presentadas.
3. Presentación de la asignatura geotécnica ofertada con carácter común 3.1 Ingeniería del terreno II Objetivos de la asignatura El propósito fundamental de esta asignatura es proporcionar unos conocimientos básicos en mecánica de suelos e ingeniería geotécnica a los futuros profesionales de la ingeniería civil, sea cual fuere su especialidad. Adicionalmente se persigue que el alumno alcance los siguientes objetivos específicos: • Distinguir siempre ente el fenómeno en sí y su modelización numérica, sin anteponer en ningún caso la cuantificación a la propia realidad física. • Investigar críticamente distintas soluciones posibles de un mismo problema, existentes o no, y familiarizarse con la consulta bibliográfica. • Presentar los resultados de los ejercicios prácticos e informes monográficos de forma ordenada y bien documentada, con una secuencia lógica de los contenidos. • Comprender la notable carga de empirismo y practicidad de las enseñanzas recibidas, que no son verdades fijas e inmutables sino interpretaciones de los fenómenos reales. • Utilizar adecuadamente el método inductivo para extrapolar a la situación de campo las conclusiones deducidas de la investigación experimental en el laboratorio. En resumen, apreciar el valor formativo y multidisciplinar de la geotecnia, que presenta grandes diferencias en su planteamiento y en sus métodos con otras ramas de la ciencia y la ingeniería. Contenido de la asignatura. 1. Introducción a la geotecnia. Origen y formación de los suelos. 2. Propiedades físico-químicas y mecánicas de suelos. Ensayos de clasificación. 3. Principio de tensiones efectivas. 4. Flujo de agua en suelos saturados. Redes de filtración. 5. Análisis tenso-deformacional de suelos. Círculos de Mohr. 6. El suelo como medio elástico. Teoría de Boussinesq. 7. Teoría de la consolidación. Ensayo edométrico. 8. Fenómenos de inestabilidad estructural en suelos cohesivos. Hinchamiento y colapso. 9. Compactación de suelos. Ensayo Proctor. 10. Resistencia al esfuerzo cortante del terreno. 11. Comportamiento mecánico de suelos saturados. Ensayos de corte directo, triaxial y de compresión simple. 12. Estados de Rankine. Método de las características. 13. Cálculo de muros de contención rígidos. 14. Proyecto de cimentaciones superficiales. Cargas de hundimiento y asientos. 15. Estabilidad de taludes y presas de materiales sueltos.
Anejo I. Estudios de ingeniería de caminos, canales y puertos
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16. Suelos semisaturados. 17. Comportamiento dinámico del suelo. Tipos de ensayos. 18. Respuesta sísmica de estratos. Licuefacción. 19. Ecuaciones constitutivas. Rango de aplicación. Bibliografía Atkinson J. y Bransby P.L. (1978), The mechanics of soils. An introduction to critical state soil mechanics. McGraw-Hill, Londres. Berry, P.L. y Reid, D. (1993), Mecánica de suelos. McGraw-Hill, Santafé de Bogotá. Comité europeo de normalización (1999), Eurocódigo 7. Proyecto geotécnico. Aenor, Madrid. Holtz, R.D. y Kovacs, W.D. (1981), An introduction to geotechnical engineering. Prentice-Hall, Englewood Cliffs. Jiménez Salas, J.A. y Justo Alpañes (1971), Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez Salas, J.A., Justo Alpañes y Serrano González, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez Salas, J.A. et al. (1980), Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. Editorial Rueda, Madrid. Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos. Editorial Limusa S.A., México. Rodríguez, J.M., Serra, J. y Oteo, C. (1989), Curso aplicado de cimentaciones. Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid, Madrid. Puertos del Estado (1994), Recomendaciones para obras marítimas ROM 0.5-94 Recomendaciones geotécnicas para el proyecto de obras marítimas y portuarias. Ministerio de Obras Públicas y Medio Ambiente Puertos del Estado, Madrid.
Anejo I. Estudios de ingeniería de caminos, canales y puertos
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UNIVERSIDAD DE GRANADA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE I.C.C.P DE GRANADA 1. Estructura del plan de estudios PRIMER CICLO • 1º Curso Álgebra Cálculo Dibujo técnico Física Geología Química
15 15 12 15 12 12
• 2º Curso Análisis matemático Estadística Geomorfología Ingeniería de sistemas Materiales de construcción Mecánica Métodos matemáticos Sistemas de representación Libre elección
9 9 12 6 9 15 9 9 7
• 3º Curso Ecuaciones diferenciales Electrotecnia Hidráulica Ingeniería y territorio Mecánica de medios continuos Mecánica de suelos Resistencia de materiales Sistemas de transporte Topografía Libre elección
9 9 9 6 6 9 12 6 9 11
SEGUNDO CICLO • 4º Curso Análisis de estructuras Caminos y aeropuertos Economía Ferrocarriles Geotecnia y cimientos Hormigón armado y pretensado Ingeniería sanitaria Obras y aprovechamientos
9 9 6 6 6 9 6 9
hidráulicos Planificación urbanística Procedimientos de construcción y maquinaria Puertos y costas Libre elección • 5º Curso Organización y gestión de proyectos Edificación Estructuras mixtas y metálicas Planificación y explotación del transporte Presas Puentes Proyecto final de carrera Optativas Libre elección MATERIAS OPTATIVAS Ampliación de caminos Ampliación de hormigón Análisis avanzado de estructuras Análisis numérico Dirección de empresas Estética en la ingeniería Explotación de puertos Hidrología de superf. y aguas sub. Ingeniería ambiental Ingeniería oceanográfica Ingeniería sísmica Instrumentación Legislación Mecánica de rocas Prácticas fin de carrera Presas Transporte por cable Tratamiento de aguas Sistemas energéticos Transporte por tuberías Servicios y transportes urbanos Urbanismo
6 9 6 9 6 6 6 6 9 6 9 24 18 6 6 6 6 3 6 3 6 6 3 6 3 6 6 6 6 3 3 6 3 3 6
2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos impartidos relacionados con el terreno con carácter obligatorio se presentan a través de las cuatro asignaturas siguientes: • Geología: asignatura de 12 créditos, situada en primer curso. • Geomorfología: asignatura de 12 créditos, situada en segundo curso, que abarca temas relacionados con la geología, como continuación de la anterior. • Mecánica de suelos: asignatura de 9 créditos y situada en tercer curso. • Geotecnia y cimientos: asignatura de 6 créditos y situada en cuarto curso.
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
El temario de las dos últimas se presenta en el siguiente apartado. A parte de estas asignaturas, existe una asignatura optativa en quinto, Mecánica de rocas (6 créditos), del ámbito de la geología aplicada, pero no existe oferta, por el momento, de asignaturas optativas relacionadas con el ámbito de la mecánica del suelo y la ingeniería geotécnica. Si que existe una asignatura ofertada de libre elección relacionada con esta materia, Contención de tierras: las pantallas de entibación y sostenimiento (6 créditos).
3. Presentación de las asignaturas geotécnicas ofertadas con carácter común 3.1 Mecánica de suelos Objetivos de la asignatura Identificar los distintos tipos de suelos, su clasificación y propiedades ingenieriles. Conocer los principios y leyes que describen el comportamiento tenso - deformacional de las masas de suelo, con objeto de evaluar su resistencia y deformación. Aplicar dichos conocimientos al diseño de cimentaciones superficiales, estructuras de contención de tierras, estabilidad de taludes y movimientos del agua en el terreno. Contenido de la asignatura 1. Tipos de suelos. Identificación y clasificación. 2. Propiedades de los suelos. 3. El agua en el terreno. Filtración. 4. Consolidación, situaciones a corto y largo plazo. 5. Ensayos de laboratorio y de campo. 6. Resistencia y deformación. 7. Cimentaciones superficiales rígidas. Capacidad de carga y asientos. 8. Estructuras de contención de tierras, muros y pantallas. 9. Estabilidad de taludes. Bibliografía Jiménez Salas, J.A. y Justo Alpañes (1971), Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez Salas, J.A., Justo Alpañes y Serrano González, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez Salas, J.A. et al. (1980), Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. Editorial Rueda, Madrid. Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos. Editorial Limusa S.A., México.
3.2 Geotecnia y cimientos Objetivos de la asignatura Ampliar los conocimientos de la mecánica del suelo y de la tecnología de cimentaciones que conduzcan al diseño ingenieril de soluciones constructivas, a la realización de proyectos de cimentación y a la diagnosis y tratamiento de las patologías causadas por fallos de cimentación en las obras de ingeniería. Contenido de la asignatura 1. Metodología de la geotecnia y cimientos. Filtración y redes de drenaje. 2. Consolidación. 3. Cimentaciones superficiales. Interacción suelo - estructura. Método de la viga flotante. 4. Cimentaciones semiprofundas; pozos de cimentación. 5. Cimentaciones profundas. Pilotes. Tecnología y calculo. 6. Patología de cimentaciones. 7. Mejora del terreno de cimentación. 8. Expansividad y colapso. Mecánica del suelo parcialmente saturado. 9. Modelos avanzados de comportamiento del suelo. Modelos de estados críticos. Bibliografía Jiménez Salas, J.A. y Justo Alpañes (1971), Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid.
Anejo I. Estudios de ingeniería de caminos, canales y puertos
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Jiménez Salas, J.A., Justo Alpañes y Serrano González, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez Salas, J.A. et al. (1980), Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. Editorial Rueda, Madrid. Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos. Editorial Limusa S.A., México.
Anejo I. Estudios de ingeniería de caminos, canales y puertos
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UNIVERSIDAD DE LA CORUÑA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE I.C.C.P DE LA CORUÑA 1. Estructura del plan de estudios PRIMER CICLO • 1º Curso Algebra Cálculo I Dibujo técnico Física aplicada Materiales de construcción Topografía Libre elección • 2º Curso Cálculo II Estructuras I Geometría métrica y descriptiva Hidráulica e hidrología I Ingeniería y morfología del terreno Geometría diferencial Economía general aplicada a las obras públicas Mecánica Transporte y territorio Libre elección SEGUNDO CICLO • 3º Curso Cálculo numérico Estadística Estructuras II Ingeniería del terreno II Mecánica de medios continuos Cálculo III Ciencia de materiales Hidráulica e Hidrología II Optativas Libre elección • 4º Curso Hormigón armado y pretensado Ingeniería ambiental Puertos y costas Caminos y aeropuertos Obras hidráulicas Estructuras metálicas y construcción mixta Electrotécnia Optativas Libre elección • 5º Curso Organización y gestión de proyectos y obras
15 15 12 15 12 9 6 12 12 6 9 12 9 6 6 6 6
12 9 12 12 7.5 6 7.5 6 6 6 9 9 9 7.5 6 7.5 6 18 18 9
Ordenación del territorio y urbanismo Ingeniería del transporte Historia de la ingeniería civil Edificación y prefabricación Organización y gestión de empresas Legislación Proyecto de fin de carrera Optativas Libre elección MATERIAS OPTATIVAS Cálculo dinámico de estructuras Caminos y aeropuertos II Cimentaciones especiales Control y regulación de tráfico Diseño asistido y visualización Diseño óptimo de estructuras Dirección y explotación de puertos Estructuras III Explotación técnica de ferrocarriles Ferrocarriles Francés técnico Hidrología subterránea Historia del Arte Hormigón armado y pretensado II Impacto ambiental de las obras de ingeniería Ingeniería marítima Ingeniería nuclear Ingeniería portuaria Ingeniería del saneamiento urbano Ingeniería del terreno III Inglés técnico Materiales y sistemas constructivos Mecánica de rocas Métodos numéricos avanzados Paisaje en la ingeniería Planificación del transporte Presas Puentes I Puentes II Recursos y planificación hidráulica Servicios urbanos Sistemas expertos Tipología de estructuras Toma de decisiones en ingeniería Urbanismo I Urbanismo II Estancia en prácticas Proyecto técnico
6 6 3 6 6 3 6 30 12 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 18
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos impartidos de ingeniería del terreno con carácter obligatorio se presentan a través de las dos siguientes asignaturas: • Ingeniería y morfología del terreno: asignatura de 12 créditos, situada en segundo curso, cuyo abarca en dos terceras partes conceptos relacionados con geología y en su último tercio temas propios de mecánica del suelo. • Ingeniería del terreno II: asignatura de 12 créditos y situada en tercer curso. El temario de estas asignaturas se presenta en el siguiente apartado. A parte de estas asignaturas, en la oferta de asignaturas optativas de segundo ciclo existen las siguientes asignaturas relacionadas con el terreno todas ellas de seis créditos: • Cimentaciones especiales. • Hidrología subterránea. • Ingeniería del terreno III. • Mecánica de rocas.
3. Presentación de las asignaturas geotécnicas ofertadas con carácter común 3.1 Ingeniería y morfología del terreno Objetivos de la asignatura Ofrecer unos conocimientos básicos de geología y geotecnia, mediante el estudio práctico y metodológico de problemas de interés para un ingeniero de caminos en el desarrollo de su vida profesional. Contenidos de la asignatura 1. Introducción a la geología. El papel de la geología en la ingeniería civil. Principios de la geología. El tiempo en geología. Geocronología. Origen, evolución y estructura y de la tierra. Sísmica. Geodesia. Flujo térmico. Isostasia. Subsidencia. Paleomagnetismo. Tectónica de placas. 2. Mineralogía. Enlace químico. Electronegatividad. Concepto de mineral. Cristaloquímica. Propiedades físicas. Métodos de estudio. Sistemática. Grupos mineralógicos de interés ingenieril. 3. Petrología I. Rocas ígneas. Concepto de roca. Ciclos geológicos. Composición, textura y estructura. Magma. Diferenciación y cristalización fraccionada. Plutonismo. Volcanismo. Texturas. Clasificación. Propiedades ingenieriles. 4. Petrología II. Rocas sedimentarias. Sedimentos y rocas sedimentarias. Ciclos de sedimentación. Clasificación. Forma de yacimiento. Estrato, formación, secuencia, cuenca de sedimentación. Estructuras. Procesos diagenéticos. Rocas detríticas, carbonatadas y evaporíticas. Propiedades ingenieriles. 5. Petrología III. Rocas metamórficas. Factores y tipos de metamorfismo. Concepto de facies metamórfica. Geotermometría y geobarometría. Productos del metamorfismo. Texturas. Foliaciones y esquistosidad. Algunos conceptos de interés en ingeniería. 6. Meteorización y formación de suelos. Meteorización mecánica, biológica, y química. Factores condicionantes de la meteorización. Procesos edáficos. Perfil de un suelo. 7. Geomorfología. Procesos erosivos. Mecanismos de transporte. Desplazamientos gravitacionales del terreno. Tipos de movimiento del terreno. Glaciarismo. Erosión de las aguas superficiales. Torrentes. Rios. Perfil longitudinal de un rio. Terrazas. Cambios eustáticos y climáticos. Acción litoral y marina. Erosión eólica. 8. Tectónica. Escala de la deformación. Deformación frágil. Juntas y diaclasas. Macizo y matriz rocosa. Elementos y estructuras y tipos de las fallas. Fallas y campo de esfuerzos. Deformación dúctil. Pliegues. Clasificación. Diapiros. Cabalgamientos. Microtectónica. Esquistosidad. Microestructuras. 9. Geología de la península ibérica. Evolución geodinamica. Ciclo hercínico. Unidades morfoestructurales. Cordilleras alpinas. Depresiones neógenas. Geología de Galicia.
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10. Estructura de los suelos. Macro y microestructura de los suelos. Estudio de las partículas de arcilla; estructura del agua en torno a ellas. 11. Descripción y clasificación de los suelos. Variables que caracterizan la distribución de las fases. Ensayos para determinar la distribución de las fases. Curva granulométrica: ensayos de tamizado y sedimentación. Límites de Atterberg. Sistemas de clasificación de suelos y rocas. 12. Principio de las tensiones efectivas. 13. Flujo de agua en los suelos saturados. Introducción. Ley de Darcy. Determinación de la permeabilidad en laboratorio e "in situ". Ecuación de Laplace. Problemas de contorno. Métodos de resolución del problema de flujo. Método gráfico: redes de filtración. Medios multicapa. Sifonamiento. Filtros. Drenes. Superficie libre. Bibliografía básica Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos. Editorial Limusa S.A., México. Strahler, A.N. (1977), Geografía Física. Ediciones Omega, Madrid. Comba, J.A. (1983), Geología de España. IGME, Madrid. Jiménez Salas, J.A. y Justo Alpañes (1971), Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez Salas, J.A., Justo Alpañes y Serrano González, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Mitchell, J.K. (1993), Fundamental of soil behavior. John Wiley and sons, Nueva York. Tarbuck y Lutgens (1999), Ciencias de la Tierra. Prentice Hall, Madrid.
3.2 Ingeniería del terreno II Objetivos de la asignatura Proporcionar los conocimientos fundamentales de la mecánica de suelos, introduciendo las reglas de los cálculos geotécnicos. Contenido de la asignatura 1. Introducción. Mecánica de suelos y geotecnia. Estructuras geotécnicas. Problemas de contorno. Seguridad. Estados límites últimos y estados límites de utilización. 2. Consolidación de los suelos. Introducción. Caracterización de la consolidación de los suelos. Teoría de Terzaghi-Frölich. Diversos problemas de contorno. Consolidación bi y tridimensional. Consolidación secundaria. El ensayo edométrico. Compactación de suelos. 3. Caracterización de los campos de tensiones y deformaciones. Tensión y deformación. Círculo de Mohr de tensiones. Tensiones principales y direcciones asociadas. Círculo de Mohr de deformaciones. Invariantes de tensiones y deformaciones. 4. Estudio experimental y modelo del comportamiento mecánico de los suelos saturados. Ensayos de suelos. Recapitulación entorno al ensayo edométrico. El ensayo de corte directo y de corte simple. Ensayos triaxiales. Modelos constitutivos. Modelo elástico lineal. Elasticidad no lineal. Modelo hiperbólico. Modelos plástico de Tresca, Von Mises, Mohr-Coulomb y Drucker-Praguer. Modelos de estado crítico. 5. El suelo como medio elástico. Hipótesis de elasticidad. Comportamiento drenado y no drenado. Formulación elástica generalizada. Espacio de Boussinesq. Capa elástica sobre base rígida. Variación de la rigidez del suelo con la profundidad. 6. Introducción al análisis límite. Introducción al equilibrio límite. Colapso de un suelo. Teorema de la cota inferior. Teorema de la cota superior. Utilización del modelo de Mohr-Coulomb. Análisis a corto y largo plazo. Mecanismos compatibles de colapso. Teoría de Coulomb. Métodos gráficos. El círculo de deslizamiento. El método de las dovelas. Fellenius-May, Bishop simplificado. Soluciones generales. Morgenstern-Price. Métodos de Janbu y Spencer. Aplicación al análisis de la estabilidad de taludes y a otras estructuras geotécnicas.
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
7. Estados de Rankine. Fundamentos del método de las características. Estado activo y pasivo. Terreno horizontal e inclinado. Suelo cohesivo y granular. Características del campo de tensiones. Solución aproximada de la líneas de deslizamiento. 8. Introducción a las cimentaciones. Cimentaciones superficiales. Tipologías de cimentaciones. Cálculo de la capacidad portante de una cimentación superficial. Efectos a considerar en el cálculo. Rotura local. Presiones admisibles. Asiento asociado a una zapata. Distribución de tensiones. Giro y deslizamiento de una zapata. Principales causas de patologías en zapatas. Factor de seguridad. Diseño de una cimentación superficial. 9. Introducción a las estructuras de contención. Muros. Tipos de estructuras de contención de tierras. Estados de reposo, activo y pasivo. Teoría de Coulomb para el empuje activo. Cálculo del empuje activo. Cálculo del empuje pasivo. Estados límites últimos y de utilización de un muro. Criterios de predimensionamiento. 10. Estabilidad de taludes. Introducción. Métodos de cálculo de estabilidad de taludes. Ábacos de Taylor. Ábacos de Bishop y Morgenstern. Modo usual de cálculo. Bibliografía básica Jiménez Salas, J.A. y Justo Alpañes (1971), Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez Salas, J.A., Justo Alpañes y Serrano González, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos. Editorial Limusa S.A., México. Atkinson J.H. y Bransby P.L. (1978), The mechanics of soils. An introduction to critical state soil mechanics. McGraw-Hill, Londres. Poulos, H.G. y Davis, E.H. (1991), Elastic solution for soil and rock mechanics. Center for geotechnical reseach Univesity of Sidney, Sidney. Terzagui, K. y Peck, R.B. (1958), Mecánica de suelos en la ingeniería práctica. Editorial El Ateneo, Barcelona. Holtz, R.D. y Kovacs, W.D. (1981), An introduction to geotechnical engineering. Prentice-Hall, Englewood Cliffs.
Anejo I. Estudios de ingeniería de caminos, canales y puertos
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UNIVERSIDAD POLITECNICA DE CATALUÑA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE I.C.C.P DE BARCELONA 1. Estructura del plan de estudios PRIMER CICLO • 1º Curso Álgebra y geometría Cálculo Técnicas de representación Mecánica racional Física Química de materiales Economía Libre elección • 2º Curso Transportes y territorio Topografía Geometría descriptiva Hidráulica e hidrología Materiales de construcción Estructuras I Ampliación de matemáticas Geología Ingeniería geológica Métodos numéricos I Optativa SEGUNDO CICLO • 3º Curso Probabilidad y estadística Ecuaciones diferenciales Electrotecnia Hidrología subterránea Mecánica del suelo Ingeniería ambiental Estructuras II Mecánica de medios continuos Hidrología superficial Libre elección • 4º Curso Métodos numéricos II Caminos Transportes II Obras hidráulicas Mecánica de fluidos Hidrodinámica marítima Ingeniería marítima Urbanística II Estructuras metálicas Estructuras de hormigón Cimentaciones Procesos de construcción Infraestructura ferroviaria
Libre elección 12 12 9 9 9 10.5 6 4.5 6 6 9 9 9 12 9 7.5 6 3 4.5
9 7.5 4.5 3 12 9 10.5 10.5 3 12.5 9 6 3 6 4.5 3 4.5 7.5 7.5 9 6 6 3
• 5º Curso Proyectos de ingeniería Gestión de empresas Tesina final de carrera Proyecto final de carrera Optativas Libre elección MATERIAS OPTATIVAS • Materias de primer ciclo. Introducción a la ingeniería civil Análisis de las formas en ingeniería civil Sociología aplicada a la ingeniería civil Historia de la ingeniería civil Ampliación de física • Materias de segundo ciclo. Planificación y diseño de redes viarias Proyecto y conservación de carreteras Explotación de líneas ferroviarias Transporte urbano Logística y terminales de transporte Análisis regional y planificación territorial Instrumentos de planeamiento y proyectación Infraestructuras y servicios urbanos Impactos sociales i urbanísticos de las infraestructuras Presas y aprovechamientos hidroeléctricos Hidrología superficial II Planificación y gestión de recursos hídricos Análisis experimental de obras hidráulicas Dinámica fluvial Ingeniería de puertos Ingeniería de costas Explotación de puertos Impacto ambientas de obras y servicios en el litoral Ingeniería oceanográfica Mecánica de rocas Túneles
4.5 6 6 9 9 33 18
4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 6 7.5 4.5 9 7.5 4.5 6 6 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
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Ampliación de hidrología subterránea II Sismología Ingeniería geotécnica Prospección geofísica Geología del cuaternario Estructuras III Cálculo dinámico de estructuras Hormigón II Estructuras metálicas II Tipología estructural Puentes Edificación Inspección, mantenimiento, evaluación y reparación de estructuras Construcción y materiales avanzados Construcción mixta
4.5 4.5 6 4.5 4.5 6 4.5 6 6 4.5 6 9 6 9 4.5
Análisis experimental y monitorización de estructuras Procesos técnicos de tratamiento de aguas Impacto ambiental de las obras públicas Gestión de calidad del agua Análisis de calidad de las aguas Procesos experimentales de tratamiento de aguas Métodos numéricos avanzados Métodos numéricos para EDP’s Aplicaciones en ingeniería computacional Análisis de datos Ecología Arte Técnicas de instrumentación
4.5 6 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 6 6 6 4.5 4.5 4.5
2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se presentan a través de cuatro asignaturas, dos relativas a aspectos de rocas y dos a aspectos de suelos. Las relativas a rocas se imparten en segundo curso y se tratan concretamente de Geología de 7.5 créditos e Ingeniería geológica de 6 créditos. Las relativas a suelos, principal objetivo de este estudio, son Mecánica de suelos de 12 créditos situada en tercer curso y Cimentaciones de 6 créditos en cuarto curso. El temario de estas dos asignaturas se presenta en el siguiente apartado. Además en quinto curso se disponen de un total de 33 créditos de asignaturas optativas que permiten una especialización en ingeniería del terreno. Estas asignaturas son: • Mecánica de rocas, 4.5 créditos. • Túneles, 4.5 créditos. • Ampliación de hidrología subterránea, 4.5 créditos. • Sismología, 4.5 créditos. • Ingeniería geotécnica, 6 créditos. • Prospección geofísica, 4.5 créditos. • Geología del cuaternario, 4.5 créditos.
3. Presentación de las asignaturas geotécnicas ofertadas con carácter común 3.1 Mecánica de suelos Objetivos de la asignatura Enseñar los fundamentos de la mecánica del suelo y la metodología de aplicación de sus principios básicos a la resolución de problemas geotécnicos de interés en ingeniería civil. Contenido de la asignatura Tema 1. Identificación básica del suelo. 1.1 Introducción. 1.2 Caracterización del suelo. 1.3 Caracterización de la fase sólida: granulometría. 1.4 Consistencia del suelo. Tema 2. El agua en el suelo. Tensión efectiva. Flujo. 2.1 Tensión total y tensión efectiva. 2.2 Conceptos básicos.
2.3 Formulación de las leyes integrales y locales de conservación de la masa. 2.4 Ecuación diferencial del flujo en un medio incomprensible. 2.5 Ecuación diferencial de flujo en un medio incompresible. 2.6 Fuerzas de filtración sobre la matriz sólida. 2.7 Métodos para resolver problemas de flujo. 2.8 Piezómetros. 2.9 Filtros y presas de tierras. 2.10 Flujo en suelo no saturado.
Anejo I. Estudios de ingeniería de caminos, canales y puertos
Tema 3. Tensión y deformación. Ecuaciones constitutivas. Elasticidad y plasticidad. 3.1 Conceptos previos. Recordatorio de mecánica de medios continuos. 3.2 Espacios y trayectorias de tensiones. 3.3 Elasticidad. 3.4 Plasticidad. 3.5 Algunas soluciones elásticas. Tema 4. Ensayos de laboratorio. 4.1 Trayectorias de tensiones en problemas reales. 4.2 El aparato triaxial. 4.3 Resultados típicos de ensayos triaxiales. 4.4 El ensayo edométrico. 4.5 Otros ensayos. Tema 5. Comportamiento mecánico del suelo saturado. 5.1 Resumen del comportamiento de las arcillas en el ensayo triaxial convencional. 5.2 Modelo elastoplástico. 5.3 El modelo Cam clay. 5.4 Resistencia del suelo. 5.5 Análisis del suelo como material drenado y no drenado.
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Tema 6. Introducción al comportamiento mecánico del suelo no saturado. 6.1 Suelos no saturados. 6.2 Compactación. Tema 7. Análisis en rotura. Teoremas del colapso plástico. Equilibrio límite. 7.1 Introducción: análisis en servicio y en rotura. 7.2 Teoremas de colapso plástico. 7.3 Aplicación geotécnica del Teorema de la Cota Superior. 7.4 Aplicación geotécnica del Teorema de la Cota Inferior. 7.5 Métodos de equilibrio límite: conceptos básicos. 7.6 Métodos generales de equilibrio límite en taludes. Tema 8. Acoplamiento flujo - deformación, consolidación. 8.1 Introducción. 8.2 Teoría de la consolidación unidimensional. Ecuación de Terzaghi. 8.3 Grado de consolidación. 8.4 Alteración del régimen hidráulico. 8.5 Flujo radial.
Bibliografia básica Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos. Editorial Limusa S.A., México. Jiménez Salas, J.A. y Justo Alpañes (1971), Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez Salas, J.A., Justo Alpañes y Serrano González, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Atkinson, J. (1993), An introduction to the mechanics of soils and foundations. McGraw-Hill, Londres. Ledesma, A., Gens, A. y Lloret, A. (1987), Problemas resueltos de mecánica del suelo. E.T.S.I.C.C.P.B., Barcelona. Terzagui, K. y Peck, R.B. (1958), Mecánica de suelos en la ingeniería práctica. Editorial El Ateneo, Barcelona. Holtz, R.D. y Kovacs, W.D. (1981), An introduction to geotechnical engineering. Prentice-Hall, Englewood Cliffs.
3.2 Cimentaciones Objetivos de la asignatura Proporcionar conocimientos conceptuales, de diseño y de aplicación sobre reconocimiento del terreno, cimentaciones y estructuras de contención. Contenido de la asignatura Tema 1. Reconocimiento del terreno. 1.1 Introducción. 1.2 Documentación preliminar. 1.3 Densidad y profundidad del reconocimiento. 1.4 Reconocimiento de superficie. 1.5 Extracción de muestras. 1.6 Propiedades y parámetros del terreno. 1.7 Ensayos de laboratorio.
1.8 Comparación de los procedimientos de determinación de parámetros del terreno. Tema 2. Cimentaciones superficiales. 2.1 Introducción. 2.2 Capacidad portante. 2.3 Asientos. 2.4 Criterios de diseño.
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2.5 Diseño empírico de una cimentación superficial. Tema 3. Cimentaciones profundas. 3.1 Aspectos preliminares. Clasificación. 3.2 Procedimientos de ejecución de pilotes. 3.3 Mecanismos de resistencia de los pilotes. 3.4 Capacidad portante de un pilote aislado. 3.5 Capacidad portante de un grupo de pilotes. 3.6 Asientos de un pilote aislado. 3.7 Asientos de un grupo de pilotes. 3.8 Pilotes sometidos a cargas laterales. 3.9 Fricción negativa. Tema 4. Empuje de tierras. 4.1 Generalidades. 4.2 Estado de tensiones in situ. Determinación de K0. 4.3 Estado de Rankine activo y pasivo. 4.4 Grietas de tracción. Fluido equivalente. 4.5 Efectos de los movimientos de los valores del empuje. 4.6 Efecto de la fricción muro-terreno. 4.7 Teoría de Coulomb. 4.8 Efecto de la cohesión. 4.9 Método de las cuñas. 4.10 Empuje pasivo. Método del círculo de fricción. 4.11 Efecto de las sobrecargas externas en el empuje. 4.12 Empuje sobre un trasdós quebrado.
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
4.13 Efecto silo. 4.14 Empujes debidos a esfuerzos de compactación. 4.15 Empujes de tierras sobre muros en L. Tema 5. Estructuras de contención de gravedad. 5.1 Predimensionado. 5.2 Estabilidad al vuelco. 5.3 Estabilidad al deslizamiento. 5.4 Estabilidad frente al hundimiento. 5.5 Estabilidad del conjunto. 5.6 Resistencia estructural de los muros de gravedad. 5.7 Aspectos constructivos. Tema 6. Estructuras de contención flexibles. 6.1 Generalidades. 6.2 Problemas asociados a este tipo de estructuras. 6.3 Distribución de presiones del terreno. 6.4 Influencia de las presiones intersticiales. 6.5 Pantallas en voladizo. 6.6 Pantallas con un apoyo. 6.7 Pantallas con varios apoyos. 6.8 Fenómenos de levantamiento del fondo de excavaciones. Teoría de Henkel. 6.9 Movimientos del terreno debidos a excavaciones apuntaladas. 6.10 Procesos constructivos. 6.11 Instrumentación de excavaciones apantalladas.
Bibliografía básica Jiménez Salas, J.A., Justo Alpañes y Serrano González, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez Salas, J.A. et al. (1980), Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. Editorial Rueda, Madrid. Terzagui, K. y Peck, R.B. (1958), Mecánica de suelos en la ingeniería práctica. Editorial El Ateneo, Barcelona. Hoesch, S. (1991), Manual de cálculo de tablestacas. Ministerio de Obras Públicas y Transportes, Madrid.
Anejo I. Estudios de ingeniería de caminos, canales y puertos
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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE I.C.C.P DE VALENCIA 1. Estructura del plan de estudios PRIMER CICLO • 1º Curso Algebra lineal Dibujo Estadística Física Geometría Descriptiva y métrica Mecánica Química de los materiales Cálculo Optativas Libre elección • 2º Curso Cálculo de estructuras I Economía general aplicada a la construcción Electrotecnia Geología aplicada a las obras públicas Geotecnia y cimientos I Hidráulica e Hidrogeología Legislación Materiales de construcción I Topografía y fotogrametría Transporte y territorio Optativas Libre elección SEGUNDO CICLO • 3º Curso Cálculo de estructuras II Cálculo de estructuras III Ecuaciones de la física matemática Ecuaciones diferenciales Estadística II Ferrocarriles Fundamentos técnicos de las técnicas Geología aplicada a las obras públicas II Materiales de construcción II Mecánica II Mecánica de fluidos Métodos numéricos Procedimientos de construcción Libre elección • 4º Curso Caminos y aeropuertos
10.5 10.5 6 4.5 9 7.5 9 6 9 4.5 9 6 7.5 6 6 9 4.5 6 6 6 9 4.5
4.5 9 6 9 4.5 4.5 6 4.5 4.5 4.5 4.5 7.5 9 9 6
Economía y planificación del transporte Estructuras metálicas Explotación de puertos Geotecnia y cimientos II Hormigón armado y pretensado Ingeniería sanitaria Obras y aprovechamientos hidráulicos Planificación y gestión de recursos hídricos Proyectos Puertos y costas Urbanismo y ordenación del territorio Libre elección
4.5 7.5 4.5 6 9 7.5 6 6 6 6 7.5 4.5
• 5º Curso Edificación y prefabricación Impacto ambiental Organización y gestión de empresas Ejercicio final de carrera Optativas I Optativas II Libre elección
4.5 4.5 6 4.5 30 18 13
MATERIAS OPTATIVAS • Materias de 1º curso. Geomorfología Historia de la ciudad Historia de la ingeniería civil Idioma 1 (nivel A) Idioma 2 (nivel B) Sociología
4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
• Materias de 2º curso. Cartografía Ecología Gráficos por ordenador Idioma 2 (nivel A) Idioma 2 (nivel B) Informática básica y ofimática Introducción a los problemas medioambientales Matemáticas asistidas por ordenador Programación y análisis en ingeniería civil • Materias de 5º curso. Tipo I. Construcciones civiles y edificación Ingeniería hidráulica y medioambiental
4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
30 30
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
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Transportes, urbanismo y ordenación del territorio • Materias de 5º curso. Tipo II. Energética Gestión empresarial Infraestructuras hidráulicas Ingeniería de la construcción Ingeniería del terreno
30
18 18 18 18 18
Ingeniería estructural Ingeniería marítima y portuaria Ingeniería medio ambiental Proyectos Transportes terrestres Urbanismo y ordenación del territorio
18 18 18 18 18 18
2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se presentan a través de cuatro asignaturas: • Geología aplicada a las obras públicas, de 6 créditos situada en segundo curso. • Geotecnia y cimientos, de 6 créditos situada en segundo curso. • Geología aplicada a las obras públicas II, de 4.5 créditos situada en tercer curso. • Geotecnia y cimientos II, de 6 créditos situada en cuarto curso. Evidentemente las denominadas Geotecnia y cimientos se dedican al estudio del suelo, aunque en la primera de ellas también se abordan algunos pocos aspectos relacionados con las rocas. En el siguiente apartado se muestran sus contenidos. A parte de las asignaturas anteriores existen dos más relacionadas con el terreno, pero de carácter optativo, son Geomorfología de primer curso y 4.5 créditos, e Ingeniería del terreno de 18 créditos en quinto curso.
3. Presentación de las asignaturas geotécnicas ofertadas con carácter común 3.1 Geotecnia y cimientos Objetivos de la asignatura Proporcionar los conocimientos básicos de la mecánica del suelo y de la mecánica de rocas, sentando las bases teóricas que permitan comprender el comportamiento del terreno y resolver los problemas más usuales planteados en las obras civiles y de arquitectura. Formación en el laboratorio de geotecnia. Contenido de la asignatura 1. Introducción a la geotecnia. Suelos y rocas 2. Propiedades índice de suelos y rocas. 3. Clasificación de suelos. 4. Macizos rocosos. Descripción de las discontinuidades. 5. El agua y el terreno 6. Compactación y consolidación de suelos. 7. Resistencia a esfuerzo constante. 8. Tensiones y deformaciones en el terreno 9. Reconocimiento del terreno. 10. Empujes del terreno. 11. Estabilidad de taludes. 12. Cimentaciones superficiales. 13. Cimentaciones profundas. 14. Ingeniería geotécnica. Instrumentación.
3.2 Geotecnia y cimientos II Objetivos de la asignatura Conocimiento de profundidad de las propiedades del terreno, de los modelos utilizados y de su aplicación práctica. Contenido de la asignatura Área 1. Propiedades del Terreno. Área 2. Comportamiento del Terreno.
Anejo I. Estudios de ingeniería de caminos, canales y puertos
2.1 Flujo en medio poroso 2.2 La deformación del suelo 2.3 La resistencia del suelo Área 3. Ingeniería Geotécnica 3.1 Estructuras de contención. 3.2 Estabilidad de taludes. 3.3 Túneles. 3.4 Mejora del terreno. 3.5 Cimentaciones superficiales. 3.6 Cimentaciones continuas. 3.7 Cimentaciones profundas.
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Anejo II. Estudios de ingeniería técnica de obras públicas
1
ÍNDICE Introducción……………………………………………………………………………….
3
Créditos troncales…………………………………………………………………………
5
Universidad Católica de San Fernando de Murcia Escuela Universitaria Politécnica…………………………………………………………
7
Universidad de Burgos Escuela Politécnica Superior……………………………………………………………...
9
Universidad de Cádiz Escuela Politécnica Superior de Algeciras………………………………………………..
13
Universidad de Cantabria Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Santander….
15
Universidad de Córdoba Escuela Politécnica Universitaria de Bélmez……………………………………………..
17
Universidad de Extremadura Escuela Politécnica de Cáceres……………..……………………………………………..
19
Universidad de La Laguna Facultad de Matemáticas………………………………………………………………….
21
Universidad del País Vasco Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Minera……………………………………...
23
Universidad de Salamanca Escuela Politécnica Superior de Ávila…………………………………………………….
25
Universidad de Salamanca Escuela Politécnica Superior de Zamora………………………………………………….
27
Universidad Politécnica de Cartagena Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Civil………………………………………..
29
Universidad Politécnica de Cataluña Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Barcelona….
31
Universidad Politécnica de Valencia Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Valencia…...
37
Anejo II. Estudios de ingeniería técnica de obras públicas
3
INTRODUCCIÓN 1. Objetivos y contenido El presente anejo tiene por objetivo ser una herramienta para acercar y poder valorar la realidad de la docencia de la geotecnia en los estudios de ingeniería técnica de obras públicas. Una realidad de la docencia medida por los contenidos y la importancia de las asignaturas de índole geotécnica (importancia en términos de créditos y categoría de estos en términos de obligatorios u optativos). Una realidad de la docencia medida también por el entorno docente en que se desarrolla, o sea los conocimientos que se imparten con anterioridad o paridad que le sirven de base o complemento. Es preciso mencionar que en la actualidad no existe una única titulación de ingeniería técnica de obras públicas, sino tres, ya que las especialidades dan lugar a titulaciones diferentes. Así las tres titulaciones existentes relacionadas con la ingeniería técnica de obras públicas son: • Ingeniería técnica de obras públicas en construcciones civiles. • Ingeniería técnica de obras públicas en hidrología. • Ingeniería técnica de obras públicas en transportes y servicios urbanos. En primer lugar, a continuación de este capítulo introductorio, se presenta el listado de los créditos troncales de la carrera. Éstos son aquellos que obligatoriamente, por ley, se han de incluir en todos los planes de estudio de una titulación que se desarrollen en universidades españolas. La presentación de estos créditos no exime de presentar los planes de estudio de cada escuela, ya que en el caso de ingeniería técnica de obras públicas los créditos troncales representan aproximadamente el 50% del total de la carga lectiva, lo que teniendo en cuenta el 10% mínimo de créditos de libre elección que fija la legislación, cada plan de estudios es en un 40% original de la escuela que lo imparte. Para poder conseguir el objetivo de presentar un documento capaz de acercar la realidad de la docencia, se presenta para cada una de las escuelas universitarias españolas en que se imparte alguna de las tres titulaciones de ingeniería técnica de obras públicas con el plan de estudios adaptado al actual Real Decreto 1497/1987 (Directrices generales comunes de los planes de estudio de los títulos de carácter oficial y validez e todo el territorio nacional) los apartados que se describen a continuación: 1. Titulaciones ofertadas. En este primer apartado únicamente se enumeran las titulaciones que oferta, de las tres posibles, el centro a presentar. 2. Estructura del plan de estudios. En este apartado se presenta la estructura del plan de estudios, listando todas las asignaturas y los créditos de las mismas ordenados por cursos y en el caso de las optativas en listados aparte. En aquellos centros que ofertan más de una titulación en primer lugar se presentan las asignaturas comunes a todas ellas y posteriormente las específicas de cada una. En estos listados se señalan tipográficamente, a través del empleo de la negrita, las asignaturas relacionadas con el estudio del terreno. El objetivo de este apartado es permitir observar rápidamente el entorno docente en que se encuentran las asignaturas geotécnicas. 3. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios. En este apartado se resumen el nombre, el curso y los créditos de las asignaturas dedicadas al estudio del terreno. Su objetivo es permitir con una rápida lectura conocer el trato de la enseñanza de los aspectos relacionados con el terreno en una determinada escuela. 4. Presentación de las asignaturas geotécnicas ofertadas con carácter común. En este apartado se muestran los objetivos, el temario y la bibliografía, si se ha podido conseguir, de las asignaturas geotécnicas ofertadas. Este apartado no se presenta para todas las escuelas, porque no ha sido posible obtener esta información de todas las ellas.
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
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Concretamente lo acabado de presentar se ha realizado, de las dieciséis escuelas existentes, para trece. Ya que existen tres que todavía no están adaptadas a la actual legislación, concretamente las escuelas de Alicante, Las Palmas y Madrid.
2. Fuentes de información Para confeccionar los apartados presentados en el punto anterior las fuentes de información empleadas han sido los contenidos de las web de las escuelas y de las universidades a las que pertenecen. En la siguiente tabla se muestra para todas las escuelas estudiadas la dirección de internet. Universidad y Escuela Universidad Católica de San Fernando de Murcia Escuela Universitaria Politécnica Universidad de Burgos Escuela Politécnica Superior Universidad de Cádiz Escuela Politécnica Superior de Algeciras Universidad de Cantabria E.T.S.I.C.C.P. de Santander Universidad de Córdoba Escuela Politécnica Universitaria de Bélmez Universidad de Extremadura Escuela Politécnica de Cáceres Universidad de La Laguna Facultad de Matemáticas Universidad del País Vasco Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Minera Universidad de Salamanca Escuela Politécnica Superior de Ávila Universidad de Salamanca Escuela Politécnica Superior de Zamora Universidad Politécnica de Cartagena Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Civil Universidad Politécnica de Cataluña E.T.S.I.C.C.P. de Barcelona Universidad Politécnica de Valencia E.T.S.I.C.C.P. de Valencia
Dirección de internet http://www.ucam.edu http://www.ubu.es http://www.uca.es/escuela/politecnica_alg / http://centros.unican.es/caminos http://www.uco.es/organiza/centros/minas http://www.unex.es http://www.ull.es http://www.ehu.es/euitmop/ http://web.usal.es/~epavila/ http://poliz.usal.es/politecnica/ http://www.upct.es http://www-camins.upc.es http://www.iccp.upv.es
Anejo II. Estudios de ingeniería técnica de obras públicas
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CRÉDITOS TRONCALES A continuación se presenta el listado de los créditos troncales de las tres titulaciones de ingeniería técnica de obras públicas, que como ya se ha explicado en la introducción, se trata de aquellos créditos que obligatoriamente han de tener todos los planes de estudio de esta carrera que se impartan en universidades españolas. En la tabla se ha abreviado la titulación ingeniería técnica de obras públicas en construcciones civiles por C.C., la de ingeniería técnica de obras públicas en hidrología por H. y la de ingeniería técnica de obras públicas en transportes y servicios urbanos por T. y S.U. Denominación y breve descripción del contenido Ciencia y tecnología de materiales. Fundamentos de la ciencia y tecnología de materiales. Materiales de construcción.
C.C. 9
H. 6
T. y S.U. -
Construcción y obras. Maquinaria de construcción. Procedimientos de construcción. Organización de obras civiles.
12
-
-
Economía Economía general y aplicada al sector. Valoración.
6
6
6
Expresión gráfica y cartográfica. Técnicas de representación. Dibujo a mano alzada. Escalas y proyecciones. Fotogrametría y cartografía. Topografía.
9
9
9
Fundamentos físicos de la ingeniería. Mecánica racional. Fenómenos ondulatorios. Termodinámica.
9
9
9
Fundamentos matemáticos de la ingeniería. Álgebra lineal. Cálculo infinitesimal. Geometría. Estadística. Métodos numéricos. Ecuaciones diferenciales. Integración.
9
9
9
Infraestructuras del transporte. Obras de fábrica e infraestructuras. Trazado de redes viarias. Pavimentos. Caminos y aeropuertos. Ferrocarriles.
9
-
12
Ingeniería hidráulica e hidrología. Mecánica de fluidos. Hidráulica. Hidrología de superficie. Ingeniería y morfología del terreno. Mecánica del suelo. Geología aplicada. Mecánica de rocas.
9
9
-
9
9
9
Proyectos. Metodología, organización y gestión de proyectos. Impacto ambiental; evaluación y corrección.
6
6
6
Tecnología de estructuras. Análisis de estructuras. Hormigón armado y prretensado. Estructuras metálicas. Tipología estructural. Análisis dinámico de estructuras.
6
-
-
Electricidad.
6
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
Denominación y breve descripción del contenido Teoría de estructuras. Resistencia de materiales. Análisis de estructuras.
C.C. 6
H. 6
T. y S.U. 6
Gestión de recursos hidráulicos. Demanadas del uso del agua y contaminación. Hidrología física y dinámica atmosférica. Cuencas superficiales y subterráneas. Regulación. Gestión y planificación de recursos y obras.
-
12
-
Obras y aprovechamientos hidráulicos. Conducciones. Presas. Canales. Captaciones. Riegos. Drenajes. Aprovechamientos hidroeléctricos.
-
12
-
Tecnología eléctrica. Teoría de circuitos. Máquinas eléctricas. Centrales y líneas eléctricas.
-
6
-
Servicios urbanos y ambientales. Saneamiento de aguas. Basuras. Control de la contaminación urbana: vertidos y ruidos. Tipología de espacios urbanos. Pavimentos. Jardinería. Amueblamiento urbano. Iluminación. Abastecimiento de aguas.
-
-
12
Tráfico y transporte. Demanda y oferta de desplazamientos. Cuantificación y medición del tráfico. Capacidad de tráfico. Coordinación del transporte.
-
-
12
Transporte y territorio. Ingeniería y territorio. Transportes.
-
-
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Anejo II. Estudios de ingeniería técnica de obras públicas
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UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SAN ANTONIO DE MURCIA ESCUELA UNIVERSITARIA POLITECNICA 1. Titulaciones ofertadas En la Escuela Universitaria Politécnica de la Universidad Católica de San Antonio de Murcia de las tres titulaciones existentes en relación con la ingeniería técnica de obras públicas únicamente se oferta la de ingeniería técnica de obras públicas en construcciones civiles.
2. Estructura del plan de estudios • 1º Curso Expresión gráfica y cartográfica Ciencia y tecnología de los materiales Geometría métrica y descriptiva Física aplicada Álgebra Mecánica Cálculo Química de los materiales Teología y doctrina social de la Iglesia • 2º Curso Teoría de estructuras Ingeniería y morfología del terreno Ingeniería hidráulica e hidrológica Topografía y fotogrametría Estadística
9 9 9 7.5 7.5 7.5 7.5 6 6 12 9 9 9 6
Inglés técnico Ecuaciones de la física matemática Electrotecnia y luminotecnia Libre elección • 3º Curso Construcción y obras Tecnología de estructuras Infraestructuras del transporte Proyectos y obras Ferrocarriles, teleféricos y transporte por tubería Ética y deontología profesional Aplicaciones informáticas Métodos numéricos Seguridad y salud Libre elección
6 6 6 12 12 9 9 6 6 6 4.5 6 6 12
3. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se imparten en la asignatura Ingeniería y morfología del terreno de 9 créditos, situada en segundo curso.
4. Presentación de la asignatura geotécnica ofertada La asignatura Ingeniería del terreno y morfología tiene dos partes bien diferenciadas, una primera dedicada a temas geológicos y una segunda a geotecnia y cimientos. Para el desarrollo de cada una de ellas se emplea la mitad del tiempo del que se dispone. El objetivo de la parte de geología es dar a conocer los principios de la geología y su aplicación a las obras públicas. Y el de la segunda parte de la asignatura es dar a conocer los principios de la mecánica de suelos y la geotecnia y sus aplicaciones a las obras públicas. Los temarios de cada una de las partes son: • Geología. 1. La geología. 2. Mineralogía y cristalografía 3. Mineralogía descriptiva. 4. Silicatos. 5. Geología estructural. 6. Tectónica de placas. 7. Magamtismo. 8. Metamorfismo. 9. Hidrología superficial. 10. Hidrogeología subterránea. 11. Meteorización.
• Geotecnia y cimientos. 1. Mecánica de suelos. 2. Granulometría de suelos. 3. Fases de un suelo. 4. El agua en el suelo. 5. Compresibilidad del suelo. 6. Compactación de suelos. 7. Resistencia al corte sin drenaje. 8. Reconocimiento del terreno. 9. Maquinaria de sondeos. 10. Maquinaria auxiliar para sondeos. 11. Realización del sondeo.
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
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12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29.
La superficie terrestre. El paisaje. Erosión. Agentes del modelado. Sedimentación y litificación. Matriz rocosa. El macizo rocoso. Clasificaciones geomecánicas. Rocas ígneas. Rocas sedimentarias. Rocas metamórficas. Investigación geológica. Fases. Datos geológicos de interés en ing. Aspectos geológicos en los distintos tipos de obras civiles. Estratigrafía. Paleontología. Geología histórica. Geología en España. Geología en la región de Murcia. Riesgos geológicos.
12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31.
Ensayos en sondeos. Toma de muestras. Ensayos “in situ”. Penetrómetros. Prospección geofísica I. Prospección geofísica II. Cimientos. Cálculo de asientos. Carga de hundimiento. Tensión admisible. Resistencia de pilotes y pilotajes. Tablestacas. Muros y taludes. Estabilidad de taludes. Estudio geotécnico. Corrección del terreno I. Corrección del terreno II. Corrección del terreno III. Suelos especiales. Patología de cimentaciones.
La bibliografía recomendada de la parte de geotecnia y cimientos es: • Jiménez Salas, J.A. y Justo Alpañes (1971), Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. • Jiménez Salas, J.A., Justo Alpañes y Serrano González, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. • Jiménez Salas, J.A. et al. (1980), Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. Editorial Rueda, Madrid. • Berry, P.L. y Reid, D. (1993), Mecánica de suelos. McGraw-Hill, Santafé de Bogotá. • Cassan, M. (1982), Los ensayos in situ en la mecánica del suelo. Editores técnicos asociados S.A., Barcelona. • Fernández, C. (1982), Mejoramiento y estabilizaciones de suelos. Editorial Limusa S.A., México.
Anejo II. Estudios de ingeniería técnica de obras públicas
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UNIVERSIDAD DE BURGOS ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR 1. Titulaciones ofertadas En la Escuela Politécnica Superior de la Universidad de Burgos se ofertan dos de las tres titulaciones de ingeniería técnica de obras públicas, concretamente: • Ingeniería técnica de obras públicas en construcciones civiles. • Ingeniería técnica de obras públicas en transportes y servicios urbanos.
2. Estructura del plan de estudios COMÚN A TODAS LAS TITULACIONES • 1º Curso Fundamentos físicos de la ing. 12 Técnicas de representación 6 Fundamentos matemáticos de la ing. 15 Electrotecnia 6 Mecánica aplicada 7.5 Gestión de la seguridad y de la 6 administración Química aplicada y ambiental 6 Ciencia y tecnología de los 9 materiales Optativas 4.5 Libre elección 4.5 • Materias optativas de primer curso. Introducción a la programación visual Contaminación ambiental Fundamentos de informática Dibujo asistido por ordenador 2D Inglés técnico I Historia de la ciencia y de la tecnología • 2º Curso Economía Topografía y fotogrametría Geología aplicada Geotecnia y cimientos Teoría de estructuras Transporte y territorio Cálculo I Ingeniería hidráulica e hidrológica Geometría aplicada Libre elección
4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
6 7.5 6 7.5 12 6 6 10.5 7.5 13.5
TITULACIÓN DE CONSTRUCCIONES CIVILES • 3º Curso Procedimientos y maquinaria I 7.5 Procedimientos y maquinaria II 7.5 Infraestructura del transporte 12 Proyectos 9
Hormigón armado Estructuras metálicas Obras hidráulicas Ingeniería sanitaria y ambiental Proyecto fin de carrera Optativas Libre elección
7.5 4.5 4.5 4.5 4.5 13.5 6
• Optativas. Acústica e iluminación Administración pública en la construcción Aplicaciones digitales topográficas Calidad Cimentaciones especiales y patología geotécnica Control de calidad en la construcción Dibujo asistido por ordenador 3D Dinámica de estructuras Edificación y prefabricación Energías renovables Estructuras de cimentación Fundamentos físicos de la refrigeración Gestión de recursos económicos y humanos Hormigón pretensado Informática aplicada Inglés técnico II Instalaciones y proyectos eléctricos Luminotecnia Métodos matemáticos aplicados a la ingeniería Nuevos materiales de construcción Obras marítimas Suelos contaminados Suelos y jardines Trabajo geológico de campo
4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
TITULACIÓN DE TRANSPORTES Y SERVICIOS URBANOS • 3º Curso Servicios urbanos Ingeniería sanitaria y ambiental
6 6
6 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 6 4.5 4.5 4.5 4.5 6 4.5 6 6 6
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
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Tráfico y transporte Transportes urbanos Infraestructura del transporte Proyectos Procedimientos de construcción y maquinaria Hormigón armado Proyecto fin de carrera Optativas Libre elección • Optativas. Acústica e iluminación Administración pública en la construcción Aplicaciones digitales topográficas Calidad Cimentaciones especiales y patología geotécnica Control de calidad en la construcción Dibujo asistido por ordenador 3D Dinámica de estructuras
12 4.5 12 7.5 4.5 4.5 4.5 13.5 6 6 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
Edificación y prefabricación Energías renovables Equipos electrónicos aplicados al transporte y servicios urbanos Estructuras de cimentación Estructuras metálicas Fundamentos físicos de la refrigeración Gestión de recursos económicos y humanos Hormigón pretensado Informática aplicada Inglés técnico II Instalaciones y proyectos eléctricos Luminotecnia Métodos matemáticos aplicados a la ingeniería Nuevos materiales de construcción Obras marítimas Suelos contaminados Suelos y jardines Trabajo geológico de campo
4.5 6 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 6 4.5 6 6 6 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
3. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno comunes a las dos titulaciones se concentran en las asignaturas Geología aplicada de 6 créditos y Geotecnia y cimientos de 7.5 créditos, ambas situadas en segundo curso. La primera, como su nombre indica, se dedica al estudio de las rocas y la segunda se dedica al estudio de los suelos. De esta última en el siguiente apartado se presenta el temario. Respecto a la oferta de asignaturas optativas, en las dos titulaciones se ofertan las siguientes asignaturas relacionadas con es estudio del terreno todas de 4.5 créditos: • Cimentaciones especiales y patología geotécnica. • Estructuras de cimentación. • Suelos contaminados. • Trabajo geológico de campo.
4. Presentación de las asignaturas geotécnicas 4.1 Geotecnia y cimientos El contenido de la asignatura Geotecnia y cimientos es: 1. Introducción a la geotecnia. 2. Propiedades elementales de suelos y rocas. 3. Propiedades de las arcillas. Límites. Clasificación de suelos. 4. El agua en el terreno. 5. Tensiones en el terreno. 6. Compresibilidad de suelos sin deformación lateral. 7. Compactación de suelos. 8. Esfuerzos y deformaciones en una masa de suelo. 9. Parámetros resistentes de los suelos. Procesos de corte. 10. Empuje de tierras. Muros de contención. 11. Cimentaciones superficiales. 12. Cimentaciones profundas. La bibliografía recomendada: • Jiménez Salas, J.A. y Justo Alpañes (1971), Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid.
Anejo II. Estudios de ingeniería técnica de obras públicas
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• Jiménez Salas, J.A., Justo Alpañes y Serrano González, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. • Jiménez Salas, J.A. et al. (1980), Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. Editorial Rueda, Madrid. • Berry, P.L. y Reid, D. (1993), Mecánica de suelos. McGraw-Hill, Santafé de Bogotá. • Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos. Editorial Limusa S.A., México. • Terzagui, K. y Peck, R.B. (1958), Mecánica de suelos en la ingeniería práctica. Editorial El Ateneo, Barcelona. • Sutton B.H.C. (1989), Problemas resueltos de mecánica del suelo. Bellisco, Madrid. • Erenas, C. (1984), Ejercicios de geotecnia y cimientos. E.T.S.I.C.C.P.M., Madrid. • Calavera, J. (1990), Muros de contención y muros sótano. Instituto técnico de materiales y construcción, Madrid.
Anejo II. Estudios de ingeniería técnica de obras públicas
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UNIVERSIDAD DE CADIZ ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR DE ALGECIRAS 1. Titulaciones ofertadas En la Escuela Politécnica Superior de Algeciras de las tres titulaciones existentes en relación con la ingeniería técnica de obras públicas únicamente se oferta la de ingeniería técnica de obras públicas en construcciones civiles.
2. Estructura del plan de estudios • 1º Curso Ciencia y tecnología de materiales Dibujo técnico Fundamentos físicos de la ingeniería Fundamentos matemáticos de la ingeniería Fundamentos químicos de la ingeniería Geometría descriptiva Dinámica del sólido rígido Libre elección • 2º Curso Economía Topografía y fotogrametría Ingeniería hidráulica e hidrológica Ingeniería y morfología del terreno Teoría de estructuras Electrotecnia Ingeniería de puertos y costas Legislación y seguridad Optativas
Libre elección 9 6 15 18 6 6 6 6 6 6 9 9 12 6 9 3 6
• 3º Curso Infraestructuras del transporte Construcción y obras Proyectos Tecnología de estructuras Obras hidráulicas Abastecimiento y saneamiento Instalaciones eléctricas Trabajo fin de carrera Optativas Libre elección • Materias optativas. Control, tratamiento y depuración de aguas Organización portuaria Estructuras Control de calidad de obras civiles Patología de la obra civil Métodos matemáticos
9 15 12 6 12 6 6 6 6 12 9 6 6 6 6 6 6
3. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se imparten en la asignatura Ingeniería y morfología del terreno de 9 créditos, situada en segundo curso. Respecto a la oferta de asignaturas optativas no existe ninguna de carácter geotécnico.
4. Presentación de la asignatura geotécnica ofertada Los objetivos de la asignatura Ingeniería del terreno y morfología son: • Dar a conocer las características necesarias de suelos y rocas para su aplicación a la ingeniería. • Aplicar estos conocimientos al cálculo y dimensionamiento de muros, taludes, zapatas, pilotajes, etc. La bibliografía recomendada es: • Jiménez Salas, J.A. y Justo Alpañes (1971), Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. • Jiménez Salas, J.A., Justo Alpañes y Serrano González, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. • Rodríguez, J.M., Serra, J. y Oteo, C. (1989), Curso aplicado de cimentaciones. Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid, Madrid. • Instituto Nacional para la calidad de la edificación (1985), Normas tecnológicas de la edificación. Acondicionamiento del terreno. Cimentaciones. Ministerio de Obras públicas y Urbanismo, Madrid.
Anejo II. Estudios de ingeniería técnica de obras públicas
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UNIVERSIDAD DE CANTABRIA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE I.C.C.P. DE SANTANDER 1. Titulaciones ofertadas En la Escuela Técnica Superior de I.C.C.P. de Santander de las tres titulaciones existentes en relación con la ingeniería técnica de obras públicas únicamente se oferta la de ingeniería técnica de obras públicas en construcciones civiles.
2. Estructura del plan de estudios • 1º Curso Álgebra y geometría Cálculo Física Dibujo técnico Geología Mecánica Sistemas de representación Informática y métodos numéricos Ciencia y tecnología de materiales Topografía • 2º Curso Ampliación de matemáticas Hidráulica e hidrología Resistencia de materiales Geotecnia Electrotecnia Caminos Tecnología de estructuras Maquinaría y procedimientos generales de construcción Obras hidráulicas y marítimas Ingeniería sanitaria y ambiental • 3º Curso Economía
7.5 7.5 9 7.5 6 6 7.5 6 9 9 7.5 9 7.5 7.5 6 7.5 9 9 6 6
Proyectos Organización y control de obras Edificación Ferrocarriles Trabajo fin de carrera Optativas Libre elección • Materias optativas. Evaluación del impacto ambiental La construcción y el medio ambiente La forma construida Tecnología de materiales Topografía aplicada a la construcción Actividades topográficas de campo Ampliación de geotecnia para construcciones civiles Calidad, seguridad y patología en la edificación Caracterización y deterioro de los materiales Derecho en la empresa Maquinaria de vía del ferrocarril Tecnología de la prefabricación en construcción
12 6 12 6 6 15 22.5 6 6 6 6 6 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
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3. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se imparten en las asignaturas Geología y Geotecnia de 6 y 7.5 créditos, situadas en primer y segundo curso respectivamente. Como su nombre indica la primera se dedica al estudio de las rocas y la segunda al estudio de los suelos. El contenido de la asignatura Geotecnia se presenta en el siguiente apartado. Respecto a la oferta de asignaturas optativas se dedica una al estudio de los suelos, concretamente Ampliación de geotecnia para construcciones civiles de 4.5 créditos.
4. Presentación de la asignatura geotécnica ofertada Los objetivos de la asignatura Geotecnia son dar los siguientes conocimientos y aptitudes: • Conocimiento e identificación de los diferentes tipos de terrenos y su forma de comportamiento en distintos procesos. • Conocimiento y asimilación de los modelos de aplicación y predicción de dicho comportamiento. • Capacitación para definir los ensayos de obtención de los parámetros y valoración crítica de los resultados. • Identificación del proceso geotécnico involucrado en un caso real determinado, y conocimiento del modelo y método de cálculo más adecuado para su resolución.
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
El contenido de la asignatura es: 1. Descripción y clasificación de suelos. 2. Teorías básicas de comportamiento mecánico. 3. Consolidación y resistencia de suelos. Resistencia de rocas. 4. Reconocimiento del terreno. 5. Cimentaciones. 6. Empuje de tierras. Muros. Excavaciones contenidas. Zanjas. 7. Taludes. 8. Compactación. La bibliografía recomendada es: • Jiménez Salas, J.A. y Justo Alpañes (1971), Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. • Jiménez Salas, J.A., Justo Alpañes y Serrano González, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. • Rodríguez, J.M., Serra, J. y Oteo, C. (1989), Curso aplicado de cimentaciones. Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid, Madrid. • Bowles, J.E. (1982), Propiedades geofísicas de los suelos. McGraw-Hill, Bogotá. • Bowles, J.E. (1987), Foundation analysis and design. McGraw-Hill, Singapur.
Anejo II. Estudios de ingeniería técnica de obras públicas
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UNIVERSIDAD DE CORDOBA ESCUELA POLITÉCNICA UNIVERSITARIA DE BÉLMEZ 1. Titulaciones ofertadas En la Escuela Politécnica Superior de Bélmez de las tres titulaciones existentes en relación con la ingeniería técnica de obras públicas únicamente se oferta la de ingeniería técnica de obras públicas en construcciones civiles.
2. Estructura del plan de estudios • 1º Curso Fundamentos físicos de la ing. Fundamentos matemáticos de la ing. Dibujo técnico y sistemas de representación Economía Geología Ciencia y tecnología de materiales Procedimientos de construcción y maquinaría Organización Inglés Química Optativas
6 6 4.5 4.5
• 2º Curso Topografía Teoría de estructuras Hidrología Caminos Ampliación de matemáticas Tecnología eléctrica Tecnología de estructuras Hidráulica Dibujo topográfico Tecnología mecánica y maquinas Seguridad e higiene Optativa
4.5 6 4.5 6 4.5 6 6 4.5 6 9 4.5 4.5
• 3º Curso Proyectos Mecánica de suelos y rocas Ferrocarriles, teleféricos y transporte
6 6 4.5
9 9 6 6 4.5 9 6
por tubería Legislación Hormigones armados y pretensados Sistemas hidráulicos y ambientales Control de calidad Planificación, medición y valoración de obras Obras marítimas Métodos y levantamientos topográficos Proyecto fin de carrera Optativa Libre elección • Materias optativas. Diseño gráfico aplicado Topografía de obras Inglés técnico Informática Planificación y gestión de recursos hídricos Técnicas de caracterización de materiales Representación en la ingeniería civil Geofísica aplicada a la ingeniería Movimiento de tierra Urbanismo y medio ambiente Obras hidráulicas Automatismos digitales Análisis y calidad del agua. Medio ambiente Geotecnia y aplicaciones
4.5 4.5 6 6 6 4.5 6 6 6 22.5 6 4.5 6 4.5 4.5 4.5 4.5 6 4.5 4.5 4.5 6 4.5 6
3. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se imparten en las asignaturas Geología y Mecánica de suelos y rocas de 4.5 y 6 créditos situadas en primer y tercer curso respectivamente. Respecto a la oferta de asignaturas optativas se dedican dos a aspectos relacionados con el terreno, ambas de 6 créditos. Se presentan a continuación con un breve resumen de sus contenidos: • Geofísica aplicada a la ingeniería. Métodos de prospección geofísica. Tomografía y técnicas de alta resolución de evaluación del macizo rocoso. Detección de huecos. • Geotecnia y aplicaciones. Mecánica de rocas y suelos. Investigación del terreno. Geomecánica de túneles. Planificación de
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
minas y obras. Estabilidad de taludes y presas. Estructuras de retención. Cimentaciones y compactación. Geotecnología de voladuras.
Anejo II. Estudios de ingeniería técnica de obras públicas
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UNIVERSIDAD EXTREMADURA ESCUELA POLITÉCNICA DE CÁCERES 1. Titulaciones ofertadas En la Escuela Politécnica Superior de Cáceres se ofertan todas las titulaciones de ingeniería técnica de obras públicas: • Ingeniería técnica de obras públicas en construcciones civiles. • Ingeniería técnica de obras públicas en hidrología. • Ingeniería técnica de obras públicas en transportes y servicios urbanos.
2. Estructura del plan de estudios COMÚN A TODAS LAS TITULACIONES • 1º Curso Fundamentos matemáticos en la ing. 9 Fundamentos físicos en la ing. 9 Economía 6 Geología 4.5 Mecánica de rocas 4.5 Análisis matemático 12 Mecánica 9 Química 9 Dibujo 10.5 • 2º Curso Teoría de estructuras Expresión gráfica y cartográfica Ciencia y tecnología de los materiales Ingeniería hidráulica e hidrológica Tecnología eléctrica Maquinaría Ingeniería medioambiental Elasticidad y plasticidad Sistemas de representación • 3º Curso Geotecnia Hormigones Legislación y seguridad Proyectos Proyecto fin de carrera Libre elección
6 10.5 6 9 6 6 4.5 4.5 9
TITULACIÓN DE HIDROLOGÍA • 2º Curso Química del agua Ampliación de ciencia y tecnología de materiales
4.5 4.5 4.5 7.5 9 24
• 3º Curso Ampliación de hidrología Gestión de recursos hidráulicos Obras hidráulicas Aprovechamientos hidráulicos Abastecimientos y saneamientos Instalaciones eléctricas Optativa
TITULACIÓN DE CONSTRUCCIONES CIVILES • 3º Curso Procedimientos y organización 6 Caminos 6 Infraestructura 4.5 Tecnología de estructuras 6 Obras hidráulicas 6 Ferrocarriles 4.5 Optativa 18 • Optativas.
Abastecimientos y saneamientos Acústica ambiental Aprovechamientos hidráulicos Control de calidad Diseño asistido por ordenador Informática aplicada a la construcción Inglés científico técnico avanzado Inglés científico técnico intermedio Instalaciones de obra civil Instalaciones eléctricas Introducción a la geodesia Legislación urbanística y ordenación del territorio Materiales poliméricos Patología de la construcción Química del agua
• Optativas. Caminos Contabilidad para empresas constructoras Control de calidad Diseño asistido por ordenador Informática aplicada a la construcción Infraestructura Inglés científico técnico avanzado Inglés científico técnico intermedio
6 6 6 4.5 6 6 6 6 6 4.5 6 6 4.5 6 4.5
4.5 4.5
6 6 6 6 4.5 4.5 16.5 6 6 6 6 6 4.5 6 6
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
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Introducción a la geodesia Materiales poliméricos Patología de la construcción Procedimientos y organización Tecnología de estructuras TITULACIÓN DE TRANSPORTES Y SERVICIOS URBANOS • 3º Curso Caminos Infraestructura Ferrocarriles Abastecimientos y saneamientos Servicios urbanos Tráfico Ordenación del transporte Transporte y territorio Optativa • Optativas. Acústica ambiental
6 4.5 6 6 6
6 4.5 4.5 6 6 6 6 9 12
Ampliación de ciencia y tecnología Aprovechamientos hidráulicos Contabilidad para empresas constructoras Control de calidad Diseño asistido por ordenador Informática aplicada a la construcción Inglés científico técnico avanzado Inglés científico técnico intermedio Instalaciones de obra civil Instalaciones eléctricas Introducción a la geodesia Legislación urbanística y ordenación del territorio Materiales poliméricos Patología de la construcción Procedimientos y organización Química del agua Tecnología de estructuras
4.5 6 3 4.5 6 6 6 6 6 4.5 6 6 4.5 6 6 4.5 6
6
3. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno comunes a las tres titulaciones se concentran en las tres asignaturas siguientes: Geología y Mecánica de rocas, ambas de 4.5 créditos situadas en primer curso, y Geotecnia de también de 4.5 créditos situada en tercer curso. No existe ninguna asignatura más relacionada con el terreno obligatoria específicamente para alguna especialidad en concreto. Respecto a la oferta de asignaturas optativas tampoco existe ninguna relacionada con la ingeniería del terreno.
Anejo II. Estudios de ingeniería técnica de obras públicas
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UNIVERSIDAD DE LA LAGUNA FACULTAD DE MATEMÁTICAS 1. Titulaciones ofertadas En la Facultad de Matemáticas de la Universidad de La Laguna de las tres titulaciones existentes en relación con la ingeniería técnica de obras públicas únicamente se oferta la de ingeniería técnica de obras públicas en hidrología.
2. Estructura del plan de estudios • 1º Curso Fundamentos físicos de la ing. Fundamentos matemáticos de la ing. Ciencia y tecnología de materiales Expresión gráfica y cartográfica Geología Informática para ingenieros Economía Tecnología eléctrica Materiales de construcción Métodos estadísticos de la ingeniería • 2º Curso Ingeniería hidráulica e hidrológica Cálculo y análisis numérico Resistencia de materiales Topomería aplicada Ingeniería sanitaria Teoría de estructuras Geotecnia Procedimientos de construcción Optativa • 3º Curso Obras y aprovechamientos hidráulicos Gestión de recursos hidráulicos Proyectos Técnicas instrumentales de hidrología Ingeniería geomática
10.5 10.5 6 9 6 6 6 7.5 6 7.5 9 9 4.5 6 7.5 6 6 4.5 6 12 4.5 6 4.5
Hidrología superficial y subterránea Evaluación de impacto ambiental Proyecto fin de carrera Optativa Libre elección • Materias optativas. Acueductos, alcantarillados y drenaje pluvial Análisis de flujos en redes Calidad biológica de las aguas Climatología y meteorología Construcciones hidráulicas Control de calidad Desalación de aguas Diseño y simulación de sistemas Erosión, corrosión y oxidación Hidrogeología de terrenos volcánicos Hidrología aplicada Hormigón armado Ingeniería del conocimiento Limnología Maquinaria de obras Máquinas hidráulicas Métodos de optimización en ingeniería Técnicas de teledetección en hidrología Transporte y Territorio
7.5 6 4.5 18 22.5 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6
6
3. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se imparten en las asignaturas Geología y Geotecnia, ambas de 6 créditos, situadas en primer y segundo curso respectivamente. Respecto a la oferta de asignaturas optativas, existen dos relacionadas con el terreno, Ingeniería geomática y Hidrogeología de terrenos volcánicos, de 6 créditos las dos.
Anejo II. Estudios de ingeniería técnica de obras públicas
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UNIVERSIDAD DEL PAÍS VASCO ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA DE MINAS 1. Titulaciones ofertadas En la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica de Minas, situada en Barakaldo, de las tres titulaciones existentes en relación con la ingeniería técnica de obras públicas únicamente se oferta la de ingeniería técnica de obras públicas en construcciones civiles.
2. Estructura del plan de estudios • 1º Curso Física I Física II Geología Laboratorio de matemáticas Matemáticas I Matemáticas II Matemáticas III Mecánica Mecánica de fluidos Química Sistemas de representación Técnicas de dibujo
• 2º Curso Aplicaciones topográficas Ciencia de los materiales Construcción I Ingeniería hidráulica e hidrológica Ingeniería y morfología del terreno Maquinaría y medios auxiliares Materiales de construcción Técnicas de restauración y corrección Teoría de estructuras Topografía Optativa
4.5 4.5 6 4.5 4.5 7.5 6 4.5 6 6 4.5 7.5 4.5 6 7.5 5.25 6 4.5 4.5 6 9 4.5 9
• 3º Curso Aguas y medio ambiente Construcción II Economía Edificación Infraestructuras del transporte I Infraestructuras del transporte II Instalaciones eléctricas e iluminación Puertos y obras marítimas Tecnología de estructuras I Tecnología de estructuras II Proyectos Proyecto fin de carrera Libre elección • Materias optativas. Análisis multivariante Centrales eléctricas Euskera técnico Matemáticas aplicadas a la gestión Modelización matemática de estructuras y obras civiles Organización portuaria Sondeos e inyecciones Transportes
4.5 7.5 9 4.5 4.5 6 9 4.5 4.5 4.5 6 6.75
4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
3. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se imparten en las asignaturas Geología y Ingeniería y morfología del terreno de 4.5 y 6 créditos, situadas en primer y segundo curso respectivamente. Respecto a la oferta de asignaturas optativas, únicamente existe una relacionada con el terreno, concretamente Sondeos e inyecciones de 4.5 créditos.
Anejo II. Estudios de ingeniería técnica de obras públicas
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UNIVERSIDAD DE SALAMANCA ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR DE ÁVILA 1. Titulaciones ofertadas En la Escuela Politécnica Superior de Ávila de las tres titulaciones existentes en relación con la ingeniería técnica de obras públicas únicamente se oferta la de ingeniería técnica de obras públicas en hidrología.
2. Estructura del plan de estudios • 1º Curso Ciencia y tecnología de materiales Estadística Fundamentos físicos de la ingeniería Fundamentos de geología Fundamentos matemáticos Hidráulica Representación cartográfica Biología aplicada Geometría descriptiva Química aplicada • 2º Curso Teoría de estructuras Geotecnia Hidrología Tecnología eléctrica Topografía Construcción Diseño gráfico
6 4.5 9 6 6 7.5 6 4.5 7.5 7.5 7.5 6 6 6 6 6 6
Hidráulica fluvial Hidrogeología Investigación operativa Matemática aplicada Obras lineales • 3º Curso Economía Gestión de recursos hídricos Obras y aprovechamientos hidráulicos Proyectos Ingeniería sanitaria Legislación de aguas Prospecciones y sondeos Sistemas de información geográficos Maquinaría Instalaciones eléctricas Proyecto fin de carrera
6 7.5 4.5 6 7.5 3 12 12 6 9 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
3. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Todos los conocimientos impartidos con relación al estudio del terreno tienen carácter obligatorio y se imparten en las asignaturas Fundamentos de geología de 6 créditos en primero, Geotecnia de 6 créditos en segundo y Prospecciones y sondeos de 4.5 créditos en tercero.
4. Presentación de la asignatura geotécnica ofertada El contenido de la asignatura Geotecnia es el siguiente: Parte I. Introducción a la geotecnia. 1. Introducción a la geotecnia. Parte II. Mecánica del suelo. 2. Concepto y tipos de suelo. 3. El suelo: componentes fundamentales y criterios de reconocimiento. 4. Propiedades elementales de los suelos y ensayos básicos de identificación. 5. La clasificación de los suelos: granulometría, plasticidad y clasificaciones geomecánicas. 6. El agua en el suelo (I): presión efectiva y capilaridad. 7. El agua en el suelo (II): concepto de permeabilidad y métodos de cálculo. 8. El agua en el suelo (III): el movimiento del agua a través del suelo. 9. La deformación de los suelos: procesos de compresibilidad y consolidación. 10. Ensayo edométrico y cálculo de asientos. 11. Hinchamiento y compactación de los suelos. 12. Resistencia y deformación de los suelos (I): criterios de rotura. 13. Resistencia y deformación de los suelos (II): principales métodos de laboratorio para el cálculo de la resistencia de los suelos.
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
14. Resistencia y deformación de los suelos (III): ensayos in situ. Parte III. Mecánica de rocas. 15. Características geológicas de los macizos rocosos (I): estudio geológico del afloramiento, influencia de las estructura. 16. Características geológicas de los macizos rocosos (II): análisis estructural del macizo rocoso. 17. Características geotécnicas de las rocas (I): estudios básicos de identificación y velocidades de propagación. 18. Características geotécnicas de las rocas (II): resistencia y deformación de las rocas. 19. Características geotécnicas de las rocas (III): alterabilidad y desgaste de las rocas. Índices geotécnicos. 20. Clasificaciones geomecánicas. Parte IV. Estabilidad de taludes. 21. Estabilidad de taludes. Tipos de movimientos del terreno: desprendimientos. 22. Tipos de movimientos del terreno: corrimientos y hundimientos. 23. Análisis de la estabilidad de taludes: conceptos previos. 24. Métodos de cálculo de la estabilidad de taludes. 25. Análisis de la estabilidad de roturas circulares y planas. Aplicaciones informáticas al estudio de la estabilidad de taludes. 26. Corrección de taludes (I): tratamientos de consolidación y saneamiento. 27. Corrección de taludes (II): tratamientos de contención. 28. Corrección de taludes (III): revisión de ejemplos prácticos . Parte V. Empuje de tierras. Presiones laterales en el terreno. 29. Tipos de empujes de tierras sobre un muro. Movimientos asociados a los empujes. 30. Influencia de la cohesión y otras propiedades del terreno en los empujes sobre estructuras rígidas. 31. Cálculo de empujes sobre estructuras rígidas. 32. Estabilidad de las estructuras de contención. ParteVI. Cimentaciones. 33. Tipos de cimentaciones. 34. Esfuerzos y deformaciones del terreno de cimentación. 35. Capacidad de carga de las cimentaciones. 36. Cimentaciones en terrenos problemáticos. Asentamientos ligados a cimentaciones. 37. Métodos de mejora del terreno.
Anejo II. Estudios de ingeniería técnica de obras públicas
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UNIVERSIDAD DE SALAMANCA ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR DE ZAMORA 1. Titulaciones ofertadas En la Escuela Politécnica Superior de Zamora de las tres titulaciones existentes en relación con la ingeniería técnica de obras públicas únicamente se oferta la de ingeniería técnica de obras públicas en construcciones civiles.
2. Estructura del plan de estudios • 1º Curso Matemáticas Ampliación de matemáticas Física Química de los materiales Dibujo Sistemas de representación Economía Mecánica técnica Informática
10.5 6 10.5 7.5 6 6 6 6 6
• 2º Curso Hidráulica Materiales de construcción Resistencia de materiales Maquinaría Topografía Replanteo de obras Geología Geotecnia C.A.D. Electrotecnia Análisis de estructuras Optativas
9 9 7.5 4.5 4.5 4.5 6 4.5 6 4.5 7.5 7.5
• 3º Curso Dimensioando de taludes y cimentaciones Organización, medición y valoración de obras Procedimientos de construcción Dimensionado de estructuras metálicas
4.5 4.5 6 4.5
Transportes Obras hidráulicas Dimensionado de estructuras de hormigón Gestión de calidad Caminos Oficina técnica Trabajo fin de carrera Optativas Libre elección
4.5 7.5 6 3 9 22.5
MATERIAS OPTATIVAS • Materias de segundo curso. Conceptos ambientales Cálculo numérico Tecnología del medio ambiente Urbanismo Seguridad e higiene Programación
4.5 3 4.5 3 3 4.5
• Materias de tercer curso. Cimentaciones y construcciones especiales Obras marítimas Redes y servicios urbanos Optimización y aplicación a la ingeniería Edificación y prefabricación Programación y control de proyectos asistidos por ordenador Recursos hidráulicos
3 6 6
4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
3. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Todos los conocimientos impartidos con relación al estudio del terreno de carácter obligatorio se imparten en las asignaturas de segundo curso Geología y Geotecnia de 6 y 4.5 créditos respectivamente, y en la asignatura de tercer curso Dimensionado de taludes y cimentaciones de 4.5 créditos En la oferta de asignaturas optativas para el tercer curso existe una de carácter geotécnico, Cimentaciones y construcciones especiales, de 4.5 créditos.
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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CARTAGENA ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA CIVIL 1. Titulaciones ofertadas En la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Civil de las tres titulaciones existentes en relación con la ingeniería técnica de obras públicas únicamente se oferta la de ingeniería técnica de obras públicas en hidrología.
2. Estructura del plan de estudios • 1º Curso Fundamentos físicos de la ing. Fundamentos matemáticos de la ing. Geología Dibujo técnico Química aplicada Estadística Topografía Ciencia y tecnología de los materiales Ampliación de matemáticas Sistemas de representación • 2º Curso Tecnología eléctrica Hidrología subterránea Teoría de estructuras Geotecnia Hidráulica Hidrología Obras hidráulicas Tecnología de estructuras hidráulicas Técnicas de desalación de aguas Economía Optativas • 3º Curso Ingeniería ambiental y sanitaria
10.5 10.5 6 6 6 4.5 6 6 7.5 6 6 6 7.5 6 7.5 7.5 6 6 4.5 6 6
Proyectos Aprovechamientos hidráulicos Recursos hídricos I Organización de obras Recursos hídricos II Impacto ambiental Proyecto fin de carrera Optativas Libre elección • Materias optativas. Instrumentación en hidrología Modelos en hidráulica e hidrología Calidad de aguas Obras marítimas Exploración y construcción de captaciones Protección del medio ambiente Dibujo asistido por ordenador Transporte y territorio Control de calidad, patología y refuerzo de estructuras Topografía aplicada Fundamentos de informática Teledetección y ordenación del territorio Legislación de aguas Políticas económicas del agua
6 7.5 7.5 7.5 7.5 4.5 6 12 22.5 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6
6
3. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se dan en las asignaturas Geología y Geotecnia ambas de 6 créditos, situadas en primero y segundo respectivamente. Como su nombre indica la primera se dedica al estudio de las rocas y la segunda al estudio de los suelos. Respecto a la oferta de asignaturas optativas no existe ninguna de carácter geotécnico.
Anejo II. Estudios de ingeniería técnica de obras públicas
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UNIVERSIDAD POLITECNICA DE CATALUÑA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE I.C.C.P DE BARCELONA 1. Titulaciones ofertadas En la Escuela Técnica Superior de I.C.C.P. de Barcelona se ofertan todas las titulaciones de ingeniería técnica de obras públicas: • Ingeniería técnica de obras públicas en construcciones civiles. • Ingeniería técnica de obras públicas en hidrología. • Ingeniería técnica de obras públicas en transportes y servicios urbanos.
2. Estructura del plan de estudios COMÚN A TODAS LAS TITULACIONES • 1º Curso Química de materiales 4.5 Materiales de construcción 6 Procedimientos de construcción 4.5 Dibujo técnico 4.5 Mecánica 9 Álgebra 4.5 Estadística 4.5 Cálculo 9 Geometría descriptiva y métrica 6 Física aplicada 4.5 Geología aplicada 6 Electrotecnia 6 • 2º Curso Economía y legislación Topografía Infraestructura del transporte Hidráulica e hidrología Geotecnia Estructuras Métodos numéricos e informática Sistemas territoriales Ingeniería ambiental Libre elección
4.5 7.5 6 9 9 12 7.5 3 4.5 7.5
TITULACIÓN DE CONSTRUCCIONES CIVILES • 2º Curso Procedimientos de construcción II 4.5 Control de calidad e instrumentación 3 • 3º Curso O.M.V.O.P. I O.M.V.O.P. II Caminos y ferrocarriles Proyecto Hormigón Estructuras metálicas Estructuras de cimentación Construcción de obras hidráulicas Edificación Trabajo fin de carrera Optativas
3 3 4.5 4.5 6 4.5 4.5 4.5 4.5 1.5 22.5
Libre elección • Optativas. Construcciones de obras civiles Hormigón pretensado Introducción a la gestión de estructuras Análisis de estructuras Puentes Obras marítimas y costeras TITULACIÓN DE HIDROLOGÍA • 2º Curso Ingeniería ambiental II Instrumentación y ensayos en obras hidráulicas • 3º Curso O.M.V.O.P. I O.M.V.O.P. II Proyecto Hidrología superficial Hidrología subterránea Obras hidráulicas Tecnología de estructuras hidráulicas Ingeniería de obras marítimas y costeras Trabajo fin de carrera Optativas Libre elección • Optativas. Impacto ambiental de obras marítimas Técnicas de cálculo en ingeniería marítima Estudio experimental de fenómenos hidráulicos Ingeniería geológica Aguas de abastecimiento TITULACIÓN DE TRANSPORTES Y SERVICIOS URBANOS • 2º Curso
15 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
4.5 3
3 3 4.5 4.5 4.5 9 4.5 6 1.5 22.5 15 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
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Servicios urbanos Ordenación del transporte • 3º Curso O.M.V.O.P. I O.M.V.O.P. II Proyecto Infraestructura del transporte II Tecnología de estructuras de transporte Infraestructuras hidráulicas urbanas Tránsito y transporte urbano Explotación del transporte Administración municipal
4.5 3 3 3 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 3
Planeamiento urbano Trabajo fin de carrera Optativas Libre elección • Optativas. Construcción y conservación de carreteras Logística urbana y terminales de transporte Gestión del medio urbano Elementos de urbanización Gestión y proyectos urbanísticos
3 1.5 22.5 15 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
3. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno comunes a las tres titulaciones se concentran en las asignaturas Geología aplicada, de 6 créditos situada en primer curso y dedicada al estudio de las rocas y su interacción con las obras públicas, y Geotecnia de 9 créditos situada en segundo curso dedicada al estudio de los suelos, las cimentaciones y las estructuras de contención. A parte de estas asignaturas en la titulación de construcciones civiles se imparte con carácter obligatorio la asignatura Estructuras de cimentación de 4.5 créditos y en la de hidrología la asignatura, también de 4.5 créditos, denominada Hidrología subterránea. Respecto a la oferta de asignaturas optativas, únicamente en la titulación de hidrología se oferta una asignatura relacionada con el estudio del terreno, Ingeniería geológica de 4.5 créditos.
4. Presentación de las asignaturas geotécnicas 4.1 Geotecnia Objetivos de la asignatura Comprender los comportamientos básicos de los suelos (flujo de agua, consolidación, deformación y resistencia...) y saber resolver casos reales simples de cimentaciones o estructuras de contención. Contenido de la asignatura Tema 1 Introducción a la asignatura. 1.1 Objeto de la geotecnia. Mecánica de suelos e ingeniería geotécnica. 1.2 Ejemplos de problemas geotécnicos. 1.3 Organización de la asignatura. Tema 2 Estructura y propiedades básicas de los suelos. Identificación y clasificación. 2.1 Naturaleza del suelo. Escalas de observación. 2.2 Fases del suelo. Relaciones entre pesos y volúmenes y su obtención experimental. 2.3 Estudio de las partículas sólidas: propiedades. 2.4 Tipos básicos de suelos. 2.5 El tamaño de las partículas sólidas. Granulometría. 2.6 Consistencia del suelo. Límites de Atterberg. Gráfico de plasticidad. 2.7 Actividad en arcillas. Tixotropía. 2.8 Sistema de clasificación de suelos. 2.9 Deformación en suelos y movimiento del agua. Tema 3 Tensiones y deformaciones. Tensión efectiva. 3.1 Definición de tensiones y deformaciones. 3.2 Principio de tensiones efectivas. 3.3 Estados de tensión y deformación. Círculos de Mohr. 3.4 Variables tensionales y deformacionales. Trayectorias. 3.5 Estado tensional en condiciones unidimensionales.
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Tema 4 Flujo de agua en suelo saturado indeformable. 4.1 El agua en el terreno: flujo de agua, altura piezométrica y nivel freático. 4.2 Ecuación del movimiento de agua. 4.3 Ley de Darcy. Permeabilidad. 4.4 Permeabilidad equivalente y flujo en terrenos estratificados. 4.5 Ecuación de flujo de agua. 4.6 Sifonamiento. 'Fuerzas de filtración'. 4.7 Solución de la ecuación de flujo. Método gráfico. 4.8 Drenes y filtros. Tema 5 Consolidación de suelos saturados. 5.1 Componentes de la deformación del suelo. Consolidación. 5.2 Proceso de consolidación primaria. 5.3 Ecuación de la consolidación primaria. Deformación del suelo en condiciones edométricas. 5.4 Ecuación de la consolidación unidimensional. Planteamiento adimensional. Grado de consolidación. 5.5 Solución de la ecuación de la consolidación unidimensional con flujo vertical. 5.6 Planteamiento simplificado en casos con flujo no vertical. 5.7 Consolidación secundaria. Tema 6 Técnicas experimentales. 6.1 Comportamiento tenso-deformacional del suelo. Estudio experimental en laboratorio. 6.2 Técnicas de laboratorio. Objetivos. 6.3 Ensayos de identificación. 6.4 Determinación de la permeabilidad. 6.5 Ensayos edométricos. 6.6 Ensayos de rotura. 6.7 Ensayos de compactación. Tema 7 Resistencia y deformación de suelos saturados. 7.1 Comportamientos tenso-deformacionales típicos. 7.2 Resistencia al corte. 7.3 Ecuaciones constitutivas. Caso elástico. 7.4 Equilibrio límite en el terreno. Estados de Rankine. Tema 8 Suelos no saturados: compactación. 8.1 Objeto de la compactación. Parámetros que intervienen. 8.2 Curvas densidad-humedad. 8.3 Propiedades de los suelos compactados. 8.4 Ventajas de la compactación de suelos. 8.5 Equipos de compactación in situ. Métodos. 8.6 Control de la densidad de compactación. Métodos. Tema 9 Reconocimiento del terreno. 9.1 Planteamiento del problema. Objetivos. 9.2 Reconocimiento previo. 9.3 Métodos de reconocimiento. 9.4 Ensayos in situ. Tema 10 Función y tipología de las cimentaciones. 10.1 Función de las cimentaciones. Condiciones límite a cumplir. 10.2 Tipos de cimentaciones y campos generales de aplicación. 10.3 Procedimiento general y factores condicionantes del proyecto de cimentaciones. Tema 11 Cimentaciones superficiales. 11.1 Introducción. Tipología y campo general de aplicación. 11.2 Presiones admisibles o de trabajo del terreno.
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
11.3 Carga de hundimiento. Aspectos generales. 11.4. Carga de hundimiento. Terreno estratificado. 11.5. Estimación de la presión de hundimiento y de la presión admisible a partir de ensayos in situ. 11.6. Asientos de cimentaciones superficiales. 11.7. Factores de seguridad. Tema 12 Cimentaciones profundas. 12.1 Introducción. 12.2 Tipología de pilotes. 12.3 Pilote aislado. Carga de hundimiento. 12.4 Grupos de pilotes. Carga de hundimiento. 12.5 Distribución de cargas en grupos de pilotes. 12.6 Comprobación en rotura y en servicio. 12.7 Fricción negativa y otras solicitaciones especiales. 12.8 Procedimiento de cálculo y normas tecnológicas. Tema 13 Función y tipología de las estructuras de contención. 13.1 Función de las estructuras de contención. Nomenclatura básica. 13.2 Tipología de las estructuras de contención. 13.3 Empuje de tierras. Tema 14 Muros. 14.1 Introducción. 14.2 Empuje activo. Teoría de Coulomb. 14.3 Empuje activo. Teoría de Rankine. 14.4 Empujes activos sobre tipos de muros específicos. 14.5 Otros métodos para la estimación de empujes activos. 14.6 Empuje pasivo. 14.7 Proyecto de muros. Tema 15 Pantallas. 15.1 Introducción. Tipología, comportamiento mecánico y aspectos constructivos. 15.2 Estimación de los empujes del terreno y métodos generales de cálculo. 15.3 Métodos de cálculo de pantallas en voladizo. 15.4 Métodos de cálculo de pantallas ancladas. 15.5 Otros tipos de pantallas. Entibaciones. 15.6 Factores de seguridad. Tema 16 Estabilidad de taludes en suelo. 16.1 Introducción. Planteamiento del problema. 16.2 Casos de talud indefinido y de corte vertical. 16.3 Métodos generales de equilibrio limite. 16.4 Comportamiento de taludes en casos específicos. Bibliografía Jiménez Salas, J.A. y Justo Alpañes (1971), Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez Salas, J.A., Justo Alpañes y Serrano González, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez Salas, J.A. et al. (1980), Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. Editorial Rueda, Madrid. Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos. Editorial Limusa S.A., México. Olivella, S. et al. (1997), Mecánica de suelos. Problemas resueltos. Edicions UPC, Bercelona. Olivella, S., Josa, A. y Valencia, F.J. (1999), Cimentaciones y estructuras de contención. Problemas resueltos. Edicions UPC, Barcelona. Rico, A. y Castillo, H. (1974), La ingeniería de suelos en las vías terrestres. Editorial Limusa S.A., México.
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Serra, J. et al. (1986), Mecánica del suelo y cimentaciones. Fundación Escuela de la Edificación, Madrid. Terzagui, K. y Peck, R.B. (1958), Mecánica de suelos en la ingeniería práctica. Editorial El Ateneo, Barcelona. Suriol, J., Lloret, A. y Josa, A. (1985), Geotecnia. Reconocimiento del terreno. Edicions UPC, Barcelona. Instituto Nacional para la calidad de la edificación (1985), Normas tecnológicas de la edificación. Acondicionamiento del terreno. Cimentaciones. Ministerio de Obras públicas y Urbanismo, Madrid.
4.2 Estructuras de cimentación Objetivos de la asignatura Preparar al estudiante para el proyecto y construcción de las estructuras de cimentación de obras civiles y de edificación. Dar a conocer las tipologías y aplicaciones de las estructuras de cimentación, de los métodos de cálculo y de las técnicas y detalles constructivos. Contenido de la asignatura Tema 1. Introducción. Tema 2. Mejora del terreno. Tema 3. Instrumentación de estructuras geotécnicas. Tema 4. Cálculo estructural de cimentaciones superficiales. Tema 5. Cálculo estructural de cimentaciones profundas. Tema 6. Estabilidad de pantallas. Tema 7. Cálculo estructural de muros. Tema 8. Cálculo estructural de pantallas. Tema 9. Prácticas de cálculo geotécnico en ordenador. Tema 10. Ejemplos de cimentaciones en casos especiales. Bibliografía Jiménez Salas, J.A., Justo Alpañes y Serrano González, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez Salas, J.A. et al. (1980), Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. Editorial Rueda, Madrid. Calavera, J. (2000), Cálculo de estructuras de cimentación. Instituto técnico de materiales y construcción, Madrid. Calavera, J. (1990), Muros de contención y muros sótano. Instituto técnico de materiales y construcción, Madrid. Peck R.B., Hanson W.E. y Thornburn T.H. (1982), Ingeniería de cimentaciones. Editorial Limusa S.A., Méjico D.F. Serra, J. et al. (1986), Mecánica del suelo y cimentaciones. Fundación Escuela de la Edificación, Madrid. Instituto Nacional para la calidad de la edificación (1985), Normas tecnológicas de la edificación. Acondicionamiento del terreno. Cimentaciones. Ministerio de Obras públicas y Urbanismo, Madrid. Rodríguez, J.M., Serra, J. y Oteo, C. (1989), Curso aplicado de cimentaciones. Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid, Madrid.
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UNIVERSIDAD POLITECNICA DE VALENCIA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE I.C.C.P DE VALENCIA 1. Titulaciones ofertadas En la Escuela Técnica Superior de I.C.C.P. de Valencia se ofertan todas las titulaciones de ingeniería técnica de obras públicas: • Ingeniería técnica de obras públicas en construcciones civiles. • Ingeniería técnica de obras públicas en hidrología. • Ingeniería técnica de obras públicas en transportes y servicios urbanos.
2. Estructura del plan de estudios COMÚN A TODAS LAS TITULACIONES • 1º Curso Álgebra lineal 10.5 Dibujo 10.5 Estadística 6 Física 4.5 Geometría descriptiva y métrica 9 Mecánica 7.5 Química de los materiales 9 Cálculo 6 Optativas 9 Libre elección 4.5 • Materias optativas de primer curso. Geomorfología Historia de la ciudad Historia de la ingeniería civil Idioma 1 (nivel A) Idioma 1 (nivel B) Sociología
4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
ambientales Matemáticas asistidas por ordenador Programación y análisis de aplicaciones en I. C. TITULACIÓN DE CONSTRUCCIONES CIVILES • 3º Curso Caminos y aeropuertos Edificación y prefabricación Estructuras metálicas Ferrocarriles Hormigón armado y pretensado Instalación de obras Obras hidráulicas, abastecimiento y saneamiento Obras marítimas Procedimientos de construcción Proyectos Ejercicio final de carrera Optativas Libre elección
• 2º Curso Cálculo de estructuras I Economía general y aplicada a la construcción Electrotecnia Geología aplicada a las OO.PP. Geotecnia y cimientos Hidráulica e hidrología Legislación Materiales de construcción I Topografía y fotogrametría Transportes y territorio Optativas Libre elección
7.5 6 6 9 4.5 6 6 6 9 4.5
• Materias optativas de segundo curso. Cartografía Ecología Gráficos por ordenador Idioma 2 (nivel A) Idioma 2 (nivel B) Informática básica y ofimática Introducción a los problemas medio-
• Optativas. Conexiones en estructuras metálicas Estructuras de hormigón prensado Construcciones marítimas Firmes Garantía de calidad Impacto ambiental Ingeniería geotécnica Luminotécnica Máquinas e instalaciones eléctricas Materiales de construcción II Pequeñas obras de fábrica Seguridad e higiene en la construcción
4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
TITULACIÓN DE HIDROLOGÍA • 3º Curso Aprovechamientos hidroeléctricos Calidad de aguas Hidrología superficial y subterránea Ingeniería fluvial
9 6
4.5 4.5
6 4.5 4.5 4.5 6 4.5 6 4.5 9 6 4.5 9 13 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
4.5 6 6 4.5
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
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Ingeniería sanitaria Maquinaría y medios auxiliares Obras y aprovechamientos hidráulicos Planificación y gestión de recursos hídricos Proyectos Riegos y drenajes Ejercicio final de carrera Optativas Libre elección • Optativas. Construcción en hormigón Estructuras metálicas Ecología de medios acuáticos Garantía de calidad Impacto ambiental Ingeniería ambiental en la ingeniería hidráulica Ingeniería geotécnica Legislación y política de aguas Luminotecnia Maquinaria y equipamiento hidráulico Servicios urbanos Sistemas de información geográfica TITULACIÓN DE TRANSPORTES Y SERVICIOS URBANOS • 3º Curso
7.5 4.5 6 6 6 4.5 4.5 9 13 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
Caminos y aeropuertos Economía y planificación del transporte Ferrocarriles Ingeniería del tráfico Ingeniería sanitaria Maquinaría y medios auxiliares Movilidad y transportes urbanos Proyectos Servicios urbanos Urbanismo Ejercicio final de carrera Optativas Libre elección • Optativas. Construcción en hormigón Estructuras metálicas Explotación de puertos Explotación y mantenimiento de FF.CC. Garantía de calidad Gestión urbanística Impacto ambiental Ingeniería geotécnica Legislación local Luminotecnia Ordenación y regulación del tráfico Sistemas de información geográfica
9 4.5 4.5 4.5 7.5 4.5 6 6 4.5 4.5 4.5 9 13 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
3. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos impartidos con relación al estudio del terreno son comunes a las tres titulaciones. En primer lugar, con carácter obligatorio, en segundo curso se presentan las asignaturas Geología aplicada a las OO.PP. y Geotecnia y cimientos ambas de 6 créditos. En segundo lugar todas las titulaciones en primer curso tienen en la oferta de asignaturas optativas Geomorfología de 4.5 créditos y en el tercer curso Ingeniería geotécnica de 4.5 créditos. De estas cuatro asignaturas las dedicadas al estudio del suelo, las cimentaciones y las estructuras de contención son la obligatoria Geotecnia y cimientos y la optativa Ingeniería del terreno.
4. Presentación de las asignaturas geotécnicas ofertadas 4.1 Geotecnia y cimientos Objetivos de la asignatura El objetivo fundamental de esta asignatura es proporcionar los conocimientos básicos de mecánica del suelo y de mecánica de rocas, sentando las bases teóricas que permitan comprender el comportamiento del terreno y resolver los problemas geotécnicos usuales planteados en las obras civiles y de arquitectura. Además, se inicia al alumno en el laboratorio de geotecnia dándole una formación completa sobre los ensayos y técnicas utilizadas en las prácticas para cuantificar las propiedades ingenieriles de suelos y rocas. Resumen de contenidos La teoría de esta asignatura consta de dos partes bien diferenciadas: a) Propiedades y comportamiento de suelos y de rocas. El alumno que ya ha tenido su primer contacto con la ingeniería del terreno en la asignatura de Geología aplicada a las OO.PP. impartida en el primer cuatrimestre de 2º curso (o bien en la
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asignatura opcional de Geomorfología), y en consecuencia, tiene conocimientos sobre procesos geológicos, estratigrafía, tectónica, petrografía, etc., incluso se le ha iniciado en la elaboración de estudios geológicos. Ya es capaz de diferenciar suelos y rocas, conocer su origen y prever algunas propiedades ingenieriles. Con la primera parte teórica de la asignatura, se pretende que el alumno conozca el comportamiento ingenieril del suelo y de las rocas, y aprenda los modelos de respuesta elementales y las técnicas para cuantificar los parámetros geotécnicos. b) Diseño geotécnico. Es la parte de aplicación ingenieril en la que se exponen las teorías básicas para el cálculo geotécnico de empujes, taludes y cimentaciones (superficiales y profundas), finalizando con ingeniería geotécnica (mejora de terrenos, inyecciones, geotecnia vial, etc.) e instrumentación geotécnica. Por su carácter de aplicación, esta parte debe impartirse apoyándose en material audiovisual que sitúen al alumno en la tipología de problemas a resolver. Las prácticas de problemas consistirán en la resolución en clase de ejercicios convenientemente elegidos para sentar los conocimientos teóricos proporcionados anteriormente. Como complemento, se propondrán al alumno ejercicios a resolver en casa con el objeto que asimile los conocimientos y adquiera práctica en el razonamiento geotécnico. Las prácticas de laboratorio pretenden que el alumno conozca el laboratorio de geotecnia y aprenda las técnicas y normas de realización e interpretación de los ensayos geotécnicos básicos.
4.2 Ingeniería geotécnica Objetivos de la asignatura Como objetivo general de esta asignatura se pretende ofrecer una panorámica amplia y detallada de los campos principales de actuación en el ámbito de la ingeniería geotécnica, ampliándose notablemente los conocimientos teóricos y prácticos adquiridos en el 2º curso con las asignaturas de Geología aplicada a las OO.PP. y Geotecnia y cimientos. Además, se intenta que el alumno contacte con la práctica de esta ingeniería, no únicamente en el aula o en el laboratorio, sino en obras reales. Resumen de contenidos La parte de teoría pretende aumentar y desarrollar los conocimientos básicos adquiridos en la segunda parte de la asignatura de Geotecnia y Cimientos, impartida en el curso anterior con carácter obligatorio. Principalmente se hará hincapié en temas como el diseño de túneles y taludes, excavaciones urbanas, métodos de sostenimiento como anclajes, métodos de mejora del terreno y diseño de cimentaciones. Un pequeña parte se dedicará al reconocimiento de campo y a la importancia que tiene un buen diseño de la campaña geotécnica de campo. En prácticas de problemas se realizará una aplicación de los conceptos teóricos adquiridos con ejemplos prácticos. Se dedicará una pequeña parte de la asignatura a estudiar aquellos ensayos de laboratorio que, por su dificultad en cuanto a la ejecución e interpretación, requieren de una atención especial en las prácticas de laboratorio. Finalmente para apoyar todos los conocimientos que se pretenden transmitir se realizarán viajes como prácticas de campo. En estos viajes se realizarán visitas a obras que actualmente se están ejecutando en la Comunidad Valenciana y que tengan un interés especial desde el punto de vista de la ingeniería geotécnica.
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1
ÍNDICE Introducción…………………………………………………………
3
Créditos troncales……………………………………………………
5
Universidad Alfonso X El Sabio Escuela Politécnica Superior………………………………………...
7
Universidad de Alcalá de Henares Escuela Politécnica …………………………………………………
9
Universidad de Alicante Escuela Politécnica Superior de Alicante…………………………...
11
Universidad de Granada Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Granada……………...
13
Universidad de La Coruña Escuela Técnica Superior de Arquitectura de La Coruña…………...
19
Universidad de las Palmas de Gran Canaria Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Las Palmas…………..
21
Universidad de Navarra Escuela Técnica Superior de Arquitectura…………….…………….
25
Universidad de Sevilla Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Sevilla…………….…
29
Universidad de Valladolid Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Valladolid…………...
31
Universidad Europea CEES Escuela Superior de Arquitectura……………...…………….……...
35
Universidad Internacional de Cataluña Escuela Técnica Superior de Arquitectura……………...…………...
37
Universidad Politécnica de Cataluña Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Barcelona……………
39
Universidad Politécnica de Cataluña Escuela Técnica Superior de Arquitectura del Vallés.……………...
43
Universidad Politécnica de Madrid Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Madrid………………
47
Universidad Politécnica de Valencia Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Valencia……………..
49
Universidad Ramón Llull Escuela Técnica Superior de Arquitectura “La Salle”.……………...
53
Universidad SEK Centro de Estudios Integrados de Arquitectura...………….………..
55
Anejo III. Estudios de arquitectura
3
INTRODUCCIÓN 1. Objetivos y contenido El presente anejo tiene por objetivo ser una herramienta para acercar y poder valorar la realidad de la docencia de la geotecnia en los estudios de arquitectura. Una realidad de la docencia presentada a través de los contenidos, la carga docente y la tipología de las asignaturas de índole geotécnica. La carga docente se mide según el número de créditos (un crédito equivale a diez horas lectivas) y de tipologías hay dos, obligatoria u optativa. Además para valorar la realidad de la docencia también es importante el entorno en que se desarrolla, concretamente importan los conocimientos que se imparten con anterioridad o paridad que sirven de base o complemento a las asignaturas que se analizan. Para ello en primer lugar, a continuación de esta introducción, se muestra el listado de los créditos troncales de la carrera. Los créditos troncales de una titulación son aquellos que obligatoriamente, por ley, se han de incluir en todos los planes de estudio de ella que se desarrollen en universidades españolas. La presentación de estos créditos no exime de presentar los planes de estudio de cada escuela, ya que en el caso de arquitectura los créditos troncales sólo representan aproximadamente el 50% del total de la carga lectiva, lo que teniendo en cuenta el 10% mínimo de créditos de libre elección que fija la legislación, cada plan de estudios es en un 40% original de la escuela que lo imparte. En segundo lugar, para alcanzar los objetivos presentados, se muestra para cada una de las escuelas universitarias españolas en que se imparte la carrera de arquitectura con el plan de estudios adaptado al actual Real Decreto 1497/1987 (establece las directrices generales comunes de los planes de estudio de los títulos de carácter oficial y validez en todo el territorio nacional) los apartados que se describen a continuación: 1. Estructura del plan de estudios. En este primer apartado se presenta la estructura del plan de estudios, listando todas las asignaturas y los créditos de las mismas ordenados por cursos y en el caso de las optativas en listados aparte. En estos listados se señalan tipográficamente, a través del empleo de la negrita, las asignaturas de carácter geotécnico. El objetivo de este apartado es permitir observar rápidamente el entorno docente en que se encuentran las asignaturas geotécnicas. 2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios. En este apartado se resumen el nombre, el curso y los créditos de las asignaturas dedicadas al estudio del terreno y/o las cimentaciones. Y también se mencionan aquellas que sin abordar plenamente temas geotécnicos hablan, aunque sea brevemente de aspectos constructivos de temas relacionados con la geotecnia. Su objetivo es permitir con una rápida lectura conocer el trato de la enseñanza de los aspectos geotécnicos en una determinada escuela. 3. Presentación de las asignaturas geotécnicas ofertadas. En este apartado se muestran los objetivos, el temario y la bibliografía, si se ha podido conseguir, de las asignaturas geotécnicas. Este apartado no se presenta para todas las escuelas, porque no todas ofertan asignaturas geotécnicas y porque no de todas las que lo hacen se ha podido conseguir esta información. La razón más habitual de la falta de información es la juventud de muchos planes que datan de finales de la década de los noventa, lo cual hace que los últimos cursos todavía no estén en marcha o que el número de asignaturas optativas ofertadas sea muy reducido. Concretamente lo acabado de presentar se ha realizado, de las 18 escuelas existentes, para todas a excepción de la de San Sebastián, cuyo plan de estudios todavía no está adaptado a la actual legislación.
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
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2. Fuentes de información Para confeccionar los apartados presentados en el punto anterior las fuentes de información empleadas han sido dos. En el caso de los planes de estudio, en la mayoría, se muestran tal como aparecieron publicados en el Boletín Oficial del Estado (B.O.E.), ello puede hacer que haya alguna pequeña modificación con respecto a su aplicación. La fuente de información para la presentación de las asignaturas geotécnicas ha sido la información existente en las páginas de web de las escuelas. En la siguiente tabla se muestra para todas las escuelas estudiadas la fecha de publicación de su plan de estudios en el B.O.E. y la dirección de internet. Universidad y Escuela Universidad Alfonso X El Sabio Escuela Politécnica Superior Universidad de Alcalá de Henares Escuela Politécnica Universidad de Alicante Escuela Politécnica Superior de Alicante Universidad de Granada E.T.S.A. de Granada Universidad de La Coruña E.T.S.A. de La Coruña Universidad de las Palmas de Gran Canaria E.T.S.A. de Las Palmas Universidad de Navarra Escuela Técnica Superior de Arquitectura Universidad de Sevilla E.T.S.A. de Sevilla Universidad de Valladolid E.T.S.A. de Valladolid Universidad Europea CEES Escuela Superior de Arquitectura Universidad Internacional de Cataluña Escuela Técnica Superior de Arquitectura Universidad Politécnica de Cataluña E.T.S.A. de Barcelona Universidad Politécnica de Cataluña E.T.S.A. del Vallés Universidad Politécnica de Madrid E.T.S.A. De Madrid Universidad Politécnica de Valencia E.T.S.A. de Valencia Universidad Ramón Llull E.T.S.A. “La Salle” Universidad SEK Centro de Estudios Integrados de Arq.
* **
Fecha de publicación del plan de estudios en el BOE 2 de junio de 1999
Dirección de internet
28 de septiembre de 1999
www.uah.es
17 de octubre de 1996
www.ups.ua.es
3 de febrero de 1996
www.ugr.es/~etsarqui
19 de enero de 1996
www.udc.es/etsa
3 de septiembre de 2001
www.cda.ulpgc.es
11 de enero de 1997
www.unav.es/arquitectura
12 de enero de 1998
www.arquitectura.us.es
28 de noviembre de 1995 *
www.uva/arquitec
24 de diciembre de 1997
www.uem.es
14 de mayo de 1999
www.ulc.edu
5 de octubre de 1994
www.upc.es/etsab
6 de octubre de 1994
www-etsav.upc.es
3 de febrero de 1995**
www.aq.upm.es
25 de noviembre de 1998
www.uva.es/arquitec
13 de agosto de 1998
www.salleurl.edu
9 de julio de 1999
www.sek.edu
www.uax.es
Modificado en dos ocasiones publicadas el 12 de febrero de 1996 y el 24 de noviembre de 1999. Modificado en dos ocasiones publicadas el 14 de marzo de 1996 y el 18 de abril de 1996.
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5
CRÉDITOS TRONCALES. A continuación se presenta el listado de los créditos troncales de la carrera de arquitectura, que como ya se ha explicado en la introducción, se trata de aquellos créditos que obligatoriamente han de tener todos los planes de estudio de esta carrera que se impartan en escuelas españolas. En primer lugar se presentan los de primer ciclo: • Construcción. Materiales de construcción. Proyecto y ejecución de sistemas constructivos en la arquitectura y el urbanismo. Normativa de la construcción. 15 créditos • Expresión gráfica en la arquitectura. Dibujo arquitectónico. Geometría descriptiva. Análisis de formas arquitectónicas. Dibujo asistido por computador. Representación del terreno. 21 créditos • Fundamentos físicos en la arquitectura. Mecánica general. Mecánica de fluidos. Acústica. Termodinámica. Electromagnetismo. Teorías de la luz y el color. Bases teóricas del medio físico. 6 créditos
Electricidad.
• Fundamentos matemáticos en la arquitectura. Álgebra. Cálculo. Ecuaciones diferenciales. Geometría métrica, diferencial y analítica. Cálculo numérico. Estadística. 9 créditos • Introducción a las estructuras de edificación. Mecánica. Mecánica de sólidos. Elasticidad y plasticidad. Resistencia de materiales. Tipos estructurales. 9 créditos • Proyectos arquitectónicos. Introducción a la teoría y la práctica de la arquitectura. 18 créditos • Teoría e historia de la arquitectura. Introducción a la arquitectura. Historia de la arquitectura. Teorías de la arquitectura. Arquitectura contemporánea. Historia del arte. 15 créditos • Urbanística. Introducción al planeamiento territorial y al proyecto urbano: medio físico, medio social y teoría e historia de los trazados urbanos. 9 créditos Los de segundo ciclo son: • Acondicionamiento y servicios. Proyecto y ejecución de instalaciones. Técnicas de acondicionamiento ambiental en la arquitectura y el urbanismo. Acústica. Instalaciones eléctricas. Electrotecnia. Luminotecnia. Instalaciones hidráulicas. Patología. Control de calidad y costos. 12 créditos
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
• Composición arquitectónica. Teoría de la composición arquitectónica. Estética. Historia de la arquitectura y del urbanismo. 12 créditos • Construcciones arquitectónicas. Sistemas constructivos en arquitectura: proyecto, dimensionamiento, programación, puesta en obra, seguimiento, control, costos, patología e intervención. 21 créditos • Estructuras de edificación. Mecánica del suelo. Estructuras de edificación y cimentaciones: tipos, análisis, proyecto, ejecución. Normativas. Control de calidad y patología. 12 créditos • Proyectos arquitectónicos. Teoría y práctica de la arquitectura, integrando las disciplinas que concurren en el proyecto. Proyecto de ejecución. Metodología, organización y gestión de proyectos. Normativas. 33 créditos • Urbanismo. Planeamiento territorial y proyecto urbano. Legislación urbana. Arquitectura legal. Valoraciones. Economía urbana. Medio ambiente. Impactos ambientales. Jardinería y paisaje. 15 créditos • Proyecto fin de carrera. Elaboración de un proyecto de arquitectura que se realizará integrando los conocimientos de todas las disciplinas cursadas. 3 créditos
Anejo III. Estudios de arquitectura
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UNIVERSIDAD ALFONSO X EL SABIO ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR 1. Estructura del plan de estudios PRIMER CICLO • 1º Curso Análisis de formas I Expresión gráfica Fundamentos físicos en arq. Fundamentos matemáticos en arq. Geometría descriptiva Comunicación oral y escrita Introducción a la construcción arquitectónica Libre elección • 2º Curso Introducción al planeamiento urbano Introducción al proyecto Materiales de construcción Análisis de formas 2 Introducción a las estructuras Introducción a la arquitectura Mecánica de estructuras Libre elección
12 12 9 15 9 4.5 4.5 9 9 18 9 6 4.5 6 4.5 18
• 3º Curso Construcciones I Historia de la arquitectura Proyectos I Tipos estructurales y análisis de estructuras Urbanística Sociología Introducción a las instalaciones Libre elección
9 4.5 6 6
SEGUNDO CICLO • 4º Curso Acondicionamiento y servicios Construcción 2 Estructuras de la edificación Planeamiento urbano
12 9 12 9
9 9 18 12
Proyectos 2 Estética y composición Optativas Libre elección • 5º Curso Arquitectura legal Historia de la arquitectura y el urbanismo Proyectos 3 Construcciones 3 Seguridad, mantenimiento y control de calidad en edificación Organización, programación y control de obras Proyecto fin de carrera Optativas MATERIAS OPTATIVAS • Bloque I: Tecnología de los edificios. Arquitectura bioclimática Diseño avanzado de estructuras Industrialización y prefabricación, cálculo automático de estructuras • Bloque II: Urbanismo y medio ambiente. Jardinería y paisaje. Impacto ambiental. Planeamiento urbano. Instalaciones urbanas. Sistemas de información geográfica
18 6 6 4.5 9 9 18 7.5 4.5 6 3 18
6 9 9
9 9 6
• Bloque III: restauración e intervención en el patrimonio. Fotogrametría y restitución de planos. 6 historia de la construcción y teoría de 9 la restauración Patología y rehabilitación 9
2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los únicos conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se deben presentar en la asignatura Estructuras de edificación, situada en cuarto curso con 12 créditos, ya que en ella se cubren los créditos troncales que implican la enseñanza de la mecánica del suelo y el análisis de cimentaciones, entre otras materias. Pero el hecho que el plan date de 1999 hace que esta asignatura todavía no esté impartiéndose, por lo que su temario todavía no se ha podido consultar. Respecto la oferta de asignaturas optativas, no existe ninguna de índole geotécnica.
Anejo III. Estudios de arquitectura
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UNIVERSIDAD DE ALCALÁ DE HENARES ESCUELA POLITÉCNICA 1. Estructura del plan de estudios PRIMER CICLO • 1º Curso Materiales de construcción Dibujo y geometría descriptiva I Análisis de formas arquitectónicas Fundamentos físicos en la arq. Fundamentos matemáticos en la arq. Teoría e historia de la arquitectura I Proyectos arquitectónicos I Dibujo II Geometría descriptiva II • 2º Curso Construcción Introducción a las estructuras de edificación Proyectos arquitectónicos II Teoría e historia de la arquitectura II Urbanística Ampliación de física Cálculo aplicado a la arquitectura Ampliación de proyectos arquitectónicos Optativas SEGUNDO CICLO • 3º Curso Instalaciones I Construcciones arquitectónicas I Estructuras de edificación I Proyectos arquitectónicos III Urbanismo I Composición arquitectónica I Arquitectura del paisaje e impacto ambiental Optativas Libre elección • 4º Curso Instalaciones II Composición arquitectónica II Construcciones arquitectónicas II Estructuras de edificación II
7.5 13.5 10.5 6 9 6 7.5 6 6 7.5 9 12 7.5 9 7.5 6 7.5 6
6 12 6 12 6 6 10.5 12 9 6 7.5 6 7.5
Proyectos arquitectónicos IV Urbanismo II Ampliación de proyectos arquitectónicos II Optativas Libre elección • 5º Curso Construcciones arquitectónicas III Proyectos arquitectónicos V Arquitectura legal Innovaciones tecnológicas Restauración de edificios y conjuntos y rehabilitación Proyecto fin de carrera Optativas Libre elección
12 12 9 12 9 6 12 6 9 12 3 6 19.5
MATERIAS OPTATIVAS • Itinerario: planeamiento y diseño urbano. Espacios públicos y áreas verdes en el territorio y la ciudad Historia y teoría de la ciudad Medio ambiente y cambio tecnológico Procesos metropolitanos e introducción al diseño urbano Proyectos urbanos y metropolitanos Redes de infraestructuras y comunicación
6 6 6 6 6 6
• Itinerario: patrimonio urbano y rehabilitación de monumentos y conjuntos. Arqueología industrial y medio 6 ambiente Historia y teoría de la restauración 6 Jardines históricos: proyectos, 6 métodos y prácticas de restauración Patrimonio histórico-arquitectónico 6 español Proyectos y prácticas de rehabilitación 6 de monumentos y conjuntos Análisis y rehabilitación de estructuras 6
2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los únicos conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se presentan en los tres primeros temas de la asignatura de tercer curso denominada Construcciones arquitectónicas I. En el siguiente apartado se muestra el temario completo de esta asignatura, para poder valorar el peso de estos temas. Como se verá a lo sumo se puede considerar que de los 12 créditos de la asignatura 3 hacen referencia a los temas geotécnicos. Respecto la oferta de asignaturas optativas, no existe ninguna de carácter geotécnico.
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
3. Presentación de la asignatura geotécnica ofertada El contenido de la asignatura Construcciones arquitectónicas I es el siguiente, observar en especial los tres primeros temas: 1. El terreno, como base de toda construcción. Tipos básicos y problemáticas específicas. 2. Los estudios geotécnicos. Tipos, contenidos, parámetros y ensayos a solicitar. Análisis y aplicaciones de los resultados. 3. Las cimentaciones especiales. Cimentaciones profundas. La mejora de los terrenos. 4. Las estructuras verticales. Particularidades de la ejecución según tipos. Diferentes comportamientos estructurales. Selección adecuada. 5. Sistemas estructurales horizontales. Tipos no incluidos en los forjados clásicos. Particularidades específicas de ejecución según tipos. 6. Los cerramientos de la edificación, no estructurales. Correcta elección de los materiales. Correcta ejecución. Principios básicos de compatibilidad. 7. La cubierta y la luz. Relación y condicionantes de los lucernarios. Tipos, materiales. Selección adecuada. 8. Las distribuciones interiores. Las posibilidades del montaje en seco. Problemática. Particularidades de los sistemas tradicionales. 9. Las instalaciones. Su trazado y la reserva de espacios. 10. Los condicionantes impuestos por las normativas. 11. La aplicación de técnicas constructivas tradicionales. 12. Las nuevas tecnologías aplicadas en la construcción. 13. La relación entre la construcción y la rehabilitación. 14. La calidad y su gestión en la construcción. 15. La importancia de la organización del proceso constructivo. Planeamiento básico desde el diseño inicial. La seguridad como elemento a tener en cuenta. 16. La relación constructiva el edificio con la urbanización del entorno.
Anejo III. Estudios de arquitectura
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UNIVERSIDAD DE ALICANTE ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR DE ALICANTE 1. Estructura del plan de estudios PRIMER CICLO • 1º Curso Materiales de construcción Introducción a la construcción Análisis de formas Dibujo técnico I Geometría descriptiva Fundamentos físicos I Fundamentos matemáticos I Historia de la arquitectura Dibujo técnico II Fundamentos físicos II Ampliación de fundamentos matemáticos I • 2º Curso Fundamentos matemáticos II Introducción a las estructuras Proyectos I Teoría de la arquitectura Urbanística I Materiales y técnicas de restauración Construcción I Dibujo técnico III Ampliación de fundamentos matemáticos II Libre elección SEGUNDO CICLO • 3º Curso Acondicionamiento y servicios I Composición I Construcción II Proyectos II Urbanismo II Estructuras de la edificación Optativas Libre elección • 4º Curso Acondicionamiento y servicios Composición II Construcción III Mecánica del suelo y cimentaciones Estructuras de edificación II Proyectos III Urbanismo III Hormigón armado Optativas Libre elección
9 9 9 3 9 7.5 4.5 9 9 7.5 7.5
4.5 9 18 6 9 6 9 9 7.5 6
9 6 12 18 9 9 6 12 9 6 12 6 6 15 9 9 3 12
• 5º Curso Estructuras metálicas Composición III Construcción IV Proyectos IV Urbanismo IV Proyecto fin de carrera Optativas Libre elección MATERIAS OPTATIVAS • Área A: Intervención en la ciudad y el territorio. Topografía y replanteos Dibujo informatizado Redacción y ejecución del planeamiento urbanístico Gestión urbanística Acústica medioambiental Paisaje urbano, paisaje territorial Infraestructuras urbanas Centros históricos
6 6 9 15 12 3 15 11
6 4.5 6 4.5 3 4.5 4.5 3
• Área B: Teoría y proyectos de intervención en el patrimonio edificado. Corrosiones metálicas 3 Teoría y proyectos de intervención: 6 patrimonio arquitectónico, centros históricos Historia de los sistemas constructivos 3 Técnicas de restauración 6 Mantenimiento y conservación de 4.5 edificios Materiales de reparación, refuerzo y 4.5 consolidación Elaboración gráfica y toma de datos 4.5 Trazado y control geométrico de 4.5 elementos constructivos • Área C: Tecnologías de la arquitectura y el urbanismo. Ampliación de instalaciones en la 4.5 edificación Proyecto de construcciones 3 industrializadas Medición, valoración y organización 3 de obras Aislamiento y acondicionamiento 6 acústico Ampliación de geotecnia y cimientos 4.5
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
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Proyecto de instalaciones singulares Proyecto de estructuras singulares
4.5 6
Proyecto de cerramientos y cubiertas singulares
4.5
2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se presentan a través de la asignatura Mecánica del suelo y cimentaciones de 6 créditos, situada en cuarto curso. En esta asignatura se abordan los siguientes aspectos: • Conceptos básicos de mecánica del suelo. • Tipos de cimentaciones. • Análisis de cimentaciones. • Ejecución. • Normativas. • Control de calidad y patologías. A parte de esta asignatura se oferta, con carácter optativo, Ampliación de geotecnia y cimientos de 4.5 créditos. El temario de esta asignatura presenta las siguientes materias: • Estudio de los suelos como base de cimentación. • Compactación y mejora de la resistencia en suelos. • Estabilidad de taludes. • Aspectos estructurales y constructivos de las cimentaciones.
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UNIVERSIDAD DE GRANADA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE ARQ. DE GRANADA 1. Estructura del plan de estudios PRIMER CICLO • 1º Curso Construcción I Dibujo I Geometría descriptiva I Física I Matemáticas I Proyectos I Historia de la arquitectura I Dibujo II Geometría descriptiva
7.5 9 7.5 7.5 10.5 9 7.5 9 9.5
• 2º Curso Materiales de construcción Análisis de formas arquitectónicas Estructuras I Proyectos II Historia de la arquitectura II Urbanística I Matemáticas II Física II Proyectos III Optativas
10.5 9 10.5 9 9 9 4.5 4.5 9.5 6
SEGUNDO CICLO • 3º Curso Proyectos IV Proyectos V Instalaciones I Construcción II Urbanística II Urbanística III Historia de la arquitectura III Estructuras II Optativas Libre elección • 4º Curso Proyectos VI Proyectos VII Instalaciones II Construcción III Urbanística IV Urbanística V Composición Estructuras III Mecánica del suelo y cimentaciones
Optativas Libre elección
11 9 6 12 6 4.5 7.5 7.5 6 10.5 11 9 6 7.5 4.5 4.5 6 4.5 4.5
• 5º Curso Proyectos VIII Instalaciones III Construcción IV Construcción V Urbanística VI Estructuras IV Restauración arquitectónica Legislación Proyecto fin de carrera Optativas Libre elección MATERIAS OPTATIVAS • Primer ciclo. Ampliación de matemáticas Ampliación de física Diseño asistido por ordenador • Segundo ciclo. Análisis urbano Proyectos urbanos Arquitectura del paisaje Introducción a la restauración arquitectónica Arquitectura y ciudad en el mundo islámico Proyectos de intervención en el patrimonio arquitectónico Monográficos de proyectos Estructuras sismoresistentes Cálculo numérico Materiales y técnicas constructivas Prefabricación Ampliación de instalaciones Instalaciones urbanas Valoraciones inmobiliarias Historia urbana Levantamiento de edificios Ecuaciones diferenciales en derivadas parciales y elementos finitos Técnicas de visualización y presentación aplicadas a la arquitectura
12 13.5 11 3 4.5 4.5 3 4 6 4.5 3 21.5 16
6 6 6 6 6 6 6 6 12 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6
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2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se presentan en la asignatura Mecánica del suelo y cimentaciones, de 4.5 créditos situada en cuarto curso. El temario de esta asignatura se presenta en el siguiente apartado. Además en la asignatura Estructuras II se imparten los procesos de dimensionamiento de las cimentaciones superficiales desde el punto de vista estructural, y en las asignaturas de construcción se desarrollan conocimientos relacionados con la ejecución de cimentaciones. Respecto la oferta de asignaturas optativas, no existe ninguna de carácter geotécnico.
3. Presentación de la asignatura geotécnica ofertada El contenido de la asignatura Mecánica del suelo y cimentaciones es el siguiente: I INTRODUCCIÓN. 1 INTRODUCCIÓN. 1.1 Introducción al problema geotécnico. II LOS SUELOS. 2 EL ORIGEN Y FORMACIÓN DE LOS SUELOS. 2.1 La corteza terrestre. 2.2 Tipos de rocas. 2.3 Tipos de suelos. 2.4 Erosión. Ciclo erosivo. Tipos de erosiones. 2.4.1 Erosión. 2.4.2 El ciclo erosivo. 2.4.3 Tipos de erosiones 2.5 Transporte. 2.6 El agua en el suelo. 3 PROPIEDADES ELEMENTALES DE LOS SUELOS. 3.1 El agua en el suelo: el agua de constitución, intersticial y de absorción. 3.2 El suelo como complejo sólido-líquido-gas. 3.3 El índice de poros y la porosidad. 3.4 El coeficiente de saturación y la humedad. 3.5 Peso específico y densidad. 3.6 Peso específico de un suelo. 3.7 El índice de densidad. 3.8 El suelo y el agua (introducción y nomenclatura). 3.9 Presión total, efectiva y neutra. Correspondencia entre los campos de presiones y de densidades. 3.10 Acciones hidrodinámicas en los suelos. Introducción. 4 LOS ENSAYOS DE LABORATORIO. 4.1 Tipos de ensayos de laboratorio. 4.2 Los ensayos de identificación y clasificación. 4.2.1 Granulometría. El análisis granulométrico. 4.2.1.1 Curvas granulométricas. Características. 4.2.1.2 La forma de las partículas. 4.2.1.3 Clasificación de los suelos por su tamaño. 4.2.1.4 Correcciones al N=36 de la arena típica media. 4.2.2 Propiedades físico - químicas de las arcillas. 4.2.2.1- Mineralogía de las arcillas. 4.2.2.2 Los estados de consistencia. Los límites de Atterberg y el gráfico de Casagrande. 4.3 Los ensayos de resistencia. 4.3.1 Ángulo de rozamiento interno y cohesión. 4.3.2 El ensayo de corte directo. 4.3.3 Criterio de rotura plástica de Mohr-Coulomb. 4.4 Los ensayos de cambio de volumen. 4.5 Otros ensayos de laboratorio.
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5 LOS ENSAYOS DE CAMPO 5.1 Introducción 5.2 Los penetrómetros estáticos y dinámicos. Correlaciones. 5.3 El ensayo de placa de carga. III LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES. 6 LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES. GENERALIDADES. 6.1 Definición. 6.2 Tipos de cimentaciones. 6.3 Tipos de cimentaciones superficiales. 6.4 Condiciones que debe cumplir el proyecto de una cimentación. Procedimiento de diseño. 6.5 La seguridad en las cimentaciones. 6.5.1 El coeficiente de seguridad. 6.5.2 Concepto de carga admisible. 6.5.3 La estabilidad a corto y larga plazo. 6.6 El aislamiento frente a influencias externas. 6.6.1 Profundidad. 6.6.2 Estructuras colindantes. 6.6.3 Posición del nivel freático. 6.6.4 Defectos subterráneos. 7 EL CÁLCULO GEOTÉCNICO. 7.1 La presión de hundimiento. 7.1.1 Definición. 7.1.2 Tipos de rotura. 7.2 Determinación de la presión de hundimiento. 7.2.1 Métodos. 7.2.2 El método empírico. 7.2.3 Correlaciones con ensayos. 7.2.4 El método teórico. Expresión general de la carga de hundimiento: la ecuación de Terzaghi-Prandtl. 7.2.4.1 Los factores que modifican la formula general: coeficiente de forma, inclinación y excentricidad de la carga. 7.2.4.2 La influencia del nivel freático. 7.2.4.3 Cimentaciones en la proximidad de taludes. 7.3 Aplicaciones a los suelos reales. Arcillas y arenas. 7.4 Las tensiones y los asientos en el terreno. 7.4.1 El semiespacio elástico. Los parámetros del suelo. 7.4.2 Tensiones y asientos. 7.4.2.1 Cargas flexibles. 7.4.2.2 Capa elástica sobre base rígida. 7.4.2.3 Cargas rígidas. 7.4.3 Carga de superficie cualquiera (método de Newmark). 7.5 Los asientos. 7.5.1 Definición. 7.5.2 Tipos de asientos. 7.6 Métodos de cálculo. 7.6.1 Mediante el cálculo de tensiones. 7.6.1.1 Métodos elásticos. 7.6.1.2 Método de Schmertmann. 7.6.1.3 Método de Webb. 7.6.2 Método edométrico. 7.7 Los asientos en las cimentaciones reales. 7.7.1 Método de Terzaghi-Peck. 7.7.2 Método de la placa de carga. 7.8 La interacción entre cimentaciones. 7.9 Criterios tradicionales sobre asientos. 7.9.1 Los asientos admisibles.
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7.9.2 Criterios utilizados. 8 EL CÁLCULO ESTRUCTURAL 8.1 Acciones sobre las cimentaciones. 8.2 Dimensionamiento en planta del cimiento. 8.3 La zapata aislada. 8.3.1 Carga vertical centrada. 8.3.2 Carga vertical y momento en una dirección. 8.3.3 Carga vertical y momento en las dos direcciones. 8.4 Zapatas combinadas. 8.5 Zapatas de medianería. 8.6 Zapata de esquina. 8.7 Zunchos de atado entre zapatas. 8.7.1 Introducción. 8.7.2 Atado de la Cimentación. 8.8 Vigas de cimentación. Introducción. 8.8.1 Vigas de cimentación apoyadas sobre suelo elástico. 8.8.1.1 Solución general para la viga de cimentación de longitud infinita. 8.8.1.2 Solución de algunos casos particulares. 8.8.1.2.1 Viga de longitud infinita sometida a una carga puntual. 8.8.1.2.2 Viga de longitud infinita sometida a un momento. 8.8.1.2.3 Viga de longitud finita sometida a cargas cualesquiera. 8.8.1.2.3.1 Método General. 8.8.1.2.3.2 Método de Timoshenko-Hetenyi. 8.8.1.2.3.3 Método de Bleich. 8.8.1.3 Estimación del coeficiente de balasto. 8.8.1.3.1 Coeficiente de balasto en placa de carga de 30x30. 8.8.1.3.2 Coeficiente de balasto para cimentaciones reales. 8.8.1.3.3 Condiciones de rigidez y problemas de interacción terreno-cimientoestructura. 8.8.2 Casuística en función de la rigidez relativa del terreno-cimiento-estructura. 8.8.2.1 Vigas de cimentación rígidas con estructura rígida. 8.8.2.2 Vigas de cimentación flexibles con estructura flexible y vigas de cimentación rígidas con estructura flexible. 8.8.2.3 Vigas de cimentación flexibles con estructura rígida 8.9 Emparrillados de cimentación. 8.9.1 Definición y método de calculo. 8.9.2 Emparrillados completamente rígidos con estructura rígida. 8.9.3 Emparrillados completamente flexibles o completamente rígidos con estructura flexible. 8.9.4 Emparrillados completamente flexibles con estructura rígida. 8.9.5 Emparrillados con vigas rígidas y flexibles. 8.10 Losas de cimentación. Introducción. 8.10.1 Losas rígidas. 8.10.2 Losas de rigidez intermedia. 8.10.3 Losas flexibles. IV LAS ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN. 9 EMPUJE DE TIERRAS. 9.1 Introducción. 9.2 Los estados límites últimos activo y pasivo. 9.3 El estado de Rankine. 9.4 La teoría de Coulomb. 9.5 Distribución de los empujes. Coeficientes de empuje. 9.6 La influencia de la cohesión, de la sobrecarga, de la heterogeneidad de los terrenos, del nivel freático. 9.7 Generalización de la aproximación de Coulomb. 10 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN. MUROS. 10.1 Necesidad.
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10.2 Tipos de estructuras de contención: rígidas y flexibles. 10.3 Proyecto de muros de contención. Datos, fuerzas actuantes y comprobaciones a efectuar. 10.4 Proyecto de muros de sótano. Acciones, comprobaciones de estabilidad, calculo de la estructura de hormigón. 10.5 El drenaje del trasdós. V CIMENTACIONES PROFUNDAS. 11 CIMENTACIONES POR PILOTAJE. 11.1 Introducción. Condiciones de utilización. 11.2 Tipos de pilotes. 11.3 Cimentaciones por pilotaje. 11.4 Carga de hundimiento del pilote aislado. 11.4.1 Pilotes en terrenos granulares. 11.4.2 Pilotes en terrenos arcillosos. 11.4.3 Pilotes con la punta en roca. 11.4.4 Formulas de hinca. 11.5 Grupos de pilotes. 11.5.1 Carga de hundimiento. 11.5.1.1 Grupos de pilotes en arena. 11.5.1.2 Grupos de pilotes en arcilla. 11.5.2 Los asientos en pilotes y grupos de pilotes. 11.5.2.1 Asientos de pilotes y grupos de pilotes en arenas. 11.5.2.2 Asientos de pilotes y grupos de pilotes en arcillas. 11.5.3 Distribución de cargas en grupos de pilotes. 11.6 Pilotes sometidos a solicitaciones especiales. 11.6.1 Rozamiento negativo. 11.6.2 Cargas laterales. 11.6.3 Empujes laterales transmitidos por el terreno. 11.7 Cimentaciones por pilotaje. Diseño estructural. 11.7.1 Pilotes. 11.7.2 Encepados. 11.7.3 Zunchos entre encepados. 12 PANTALLAS CONTINUAS 12.1 Introducción. Idea del proceso constructivo. 12.2 El proyecto de pantallas continuas. Comprobaciones a realizar. 12.2.1 La estabilidad frente a los empujes. 12.2.1.1 Métodos de calculo. 12.2.1.2 Los métodos clásicos. 12.2.1.2.1 Pantalla en voladizo. 12.2.1.2.2 Pantalla con un apoyo. 12.2.1.2.3 Pantalla con varios apoyos. 12.2.2 La estabilidad de los elementos de arriostramiento. 12.2.2.1 Los anclajes y sus partes. 12.2.2.2 Tipos de anclajes. 12.2.2.3 Capacidad resistente de un anclaje. 12.2.3 Estabilidad global del conjunto pantalla-anclaje. VI EL ESTUDIO GEOTÉCNICO Y EL PROYECTO DE CIMENTACIÓN. 13 EL ESTUDIO INFORMATIVO: INTRODUCCIÓN AL PROYECTO DE CIMENTACIÓN. 13.1 La topografía. Los factores climáticos y el nivel freático. 13.2 La experiencia de la zona y los factores antrópicos. 13.3 La columna estratigráfica y los perfiles geotécnicos. 13.4 La definición de la relación de la obra de edificación con el terreno. 14 DEFINICIÓN DEL PROYECTO DE CIMENTACIÓN. 14.1 Nivel y tipo de cimentación. 14.2 El cálculo geotécnico. 14.3 Planos generales y de detalle.
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14.4 Mediciones y estimación del coste. VII RIESGOS NATURALES Y TRATAMIENTO DE TALUDES. VIII CONDICIONES GEOTÉCNICAS DE LOS SUELOS DE ANDALUCÍA: LA CIUDAD DE GRANADA.
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UNIVERSIDAD DE LA CORUÑA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE ARQ. DE LA CORUÑA 1. Estructura del plan de estudios PRIMER CICLO • 1º Curso Introducción a la arquitectura Fundamentos físicos en la arq. I Fundamentos matemáticos en la arq. I Dibujo I Geometría descriptiva I Proyectos I Construcción I Fundamentos físicos en la arq. II Fundamentos matemáticos en la arq. II Geometría descriptiva I • 2º Curso Proyectos II Historia del arte Construcción I Estructuras I Urbanística I Dibujo II Libre elección SEGUNDO CICLO • 3º Curso Proyectos III Teoría de la arquitectura Construcción III Estructuras II Urbanística II Instalaciones Optativas Libre elección • 4º Curso Proyectos IV Historia de la arquitectura Construcción IV Urbanística III Estructuras III Historia de la arquitectura II
Optativas Libre elección 9 7.5 9 15 7.5 9 9 7.5 9 7.5 21 9 15 12 9 15 9
18 9 12 12 9 12 9 9 18 4.5 12 9 15 4.5
• 5º Curso Proyectos V Construcción V Proyecto fin de carrera Optativas Libre elección
18 9 21 15 3 27 18
MATERIAS OPTATIVAS • Bloque opcional: Tecnología. Proyectos de estructuras I Métodos matemáticos en arquitectura Estructuras IV Proyecto de instalaciones Cimentaciones Proyectos de estructuras II Industrialización y prefabricación Organización de obras Diseño de sistemas estructurales
9 9 9 9 9 9 9 9 9
• Bloque opcional: Teoría y diseño. Diseño gráfico Diseño industrial Restauración Teoría de la composición Arquitectura industrial Diseño de interiores Historia de la arquitectura en Galicia
9 9 9 9 9 9 9
• Bloque opcional: Urbanismo. Dibujo III Planeamiento urbanístico Planeamiento urbanístico II Proyectos de urbanización Jardinería y paisaje Ordenación del espacio rural Topografía Legislación y economía urbana
9 9 9 9 9 9 9 9
2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los únicos conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se deben presentar en la asignatura Estructuras II, situada en tercer curso con 12 créditos, ya que en ella se cubren los créditos troncales que implican la enseñanza de la mecánica del suelo y el análisis de cimentaciones, entre otras materias. Pero la falta de información en las fuentes consultadas no ha permitido conocer su temario, no pudiéndose establecer el número de créditos exactos destinados a la geotecnia. Respecto la oferta de asignaturas optativas, concretamente en el bloque denominado Tecnología, se ofrece la asignatura Cimentaciones, de 9 créditos, que aborda los temas geotécnicos relacionados con la edificación.
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UNIVERSIDAD DE LAS PALMAS DE GRAN CANARIA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE ARQ. DE LAS PALMAS 1. Estructura del plan de estudios PRIMER CICLO • 1º Curso Fundamentos físicos en la arq. Complementos de física Fundamentos matemáticos en la arquitectura Complementos de matemáticas Análisis y procesos gráficos de información arquitectónica Análisis e interpretación de los modelos arquitectónicos Geometría de la representación arquitectónica Geometría y diseño asistido por ordenador Aula de arquitectura Optativas
7.5 6 9 4.5 12 12 9 9 6 9
• 2º Curso Análisis e interpretación del medio para la intervención arquitectónica y urbana Análisis de los procesos de creación de la forma arquitectónica Construcción Introducción a las estructuras Teoría e historia de la arquitectura Urbanística Proyectos arquitectónicos
15 9 15 9 18
SEGUNDO CICLO • 3º Curso Construcción II Estructuras II Acondicionamiento Historia de la arquitectura II Urbanística II Arquitectura del paisaje Proyectos arquitectónicos II Optativas
12 9 6 9 9 6 18 4,5
• 4º Curso Construcción III Estructuras III Instalaciones I Composición arquitectónica I Derecho urbanístico Urbanística III Proyectos arquitectónicos III
12 9 6 9 4.5 9 18
• 5º Curso
6 9
Construcción IV y economía de la construcción Estructuras IV Instalaciones II Instalaciones urbanas Derecho de la edificación Composición arquitectónica II Urbanística IV Proyectos arquitectónicos IV Proyecto fin de carrera Optativas Libre elección (toda la carrera) MATERIAS OPTATIVAS Historia de la arquitectura en Canarias Antropología y arquitectura Inglés técnico específico I, en arquitectura Inglés técnico específico II, en arquitectura Representación para la tecnología y la restauración arquitectónica Representación gráfica de la arquitectura del movimiento moderno Cartografía Los sistemas multimedia en el diseño gráfico y en la comunicación Introducción al ejercicio profesional del arquitecto Matemáticas e internet aplicadas a la arquitectura Arquitectura y medio ambiente Fundamentos del habitar Diseño para el proyecto Arquitectura y ciudad en América Latina. Infografía en arquitectura La intervención en el patrimonio arquitectónico Teoría de la modernidad Arquitectura doméstica Vivienda y ciudad histórica Hábitat y desarrollo Ampliación de historia de la arquitectura Ampliación de teoría de la arquitectura Técnicas de análisis espacial Sociología urbana Economía urbana Teoría del planeamiento La práctica del planeamiento
16.5 6 4.5 4.5 4.5 6 6 10.5 4,5 9 42 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
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Teoría de la ciudad La producción del espacio calificado La estructura del medio espacial Análisis y representación gráfica de tipologías arquitectónicas en Canarias Imagen y expresión tecnográfica La intervención en el patrimonio arquitectónico I Nuevos materiales en la construcción arquitectónica Patología en la edificación El oficio de arquitecto en la ejecución de obras El mercado inmobiliario El arquitecto como perito El control de calidad en la edificación El proyecto de seguridad y salud Gestión de obras La documentación técnica del proyecto arquitectónico Ampliación de mecánica del suelo Reconocimiento del terreno y estudio geotécnico Obras de urbanización Patología y rehabilitación de estructuras de hormigón armado Materiales compuestos y sus derivados. Cálculo y construcción Estructuras singulares Estructuras de hormigón de alta tecnología La evaluación del impacto ecológico en la actividad edificatoria Diseño ambiental pasivo Acústica arquitectónica avanzada Iluminación y protección solar Instalaciones hidráulicas avanzadas Instalaciones de climatización avanzadas
4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
Gestión energética Instalaciones eléctricas avanzadas Iluminación arquitectónica y urbana Instalaciones de comunicación y domótica Gestión medioambiental Ecodiseño urbano sostenible Ampliación de derecho urbanístico Sociología del arte y la arquitectura Taller de sociología y crítica ciudadana Arquitectura interior y diseño de elementos Arquitectura y contexto Arquitectura temática Arquitectura y tecnología El proyecto de arquitectura en el paisaje El proyecto de intervención en el patrimonio arquitectónico Monografías de arquitectura contemporánea Documentación de arquitectura Arquitectura española Proyecto e industrialización Análisis de edificios Crítica de arquitectura Diseño para las artes de la imagen Aula técnica del proyecto Ampliación de proyectos arquitectónicos Taller de construcción del proyecto fin de carrera Taller de proyectación del proyecto fin de carrera Taller de composición del proyecto fin de carrera Taller de urbanística del proyecto fin de carrera
4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se presentan a través de una parte de la asignatura Estructuras IV, de 6 créditos situada en cuarto curso. Respecto la oferta de asignaturas optativas existen dos de carácter geotécnico, concretamente Ampliación de mecánica del suelo y Reconocimeto del terrneo y estudio geotécnico, ambas de 4.5 créditos. El temario de estas asignaturas todavía no está desarrollado dada la juventud del plan (publicado en el BOE el 3 de setiembre de 2001) pero a continuación se presenta una breve descripción actualmente disponible: • Estructuras IV. Estructuras de edificación y cimentaciones: tipos, análisis, proyecto y ejecución. Hormigones especiales. Hormigón pretensado. Estructuras mixtas. Estructuras singulares. Cimentaciones especiales. Criterios de diseño de las estructuras arquitectónicas. Proyectos de estructuras. Representación de las estructuras. • Ampliación de mecánica del suelo.
Anejo III. Estudios de arquitectura
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Suelos y rocas. Propiedades físicas y físico-químicas de los suelos. Ensayos. Tensiones en el terreno e influencia del agua. Comprensibilidad y propiedades resistentes de los suelos. Capacidad portante y criterios geotécnicos para la elección de cimentaciones. • Reconocimiento del terreno y estudio geotécnico. Normativa geotécnica. Geología y geotecnia del terreno en Canarias. Métodos de reconocimiento y técnicas de prospección. Ensayos geotécnicos y interpretación. Estudios geotécnicos.
Anejo III. Estudios de arquitectura
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UNIVERSIDAD DE NAVARRA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE ARQUITECTURA 1. Estructura del plan de estudios PRIMER CICLO • 1º Curso Análisis y formas I Física I Matemáticas I Introducción a la arquitectura I Introducción a la arquitectura II Física II Matemáticas II Fundamentos de antropología I Geometría y dibujo técnico
24 6 9 3 3 6 6 3 21
• 2º Curso Construcción I Construcción II Estructuras I Estructuras II Elementos de composición Historia de la arquitectura I Historia de la arquitectura II Introducción al urbanismo I Introducción al urbanismo II Fundamentos de antropología II Fundamentos de antropología III Análisis de formas II Instalaciones Libre elección
7.5 7.5 4.5 4.5 21 4.5 4.5 4.5 4.5 3 3 3 4.5 6
SEGUNDO CICLO • 3º Curso Instalaciones II Instalaciones III Historia de la arquitectura III Historia de la arquitectura IV Construcción III Construcción IV Estructuras III Estructuras IV Proyectos I Urbanística I Diseño urbano I Ética I Libre elección
4.5 4.5 4.5 4.5 6 6 4.5 4.5 24 4.5 4.5 3 7
• 4º Curso Instalaciones IV Estética Construcción V Construcción VI Estructuras V Urbanística II
4.5 4.5 6 6 4.5 4.5
Legislación y valoraciones urbanas Diseño urbano II Deontología Composición Proyectos II Libre elección • 5º Curso Proyectos III Diseño de estructuras I Diseño de estructuras II Diseño de instalaciones I Diseño de instalaciones II Diseño constructivo I Diseño constructivo II Proyectos IV Proyecto fin de carrera Optativas Libre elección MATERIAS OPTATIVAS Monografías de arquitectura contemporánea I Monografías de arquitectura contemporánea II Color y arquitectura Historia de la construcción I Historia de la construcción II Arte y cultura contemporánea Historia del diseño Patología de la edificación Cálculo avanzado de estructuras Diseño de parques y jardines Ecología urbana Teología: Cristo y el cristianismo Técnicas gráficas Organización de obras y empresas Instalaciones urbanas Doctrina social de la Iglesia: teoría social y de la población Aplicaciones de diseño Diseño asistido Taller de arquitectura I Taller de arquitectura II Nociones de gestión inmobiliaria Ordenación territorial Planeamiento urbano I Planeamiento urbano II Mediciones y costos Complementos de composición I Complementos de composición II
4.5 5 3 4.5 24 10.5 12 3 3 3 3 3 3 9 5 22 18 3 3 3 3 3 3 3 4.5 4.5 3 3 3 3 3 3 3 4.5 4.5 4.5 4.5 3 3 4.5 6 3 4.5 4.5
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
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La calidad en la edificación
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2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los únicos conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se presentan en los cinco últimos temas de la asignatura de cuarto curso denominada Estructuras V. En el siguiente apartado se muestra el temario completo de esta asignatura, para poder valorar el peso de estos temas. Como se verá a lo sumo se puede considerar que de los 4.5 créditos de la asignatura 1.5 hacen referencia a los temas geotécnicos. Respecto la oferta de asignaturas optativas, no existe ninguna de carácter geotécnico.
3. Presentación de la asignatura geotécnica ofertada El temario de la asignatura Estructuras V es el siguiente: 1. Acciones en las estructuras. Las normas de acciones. Acciones gravitatorias. Sobrecarga de uso. Sobrecarga de nieve. Acciones sísmicas.Acciones termicas y reológicas. Casos especiales. Combinación de acciones. 2. Estructuras de hormigón. Normas para proyectos y ejecución. Definición del hormigón. Características. Resistencia a compresión. Resistencia a tracción. Deformación. Hormigón armado y pretensado. Armaduras. Diagramas tensión deformación. 3. Genaralidades. El hormigón armada. Disposiciones y prescripciones para las armaduras. Durabilidad del hormigón. Recubrimientos. 4. Bases de cálculo. Proceso general. Coeficientes de seguridad. Estados límite de utilización. Combinación de acciones. 5. Elementos lineales. Generalidades. Comportamiento en regimen elástico y fisurado. Solicitación normal: principios de cálculo. Estados límite de agotamiento. Sección de hormigón armado. Fuerzas interiores en la sección. Solicitación normal de agotamiento. Sección simétrica con flexión compuesta recta. Flexión simple de agotamiento. 6. Flexión simple en hormigón armado. Generalidades. Flexión recta en sección simétrica. Permisas de calculo. Armadura simple. Armadura doble. Sección rectangular con flexión recta. Sección rectangular con flexión diagonal. Sección rectangular con flexión esviada. Sección T con flexión. 7. Flexión compuesta en hormigon armado. Generalidades. Sección rectangular a flexión compueta recta. Armadura simétrica. Sección rectangular a flexión compuesta esviada. Armadura mínima. Flexión compuesta esviada. Armadura mínima. Seccion circular. 8. Solicitaciones tangenciales. Generalidades. Armadura transversal. Agotamiento por cortadura . Regla de cosido. Elementos lineales. Disposición de la armadura transversal en una viga. Torsión. Armaduras para torsión. Torsión con flexión. 9. Pilares. Generalidades. Pandeo general de una estructura plana. Esbelteces de un pilar. Método aproximado de cálculo. Pilares de sección rectangular o circular . Calculo de pilares. Estribos. Pilares zunchados. 10. Adherencia, anclajes y empalmes de barras. La adherencia de las armaduras de hormigón. Resistencia para la adherencia. Condición de adherencia. Anclajes de barras corrugadas. Ancla je de mallas electrosoldadas. Empalme de armaduras. Empalme por solapo. 11. Fisuración y deformación. Estados límites de fisuración. Cálculo de la separación y amplitud de fisuras. Condiciones para fisuración controlada. Deformaciones. Rigidez en regimen elástico. Rigidez en régimen fisurado. Cálculo de flechas. 12. Forjados. Concepto de forjados. Tipología de forjados. Normas para el proyecto y la ejecución. Condiciones para los forjados. Ficha de características técnicas. Momento flector último positivo. Momento flector último negativo. Esfuerzo cortante último. Rigideces.
Anejo III. Estudios de arquitectura
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13. Proyecto de forjados. Elección del tipo de forjados. Condiciones de deformación. Las plantas de estructuras. Memoria de proyectos. Cálculo de las solicitaciones. Método de redistribución. Armaduras y viguetas. Brochales. Representación de los forjados. 14. Losas y forjados inclinados. Generalidades. Trazado de escaleras. Solicitación de las losas de escalera. Armadura y presentación. Ejemplo de cálculo. Forjados de tejados a parhilera. Detalles de tejados a parhilera. 15. Estructura del edificio de pisos. Generalidades. Anteproyecto de la estructura. Plantas de estructura. Memoria de proyecto.Anejo estructural. Cargas de vigas.Cargas de pilares. Solicitaciones definitivas. 16. Representacion de la estructura. Planos de la estructura. Comprobación de las secciones de los pilares. Representación de vigas. Planos de vigas. Cargas de pilares. Otros planos. 17. El terreno de cimentación. Generalidades. Identificación del suelo. Granulometria. Propiedades físicas de un suelo. Compacidad de un suelo incoherente. Consitencia de un suelo coherente. Deformabilidad. Resistencia al corte. Estados elásticos y plásticos. 18. Presiones en cimentación y contenciones. Generalidades. Cimientos superficiales. Cimientos profundos. Presiones y tensiones en el terreno. Presiones y empujes. Empuje activo. Métodos de Coulumb y Culman. Empuje en reposo. Empuje pasivo. Resistencia al cálculo del suelo. 19. Suelos y zapatas. Cálculo en estados límite. Deformación del suelo. Resistencia del hormigón de cimientos. Zapatas con cargas centradas. Zapatas con cargas excentricas. Zapatas de medianera. Zapatas esquineras. 20. Otros cimientos. Generalidades. Carrera para pilares alineados. Dimensionado y armado de la carrera. Carrera para dos o tres pilares. Losas de cimentación. Pilotes. 21. Contenciones. Generalidades. Muros de contención. Seguridad de un muro de contención. Ejemplo de muro de gravedad. Ejemplo de muro de talón. Mamparos.
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UNIVERSIDAD DE SEVILLA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE ARQ. DE SEVILLA 1. Estructura del plan de estudios PRIMER CICLO • 1º Curso Construcción I Geometría descriptiva Dibujo asistido Física I Matemáticas I Historia de la arquitectura I Análisis gráfico arquitectónico Proyectos I • 2º Curso Construcción II Estructuras I Proyectos II Teoría de la arquitectura Urbanística Física II Matemáticas II Historia de la arquitectura
6 12 9 6 12 9 24 12 12 12 22.5 9 9 9 9 7.5
SEGUNDO CICLO • 3º Curso Acondicionamiento I 5 Composición 7.5 Historia de la arquitectura III 7.5 Construcción III 10 Estructuras II, mecánica de suelo 9.5 Proyectos III 20 Planeamiento urbano 10 Optativas 4.5-5 Libre elección 16 -15.5 • 4º Curso Instalaciones I Construcción IV Mecánica del suelo y cimentaciones Proyectos IV Estructuras III Planeamiento de desarrollo y proyecto urbano Optativas Libre elección • 5º Curso Dirección y organización de obras Gestión urbanística Acondicionamiento e inst. II Construcción V Proyectos V
7.5 10 5 19.5 5.5 10 21.5-24 11.5-9 4.5 5 5 10 20.5
Proyecto fin de carrera Optativas Libre elección
3 21.5-23.5 21.5-19
MATERIAS OPTATIVAS • Línea curricular 1 Sistemas de espacios públicos. Paisaje urbano Los sistemas urbanos de comunicaciones. Diseño de redes Planeamiento territorial y metropolitano Instalaciones urbanas Obras de urbanización Planeamiento y medio ambiente Planeamiento especial y protección del patrimonio Planeamiento municipal y proyectos urbanos • Línea curricular 2 Métodos numéricos de cálculo Acústica e intercambio energético en los edificios Protección contras incendios, transportes y comunicaciones Complementos de estructuras Estructuras especiales Otras tecnologías, industrialización de la construcción. Peritaciones y tasaciones Cimentaciones especiales Proyectos de estructuras
5 4.5 8 4.5 4.5 4.5 7 12
4.5 4.5 4.5 4.5 5.5 8 6.5 12
• Línea curricular 3 Fundamentos de arquitectura y 4.5 patrimonio Arquitectura y medio ambiente 4.5 Fundamentos del habitar 5 Crítica e historia de la arquitectura en 5 Andalucia Patología y restauración de obras de 4.5 fábrica Supervisión de proyectos y obras. 5 Control de calidad Historia de l arquitectura 4.5 iberoamericana Levantamiento y análisis de edificios 4.5 Intervención en el patrimonio 12.5
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se presentan a través de dos asignaturas: • Estructuras II , mecánica del suelo, situada en tercer curso con 9.5 créditos. • Mecánica del suelo y cimentaciones, situada en cuarto curso con 5 créditos. Respecto la oferta de asignaturas optativas existe una de carácter geotécnico, concretamente Cimentaciones especiales de 6.5 créditos.
Anejo III. Estudios de arquitectura
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UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE ARQ. DE VALLADOLID 1. Estructura del plan de estudios PRIMER CICLO • 1º Curso Introducción a la construcción Dibujo arquitectónico Historia del arte y de la arquitectura I Fundamentos físicos en la arq. Matemáticas I Introducción al proyecto Geometría descriptiva Análisis de formas I Introducción a la arquitectura Análisis urbano Optativas • 2º Curso Proyectos I Construcción I Análisis de formas II Historia del arte y la arquitectura II Teoría de la ciudad Estructuras I Matemáticas II Acondicionamiento e instalaciones I Optativas SEGUNDO CICLO • 3º Curso Proyectos II Construcción II Estructuras II Acondicionamiento e instalaciones II Mecánica del suelo aplicada a la construcción Estética y teoría del arte Patrimonio urbano e intervención en el espacio consolidado Optativas Libre elección
6 12 9 9 6 6 12 12 6 3 9 21 9 9 9 9 12 3 6 12
21 12 9 6 6 9 9 6 12
• 4º Curso Proyectos III Composición arquitectónica Planeamiento urbano y territorial Acondicionamiento e instalaciones III Construcción III Elementos estructurales de hormigón Optativas Libre elección
21 6 15 6 12 9 3 15
• 5º Curso Proyectos IV Construcción IV
12 12
Composición del jardín y el paisaje I Planeamiento de desarrollo de nuevas áreas Proyecto V Organización y control del proyecto Elementos estructurales de acero Acondicionamiento e instalaciones IV Proyecto fin de carrera Optativas Libre elección MATERIAS OPTATIVAS • Materias de primer ciclo. Proyectos de arquitectura temática Valoraciones y gestión de empresas Dibujo asistido por ordenador Levantamiento arquitectónico Representación arquitectónica Historiografía de la arquitectura Teoría y crítica de la arquitectura Arte contemporáneo Historia de la ciudad Promoción inmobiliaria y producción de la vivienda Optativa de física Optativa de matemáticas Geometría en el arte Diseño geométrico asistido por ordenador Mecánica aplicada a las estructuras • Materia de segundo ciclo. Ejecución y desarrollo del proyecto Proyectos de restauración arquitectónica Rehabilitación, conservación y construcción de edificios antiguos Nuevas tecnologías Organización y control de obra Composición del jardín y del paisaje Historia y teoría de la restauración Técnicas aplicadas al planeamiento Planeamiento sectorial Gestión y ejecución del planeamiento Ordenación del territorio y el paisaje Estructuras de ladrillo Estructuras de madera Otras estructuras Ampliación acondicionamiento II Ampliación acondicionamiento III Ampliación acondicionamiento IV Modelización y resolución de
3 9 9 3 9 3 3 9 18
9 6 6 6 6 3 3 3 3 3 3 3 6 6 6 9 9 6 3 3 6 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 6
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
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problemas geométricos Métodos matemáticos en arquitectura
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Acústica arquitectónica y ruido ambiental
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2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se presentan a través de la asignatura Mecánica del suelo aplicada a la construcción, de 6 créditos situada en tercer curso. El temario de esta se presenta en el siguiente apartado. Respecto la oferta de asignaturas optativas no existe ninguna que trate temas de geotécnicos.
3. Presentación de la asignatura geotécnica ofertada A continuación se presentan los objetivos, el contenido y la bibliografía de la asignatura Mecánica del suelo aplicada a la construcción. Objetivos de la asignatura Iniciar al alumno en los conceptos básicos de la Mecánica del Suelo, para progresivamente aplicar las teorías que permiten el diseño y proyecto de las cimentaciones y obras de tierras que se utilizan en la construcción. Contenido de la asignatura PARTE I: 1. La estructura de los suelos. Naturaleza y origen de las rocas y de los suelos. Tipos de rocas. Tipos de suelos. Perfil del suelo. La estructura física de los suelos. 2. Parámetros elementales del suelo. Indice de poros. El agua en el suelo. El nivel freático. Grado de saturación y humedad de un suelo. Pesos específicos del suelo en función de su humedad. 3. Clasificación de los suelos. Clasificación de las partículas del suelo por su tamaño. Análisis granulométricos. Límites de Atterberg. Gráfico de plasticidad de Casagrande. Sistema unificado de clasificación de suelos. 4. Presiones en el suelo. Presiones totales, efectivas e intersticiales. Ley de Terzaghi. La permeabilidad de los suelos. La disipación de las presiones intersticiales bajo carga. Influencia de las condiciones de drenaje. 5. Tensiones y deformaciones en el suelo. Tensiones y deformaciones en el semiespacio elástico. Caso de terreno estratificado. Tensión interna. Coeficiente de empuje al reposo. Compresibilidad de los suelos. Ensayo edométrico. 6. Resistencia de los suelos. Criterio de rotura de Mohr-Coulomb. Aplicación a los suelos granulares y cohesivos. Estabilidad a corto y largo plazo. Determinación de la resistencia en laboratorio. Ensayos de corte directo, triaxiales y de compresión simple. 7. Reconocimiento del suelo. Planificación del reconocimiento. Técnicas de reconocimiento. Calicatas. Sondeos. Penetrómetros. Ensayos a realizar con las muestras. Valores medios de parámetros del suelo. PARTE II: 8. Empuje de tierras. Empuje activo, pasivo y al reposo. Empuje activo en suelos granulares. Teoría de Coulomb. Empujes activo y pasivo en suelos cohesivos. Teoría de Rankine. Influencia de la estratificación, sobrecargas externas y nivel freático. 9. Muros de contención. Tipología. Acciones sobre el muro. Predimensionamiento. Análisis de la estabilidad del muro. 10. Muros pantalla. Ejecución de muros pantalla. Excavación del recinto. Anclajes. Aspectos a considerar en el dimensionamiento. 11. Cimentaciones superficiales. Carga de hundimiento.
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Introducción y bases de diseño. Definición de hundimiento. Fórmula general de hundimiento. Factores que afectan a la fórmula. Influencia del nivel freático. Aplicación a suelos reales. Carga admisible frente al hundimiento. Valores orientativos. 12. Asientos. Tipos de asientos. Métodos elásticos. Método edométrico. Aplicación a suelos reales. Asientos admisibles, valores orientativos. 13. Zapatas aisladas (I). Acciones de cálculo. Tipología de zapatas en función de las acciones y de su rigidez. Dimensionamiento de las zapatas aisladas. 14. Zapatas aisladas (II). Zapatas combinadas. Zapatas de medianería con colaboración del forjado. Zapatas de medianería con viga centradora. 15. Zapatas corridas. Distribución de tensiones. Modelo Winkler. Coeficiente de balasto. Determinación del coeficiente de balasto. Aplicación a casos sencillos. 16. Losas de cimentación. Introducción. Comportamiento del fondo de la excavación durante la ejecución de la cimentación. Losas rígidas. Losas semirígidas. Métodos simplificados. PARTE III: 17. Cimentaciones profundas. Introducción. Pozos como cimiento de estructuras de edificación. Cajones indios. Aplicaciones. Pilotes. Tipología según transmisión de carga, puesta en obra y fabricación. 18. Dimensionamiento de pilotes (I). Carga de hundimiento de un pilote aislado. Fórmulas de hinca. Tope estructural de un pilote. 19. Dimensionamiento de pilotes (II). Grupo de pilotes. Eficiencia de un pilote. Asientos de pilotes. Casos especiales de carga. Los encepados. 20. Excavaciones. Tipos y métodos de excavaciones en suelos y rocas. Excavaciones ataluzadas. Diseños de taludes y valores típicos. Excavaciones entibadas y apantalladas. Tipología. Empujes sobre las entibaciones. Rotura del fondo. 21. Rellenos artificiales. Introducción. Calidad exigible a los materiales de relleno. El ensayo Proctor. Evaluación de la explanada. 22. Mejora del terreno. Introducción. Sistemas de precarga. Vibroflotación. Consolidación dinámica. Pilotes de compactación. 23. Patología de las cimentaciones y recalces. Introducción. Efecto del pilotaje en las estructuras vecinas. Efectos del drenaje de excavaciones. Movimientos producidos por la excavación. Recalces. Tipos. Bibliografía básica Jiménez Salas, J.A. y Justo Alpañes (1971), Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez Salas, J.A., Justo Alpañes y Serrano González, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez Salas, J.A. et al. (1980), Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. Editorial Rueda, Madrid. Rodríguez, J.M., Serra, J. y Oteo, C. (1989), Curso aplicado de cimentaciones. Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid, Madrid. Schulze, W.E. y Simmer, K. (1970), Cimentaciones. Blume, Madrid.
Anejo III. Estudios de arquitectura
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UNIVERSIDAD EUROPEA CEES ESCUELA SUPERIOR DE ARQUITECTURA 1. Estructura del plan de estudios PRIMER CICLO • 1º Curso Sistemas constructivos I Dibujo arquitectónico, técnico y descriptivo (taller) Matemáticas I Historia y teoría de la arquitectura y el arte I Dibujo del natural (taller) Informática Optativas • 2º Curso Sistemas constructivos II Física Sistemas y cálculo de estructuras I Proyectos I (taller) Historia y teoría de la arquitectura y el arte II Urbanística I (taller) Matemáticas II Teoría y métodos de proyecto I Optativas SEGUNDO CICLO • 3º Curso Instalaciones I Historia y teoría de la arquitectura y el arte III Sistemas constructivos III Sistemas y cálculo de estructuras II Proyectos II (taller) Urbanística II (taller) Teoría y métodos de proyecto II Optativas Libre elección
6 26 11 9 22 6 4 9 7.5 9 22 6 9 9 5 4
6 7.5 7 7.5 22 7.5 6 4 13.5
• 4º Curso Instalaciones II 18 Historia y teoría de la arquitectura y 4.5 el arte IV Sistemas constructivos IV 12 Sistemas y cálculo de estructuras III 9 Proyectos III (taller) 15
Urbanística III (taller) Teoría y métodos de proyecto III Optativas Libre elección
4.5 18 4 14
• 5º Curso Sistemas constructivos V Instalaciones III (taller) Sistemas y cálculo de estructuras IV Proyectos IV (taller) Legislación, valoración y economía Jardinería y paisaje Proyecto fin de carrera Optativas Libre elección
7 6 9 24 6 7 3 4 13.5
MATERIAS OPTATIVAS Documentación de arquitectura Arquitectura española Construcción industrializada Estructuras espaciales y singulares Instalaciones avanzadas e edificios singulares Ampliación de informática Geometría del objeto arquitectónico por vía informática Gestión del urbanismo Análisis de edificios Restauración arquitectónica estudios de tráfico Ampliación de teoría e historia Comunicaicón y diseño gráfico Crítica de arquitectura Idioma moderno I Idioma moderno II Idioma moderno III Idioma moderno IV Idioma moderno V Ampliación de dibujo arquitectónico Diseño industrial I Diseño industrial II Promoción y gestión inmobiliaria Diseño para las artes de la imagen
5 7.5 5 7.5 5 5 5 5 7.5 15 5 5 5 5 3 3 3 3 3 8 8 8 8 8
2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los únicos conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se deben presentar en la asignatura Sistemas y cálculo de estructuras III, situada en cuarto curso con 9 créditos, ya que en ella se cubren los créditos troncales que implican la enseñanza de la mecánica del suelo y el análisis de cimentaciones, entre otras materias. Pero la falta de información en las fuentes consultadas no ha
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
permitido conocer su temario, no pudiéndose establecer el número de créditos exactos destinados a la geotecnia. Respecto la oferta de asignaturas optativas no existe ninguna que trate temas de geotécnicos.
Anejo III. Estudios de arquitectura
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UNIVERSIDAD INTERNACIONAL DE CATALUÑA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE ARQUITECTURA 1. Estructura del plan de estudios PRIMER CICLO • 1º Curso Construcción 1 Dibujo Geometría Informática Análisis de formas Fundamentos físicos en la arquitectura Matemáticas 1 Matemáticas 2 Proyectos 1 Proyectos 2 Teoría e historia de la arquitectura Pensamiento 1 Pensamiento 2 Pensamiento 3 • 2º Curso Construcción 2 Construcción 3 Estructuras 1 Estructuras 2 Proyectos 3 Proyectos 4 Teoría e historia de la arquitectura 2 Teoría e historia de la arquitectura 3 Urbanística 1 Urbanística 2 Ética Lengua inglesa 1 Taller 1 Optativas Libre elección SEGUNDO CICLO • 3º Curso Acondicionamiento y servicios Composición 1 Composición 2 Construcción 4 Construcción 5 Estructuras 3 Proyectos 5 Proyectos 6 Urbanística 3 Urbanística 4 Forum y practicum 1 Forum y practicum 2 Forum y practicum 3 Taller 2
6 6 6 6 7 7 6 6 5 5 5 6 5 5 5 5 5 5 5 5 6 5 6 5 5 5 5 10 5
6 6 6 5 5 6 6 6 5 5 5 5 5 5
• 4º Curso Acondicionamiento y servicios 2 Construcción 6 Construcción 7 Estructuras 4 Proyectos 7 Proyectos 8 Urbanística 5 Forum y practicum 4 Forum y practicum 5 Forum y practicum 6 Taller 3 Optativas
6 6 5 6 6 6 5 5 5 5 5 20
• 5º Curso Proyectos 9 Proyectos 10 Forum y practicum 7 Forum y practicum 8 Forum y practicum 9 Taller 4 Deontología Lengua inglesa 6 Proyecto fin de carrera Libre elección
6 6 5 5 5 5 5 5 5 35
MATERIAS OPTATIVAS Técnicas de representación 1 Técnicas de representación 2 Proyectos y espacio 1 Proyectos y espacio 2 La intervención urbanística 1 La intervención urbanística 2 Teoría y crítica de la historia 1 Teoría y crítica de la historia 2 Modelos estructurales 1 Modelos estructurales 2 Arquitectura e instalaciones 1 Arquitectura e instalaciones 2 La construcción arquitectónica 1 La construcción arquitectónica 2 Patrimonio y renovación 1 Patrimonio y renovación 2 Legislación 1 Legislación 2 Gestión y organización 1 Gestión y organización 2 Arquitectura y empresa Sistemas de información 1 Sistemas de información 2
5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 6 5 5 5
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
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Arquitectura y cooperación Arquitectura y sostenibilidad 1
5 5
Arquitectura y sostenibilidad 2
5
2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los únicos conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se deben presentar en la asignatura Estructuras 4, situada en cuarto curso con 6 créditos, cubriendo junto con la asignatura Estructuras 3 los créditos troncales denominados Estructuras de edificación, que incluyen la enseñanza de la mecánica del suelo y el análisis de cimentaciones, entre otras materias. Pero el hecho que el plan date de 1999 hace que esta asignatura todavía no esté impartiéndose, por lo que su temario todavía no se ha podido consultar. Respecto la oferta de asignaturas optativas no existe ninguna que trate temas de geotécnicos.
Anejo III. Estudios de arquitectura
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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CATALUÑA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE ARQ. DE BARCELONA 1. Estructura del plan de estudios PRIMER CICLO • 1º Curso Construcción I Dibujo I Geometría descriptiva I Física Matemáticas I Proyectos I Composición Dibujo II Geometría descriptiva II Matemáticas II Proyectos II • 2º Curso Construcción II Dibujo III Proyectos III Historia del arte y la arquitectura I Urbanística I Historia del arte y la arquitectura II Estructuras I Urbanística II Acondicionamiento y servicios I Proyectos IV Optativas SEGUNDO CICLO • 3º Curso Historia del arte y la arquitectura III Construcción III Acondicionamiento y servicios II Proyectos V Urbanística III Construcción IV Estética Estructuras II Proyectos VI Urbanística IV • 4º Curso Acondicionamiento y servicios III Composición II Construcción V Proyectos VII Urbanística V Composición III Urbanística VI Proyectos VIII Estructuras III
4.5 6 7.5 6 6 9 4.5 6 7.5 9 9 7.5 9 9 6 6 4.5 9 6 3 9 9
7.5 9 6 9 6 9 6 4.5 9 3 4.5 4.5 7.5 9 6 4.5 6 9 6
• 5º Curso Acondicionamiento y servicios IV Construcción VI Proyectos IX Proyectos X Arquitectura legal Aplicaciones informáticas Proyecto fin de carrera Optativas Libre elección MATERIAS OPTATIVAS • Materias de primer ciclo. Alteración y mantenimiento de los materiales de construcción Ciencia por el confort Diagnosis ambiental Dibujo arquitectónico informatizado Espacio para la implantación de instalaciones en los edificios Estrategias del proyecto y contexto histórico Experiencia directa de la construcción Física del medio ambiente en la arquitectura Geometría, creatividad e imaginación Historia del arte occidental I Historia del arte occidental II Historia del urbanismo Introducción al diseño estructural Maquetas de arquitectura Taller de dibujo en técnicas blandas Técnicas de ingeniería ambiental • Materias de segundo ciclo. Acondicionamiento y servicios urbanos Análisis constructiva de edificios históricos Análisis de casos Antropología de la ciudad Arquitectura acústica Arquitectura y artes industriales de la madera Arquitecturas recicladas Aula fin de carrera CAD un instrumento de proyecto Cálculo numérico de estructuras Ciencias humanas y comunicación
6 6 9 9 3 3 3 28.5 37.5
4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 6 6 4.5 6 4.5 4.5 6 4.5 6 4.5
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
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Climatización de edificios e instalaciones mecánicas Colocación en la obra de materiales confortables Condicionantes y servicios urbanos Construcción y medio ambiente Curso de composición práctica Diez pensamientos críticos Diseño de elementos arquitectónicos Elementos de composición paisajista El paisaje urbano El taller del espacio público. El parque El terreno Energías renovables en la arquitectura Estudios de viabilidad de proyectos urbanos e inmobiliarios Estructuras de hormigón Estructuras metálicas y mixtas Gestión urbanística Gráficos. Boceto del paisaje Historia de la arquitectura española Historia de la construcción arquitectónica Historia del paisaje I Historia del paisaje II Iluminación natural y artificial Instalaciones de accesibilidad, prevención y seguridad La arquitectura medioambiental y el ahorro energético La forma y la utilidad Las relaciones entre las artes del siglo XX La vivienda colectiva: antecedentes, realizaciones actuales y alternativas para el siglo XXI Le Corbusier: vivienda para artesanos Legislación y gestión del medio ambiente y del paisaje
6 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 6 4.5 6 6 6 6 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 6 6 6 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
Los arboles en arquitectura de paisaje y su representación Los planes de escala intermedia y la forma de la Barcelona contemporánea Mobiliario y arquitectura: de la industria al diseño a medida Modelado de sólidos en arquitectura por medios informáticos Modelización de curvas y superficies Monografías de arquitectura actual Monumentos históricos Normas y control de la edificación Organización de la empresa constructora Organización de obras Perspectiva y fotografía Proyecto de especialización Proyecto ejecutivo de instalaciones Regulación urbanística y del medio ambiente Representación del territorio SIG aplicado a la gestión y valoración del territorio Simulación visual por medios informáticos Sistemas eléctricos, de control y domótica Taller de dibujo en técnicas a calor Técnicas de construcción urbana Técnicas de representación Técnicas y artes aplicadas a la restauración de edificios Teoría de la restauración Topografía para arquitectos Valoración ambiental Valoraciones inmobiliarias Vivienda y cooperación I Vivienda y cooperación II Vivienda y tecnología 13 apuestas para la ciudad occidental
4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 6 4.5 4.5 4.5 6 6 6 4.5 4.5 4.5 6 4.5 4.5 6 6 6 4.5 6 6 4.5 4.5 4.5 4.5
2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios En este plan de estudios no se ofrece ninguna asignatura obligatoria de índole geotécnica, simplemente en las asignaturas dedicadas a construcción se abarcan algunos temas relacionados con las cimentaciones como sus funciones y sus tipologías. Este déficit se palia con la oferta, dentro del catálogo de asignaturas optativas para el segundo ciclo, de una asignatura denominada El terreno, de 6 créditos, que trata temas geotécnicos. El temario de esta asignatura se muestra en el apartado siguiente.
3. Presentación de la asignatura geotécnica ofertada El temario de la asignatura El terreno es el siguiente: 1. Información geotécnica. Origen y clasificación del suelo. 2. El agua en el suelo. 3. Compresibilidad de los suelos.
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4. Parámetros del suelo en el comportamiento elástico y plástico. 5. Técnicas y medios para el reconocimiento del terreno. 6. Teoría de empujes. Elementos de contención rígidos. Muros. 7. Estabilidad de laderas naturales y taludes. 8. Cimentaciones superficiales. Carga de hundimiento. 9. Cimentaciones profundas. Pilotes. 10. Cálculos de asientos. 11. Estructuras de contención flexibles. Pantallas. Pantallas ancladas. La bibliografía recomendada para el seguimiento de la asignatura es la siguiente: • Costet, J. y Sanglerat G. (1975), Curso práctico de mecánica de suelos. Ediciones Omega S.A., Barcelona. • Jiménez Salas, J.A., Justo Alpañes y Serrano González, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. • Jiménez Salas, J.A. et al. (1980), Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. Editorial Rueda, Madrid. • Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos. Editorial Limusa S.A., México. • Terzagui, K. y Peck, R.B. (1958), Mecánica de suelos en la ingeniería práctica. Editorial El Ateneo, Barcelona.
Anejo III. Estudios de arquitectura
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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CATALUÑA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE ARQ. DEL VALLÉS 1. Estructura del plan de estudios PRIMER CICLO Construcción I Construcción II Construcción III Construcción IV Física I Física II Física III Matemáticas I Matemáticas II Matemáticas III Expresión gráfica I Expresión gráfica II Expresión gráfica III Expresión gráfica IV Estructuras I Estructuras II Estructuras III Proyectos I Proyectos II Proyectos III Proyectos IV Taller de arquitectura y proyectos I Taller de arquitectura y proyectos II Taller de arquitectura y proyectos III Taller de arquitectura y proyectos IV Teoría e historia I Teoría e historia II Teoría e historia III Teoría e historia IV Urbanística I Urbanística II Urbanística III Optativas
6 2 3 4 4 4 3 4 4 3 8 5 4 4 1 4 4 4 4 5 5 7 7 5 6 6 3 3 3 3 3 3 9
SEGUNDO CICLO Acondicionamiento y servicios I Acondicionamiento y servicios II Acondicionamiento y servicios III Acondicionamiento y servicios IV Composición I Composición II Composición III Composición IV Construcción V
3 3 3 3 3 3 3 3 4
Construcción VI 4 Construcción VII 4 Construcción VIII 4 Construcción IX 5 Estructuras IV 3 Estructuras V 3 Estructuras VI 3 Estructuras VII 3 Proyectos V 6 Proyectos VI 6 Proyectos VII 7 Proyectos VIII 7 Proyectos IX 7 Taller de arquitectura y proyectos V 7 Taller de arquitectura y proyectos VI 8 Taller de arquitectura y proyectos VII 7 Taller de arquitectura y proyectos VIII 7 Taller de arquitectura y proyectos IX 8 Taller de arquitectura y proyectos X 21 Urbanística IV 3 Urbanística V 3 Urbanística VI 3 Urbanística VII 3 Urbanística VIII 3 Proyecto fin de carrera 3 Optativas 28.5 Libre elección 37.5 MATERIAS OPTATIVAS • Materias de primer ciclo. Matemáticas Proyectos arquitectónicos Representación gráfica Tecnológica Teoría e historia Urbanismo
9 9 9 9 9 9
• Materia de segundo ciclo. Matemáticas Proyectos arquitectónicos Representación gráfica Tecnológica Teoría e historia Urbanismo
28.5 28.5 28.5 28.5 28.5 28.5
2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios En este plan de estudios se ofrece una asignatura obligatoria de índole geotécnica bajo el nombre de Estructuras VII, de tres créditos situados en el segundo ciclo. Aparte de esta asignatura, en la oferta de asignaturas optativas de segundo existe una denominada Cimentaciones, de 5 créditos. En el apartado anterior no se ve reflejada ya que se ha presentado el plan de
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
estudios tal como apareció publicado en el B.O.E., y en la puesta en práctica del plan las macro asignaturas de 28.5 créditos que aparecen en el B.O.E. se han desarrollado en 5 o 6 asignaturas que conforman una línea de especialización. Los objetivos, el temario y la bibliografía de estas asignaturas se muestran en el siguiente apartado.
3. Presentación de las asignaturas geotécnicas ofertadas 3.1 Estructuras VII A continuación se presentan los objetivos, el contenido y la bibliografía de la asignatura Estructuras VII. Objetivos de la asignatura Alcanzar los conocimientos fundamentales para el análisis de los suelos, la deducción de las características mecánicas y de diseño y cálculo de las cimentaciones superficiales y las estructuras de contención. Cálculo de deformaciones elásticas. Temario 1. Formación de los suelos. 2. Estructura de los suelos. 3. Clasificación de los suelos 4. Características físicas. 5. Características mecánicas 6. Equilibrio plástico. 7. Empuje sobre muros (I). 8. Empuje sobre muros (II). 9. Muros de contención desplazables. 10. Cimentaciones superficiales. 11. Vigas de cimentación. 12. Ensayos de campo. 13. Compresibilidad y consolidación. Bibliografía Jiménez Salas, J.A. y Justo Alpañes (1971), Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez Salas, J.A., Justo Alpañes y Serrano González, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez Salas, J.A. et al. (1980), Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. Editorial Rueda, Madrid. Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos. Editorial Limusa S.A., México. Terzagui, K. y Peck, R.B. (1958), Mecánica de suelos en la ingeniería práctica. Editorial El Ateneo, Barcelona.
3.2 Cimentaciones A continuación se presentan los objetivos, el contenido y la bibliografía de la asignatura Cimentaciones. Objetivos de la asignatura Complementar la formación básica de mecánica del suelo y estructuras de cimentación. Añadir temas específicos no vistos en la formación troncal, como la estabilidad de taludes y laderas naturales; cimentaciones profundas (pilotajes y pantallas), filtraciones de agua, licuefacción del suelo, etc. Temas muy importantes para hacer frente al diseño y cálculo de cimentaciones. Temario de la asignatura Presentación. Repaso de nomenclatura, tipos y parámetros de los suelos. 1. Influencia del agua en el suelo. 2. Presiones totales, neutras y efectivas. Gradiente hidráulico crítico. 3. Compresibilidad de los suelos. Teoría de la consolidación. 4. Asientos de consolidación. Tiempo en el que se produce un determinado asiento. 5. Presión de preconsolidación. Descarga. Mejora del terreno.
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6. Estabilidad de laderas naturales y taludes. 7. Cimentaciones profundas: pilotes, cálculo de la capacidad portante. 8. Pilotaje, grupo de pilotes, efectos de grupo en los diferentes tipos de suelos. 9. Cimentaciones profundas y contención de tierras los muros-pantalla. 10. Pantallas ancladas. Soporte fijo y soporte libre. 11. Entibaciones en excavaciones. Anclajes. Bibliografía Costet, J. y Sanglerat G. (1975), Curso práctico de mecánica de suelos. Ediciones Omega S.A., Barcelona. González, M. (2001), El terreno. Edicions UPC, Barcelona. Jiménez Salas, J.A. y Justo Alpañes (1971), Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez Salas, J.A., Justo Alpañes y Serrano González, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez Salas, J.A. et al. (1980), Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. Editorial Rueda, Madrid. Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos. Editorial Limusa S.A., México. Rodríguez, J.M., Serra, J. y Oteo, C. (1989), Curso aplicado de cimentaciones. Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid, Madrid. Terzagui, K. y Peck, R.B. (1958), Mecánica de suelos en la ingeniería práctica. Editorial El Ateneo, Barcelona.
Anejo III. Estudios de arquitectura
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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE ARQ. DE MADRID 1. Estructura del plan de estudios PRIMER CICLO • 1º Curso Sistemas constructivos Dibujo, análisis e ideación I (taller) Geometría descriptiva I (taller) Fundamentos y teorías físicas I Geometría métrica, proyectiva, analítica y álgebra I Cálculo infinitesimal I Proyectos I (taller) Introducción a la arquitectura Geometría descriptiva II (taller) Ampliación de dibujo, análisis e ideación I (taller) Fundamentos y teorías físicas II Geometría métrica, proyectiva, analítica y álgebra II Cálculo infinitesimal II Libre elección • 2º Curso Materiales de construcción Dibujo, análisis e ideación II (taller) Análisis de la arquitectura Geometría y ecuaciones diferenciales y cálculo I Mecánica de sólidos y sistemas estructurales Proyectos II (taller) Historia del arte y de la arquitectura I Introducción al urbanismo (taller) Ampliación de dibujo y análisis e ideación II (taller) Análisis de la arquitectura II Geometría y ecuaciones diferenciales y cálculo II Ampliación de proyectos II Historia del arte y de la arquitectura II SEGUNDO CICLO • 3º Curso Física y mecánica de las construcciones I Técnicas de acondicionamiento y equipamiento I Historia de la arquitectura y del urbanismo I Construcción, obra gruesa (taller) Análisis de estructuras I Proyectos III (taller) Urbanismo, bases y proyecto I
5 10 5 6 4 4 10 10 5 10 4 6 6 5 10 5 5 3 10 10 5 10 5 5 7 10 5
5 2.5 3 10 5 12 5
(taller) Física y mecánica de las construcciones II Técnicas de acondicionamiento y equipamiento II Historia de la arquitectura y del urbanismo II Análisis de estructuras II Ampliación de proyectos III (taller) Urbanismo, bases y proyecto II (taller) Libre elección • 4º Curso Electrotecnia, luminotecnia y comunicación I Instalaciones y servicios técnicos I Composición arquitectónica I Construcción, obra interior (taller) Dimenisonado de estructuras I Proyectos IV (taller) Urbanismo, planeamiento I (taller) Electrotecnia, luminotecnia y comunicación II Instalaciones y servicios técnicos II Composición arquitectónica II Dimenisonado de estructuras II Ampliación de proyectos IV (taller) Urbanismo, planeamiento I (taller) Optativas Libre elección • 5º Curso Proyecto y ejecución de instalaciones I (taller) Oficio del arquitecto I Mecánica del suelo y cimentaciones Proyecto y ejecución de estructuras I (taller) Proyectos V (taller) Ordenación territorial y metropolitana I (taller) Jardinería y paisaje (taller) Proyecto y ejecución de instalaciones II (taller) Oficio del arquitecto II Proyecto y ejecución de estructuras II (taller) Ampliación de proyectos V (taller) Ordenación territorial y
5 2.5 4 5 12 5 11 2.5 2.5 6 10 4 12 5 2.5 2.5 4 6 12 5 5 11 2.5 6 10 2.5 12 2.5 3 2.5 6 2.5 12 2.5
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
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metropolitana II (taller) Proyecto fin de carrera Optativas Libre elección MATERIAS OPTATIVAS Documentación de arquitectura Historia y teoría de la arquitectura moderna Arquitectura española Teoría y crítica de la arquitectura Construcción industrializada Nuevos materiales Análisis avanzado de estructuras Estructuras espaciales Estudios acústicos avanzados Instalaciones avanzadas en edificios singulares Protección del medio urbano e
3 5 18 5 7.5 7.5 5 5 5 10 7.5 5 5
infrastructuras territoriales Geometría del objeto arquitectónicos por vía informática Cartografía Determinación y restitución gráfica de arquitectura Comunicación y diseño gráfico Métodos estadísticos Laboratorio de geometría Estudios avanzados de tráfico Gestión del urbanismo Proyectos urbanos avanzados Técnicas de análisis urbano Organización urbanística en Europa Estudio de casos Teoría y técnicas de la restauración Idioma moderno
5 2.5 5 5 2.5 2.5 5 5 5 5 2.5 7.5 15 5
5
2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se presentan a través de la asignatura Mecánica del suelo y cimentaciones de 10 créditos situada en quinto curso. Los objetivos de esta y sus contenidos se presentan en el siguiente apartado. Aparte de esta asignatura en la denominada Construcción, obra gruesa, de 12 créditos también de carácter obligatorio situada tercer curso, se desarrollan las tipologías y los procesos constructivos de las cimentaciones. Respecto la oferta de asignaturas optativas, no existe ninguna de carácter geotécnico.
3. Presentación de la asignatura geotécnica ofertada El objetivo y el contenido de la asignatura Mecánica del suelo y cimentaciones son los siguientes. Objetivo Conocer la mecánica de los suelos, y adquirir la capacidad de seleccionar y proyectar cimientos. Contenido I. Mecánica del suelo. Geomorfología y relieve. El agua en el terreno. Identificación de rocas y suelos. Tensiones en suelo seco y saturado. Resistencia de suelos. Deformabilidad. Ensayos de laboratorio. II. Incidencia del terreno en la planificación. III. Estructuras de contención y excavaciones. IV. Empuje de tierras. Influencia de la cohesión y del agua. Muros de contención. Pantallas. Excavaciones. Taludes. Excavaciones urbanas. Excavaciones bajo el nivel freático. V. Estructuras de cimentación. Cimentaciones superficiales: presiones admisibles y asientos. Zapatas: aisladas, de medianería, corridas. Losas de cimentación. Pilotes. Resistencias y asientos. Selección, control de ejecución y pruebas de carga. Criterios para la selección de cimentaciones: terreno, edificio, entorno. Viabilidad constructiva. Información previa. El estudio geotécnico. Aspectos económicos. Rellenos. Cimentación sobre rellenos. Mejora del terreno. Arcillas expansivas. Problemas y recomendaciones de diseño de cimentaciones. Patología de cimentaciones. Rehabilitación y reparación. Recalces.
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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENICA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE ARQ. DE VALENICA 1. Estructura del plan de estudios Optativas Libre elección
PRIMER CICLO • 1º Curso Introducción a la construcción Dibujo arquitectónico Geometría descriptiva Análisis de formas arquitectónicas Física en la arquitectura Matemáticas Introducción al proyecto Introducción a la arquitectura Historia del arte Optativas Libre elección
4.5 10 9 7 7 11 5.5 4.5 5.5 10 7
• 2º Curso Materiales de construcción Estructuras I Proyectos I Historia de la arquitectura I Teoría de la arquitectura Urbanística I Ampliación de análisis de formas Ampliación de física Ampliación de matemáticas Optativas
11 11 16.5 5.5 4.5 11 5.5 5.5 5.5 11
SEGUNDO CICLO • 3º Curso Acondicionamiento y servicios I Acondicionamiento y servicios II Estética Historia de la arquitectura II Construcción I Estructuras II Proyectos II Urbanística II Economía y organización Optativas
8 6 4.5 4.5 10 11 16.5 11 5.5 11
• 4º Curso Composición Construcción II Construcción III Mecánica del suelo y cimentaciones Proyectos III Arquitectura legal Ampliación de acondicionamientos y servicios Restauración arquitectónica Estructuras III Urbanística III
4.5 10 5.5 5.5 16.5 5.5 5.5 4.5 5.5 5.5
• 5º Curso Proyectos IV Construcción IV Legislación urbanística de la Comunidad Valenciana Proyecto fin de carrera Optativas Libre elección MATERIAS OPTATIVAS • Materias del primer ciclo. Técnicas gráficas para la representación arquitectónica Dibujo y proyecto: la expresión de la arquitectura Geometría de la medida y la proyección Francés I para arquitectura Dibujo informatizado I Francés II para arquitectura Geometría de regla y compás Dibujo informatizado II Forma general de la ciudad: de los centros históricos a la ciudad difusa Diseño para el proyecto Sistema gráficos de apoyo al proyecto Patrimonio histórico-artístico I Estructuras: forma, métrica y material Transformaciones geométricas Inglés I para la arquitectura Parámetros de la arquitectura I Topografía arquitectónica Optimización lineal en arquitectura Entorno ambiental y diseño arquitectónico Parámetros de la arquitectura II Evolución histórica de teorías y sistemas estructurales Aplicaciones informáticas al proyecto urbano Forma de la ciudad: metodología de intervención; vacíos urbanos Inglés II para la arquitectura • Materias del segundo ciclo. Técnicas de representación para la intervención en el patrimonio arquitectónico Análisis gráfico del patrimonio
11 5.5 2.5 6 4 3 27.5 29.5
4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
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arquitectónico Patrimonio artístico-arquitectónico II Parámetros bioclimáticos en el diseño arquitectónico Forma de la ciudad: metodología de intervención; bordes urbanos Arquitectura y contexto Análisis de sistemas constructivos tradicionales (1800-1950) La expresión gráfica para la ejecución de la arquitectura Análisis y generación de prototipos arquitectónicos Métodos de matemática aplicada a la arquitectura Técnicas relativas al sistema de información territorial Ampliación de mecánica Arquitectura temática I Teoría de la arquitectura III Computación y métodos numéricos en teoría de estructuras I Bienestar térmico en espacios cerrados: confort térmico Técnicas de intervención en el patrimonio arquitectónico: metodología de la intervención Acústica arquitectónica y urbanística Técnicas de intervención en el patrimonio arquitectónico: estudios previos Análisis de mercados inmobiliarios Economía del sector de la construcción Organización de empresas constructoras Urbanismo: grandes equipamientos y proyectos especiales Arquitectura temática II Técnicas de intervención en sistemas construidos Computación y métodos numéricos en teoría de estructuras II Redacción del proyecto de ejecución del sistema estructural del edificio Teoría de la arquitectura II Nuevas tecnologías constructivas Intervención en áreas residenciales urbanas Prevención y seguridad en la construcción El proyecto arquitectónico entre su ideación y su representación Proyectar en un medio restaurable Instalaciones urbanas Gestión de empresas constructoras Economía del urbanismo
5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5
Dirección estratégica Patología de revestimiento continuos y discontinuos Historia de la arquitectura III Proyectar en lo construido Acústica arquitectónica para edificios singulares Ampliación de sistemas constructivos avanzados: cerramientos Forjados de hormigón Ordenación del territorio Régimen del patrimonio histórico y del medio ambiente Patología y refuerzo de estructuras Diseño y proyecto de estructuras I Iniciación al proyecto final de carrera Mediciones, presupuesto y control de obra Las claves de la técnica en el proyecto Márketing inmobiliario El proyecto de arquitectura en el paisaje Financiación y control de costos Patología de los materiales de construcción: nuevas tecnologías de detección y diagnosis Intervención en áreas metropolitanas Complementos de mecánica del suelo Composición II: aproximación a las arquitecturas del presente Los fundamentos de la crítica de arquitectura Iluminación de espacios singulares Tecnologías avanzadas. Edificios inteligentes Estructuras mixtas y de madera Cimentaciones especiales Técnicas de diseño y análisis de estructuras Iniciación a la profesión Equipos de obra y medios auxiliares Control de calidad. Gestión de la calidad Actuación en la arquitectura construida. Aplicación práctica Intervención en muros de fábrica Ordenación del territorio II El proyecto del paisaje Morfología urbana El proyecto de intervención en el patrimonio arquitectónico Arquitectura y tecnología Arquitectura interior y diseño de elementos Gestión de recursos humanos Gestión de obra
5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5
Anejo III. Estudios de arquitectura
Técnicas de valoración inmobiliaria Gestión urbana: programas y proyectos de reparcelación
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5.5 5.5
Diseño y proyectos de estructuras II Materialización del proyecto arquitectónico
5.5 5.5
2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se presentan a través de la asignatura Mecánica del suelo y cimentaciones de 5.5 créditos situada en cuarto curso. Los contenidos de esta se presentan en el siguiente apartado. A parte de esta asignatura se oferta, con carácter optativo de segundo ciclo, dos más de índole geotécnica, Complementos de mecánica del suelo y Cimentaciones especiales, ambas de 5.5 créditos. El temario de estas materias todavía no se ha podido consultar ya que dada la juventud del plan todavía no se imparten. Simplemente se puede presentar a continuación el escueto resumen con el que se presentan en el documento oficial que recoge el plan de estudios: • Complementos de mecánica del suelo: estudios de diversas técnicas y conocimientos complementarios sobre el comportamiento del suelo en edificación. • Cimentaciones especiales: estudio teórico-práctico de determinadas técnicas de cimentación de carácter especial.
3. Presentación de la asignatura geotécnica ofertada El temario de la asignatura Mecánica del suelo y cimentaciones es el siguiente: 1ª Parte: Objeto de la mecánica del suelo. Condiciones que deben cumplir las cimentaciones. Asientos totales y asientos diferenciales. Tolerancias de asientos de los edificios. 2ª Parte: Comportamiento del suelo. Datos previos en la investigación del suelo. Mapas topográficos, geológicos y geotécnicos. Fotografías aéreas, interpretación de suelos. Historia y visitas. Penetraciones y sondeos. Penetraciones dinámicas y estáticas. Métodos de sondeo. Herramientas. Tomamuestras. Muestras inalteradas, representativas y alteradas. Granulometría de suelos. Tamices. Sedimentación. Interpretación del ensayo granulométrico. Clasificación de suelos. Propiedades índice. Porosidad, índice de huecos, peso específico. Errores en las determinaciones de laboratorio. Errores accidentales y sistemáticos. Errores accidentales de los resultados. Estados de consistencia. Humedad, límites de Atteberg. Índice de fluidez. Gráfico de plasticidad. Clasificación de las arcillas. Tipos de materiales arcillosos. Fuerzas físico-químicas que intervienen en la resistencia de las arcillas. Actividad, susceptibilidad y tixotropía. El agua en el suelo. Nivel freático. Movimiento del fluido en el suelo: la ley de Darcy. Permeabilidad y su determinación en laboratorio. Presión efectiva: ley de Terzaghi. Sifonamiento. En ensayo edométrico. Descripción del aparato y del ensayo. Curvas de lecturas-tiempo e índice de huecos-presión efectiva. Curva de laboratorio y del terreno. Teoría de la consolidación. Construcciones de Casagrande. Compactación de suelos en laboratorio. El ensayo Proctor. El ensayo Harvard. Relación entre las condiciones de compactación y las propiedades del suelo. Resistencia del suelo. El ensayo de compresión simple. El ensayo de corte directo. Ensayos sin consolidar y consolidados. En ensayo triaxial. Ensayos rápidos. Ensayos consolidados sin drenaje. Ensayos consolidados con drenaje. Parámetros de la resistencia del suelo. Cohesión y ángulo de rozamiento interno. Problemas a corto y largo plazo. Representación mediante las trayectorias de tensiones. 3ª Parte: Teorías aplicables a los suelos. Teoría del potencial. Movimiento del agua en dos y tres dimensiones. Método de las líneas de corriente. Zanjas y pozos confinados y no confinados. Teoría de Dupuit.
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
Elasticidad y plasticidad. Soluciones de Boussinesq y otros. Abacos para el cálculo de tensiones y asientos. Fórmulas de la plasticidad para la carga de hundimiento. Cálculo de asientos. Método elástico. Método edométrico. Métodos de Lambe. 4ª Parte: Proyectos de cimentaciones. Cimentaciones por zapatas. Dimensionado de zapatas aisladas. Gráfico carga-tensión. Procedimiento electrónico. Construcción de las zapatas. Problemas más comunes. Proyecto de losas. Método del coeficiente de balasto. Método elástico. Métodos no lineales. Inestabilidad. Problemas constructivos. Pilotes. Tipos de pilotes. Materiales, instalación y el grupo de pilotes. Problemas constructivos. Muros. Empujes laterales. Teoría de Coulomb. Influencia del agua, de la cohesión y de las sobrecargas. Comprobaciones de estabilidad. Muros de sótano y pantallas. Estimación de las acciones. Métodos constructivos. Problemas prácticos de diseño y ejecución. Taludes. Método analítico. Métodos de Taylor. Método de Bishop. Métodos de rebanadas. Parámetros del suelo a adoptar. Movimientos de tierras. Proyecto, planos y pliego de condiciones. Maquinaria para la ejecución. Problemas más corrientes. Recalces y reparaciones. Estructuras de recalce. Pilotes raíces. Pilotes prefabricados. Inyecciones de silicato. Formaldehído y otros.
Anejo III. Estudios de arquitectura
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UNIVERSIDAD RAMÓN LLULL ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE ARQ. “LA SALLE” 1. Estructura del plan de estudios PRIMER CICLO • 1º Curso Técnicas de representación Análisis arquitectónico Física aplicada Matemáticas aplicadas Historia y crítica del arte Materiales de construcción Geometría descriptiva Dibujo artístico Libre elección
12 9 3 9 9 9 6 6 6
• 2º Curso Construcción I Estructuras arquitectónicas I Proyectos arquitectónicos I Estéticas Introducción al planeamiento Instalaciones integradas I Técnicas de representación Optativas Libre elección
12 9 13 9 6 12 6 6 6
• 3º Curso Construcción II Proyectos arquitectónicos II Gestión urbanística Legislación urbanística Estructuras arquitectónicas II Arquitectura legal Optativas Libre elección
9 13 7 6 12 6 9 8
SEGUNDO CICLO • 4º Curso Instalaciones integradas II Teoría arquitectónica y composición Construcción III Estructuras arquitectónicas III Proyectos arquitectónicos III Optativas
12 12 12 12 15 18
• 5º Curso Construcción IV Proyectos arquitectónicos IV Planeamiento territorial y urbano Proyecto fin de carrera Optativas Libre elección
9 18 15 3 10 18
MATERIAS OPTATIVAS Hormigón pretensado Estructuras metálicas Nuevos materiales Hormigones especiales Organización de obras Construcción industrializadas Madera laminada Cálculo numérico Rehabilitación Estructuras de gran altura Economía y ecología Ecología urbana Paisajismo y jardinería Crecimiento urbano y nuevas tecnologías Gestión medioambiental Valoraciones inmobiliarias Gestión inmobiliaria Administración pública Dómotica y sistemas de control Gestión informática de estudios Redes de comunicación Animación por ordenador Sistemas de realidad virtual Programación Sistemas avanzados de climatización Sistemas antiincendios Geobiología y salud del hábitat Bioclimatismo Energía solar Eficiencia energética de edificios Arquitectura subterránea Aislamiento y acondicionamiento acústico Evaluación del impacto ambiental Técnicas de intervención en el patrimonio Resolución de problemas y creatividad Estrategias de diseño arquitectónico Ergonomía Análisis de proyectos Inteligencia artificial Utopía y nuevas tecnologías Experimentación arquitectónica Arquitectura efímera y experimental
9 9 6 6 9 9 6 6 9 6 9 6 9 6 9 9 9 6 9 9 9 9 6 9 6 6 9 9 6 9 6 9 6 9 9 6 9 9 6 6 6 6
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2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los únicos conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se deben presentar en la asignatura Estructuras arquitectónicas III, situada en cuarto curso con 12 créditos, por cubrir los créditos troncales denominados Estructuras de edificación, que incluyen la enseñanza de la mecánica del suelo y el análisis de cimentaciones, entre otras materias. Pero su temario no se ha podido consultar. Respecto la oferta de asignaturas optativas, no existe ninguna de carácter geotécnico.
Anejo III. Estudios de arquitectura
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UNIVERSIDAD SEK CENTRO DE ESTUDIOS INTEGRADOS DE ARQUITECTURA 1. Estructura del plan de estudios PRIMER CICLO • 1º Curso Construcción I Geometría descriptiva Análisis de formas Fundamentos físicos en la arq. Fundamentos matemáticos en la arq. Historia de la arquitectura I Dibujo arquitectónico • 2º Curso Construcción II Introducción a las estructuras de edificación Proyectos arquitectónicos Historia de la arquitectura II Urbanística I Nuevas técnicas de expresión SEGUNDO CICLO • 3º Curso Instalaciones I Composición arquitectónica Construcción III Estructuras II Proyectos II Urbanística II Libre elección • 4º Curso Instalaciones II Construcción IV Mecánica del suelo y cimentaciones Proyectos III Urbanística III Composición II Optativas Libre elección • 5º Curso Organización de obras y empresas Arquitectura legal
6 10.5 12 9 12 6 27 12 12 21 12 9 15
9 12 9 9 21 9 12 9 9 4.5 21 9 4.5 12 12
Construcción V Proyectos IV Gerencia de proyectos Proyecto fin de carrera Optativas Libre elección MATERIAS OPTATIVAS Teoría y técnicas de representación y rehabilitación I Teoría y técnicas de representación y rehabilitación II Técnicas de levantamiento Historia de la construcción Introducción a la arqueología Diseño y cálculo de estructuras por ordenador I Diseño y cálculo de estructuras por ordenador II Mecánica de edificios antiguos Cimentaciones especiales Instalaciones especiales Arquitectura bioclimática Ordenación territorial Planeamiento y medio ambiente Jardinería y paisaje Aplicaciones de sistemas de información geográfica Valoraciones y tasaciones Gestión inmobiliaria Instalaciones urbanas Comunicación y diseño gráfico Diseño industrial Diseño de interiores Color y arquitectura Aplicaciones informáticas al desarrollo del proyecto Monografías de arquitectura contemporánea Arte contemporáneo Teoría y crítica de la arquitectura
6 21 4.5 3 18 16.5 6 4.5 4.5 6 4.5 6 4.5 4.5 4.5 4.5 6 6 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 6 4.5 6 6
4.5 4.5
2. Oferta de asignaturas geotécnicas en el plan de estudios Los conocimientos obligatorios impartidos con relación al estudio del terreno se presentan en la asignatura Mecánica del suelo y cimentaciones, situada en cuarto curso con 4.5 créditos. El temario de esta asignatura no se ha podido consultar. Respecto la oferta de asignaturas optativas existe una de carácter geotécnico, concretamente Cimentaciones especiales de 4.5 créditos.
Anejo IV. Entrevistas a ingenieros civiles
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ÍNDICE Introducción………………………………...………………….
3
Alejandro Cortes…………………………...………………......
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Miquel Martí………………………………...…………………
7
Alejandro Mir……………………………...………….…….....
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Juan Mesa………………………………...…………................ 11 Julio Rodríguez………………………………...………….…... 13 Andrea Rossignani………………………………...………….
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Anejo IV. Entrevistas a ingenieros civiles
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INTRODUCCIÓN En este anejo se presentan de forma resumida las aportaciones más importantes, desde el punto de vista de los objetivos de la presente tesina, de las conversaciones mantenidas con diferentes ingenieros civiles (ingenieros de caminos, canales y puertos e ingenieros técnicos de obras públicas). El objetivo general de estas conversaciones o entrevistas ha sido conocer la realidad del ejercicio de la profesión de ingeniero civil a la hora de solucionar aspectos geotécnicos, tanto en los proyectos como en las obras, para de esta forma poder determinar las necesidades de conocimientos geotécnicos que requiere esta actividad. Concretamente, las conversaciones se han mantenido buscando la opinión de los entrevistados en los siguientes aspectos: 1. Opinión sobre si las diferentes formas de ejercer la ingeniería civil requieren conocimientos diferentes de geotecnia, si es que requieren. 2. Conocimientos geotécnicos necesarios para el ejercicio de la ingeniería civil. 3. Opinión respecto la formación de los ingenieros en temas geotécnicos. 4. Opinión sobre la necesidad de escribir nuevos libros de geotecnia. De esta manera en las siguientes páginas se presenta un resumen de las conversaciones mantenidas, mostrando de forma ordenada, según los cuatro aspectos acabados de presentar, las aportaciones más interesantes.
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Anejo IV. Entrevistas a ingenieros civiles
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ALEJANDRO CORTÉS Ingeniero técnico de obras públicas con una larga experiencia profesional como jefe de obra, concretamente en obras de urbanización y obras de fábrica. 1. Opinión sobre si las diferentes formas de ejercer la ingeniería civil requieren conocimientos diferentes de geotecnia, si es que requieren. Todos los ingenieros civiles que se dediquen realmente a la ingeniería civil deben saber geotecnia y todos por igual. La diferencia creo que está en la aplicación de esos conocimientos, los proyectistas los aplicarán seguramente más continuamente que los ingenieros directores de obra o jefes de obra y seguramente también los aplicarán más en el calculo, mientras que los segundos de cálculos directamente realizan muy pocos. Por ejemplo un jefe de obra, que es de lo que tengo experiencia, no hace sólo lo que está en los planos, como desde fuera del mundo de la contrata se puede pensar, un ingeniero jefe de obra tiene que saber el porque de las cosas para poderlas hacer correctamente y para saber plantear cambios de forma adecuada. 2. Conocimientos geotécnicos necesarios para el ejercicio de la ingeniería civil. Si nos centramos en el campo de la contrata, en el de los jefes de obra, los primeros conocimientos de geotecnia necesarios son los relacionados con el reconocimiento del terreno, siempre que abres el terreno debes asegurarte que lo que sale es realmente lo que el proyecto ha tenido en cuenta y para ello siempre encargas unos cuantos ensayos, el tipo y el número de estos dependen evidentemente del tipo de obra y de una primera inspección visual. Un segundo aspecto también muy importante es el del drenaje, en las obras el agua es el enemigo número uno y hay que saber como se comporta para proyectar soluciones adecuadas, hay que tener idea para ante unas determinadas filtraciones buscar las fuentes y proyectar una solución para librarte de ellas. Otro tercer tema importante pero quizá más propio de carreteras que de geotecnia es el de compactación. Respeto estructuras de cimentación y de contención los jefes de obra, particularmente, más que requerir saber como se calculan, lo que necesitamos es entender el comportamiento de estas estructuras y el campo de aplicación de cada tipología, al igual que con los procesos de mejora del terreno. Básicamente porque ante una determinada realidad debemos saber si el proyecto se ajusta o no y plantear cambios. Pero repito plantear, nuca es el jefe de obra el que los define totalmente y con detalle. 3. Opinión respecto la formación de los ingenieros en temas geotécnicos. Respecto la formación que yo recibí, que es de la única de la que puedo hablar con conocimiento de causa, debo opinar que fue adecuada ya que a posteriori no he requerido formación complementaria en aspectos geotécnicos. Con lo que aprendí en la escuela pude comenzar a trabajar e ir adquiriendo los conocimientos que aporta el día a día del trabajo. Así, junto con las enseñanzas de la carrera y las del trabajo he ido adelante, hasta el momento. Solamente dos veces hemos requerido la consulta a especialistas, la primera fue para la ejecución de un muro de tierra armada ya que de esta tipología no teníamos experiencia y además estaba en una zona complicada. La segunda vez fue en relación a un talud que al poco tiempo de ejecutarse según proyecto presentó síntomas de inestabilidad y se recurrió a una empresa especializada para que estudiase el porque de las inestabilidades y propusiera toda la serie de medidas oportunas para estabilizar el talud. 4. Opinión sobre la necesidad de escribir nuevos libros de geotecnia. Siempre que he requerido refrescar algún conocimiento de los recibidos durante la carrera he echado mano de los apuntes de la carrera. De bibliografía específica de geotecnia no he empleado nunca que recuerde. Por lo tanto supongo de escribirse un nuevo libro se trataría de exponer las explicaciones que se imparten en las clases, o sea hacer unos apuntes pero complementados. Además, opinó que de hacerse debería ser un libro muy esquemático y muy gráfico, con el que se pudiera aprender el concepto muy rápidamente.
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MIQUEL MARTÍ Ingeniero de caminos, canales y puertos dedicado al proyecto y dirección de obras de ingeniería civil, especialmente urbanizaciones, en el despacho que dirige junto con otro socio, también ingeniero de caminos, canales y puertos. 1. Opinión sobre si las diferentes formas de ejercer la ingeniería civil requieren conocimientos diferentes de geotecnia, si es que requieren. En general se puede pensar que todas las construcciones de ingeniería civil se cimientan, así que todos los ingenieros civiles requieren conocimientos de geotecnia. Pero la afirmación correcta sería que son los ingenieros dedicados a actividades técnicas de la ingeniería civil los que requieren conocimientos geotécnicos, así proyectistas, directores y jefes de obras requieren conocimientos de geotecnia. Pero dentro de esas actividades técnicas existe una no requiere conocimientos de esa clase, la gestión. Los ingenieros dedicados a la gestión no necesitan conocimientos de geotecnia ya que sólo se preocupan de temas económicos. En general, se puede decidir que un proyectista requiere muchos conocimientos geotécnicos, un director si el proyecto está bien hecho igual que el contratista, pero como tiene su responsabilidad y los proyectos normalmente no están muy bien definidos tiene que saber como un proyectista. El constructor también debe saber, porque debe darse cuenta si el proyecto no está bien o si el director no presenta las propuestas correctas, a parte debe saber para poder presentar sus propias propuestas y ganar dinero con ellas. 2. Conocimientos geotécnicos necesarios para el ejercicio de la ingeniería civil. Si hablamos del campo de la consultoría (proyectistas y directores), que es en lo que tengo más experiencia, un buen consultor debe saber siempre de cimentaciones (superficiales y profundas), de muros y de procedimientos de mejora del terreno. Evidentemente debe de saber hasta un cierto nivel, y cuando las cosas se complican se deben contratar a un especialista. Por ejemplo en una obra se decidió la realización de jet-grouting, yo conocía la técnica para saber que era conveniente en el ese caso pero el diseño se encargó a una empresa especializada. Otro tema muy importante es el del reconocimiento del terreno, hoy en día siempre se encarga para la realización de un proyecto un estudio topográfico y uno geotécnico, y los proyectistas deben saber encargarlo según las necesidades de la obra a realizar. 3. Opinión respecto la formación de los ingenieros en temas geotécnicos. En primer lugar debo decir que sólo puedo hablar de la formación que recibí yo, ya que la situación actual la desconozco. Todo lo que nos enseñaron fue suficiente para al salir de la escuela poder trabajar y tener la base para ir aprendiendo con la experiencia. Pero de las dos asignaturas de geotecnia que cursé, la primera recuerdo que era muy teórica, poco práctica, en la que se utilizaba un lenguaje muy poco entendedor, sin embargo en la segunda este problema no se repitió. Con relación al tema docente, hoy en día existe una carrera, ingeniería geológica, especialmente destinada al terreno, ello es un indicativo de la importancia del tema. 4. Opinión sobre la necesidad de escribir nuevos libros de geotecnia. Personalmente creo que no son necesarios nuevos libros de geotecnia. Yo las necesidades de libros geotécnicos las tengo cubiertas de la siguiente manera: cuando tengo problemas con muros empleo las obras de Calavera, para pantallas un libro de Esnevelli y frente problemas geotécnicos en general la obra de Jiménez Salas siempre me ha ayudado, también tengo unos cuantos libros de estabilización de suelos que son muy útiles. Si se quiere escribir un nuevo libro creo que el planteamiento de escribir un manual es erróneo, porque de manuales ya existe la obra de Jiménez Salas, que es útil y da la seguridad de que cada capítulo ha sido escrito por un especialista en la materia. Pero un libro pedagógico, práctico, donde se vean las cosas muy claras creo que si es útil. Sobretodo creo que un libro de estas características se nota a faltar en los años de estudiante y en aquellos profesionales que tras unos años inactivos en el tema se quieran volver a introducir en la materia.
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ALEJANDRO MIR Ingeniero de caminos, canales y puertos, que tras una breve experiencia de dos años trabajando en una constructora tras finalizar sus estudios, inició su carrera profesional en el ámbito de la dirección y gestión de la obra pública, en primer lugar en Vila Olímpica S.A., posteriormente y durante la mayoría de su vida profesional en G.I.S.A., desarrollando especialmente obras de carretera, y actualmente en las obras del Forum 2004. 1. Las diferentes formas de ejercer la ingeniería civil requieren conocimientos diferentes de geotecnia. En general opino que la geotecnia es útil y necesaria, porque el terreno es la base de todas las obras de ingeniería civil. Los conocimientos de geotecnia que requieren proyectistas, directores y jefes de obra no deben ser muy distintos, al contrario de lo que se podría pensar. La razón de ello es que en la actualidad se da muy poco tiempo para la redacción de los proyectos por lo que las consultorías se ven obligadas a sacar los proyectos con un reconocimiento del terreno mínimo, en muchas ocasiones casi inexistente, esto hace que cuando se está realizando la obra se deba recalcular la mayoría de aspectos relacionados con el terreno tras un reconocimiento realmente ajustado a las necesidades. Tampoco creo que se deba diferenciar mucho entre arquitectos e ingenieros. Porque, por ejemplo en carreteras, que es donde yo tengo más experiencia, la geotecnia que los ingenieros emplean está relacionada con las obras de tierra y la cimentación de las obras de fábrica, y esos conocimientos los arquitectos también los emplean en las obras de urbanización, que también tienen obras de tierra, y para cimentar sus edificios, ya que los conocimientos básicos para cimentar una estructura de carretera son los mismos que para cimentar una de edificación. 2. Conocimientos geotécnicos necesarios. Si hablamos concretamente de carreteras, que es la tipología de obra civil en que tengo más experiencia, la geotecnia aparece con más importancia en tres situaciones: en estructuras, en taludes y en túneles. Respecto a las estructuras hay que diferenciar las convencionales y las de diseño, por decirlo de alguna manera. Respecto las primeras cualquier ingeniero debe saber hacer frente a ellas, sin embargo las de diseño, que son especiales porque por ejemplo son hiperestáticas y los asientos están muy limitados, son propias de especialistas. En cuanto a los túneles y taludes son propios de especialistas, los taludes en especial frente terrenos complicados. Hay que pensar que por evitar la creación de taludes en laderas especialmente peligrosas se llega a redefinir trazados de carreteras. Como puede verse la mayoría de actuaciones cae en manos de especialistas, por ello un ingeniero civil sobretodo debe poseer unos conocimientos que le permitan coordinar todos los estudios que éstos realizan. Así, en lo referente al terreno, al encargar un cálculo a un especialista debe saber de antemano los parámetros del terreno que este necesitará y planificar un reconocimiento que le permita obtenerlos. A su vez tiene que saber interpretar tanto los informes como los cálculos geotécnicos. 3. Opinión respecto a la formación de los ingenieros en temas geotécnicos. Sólo puedo hablar de la formación que recibí yo, ya que la situación actual no la conozco. Creo a que a mi se me impartió menos geotecnia de la necesaria, por ejemplo en mi curso no se desarrollaron aspectos de cálculo de muros. Creo que los aspectos prácticos también hay que recogerlos, entendiendo por aspectos prácticos conocer las bases de cálculo de estructuras geotécnicas para poderse enfrentar a pequeños cálculos y conocer los datos a presentar a un especialista, y saber encargar un reconocimiento capaz de caracterizar el terreno en consecuencia. Respecto al reconocimiento del terreno a mi me explicaron simplemente en que consisten los ensayos, pero aparte de eso cuando sales de la escuela hay que saber también la utilidad de los diferentes ensayos en relación con el tipo de terreno y con la estructura a calcular, hay que saber también interpretarlos y como se emplean los resultados en los cálculos, etc. Con todo esto no quiero decir que los modelos matemáticos y las teorías de mecánica del suelo no sean necesarios, los son por ejemplo conceptos como el de consolidación que es básico, pero hasta que grado de profundidad se deben se desarrollar ya no lo se, y creo que ahí está la cuestión. Por ejemplo recuerdo que en mi año se dedico mucho tiempo a los ensayos triaxiales y nada a los muros, pienso que eso no puede ser.
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4. Opinión sobre la necesidad de escribir nuevos libros de geotecnia. Respecto a la escritura de un nuevo manual de geotecnia como pauta o como muestra de libros que considero útiles, que tengo en mi despacho y que son donde primero busco ayuda frente problemas geotécnicos, puedo mencionar tres: las N.T.E. correspondientes, el Curso Práctico de Cimentaciones de José María Rodríguez Oteo entre otros y el libro de muros de Calavera. En ningún lugar quiero que se interprete que estas tres referencias son la geotecnia que debe saber un ingeniero, porque por ejemplo en ellos no hay ni una palabra dedicada a túneles ni a taludes y de esto un ingeniero requería saber un mínimo.
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JUAN MESA Ingeniero técnico de obras públicas con una larga experiencia en la redacción de proyectos de obra civil, en los que ha participado realizando tareas específicas como calculista y, actualmente, como coordinador de su redacción. 1. Opinión sobre si las diferentes formas de ejercer la ingeniería civil requieren conocimientos diferentes de geotecnia, si es que requieren. Si el sistema funcionase como debería, y el presupuesto para proyectos permitiese que éstos se finalizasen perfectamente definidos, los que deberían saber más de geotecnia serían los proyectistas, los directores deberían saber para solucionar los pequeños problemas que surgieran en obra y los contratistas deberían saber de geotecnia en la medida que ésta condicionase sus procedimientos constructivos. Así en teoría para cada forma de participar en la ingeniería civil se podrían definir unos conocimientos específicos, que seguramente tendrían muchos puntos en común, pero habría algunos de diferentes. La realidad es que la obra se define en un largo periodo que se inicia con el proyecto y termina cuando finaliza su ejecución, en el que las funciones de cada implicado se mezclan y los contratistas también acaban definiendo a través de modificaciones partes importantes de los proyectos, realizadas bien directamente por los jefes de obra o través de sus oficinas técnicas. Esta situación es especialmente grave en los aspectos geotécnicos ya que en los proyectos de hoy en día se realizan con unos informes geotécnicos, la mayoría de veces, insuficientes. Esto es debido a que los recursos disponibles para su realización son limitados. 2. Conocimientos geotécnicos necesarios para el ejercicio de la ingeniería civil. De cara al ejercicio de la ingeniería civil en oficinas de proyecto, que es mi campo, son muchos los conocimientos de geotecnia que se requieren. Desde la elección de los métodos de reconocimiento a emplear en función del tipo de obra, al conocimiento de los procedimientos de cálculo de cimentaciones, estructuras de contención y procesos de mejora del terreno. El tema de reconocimiento de terreno es importante ya que en todos los proyectos se realiza uno, aunque, como he dicho antes, los recursos destinados en esta actividad son limitados y a veces los informes geotécnicos no son del todo suficientes. Respecto al cálculo de estructuras geotécnicas es evidente que los ingenieros proyectistas que no se dedican como especialistas a la geotecnia no deben saber calcular esos elementos en todas las circunstancias, pero si hasta un cierto nivel y tener los suficientes conocimientos para poder encargar el resto de casos a especialistas, pudiendo analizar los resultados que éstos proporcionen con criterio. Igual de importante es saber reconocer, sin comprometer nunca la seguridad el resultado final, aquellos problemas que deben darse a calcular a especialistas. 3. Opinión respecto la formación de los ingenieros en temas geotécnicos. Al acabar la carrera y comenzar a trabajar recuerdo que me sorprendí gratamente al ver que gran parte de lo explicado en la asignatura de geotecnia, concretamente lo referente a cálculo de zapatas, pilotes y muros era de utilidad directa. O sea que los métodos de cálculo explicados eran los que se aplicaban en la realidad. En la época de estudiante, no sé porque, me parecía que aquello que nos explicaban únicamente serviría para hacer problemas de examen. Eso si la primera parte de la asignatura la recuerdo muy poco práctica. Respecto la situación actual no puedo opinar, no se si respecto mi época a mejorado o a empeorado. 4. Opinión sobre la necesidad de escribir nuevos libros de geotecnia. Todas las veces que he necesitado ampliar mis conocimientos de geotecnia, o repasar algún conocimiento adquirido en mi época de estudiante, he encontrado libros que me han ayudado. Aunque en muchas ocasiones he pensado que debido al formato y al enfoque de sus explicaciones, excesivamente teóricas, he perdido más tiempo del que hubiera deseado. Pero supongo que esto es difícil de solventar y que los libros se escriben para ser leídos, no para resolver dudas en consultas de cinco minutos.
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JULIO RODRÍQUEZ Ingeniero técnico de obras públicas con una larga experiencia en empresas de prefabricados de hormigón, dentro de las cuales a desarrollado diferentes tareas, como calculista en las oficinas técnicas, como jefe de grupo de montadores y actualmente como delegado de montaje de la zona de levante de la empresa Alvi, S.A. 1. Opinión sobre si las diferentes formas de ejercer la ingeniería civil requieren conocimientos diferentes de geotecnia, si es que requieren. En general creo que se puede afirmar que todas las formas de ejercer la ingeniería civil requieren geotecnia, debido a que la geotecnia aparece en casi todas las etapas de una obra de ingeniería civil, desde la definición a la ejecución. El único caso en el que un ingeniero no requiere conocimientos de geotecnia es si se dedica exclusivamente a una de las pocas etapas en las que no aparece la geotecnia. Por ejemplo en el campo de los prefabricados de hormigón, que es en el que yo me muevo, yo, en particular, no empleo conocimientos de geotecnia porque me dedico al montaje, pero dentro de mi empresa si que hay gente que trabaja con temas relacionados con la geotecnia. Si se piensa en los puestos típicos en que se participa en una obra de ingeniería (proyectista, director y jefe de obra). El proyectista, evidentemente, requiere saber geotecnia y más cuanto más complejos sean los proyectos en los que participa. El director de obra también porque es el encargado de verificar una vez empezadas las excavaciones las hipótesis del proyecto y decidir según su verificación o no. El jefe de obra que en principio simplemente debería ejecutar también requiere conocer de geotecnia pues en muchas ocasiones debe de pensar en modificar la obra e incluso se ve obligado a realizar tareas más propias de la dirección de obra. 2. Conocimientos geotécnicos necesarios para el ejercicio de la ingeniería civil. Hablaré simplemente del caso de un empresa de prefabricados de hormigón que es lo que conozco. En principio, seguramente sería de esperar que, puesto que las cimentaciones son la única cosa que no prefabricamos, no deberíamos necesitar conocimientos de geotecnia, pero no es así. Consideramos tan importantes las cimentaciones a la hora de realizar una obra con prefabricados, que nosotros recalculamos las cimentaciones y realizamos un seguimiento de esa fase de la obra, aunque no intervenimos directamente, y si no se ejecuta según lo establecido no montamos aunque vaya en contra de nuestros intereses, ya que con decisiones de este estilo rompemos la planificación de fábrica y de transportes. De esta forma dentro de un empresa de prefabricaos son necesarios conocimientos geotécnicos, casi en exclusiva, de cálculo de cimentaciones y estructuras de contención. De muros especialmente, porque son un producto más de nuestro catálogo, tanto los autoresistentes como los de tierra armada. En relación con los muros, otro tema de geotecnia, muy importante para nosotros, y para todo el mundo de la construcción en general, es el drenaje. Los cálculos los realizamos tanto a mano, como con programas informáticos comerciales, como con programas hechos por nosotros mismos. Conocimientos de reconocimiento del terreno no necesitamos porque trabajamos según los informes que nos suministran las contratas, que son nuestros clientes. 3. Opinión respecto la formación de los ingenieros en temas geotécnicos. Respecto la formación que yo recibí, creo que faltó profundizar más en los temas más habituales, como cimentaciones, tanto superficiales como profundas, muros o pantallas. Por ejemplo no se habló nada sobre la planificación del reconocimiento. Quizá se podría haber prescindido de algunos temas de la primera parte del curso, por ejemplo de los aspectos relacionados con los círculos de Mohr, o los ensayos triaxiales. 4. Opinión sobre la necesidad de escribir nuevos libros de geotecnia. Libros de geotecnia hay, pero según mis recuerdos de la época de estudiante, de cara a la docencia sí que falta un libro que junte todos los conocimientos geotécnicos de la carrera y los exponga de manera concisa, para evitar al estudiante tener que consultar múltiple bibliografía que a veces no se adapta al 100% a las explicaciones de clase. De cara al mundo profesional no puedo opinar sobre si las necesidades de libros de geotecnia están cubiertas o no porque nunca he necesitado consultar libros de este tipo, hasta el momento.
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ANDREA ROSSIGNANI Ingeniero de caminos, canales y puertos dedicado toda su carrera profesional al campo de la construcción, en primer lugar como jefe de obra y actualmente como delegado de edificación en Cataluña de la empresa constructora Ferrovial Agroman, S.A. 1. Opinión sobre si las diferentes formas de ejercer la ingeniería civil requieren conocimientos diferentes de geotecnia, si es que requieren. Casi todas las formas de ejercer como ingeniero en la ingeniería civil, o mejor dicho en la construcción en general, requieren conocimientos de geotecnia. Quizá las únicas que no, son aquellas tareas relacionadas con la planificación y la gestión y aquellas de especialistas en campos que nada tengan que ver con la geotecnia. Pero las formas clásicas de ejercer, en despacho (proyectando o dirigiendo) y en obra sí que requieren conocimientos de geotecnia. Lo que sucede es que no son los mismos conocimientos los que requiere un jefe de obra que un proyectista, sobretodo la diferencia está en que el segundo requiere conocer las herramientas de cálculo y el primero no. Aunque hoy en día, tal como se realizan las obras, son las oficinas técnicas de las empresas constructoras las que realmente realizan los cálculos finales de todas las cosas, porque la definición de los proyectos es tan mala y el número de modificados que en consecuencia deben plantear los jefes de obra es tal que casi son las oficinas técnicas de las constructoras que con las directrices de los jefes de obra acaban realizando todos los cálculos y definiendo correctamente las obras. 2. Conocimientos geotécnicos necesarios para el ejercicio de la ingeniería civil. En primer lugar hablaré de los jefes de obra que es en lo que tengo experiencia. Concretamente tengo experiencia en el campo de la edificación y eso puede hacer que lo que exponga sea diferente que lo que diría un jefe de obra con experiencia en obra civil, aunque no creo que haya ninguna diferencia. Los jefes de obra deben conocer como funcionan las estructuras geotécnicas, comprendiendo los diferentes condicionantes que implican el uso de una tipología u otra. Evidentemente deben de conocer todos los tipos de esas estructuras, desde el punto de vista constructivo, y sus combinaciones para plantear en cualquier momento la más adecuada desde todos lo puntos de vista, además los jefes de obra en este análisis introducen el punto de vista económico que normalmente los proyectistas no lo tienen muy en cuenta. Así por ejemplo un jefe de obra aparte de saber de cimentaciones superficiales y de conocer los métodos de mejora del terreno de forma independientemente, también debe saber cuando un método de mejora empleado junto con una cimentación por zapatas trabaja igual de bien que una cimentación por losas, para poder plantear este cambio si le resulta más económico y no se pierde calidad con él. Así los jefes de obra deben conocer la tipología de estructuras geotécnicas (cimentaciones, muros, pantallas y procedimientos de mejora), cuando se pueden aplicar y, de forma cualitativa, como trabajan y cuales son sus mecanismos resistentes. Pero no deben saber calcular nada, o como mínimo en el desarrollo de sus tareas no van a calcular nada porque no disponen de tiempo para hacerlo y son las oficinas técnicas de sus empresas las que les realizarán todos los cálculos que requieran. Los jefes de obra, además, deben conocer las técnicas de reconocimientos de terreno, es fundamental, porque siempre has de comprobar que las hipótesis con las que se ha calculado el proyecto son ciertas y, por ello, normalmente siempre se realiza al iniciar las obras un reconocimiento para verificar el proyecto. 3. Opinión respecto la formación de los ingenieros en temas geotécnicos. Respecto la formación que yo recibí que es de la única que puedo opinar, creo que fue adecuada pero quizá se podría haberle sacado más partido con un enfoque menos teórico, recuerdo las enseñanzas de geotecnia muy centradas en la mecánica de suelos, y son más útiles las enseñanzas de cimentaciones y estructuras de contención que los ensayos de laboratorio que nos explicaron. Mucha gente se queja que en la carrera no se explican métodos constructivos, pero personalmente opino que en la carrera no hay que explicar métodos constructivos. Éstos donde se aprenden es en la práctica, por ejemplo, para aprender lo que es una mototrailla que te pongan en clase una filmina con una foto de la máquina no sirve de nada, donde realmente se aprende es en la obra viendo trabajar a esa máquina.
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4. Opinión sobre la necesidad de escribir nuevos libros de geotecnia. De cara al día a día del jefe de obra sí que creo que se requiere un nuevo libro, esté ha de presentar, de forma rápida, métodos para obtener el orden de magnitud de las cosas, así podrían ser una serie de fichas en las que con los parámetros que realmente se tienen tras un reconocimiento se obtenga eso, un encaje de la solución. Porque para obtener ese tipo de solución el empleo de libros como la obra de Jiménez Salas es imposible.
Anejo V. Entrevistas a arquitectos
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ÍNDICE Introducción………………………………...………………….
3
Román Arano………………………………...………………...
5
Juan Eugenio Cañadas………………………………...……….
7
Jaume Masip………………………………...………….……...
9
Ignacio Mendialdua………………………………...…………. 11 Francisco Paredes………………………………...…………… 13 Marga Ribes………………………………...…………………. 15 Rosa Sadurní………………………………...………….……... 17 Cesar Villar………………………………...………………….. 19
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Anejo V. Entrevistas a arquitectos
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INTRODUCCIÓN En el presente anejo se presentan de forma resumida las aportaciones más importantes, desde el punto de vista de los objetivos de la presente tesina, de las conversaciones mantenidas con diferentes arquitectos. El objetivo general de estas conversaciones o entrevistas ha sido conocer la realidad del ejercicio de la profesión de arquitecto, en especial en la resolución de los aspectos geotécnicos de los proyectos, para poder determinar las necesidades de conocimientos geotécnicos que requiere esta actividad. Más concretamente los objetivos que se ha buscado determinar han sido: 1. En que momento del ejercicio proyectual arquitectónico se tienen en cuenta, si es que se tienen, los condicionantes relacionados con el terreno, o sea en que momento se requiere el conocimiento geotécnico del terreno. 2. La utilidad de los informes geotécnicos. Aunque parezca obvio determinar esta cuestión tiene sentido plantearla porque antiguamente el encargo del informe geotécnico no era una práctica habitual y con la nueva ley de ordenación de la edificación se ha convertido en una práctica obligatoria. Así, la comparación de las dos situaciones hace surgir la cuestión. 3. Conocer que conocimientos de reconocimiento del terreno se requiere para el ejercicio de la arquitectura. 4. Conocer los conocimientos geotécnicos que poseen y emplean, y los que requieren los arquitectos, para proyectar. 5. Donde está la barrera de la contratación a expertos de los cálculos geotécnicos. 6. Conocer los conocimientos geotécnicos que se requieren para la dirección de obra. 7. Conocer los conocimientos geotécnicos que se requieren para trabajos urbanísticos. 8. Determinar la opinión general respecto si es buena la situación actual, en cuanto a la forma de solucionar los problemas geotécnicos y en cuanto a los conocimientos que tienen en general los arquitectos para resolverlos. 9. A la hora de adquirir conocimientos relacionados con la geotecnia si prefieren en general recetas o fundamentos. Así en las siguientes hojas se presenta un resumen de las conversaciones mantenidas. Estos resúmenes se muestran de forma esquemática, anotando ordenadamente las aportaciones más importantes según el objetivo que ayudan a esclarecer (de los nueve presentados en el primer apartado).
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Anejo V. Entrevistas a arquitectos
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ROMAN ARANO Arquitecto dedicado al ejercicio libre desde el inicio de su carrera, hace alrededor de veinticinco años. La mayoría de los encargos a los que ha hecho frente han sido viviendas unifamiliares aisladas y algunos edificios plurifamiliares de pequeña envergadura. 1. Fase de proyecto en que se requiere el conocimiento del terreno. En el proyecto de ejecución. Solamente si en una de las primeras visitas al solar se detecta algún problema relacionado con el terreno que puede ser condicionante se tiene en cuenta desde el primer momento, desde el anteproyecto. Pero si en la primera visita no se observa nada importante las características del terreno no se tienen en cuenta hasta que llega la hora de calcular las estructuras de cimentación. 2. Utilidad de los informes geotécnicos. En proyectos de las dimensiones de los que trabajamos nosotros (chalets) normalmente se había trabajado sin la realización del informe geotécnico, la obligatoriedad de su realización recientemente con la nueva ley de ordenación de la edificación hace que se hagan para cubrir el expediente. Pero de momento hay muy poca experiencia en esta forma de trabajo y se puede decir también que mejoran el proyecto. 3. Conocimientos de reconocimiento del terreno. Nosotros proponemos un reconocimiento y lo comentamos con la empresa que lo realizará estando abiertos a modificarlo si es necesario. Para viviendas unifamiliares aisladas hacemos pinchar en uno, dos o tres sitios en función de la homogeneidad del terreno, con el fin de identificar el tipo de terreno y las características resistentes de los primeros 10–15 m de profundidad, que es la masa de terreno que afectamos con esta tipología edificatoria. 4. Conocimientos geotécnicos que tienen y emplean en fase de proyecto. Las cimentaciones superficiales las calculamos nosotros con la tensión admisible, respecto a los asientos nunca hemos requerido calcularlos, hasta el momento ninguna O.C.T. (oficina de control técnico) nos los ha pedido. Los muros también los calculamos nosotros, verificando la seguridad al deslizamiento y al vuelco. Si en un proyecto en la solución de las cimentaciones aparecen pilotes o pantallas lo damos a calcular fuera del despacho. 5. Barrera para subcontratar los cálculos geotécnicos. Las pocas veces que hemos requerido calcular pilotes siempre los hemos dado a calcular. Pero la razón habitual para dar a un exterior a calcular las cimentaciones es la entidad del proyecto, frente grandes proyectos preferimos que se calculen fuera del despacho. 6. Conocimientos geotécnicos que se requieren para la dirección de obra. En la dirección de obra es fundamental saber contrastar el terreno anunciado en el informe geotécnico con el real. A parte de esto se requieren los mismos conocimientos que para redactar un proyecto. 7. Conocimientos geotécnicos que se requieren para trabajos urbanísticos. No tengo experiencia profesional en trabajos urbanísticos, ni de planeamiento ni de proyecto, pero encuentro que en el planeamiento a gran escala debería ser fundamental tener en cuenta la capacidad del terreno para recibir los artefactos que implica una posible calificación. Por ejemplo si trabajamos en una zona afectada por una ladera que corre el peligro de sufrir deslizamientos debemos ser muy cuidadosos con la calificación que damos a esos terrenos. 8. Opinión de la situación actual. En general me antevería a decir que hay pocos conocimientos y que hace falta entender más como funciona el terreno.
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Respecto a la situación actual en la que salen los actuales arquitectos de la escuela no estoy al corriente, pero aunque sea una opinión personal diría que cada vez en la escuela se forma más desde el punto de vista del diseño y menos del tecnológico. 9. Prefieren en general recetas o fundamentos. De cara a la formación en la carrera no me atrevo a decir nada, pero de cara al día a día de la profesión en un despacho se prefieren recetas. Recetas para poder abordar con rapidez las fases del proyecto relacionadas con las cimentaciones.
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JUAN EUGENIO CAÑADAS Comenzó su carrera ejerciendo durante tres años en el ejercicio libre, redactando proyectos de edificación. Tras esta experiencia comenzó a trabajar en la Asociación Española de Fabricantes de Hormigón Preparado de la que actualmente es secretario general. En ella realiza, a parte de tareas de gestión, tareas relacionadas con patologías de hormigón, en especial estudiando la seguridad de estructuras en las que los hormigones empleados no han cumplido todas las especificaciones requeridas. 1. Fase de proyecto en que se requiere el conocimiento del terreno. Desde un primer momento. En la misma fase del anteproyecto en la que estas trabajando a mano alzada, tras encajar una primera distribución debes pensar en encajar la estructura, y en ese momento ya debes tener idea del tipo de terreno que tienes. Aunque no era habitual en la época en que yo ejercí el ejercicio libre, yo siempre pedía el informe geotécnico. El conocimiento del terreno lo entiendo como un input necesario a la hora de comenzar a proyectar. 2. Utilidad de los informes geotécnicos. (Esta pregunta no da lugar en este caso porque el entrevistado no ha sufrido los cambios que ha supuesto la nueva ley de ordenación de la edificación, que ha conllevado la obligatoriedad de la redacción del informe geotécnico.) 3. Conocimientos de reconocimiento del terreno. No solía programar yo la campaña de ensayos, en muchas ocasiones era el cliente que contrataba el informe directamente. Los datos que se obtenían de los informes geotécnicos eran el tipo de terreno, la posición del nivel freático, los parámetros resistentes (cohesión y ángulo de rozamiento interno), la presión admisible y en algunos casos los límites de Atterberg. 4. Conocimientos geotécnicos que tienen y emplean en fase de proyecto. Para el cálculo de cimentaciones superficiales y muros empleaba las enseñanzas del libro de Costet y Sanglerat. En una ocasión tuve que calcular unos pilotes y para ello empleé las normas tecnológicas (N.T.E.), que aunque emplean coeficientes de seguridad muy altos para edificación son útiles. 5. Barrera para subcontratar los cálculos geotécnicos. De los encargos que recibí en la época en que me dedique al ejercicio libre los cálculos los realice todos yo. Hay que tener en cuenta que el tipo de obra con la que trabaje fueron chalets y edificios entre medianeras de cuatro o cinco plantas y que nunca me encontré un terreno conflictivo. 6. Conocimientos geotécnicos que se requieren para la dirección de obra. Para la dirección de obra es fundamental la experiencia, y casi en exclusiva es lo que se requiere. En la visita de obra de cimentaciones hay que reconocer el tipo de terreno y comprobar que coincide con el del informe, las aptitudes para llevar a cabo esta tarea se adquieren con la experiencia. 7. Conocimientos geotécnicos que se requieren para trabajos urbanísticos. En la planificación el conocimiento del subsuelo tendría que ser básico tanto a escalas amplías como en pequeñas. Y no solamente debe tenerse en cuenta el estudio del terreno como elemento resistente de edificaciones e infraestructuras, sino también como recurso natural. En este sentido por ejemplo en Cataluña tenemos un déficit de canteras de áridos para la fabricación del hormigón y el planificador debe ser consciente de esto y planificar en consecuencia. Respecto esto, el estudio del subsuelo como recurso, se contempla tanto en la redacción de planes generales como en la de parciales, pero nunca se realiza. 8. Opinión de la situación actual. Desde mi posición en la asociación observo la existencia de un desconocimiento conceptual de cómo funcionan las estructuras, tanto entre los profesionales de la arquitectura como de la ingeniería. Por ejemplo en mi faena muchas veces debo dar solución al problema derivado de una bajada de resistencia del hormigón en unas zapatas. Ante esta situación yo cálculo el factor de seguridad en la
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sección que une la zapata y el pilar, que en este caso es la más desfavorable, si es superior a 1.6 no existe ningún problema y si es inferior en función del caso puede ser aceptable porque esta sección trabaja arropada por el collarín que representa la zapata respecto a ella. Pues ante esta misma situación me encuentro profesionales que se plantean recrecidos laterales de las zapatas unidos con barras pasantes a la zapata existente, o incluso algunos que pretender engrandar la zapata también en profundidad planteando sistemas constructivos por bataches. Plantear estas soluciones es un problema de concepto grave, ya que son soluciones a realizar frente bajadas de tensión admisible, si se puede decir así, o aumento de cargas en el pilar, que tomadas en este caso lo único que pueden conseguir es empeorar el trabajo de la cimentación. Actualmente también continúa sucediendo que los propietarios son reacios a gastarse el dinero en las estructuras o, por ejemplo, en el encargo del informe geotécnico, que incluso a veces les parece inútil, pero sin embargo son capaces de aumentar la calidad de los alicatados o los pavimentos, lo que es en general mucho más caro. 9. Prefieren en general recetas o fundamentos. En relación a los comentarios anteriores creo que es fundamental que en la formación de los profesionales se les haga entender como trabajan las estructuras, los cimientos y el terreno. Por eso creo que más que recetas deben de explicarse los fundamentos. Además para el empleo de recetas ya están los ordenadores. Normalmente los problemas estructurales graves tienen su origen en el planteamiento de las soluciones, por ejemplo por no saber escoger la tipología estructural, y no por pequeños detalles como que falte una barra de acero. Estos problemas todavía se ha agudizado más con la irrupción del cálculo por ordenador, porque a veces parece que el esfuerzo del proyectista únicamente sea como meter la estructura en el programa para que la calcule, y que todo es válido mientras que el ordenador lo pueda calcular. Es fundamental que los profesionales tengan criterio para que no les engañen, y ello se consigue con fundamentos.
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JAUME MASIP Arquitecto con 22 años de experiencia, transcurrida íntegramente ejerciendo libremente llevando a cabo todo tipo de encargos de edificación, viviendas unifamiliares, naves industriales, edificios plurifamiliares, etc. 1. Fase de proyecto en que se requiere el conocimiento del terreno. Desde el anteproyecto me importa el terreno, no concibo proyectar sin saber el tipo de terreno en el que me encuentro. Por ello siempre antes de iniciar cualquier trabajo visito la zona, observado la tipología de terreno, hablando con la gente, mirado lo que se está construyendo, etc. Respecto el informe geotécnico antiguamente sólo lo pedía cuando las cargas a transmitir al terreno eran muy elevadas, actualmente al ser obligatorio lo pido siempre. 2. Utilidad de los informes geotécnicos. La verdad es que la obligatoriedad de su realización lo ha convertido, en según que casos, en una cosa rutinaria y que se realiza para cubrir el expediente. Cuando es así evidentemente son inútiles. 3. Conocimientos de reconocimiento del terreno. La planificación la realizo conjuntamente con la empresa que la llevará a cabo y tras una visita al solar. 4. Conocimientos geotécnicos que tienen y emplean en fase de proyecto. Calculo las cimentaciones basándome en la presión admisible que me da el informe geotécnico, buscado siempre una solución de cimentación superficial en la que se combinen las zapatas y las vigas continuas haciendo un todo solidario. En el caso de existir forjado sanitario también juego con él, de forma que me cargue en la zona que me interesa, forzando la interacción cimiento-estructura. También, a poder ser, proyecto las cimentaciones rígidas, para no tener que confiar en la armadura. Intento, también en la medida de lo posible, generar estructuras que favorezcan que sus cimentaciones trabajen más a compresión y lo mínimo a flexión. 5. Barrera para subcontratar los cálculos geotécnicos. La barrera para dar a calcular las cimentaciones es cuando al hacer cálculos no me entra una solución formada por zapatas y vigas continuas, por ejemplo porque ésta ocupa más del 50% del solar. Así todo lo que son losas o cimentaciones profundas o incluso pozos los doy a calcular a especialistas en el tema. También contrato el cálculo cuando las cargas son muy elevadas o no están repartidas uniformemente. 6. Conocimientos geotécnicos que se requieren para la dirección de obra. Es muy importante estar en las fases de cimentación viendo y controlando. Debe verificarse al excavar que el terreno es el adecuado. Pero no únicamente importa verificar el tipo de terreno, la ejecución también es muy importante sobretodo por el tema de asientos. Por ejemplo hay que controlar que una vez abierta la zanja la tapen rápidamente, porque en determinados tipos de suelos si está mucho tiempo al aire puede aumentar su humedad y ser ello una fuente de asientos, que además si se realiza la cimentación por fases pueden ser diferenciales. También es importante verificar la colocación del hormigón de limpieza y de la armadura. 7. Conocimientos geotécnicos que se requieren para trabajos urbanísticos. Para obras de urbanización creo que se habría de hacer un informe geotécnico de características similares al de obras de edificación. Sin embargo para trabajos de planeamiento tanto detalle es imposible y el estudio del terreno creo que debería ir ligado junto a los estudios de medio ambiente. Pero, pese a ser de menor detalle, creo que son imprescindibles los estudios del terreno en estas fases del urbanismo porque, por ejemplo, yo tengo la experiencia de trabajar en un terreno declarado urbano que se trataba de una antigua cantera posteriormente rellenada y en aquella obra hubo muchos problemas en las cimentaciones que hicieron encarecer el proyecto.
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8. Opinión de la situación actual. Creo que actualmente, en parte gracias a la nueva ley de ordenación de la edificación, la forma de solucionar los aspectos ligados al terreno en el mundo de la edificación ha mejorado, ya que antes se miraba bastante poco, y creo que en la cimentación es en uno de los lugares en los que no se puede ahorrar. 9. Prefieren en general recetas o fundamentos. Creo que de cara a la escritura de un libro de geotecnia para arquitectos se han de explicar los fundamentos mínimos necesarios y posteriormente presentar soluciones prácticas, incluso en forma de fichas tipo OCE. Estas soluciones deben ser función de la tipología de estructura y del tipo de terreno. En ellas debe de quedar muy claro los límites de aplicación de la solución que se presenta y, a poder ser basándose en los fundamentos explicados, la forma de trabajo de la solución. Creo que la primera parte de este libro que propongo, la de fundamentos, aunque sea lo menos extensa posible es importante, porque opino que el conocimiento de las técnicas constructivas no justifica el desconocimiento de su porqué, incluso es importante conocer las enseñanzas clásicas que los han hecho posibles. También me gustaría decir que creo que es muy importante los conocimientos de geotecnia en el trabajo del arquitecto, y se me hace imposible entender como se pueden formar arquitectos sin los mínimos conceptos de construcción, estructuras y geotecnia.
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IGNACIO MENDIALDUA Arquitecto con 22 años de experiencia, transcurrida íntegramente en sus diferentes despachos llevando a cabo todo tipo de encargos de edificación, principalmente viviendas unifamiliares, pero también naves industriales y edificios plurifamiliares. 1. Fase de proyecto en que se requiere el conocimiento del terreno. Básicamente desde el primer momento, en fase de anteproyecto, pero el informe geotécnico no se pide, salvo excepciones, hasta iniciar la redacción del proyecto de ejecución. En fases de anteproyecto se realiza un reconocimiento visual del lugar de actuación y de los alrededores, observando lo que se está realizando por la zona y si las edificaciones existentes tienen patologías o no. En caso de detectar indicios que hacen prever problemas en la cimentación o que el tipo de terreno pueda condicionar el proyecto se adelanta la realización del informe geotécnico. Esto último sobretodo se realiza en encargos con condicionantes económicos fuertes, en los que un encarecimiento de la cimentación puede hacerlos inviables. 2. Utilidad de los informes geotécnicos. Antiguamente el informe geotécnico únicamente se pedía frente grandes proyectos, cuando en un reconocimiento visual detectabas problemas o cuando en la zona del proyecto no habías trabajado nunca y no había mucha edificación. El hecho de que ahora se pidan siempre y antes no, no los hace inútiles, sino presenta una mejora en la situación. Pero únicamente son realmente útiles si son completos y los realiza un profesional con experiencia. 3. Conocimientos de reconocimiento del terreno. Se planifican desde el despacho, a las casas de reconocimiento se les envía un plano de la parcela y los sitios donde queremos que pinchen y los ensayos a realizar. Los datos a obtener en general son el tipo de terreno, la situación del nivel freático, la agresividad del terreno y la expansividad cuando es necesaria. Para zapatas la capacidad portante, si hay que cimentar con losa el coeficiente de balasto, y para calcular muros el ángulo de rozamiento interno. 4. Conocimientos geotécnicos que tienen y emplean en fase de proyecto. El cálculo de zapatas lo abordo a través de la tensión admisible, esta viene dada por el informe geotécnico que se supone la calcula teniendo en cuenta los asientos máximos admisibles. Si se requiere calcular un asiento empleo el método edométrico. Para el cálculo de losas, muros y pantallas empleo programas informáticos. Respecto a pilotes no tengo mucha experiencia, pero los que he calculado los he hecho basándome en las N.T.E. 5. Barrera para subcontratar los cálculos geotécnicos. En edificios de mucha altura, por poner un límite ocho forjados, y frente terrenos muy heterogéneos o malos. Esto último obliga a saber interpretar un informe geotécnico y ensayos como los penetrómetros para identificar cuando un terreno es malo. 6. Conocimientos geotécnicos que se requieren para la dirección de obra. Los mismos que para proyecto más el saber reconocer visualmente el terreno y ver si lo previsto en proyecto se cumple. Además son muy importantes las visitas en las fases de la obra en las que se realizan los cimientos, porque en otras la experiencia de la propia gente de la obra soluciona problemas y hace que esta marche pero en el terreno mejor confiar solamente en tu experiencia y en expertos. 7. Conocimientos geotécnicos que se requieren para trabajos urbanísticos. No poseo experiencia en ello. Pero creo que para planeamiento saber detectar los terrenos problemáticos y calificarlos en función de esta problemática. Y para temas de proyecto y dirección unos conocimientos básicos de compactación.
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8. Opinión de la situación actual. Respecto a la seguridad de las cimentaciones buena, no hay peligros que prever, las cosas se hacen bien. Respecto al conocimiento de la geotecnia y el cálculo de cimentos por parte de mis compañeros de profesión tengo la impresión que es muy deficiente y cada día peor, y que además les importa poco. 9. Prefieren en general recetas o fundamentos. Por la propia forma de ser de los arquitectos y su trabajo creo que prefieren recetas, con su fundamento mínimamente explicado para saber el rango de validez, pero recetas. Respecto a la futura redacción de un libro de geotecnia el enfoque para arquitectos debe ser práctico y muy estructurado, quizá sin llegar al límite de fichas, pero muy estructurado en el que plantee la forma de abordar los problemas habituales como zapatas, pilotes, losas y muros. Y que en las explicaciones se tenga en cuenta la información que se dispone en los despachos normalmente. Respecto a la necesidad de ser práctico por ejemplo en algún libro de geotecnia los apartados de cálculo de losas los lees y al finalizarlo continuas si saber como abordar el cálculo de una losa. Personalmente también creo que como hay muchas fórmulas empíricas se debe poner especial atención en que queden muy claras las unidades con las que se debe entrar en ellas.
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FRANCISCO PAREDES Arquitecto con 19 años de experiencia, transcurrida íntegramente en su despacho llevando a cabo todo tipo de encargos de edificación, desde grandes centros comerciales y la urbanización del entorno a grandes promociones de viviendas, pasando por naves industriales y viviendas unifamiliares. 1. Fase de proyecto en que se requiere el conocimiento del terreno. Teóricamente la necesidad de conocer el terreno surge desde el inicio del anteproyecto. Pero el informe geotécnico, antiguamente, sólo se tenía cuando el cliente estaba dispuesto a pagarlo, esto se suplía con la experiencia personal en la zona y a través de un reconocimiento visual, evidentemente cuando esto no era suficiente se realizaba el informe. Hoy en día gracias a la ley de ordenación de la edificación siempre se pide cuando se formaliza el encargo. 2. Utilidad de los informes geotécnicos. Sí son útiles, que antes no se realizasen no significa que no sean útiles, aportan más seguridad y pueden evitar alguna sorpresa al abrir el terreno. 3. Conocimientos de reconocimiento del terreno. La planificación del reconocimiento la realizo personalmente, concretamente definiendo las pruebas a realizar y los puntos donde realizarlas. Pero siempre llevo a cabo la planificación tras dialogar con quienes la materializarán y dejándome aconsejar por ellos. Este diálogo siempre lo mantengo tras una visita al terreno. Ello me permite ahorrarle dinero al cliente en esta operación, porque si ya conozco la zona el informe sólo debe servirme de confirmación. Proceder así siempre es más económico que dejar hacer a las casas de sondeos, lo que ocurre cuando es el cliente el que directamente les encarga a ellas el reconocimiento. 4. Conocimientos geotécnicos que tienen y emplean en fase de proyecto. El cálculo de cimentaciones superficiales, teniendo en cuenta sus asientos, etc. los realizo con programas informáticos, que calculan a la vez la estructura y las cimentaciones. Se trata de programas de dos dimensiones. El cálculo de pilotes no lo realizo porque los calculan las mismas empresas que los ejecutan, que son especialistas. 5. Barrera para subcontratar los cálculos geotécnicos. Existen tres cosas que me pueden llevar a subcontratar el cálculo de las cimentaciones y las estructuras de contención. En primer lugar frente terrenos muy heterogéneos en los que no tengo una experiencia propia previa. En segundo lugar cuando doy a calcular la estructura, ya que entonces el estructurista también me calcula las cimentaciones, esto sucede siempre que opto por una solución de forjados tipo reticular, cuando el encargo tiene muchos metros de forjado (miles) y cuando los honorarios ascienden mucho, así la subcontratación me permite ahorrar en impuestos. Un último caso en el que doy al calcular la estructura y con ella los cimientos es en aquellos momentos en el que tengo mucha faena en el despacho. El hecho de subcontratar los cálculos no se debe a que no sepa abordar el cálculo sino a que no disponga del tiempo necesario para hacerlo, también a veces subcontratamos la delineación y no es porque no sepamos delinear. 6. Conocimientos geotécnicos que se requieren para la dirección de obra. Dentro de la dirección de la obra la fase relativa al terreno ya sean rebajes, estructuras de contención o cimientos es muy importante, y personalmente entiendo que en ella no se puede delegar en el aparejador. En el aparejador se deben delegar otras cosas como la composición de la pasta de cemento para un alicatado, pero no se puede delegar en la fase que involucra al terreno, que es el único material de la obra que no define el contratista. Así entiendo que un arquitecto debe saber reconocer los tipos de terreno y en la medida de lo posible a partir de ese reconocimiento visual al abrir el terreno saber si las hipótesis que se han realizado en los cálculos son verdaderas.
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En esta fase es fundamental la experiencia personal que se adquiere con los años de ejercicio de la profesión. 7. Conocimientos geotécnicos que se requieren para trabajos urbanísticos. Mi experiencia en trabajos de urbanización es muy pequeña, simplemente en las áreas de aparcamiento de los centros comerciales que he proyectado y alguna cosa más, pero creo que es importante disponer de unos pocos conocimientos de compactación, como el funcionamiento y la utilidad del proctor, y de materiales para las bases y las subbases de las calles. Pero tan importantes como los propios conocimientos son los límites de aplicabilidad de éstos. 8. Opinión de la situación actual. Creo que existe un buen paquete de arquitectos que no tienen conocimientos de estructuras ni de cimentaciones suficientes para adaptarse a la nueva ley de ordenación de la edificación y que con su aplicación no van a poder continuar ejerciendo, porque si todos los encargos que tienen los dan a calcular van a requerir muchos encargos para vivir. Además pienso que desde las escuelas de arquitectura no se percibe esta realidad y no forman de acuerdo con ella. Pero todo esto es una opinión personal, y también debe decirse que el colectivo de arquitectos es muy numeroso y los hay desde los que se dedican a diseñar sillas, por exagerar, hasta… 9. Prefieren en general recetas o fundamentos. Tanto de cara a la formación en la carrera como en un libro para profesionales creo que lo mejor son recetas, con unos mínimos fundamentos para que aquellos que les interesan los aspectos geotécnicos también encuentren en él una ayuda. Pero fundamentalmente creo que el enfoque que preferimos los arquitectos es el basado en recetas. Uno de los problemas que quizá han hecho que hoy en día ya no se imparta geotecnia en la escuela de Barcelona es que en mi época en está asignatura se explicaban grandes rollos teóricos en los que no se veía la parte práctica, lo que junto con unos exámenes muy duros hacía la asignatura muy difícil pero por su situación en quinto curso se acababa aprobando a todo el mundo con lo que se convirtió en una “maría”.
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MARGA RIBES Arquitecta del despacho de Josep Maria Saura, expresidente de la comisión de tecnología de Colegio Oficial de Arquitectos de Cataluña. En este despacho se realizan proyectos de edificación de todo tipo. 1. Fase de proyecto en que se requiere el conocimiento del terreno. Normalmente en la fase en la que se tiene en cuenta la capacidad portante del terreno es el proyecto de ejecución, concretamente a la hora de calcular las cimentaciones. Hoy en día dada la obligatoriedad de la realización del informe geotécnico, que ha hecho aumentar mucho la demanda de éstos, y la poca oferta de empresas que existen para hacerlos, han convertido el informe geotécnico en un elemento paralizador del proyecto por lo que se encargan desde un primer momento. Pero que se encargue en el momento de recibir el encargo no significa que se le tenga en cuenta en un primer momento, la situación no ha cambiado con la nueva ley de ordenación de la edificación y continúa teniéndose en cuenta el terreno solamente a la hora de calcular las cimentaciones. 2. Utilidad de los informes geotécnicos. No se puede generalizar, depende del caso, en algunos es meramente para cumplir la nueva ley, pero en otros es realmente necesario. 3. Conocimientos de reconocimiento del terreno. A la hora de planificar el reconocimiento normalmente dejamos hacer a las casas especializadas, que por algo son especialistas. Solamente frente problemas especiales, terrenos singulares, participamos en la planificación del reconocimiento, normalmente ampliando la propuesta base de la casa especializada, para complementar la información que creemos oportuna. 4. Conocimientos geotécnicos que tienen y emplean en fase de proyecto. En este despacho calculamos todo con el programa Trical, que calcula tanto la estructura como los cimientos. Los parámetros que requiere del terreno son los resistentes, la cohesión y el ángulo de rozamiento interno. Permite calcular zapatas, muros y pilotes. Respecto a las losas nunca las empleo, porque no me gustan, ya que para que trabajen como tal hay que darles mucho canto y pienso que ello hace gastar demasiado hormigón y que soluciones combinadas con micropilotajes son mejores. 5. Barrera para subcontratar los cálculos geotécnicos. Normalmente calculamos todo en el despacho, únicamente se da a exteriores cosas muy específicas como los micropilotajes. 6. Conocimientos geotécnicos que se requieren para la dirección de obra. De cara a seguir la fase de cimentaciones en obra, en principio solamente se requieren unos conocimientos mínimos de construcción. Para la dirección de obra lo que realmente te enseña es el tiempo, la experiencia. 7. Conocimientos geotécnicos que se requieren para trabajos urbanísticos. Para la redacción de proyectos urbanísticos creo que hay que saber la misma geotecnia que para los de edificación, porque el terreno es siempre el que aguanta y este siempre trabaja igual, aunque las cargas sean menores. En planificación también se deberían tener en cuenta los aspectos geotécnicos, pero creo que no se tienen en cuenta. Opinó que en temas urbanísticos además de los aspectos relacionados con la capacidad portante también es importante tener una visión más global de los problemas y de cómo se afecta al medio con nuestras actuaciones, porque por ejemplo al urbanizar un determinado territorio variaremos los cursos del agua de escorrentía y quizá hagamos aumentar la humedad en un suelo expansivo que durante años no había dado ningún problema y que con nuestra actuación urbanística comenzará a darlos. 8. Opinión de la situación actual. En la actualidad el problema no somos los arquitectos, que es sobre los que se ha impuesto el control a través de la nueva ley de la edificación. Los arquitectos ya hemos estudiado nuestra carrera y tenemos
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nuestro título, que se supone que nos acredita para proyectar y poder tomar decisiones. No es necesario que para contratar el seguro de la estructura tengamos que pasar un control de calidad, que en muchas ocasiones se convierte en un proyectista y director de obra en paralelo. El problema de la situación actual son los constructores, hoy en día cualquiera se pone de constructor y para poner mahones se requiere un oficio. Al que se le debería exigir un control de calidad sería al constructor. 9. Prefieren en general recetas o fundamentos. De cara a la redacción de un nuevo libro de temas geotécnicos creo que sería más necesario un libro de soluciones prácticas que uno de fundamentos, porque de libros de fundamentos ya hay muchos. Creo que no se trata tanto de recetas sino de soluciones prácticas, un libro que reproduzca un poco el libro que con la experiencia te vas haciendo tu mismo. Se que es difícil plantear todos los problemas posibles y sus soluciones en temas geotécnicos, en los que se pueden plantear infinitos problemas, pero el objetivo del libro que esbozo no sería tanto encontrar la solución, sino que ante un determinado problema te aportara ideas prácticas de como afrontar el problema que te ocupa. Esto sería mucho más útil que grandes teorías geotécnicas, ya que éstas muchas veces son inútiles.
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ROSA SADURNÍ Arquitecta con 18 años de experiencia, transcurrida en su mayor parte en el ayuntamiento de Badalona, primero en el ámbito de urbanismo y actualmente en el de vía pública. El ejercicio como arquitecta municipal lo ha compaginado siempre con el ejercicio libre en su propio despacho realizado básicamente proyectos de viviendas unifamiliares. 1. Fase de proyecto en que se requiere el conocimiento del terreno. Desde el primer momento en que trabajo en un proyecto me importa el terreno. Por ello siempre que recibo un encargo en primer lugar pido el plano topográfico de la parcela y el informe geotécnico correspondiente. 2. Utilidad de los informes geotécnicos. Sí son útiles. En mi caso la nueva ley de ordenación de la edificación en este tema no ha alterado mi forma de trabajar porque siempre los había pedido. 3. Conocimientos de reconocimiento del terreno. La planificación del reconocimiento la hago yo misma dejándome aconsejar por los que la realizarán. Normalmente, suelo pedir dos o tres penetrómetros, uno en el centro de la parcela y los otros en las esquinas. Hay que tener en cuenta que siempre suelo trabajar en encargos de viviendas unifamiliares. 4. Conocimientos geotécnicos que tienen y emplean en fase de proyecto. Realmente no empleo conocimientos geotécnicos ya que nunca cálculo yo personalmente ni los cimientos ni las estructuras, las doy a calcular siempre a expertos. 5. Barrera para subcontratar los cálculos geotécnicos. No existe ninguna barrera ya que siempre doy a calcular a especialistas las estructuras y los cimientos de todos los encargos. Exagerado podría decir que los cálculos ni me gustan ni me interesan. 6. Conocimientos geotécnicos que se requieren para la dirección de obra. En las primeras fases de las obras es importante visitarlas y verificar si el terreno que sale es el que predecía el informe geotécnico. También es importante la presencia del arquitecto si hay que buscar un determinado estrato en especial, para asegurar que se alcanza. La visita en la fase de cimentaciones es una de las más importantes a lo largo de toda la obra. 7. Conocimientos geotécnicos que se requieren para trabajos urbanísticos. En primer lugar hay que distinguir si trabajamos en suelo urbano o urbanizable. Si se trabaja en suelo urbano, en los proyectos no se tiene en cuenta la geotecnia y no se encarga la realización de los informes correspondientes para su redacción a no ser que las infraestructuras existentes presenten problemas. Así en estos casos el reconocimiento del terreno, si se puede llamar así, consiste en una visita previa a las infraestructuras existentes. Si se trabaja en suelo urbanizable sí se debe realizar un estudio del terreno, que nos debe ayudar a definir los niveles de compactación de las tierras y las acciones sobre los servicios urbanos enterrados, en especial sobre la red de saneamiento, aunque esto cada vez pierde más el interés ya que los tubos son autoportantes. Respecto al urbanismo de planeamiento no tengo experiencia personal en el tema, pero creo que si se debe tener en cuenta el tipo de terreno a la hora de calificarlo. 8. Opinión de la situación actual. En general la forma en como se realizan las obras es correcta. 9. Prefieren en general recetas o fundamentos. Creo que principalmente los arquitectos en este aspecto prefieren recetas. También es fundamental que tanto en la docencia como en la literatura se transmita la experiencia. En especial creo que los cursos de especialización para arquitectos en ejercicio se deben enfocar de tal manera que se ponga en común, y se transmita así, la experiencia de todos los participantes. No tengo
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experiencia en cursos de geotecnia de este estilo, pero si de uno que trataba sobre alcantarillado y la gran aportación del curso fue compartir la experiencia de los asistentes.
Anejo V. Entrevistas a arquitectos
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CESAR VILLAR 1. Fase de proyecto en que se requiere el conocimiento del terreno. Frente terrenos conflictivos en el anteproyecto, pero lo normal es no tener en cuenta el tipo de terreno hasta el proyecto de ejecución. 2. Utilidad de los informes geotécnicos. Antiguamente en la mayoría de casos, salvo excepciones, se trabajaba diferenciando los encargos entre pequeños, en los que no se realizaba el informe geotécnico, y grandes, en los que sí se realizaba. Es difícil marcar la barrera de separación entre los dos grupos, pero esta se puede establecer en función del número de plantas, por ejemplo más de seis o siete, y en función de la superficie del edificio, por ejemplo más de 500 m2. Ahora el informe geotécnico se realiza en todos los encargos, creo que a veces no se requeriría. 3. Conocimientos de reconocimiento del terreno. No tengo experiencia en operaciones de reconocimiento del terreno. 4. Conocimientos geotécnicos que tienen y emplean en fase de proyecto. Yo personalmente no calculo, pero en el despacho en el que colaboro se calcula todo en el propio despacho, apoyándose en herramientas informáticas. 5. Barrera para subcontratar los cálculos geotécnicos. En el despacho en el que colaboro, que yo sepa, no se ha dado la situación en el que con el personal propio no se pudiera hacer frente al cálculo de una estructura. 6. Conocimientos geotécnicos que se requieren para la dirección de obra. Creo que se requieren los mismos conocimientos que en el proyecto, porque o se sabe o no se sabe. 7. Conocimientos geotécnicos que se requieren para trabajos urbanísticos. En primer lugar debo anotar mi poca experiencia en temas urbanísticos. Dicho esto, sobretodo creo que a la hora de planificar si se debería saber que se tiene debajo, y que ello se debería traducir luego en unas normativas acordes con el tipo de terreno. Para abordar proyectos de urbanización opinó de nuevo que se debe saber la misma geotecnia que para proyectos de edificación. 8. Opinión de la situación actual. En la época en que yo estudie la carrera se primaban más las enseñanzas encaminadas hacia el diseño que las tecnológicas o de construcción, de las cuales se trataban los mínimos imprescindibles. Actualmente tengo la sensación que aquella situación se ha agudizado más y todavía se prima más el diseño, a costa de reducir, aun más, las enseñanzas técnicas. 9. Prefieren en general recetas o fundamentos. Ante estas dos alternativas creo que se debe optar por fundamentos, que representan la razón y el porqué de las cosas. Respecto las recetas creo que no tienen ningún interés. Respecto a la escritura de un nuevo libro de geotecnia para arquitectos, creo que deben ser los ingenieros, que son los verdaderos especialistas en la geotecnia, los que definan los contenidos a partir del conocimiento del trabajo de los arquitectos. La exposición de estos contenidos pienso que debe ser de forma esquemática exponiendo en primer lugar el problema a solucionar, en segundo la solución y en tercer lugar la razón de esta solución. Este planteamiento se podría completar, de forma matricial con el inverso, partiendo de las patologías y explicando sus causas. De esta forma se cerraría el círculo y frente un determinado problema uno sería consciente de la forma a actuar y de las consecuencias sino si no lo hace.
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
Anejo VI. Análisis bibliografía
1
Índice general
ÍNDICE GENERAL Índice…………………………………………………………………….. 3 Introducción.……………………………………………………………..
7
Atkinson, J. (1993), An introduction to the mechanics of soils and foundations. McGraw-Hill, Londres...………………………….……...
21
Atkinson, J.H. y Bransby, P.L. (1978), The mechanics of soils. An introduction to critical state soil mechanics. McGraw-Hill, Londres…
33
Berry, P.L. y Reid, D. (1993), Mecánica de suelos. McGraw-Hill, Santafé de Bogotá……………………….……………………………...
43
Costet, J. y Sanglerat, G. (1975), Curso práctico de mecánica de suelos. Ediciones Omega S.A., Barcelona…………………………......
51
Holtz, R.D. y Kovacs, W.D. (1981), An introduction to geotechnical engineering. Prentice-Hall, Englewood Cliffs………………………...
61
Iglesias, C. (1997), Mecánica del suelo. Editorial Síntesis…………….
71
Jiménez, J.A. et al. (1971-80), Geotecnia y cimientos. Editorial Rueda, Madrid.…………………………………………………………………
81
Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos. Editorial Limusa S.A., México.…………….………………………...
111
Rodríguez, J.M., Serra, J. y Oteo, C. (1989), Curso aplicado de cimentaciones. Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid, Madrid….
125
Serra, J., Oteo, C., García, A.M. y Rodríguez, J.M. (1986), Mecánica del suelo y cimentaciones. Fundación Escuela de la Edificación, Madrid.……………………………………………………………….
133
Smith, G.N. (1990), Elements of soil mechanics. BSP Professional Books, London.……………………………………………….……...
147
Terzagui, K. y Peck, R.B. (1958), Mecánica de suelos en la ingeniería práctica. Editorial El Ateneo, Barcelona .…………….….
157
Análisis conjunto……………………………………………………..
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2
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
Anejo VI. Análisis bibliografía
3
Índice
ÍNDICE Introducción 1. Objetivos y contenidos…………………………………………… 7 2. Libros analizados………………………………………………… 7 3. Aspectos analizados……………………………………………… 11 4. Análisis de contenidos…………………………………………… 12 5. Análisis del enfoque……………………………………………… 18 Atkinson, J. (1993), An introduction to the mechanics of soils and foundations. McGraw-Hill, Londres. 1. Introducción……………………………………………………… 2. Índice……………………………………………………………... 3. Contenidos……………………………………………………….. 4. Ordenamiento de los contenidos…………………………………. 5. Enfoque…………………………………………………………... 6. Estructura…………………………………………………………
21 21 24 26 30 30
Atkinson, J.H. y Bransby, P.L. (1978), The mechanics of soils. An introduction to critical state soil mechanics. McGraw-Hill, Londres. 1. Introducción……………………………………………………… 2. Índice……………………………………………………………... 3. Contenidos……………………………………………………….. 4. Ordenamiento de los contenidos…………………………………. 5. Enfoque…………………………………………………………... 6. Estructura…………………………………………………………
33 33 35 37 41 41
Berry, P.L. y Reid, D. (1993), Mecánica de suelos. McGraw-Hill, Santafé de Bogotá. 1. Introducción……………………………………………………… 2. Índice……………………………………………………………... 3. Contenidos……………………………………………………….. 4. Ordenamiento de los contenidos…………………………………. 5. Enfoque…………………………………………………………... 6. Estructura…………………………………………………………
43 43 44 46 49 49
4
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
Costet, J. y Sanglerat, G. (1975), Curso práctico de mecánica de suelos. Ediciones Omega S.A., Barcelona. 1. Introducción……………………………………………………… 2. Índice……………………………………………………………... 3. Contenidos……………………………………………………….. 4. Ordenamiento de los contenidos…………………………………. 5. Enfoque…………………………………………………………... 6. Estructura…………………………………………………………
51 51 52 54 58 58
Holtz, R.D. y Kovacs, W.D. (1981), An introduction to geotechnical engineering. Prentice-Hall, Englewood Cliffs. 1. Introducción……………………………………………………… 2. Índice……………………………………………………………... 3. Contenidos……………………………………………………….. 4. Ordenamiento de los contenidos…………………………………. 5. Enfoque…………………………………………………………... 6. Estructura…………………………………………………………
61 61 63 65 68 68
Iglesias, C. (1997), Mecánica del suelo. Editorial Síntesis. 1. Introducción……………………………………………………… 2. Índice……………………………………………………………... 3. Contenidos……………………………………………………….. 4. Ordenamiento de los contenidos…………………………………. 5. Enfoque…………………………………………………………... 6. Estructura…………………………………………………………
71 71 73 76 78 79
Jiménez, J.A. et al. (1971-80), Geotecnia y cimientos. Editorial Rueda, Madrid. 1. Introducción……………………………………………………… 2. Índice……………………………………………………………... 3. Contenidos……………………………………………………….. 4. Ordenamiento de los contenidos…………………………………. 5. Enfoque…………………………………………………………... 6. Estructura…………………………………………………………
81 82 95 100 107 107
Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos. Editorial Limusa S.A., México. 1. Introducción……………………………………………………… 2. Índice……………………………………………………………... 2.1 Índice………………………………………………………... 2.2 Resumen…………………………………………………….. 3. Contenidos……………………………………………………….. 4. Ordenamiento de los contenidos…………………………………. 5. Enfoque…………………………………………………………... 6. Estructura…………………………………………………………
111 111 111 112 116 118 122 123
Rodríguez, J.M., Serra, J. y Oteo, C. (1982), Curso aplicado de cimentaciones. Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid, Madrid. 1. Introducción……………………………………………………… 2. Índice……………………………………………………………... 3. Contenidos……………………………………………………….. 4. Ordenamiento de los contenidos…………………………………. 5. Enfoque…………………………………………………………... 6. Estructura…………………………………………………………
125 125 127 129 131 132
Anejo VI. Análisis bibliografía
5
Índice
Serra, J., Oteo, C., García, A.M. y Rodríguez, J.M. (1986), Mecánica del suelo y cimentaciones. Fundación Escuela de la Edificación. 1. Introducción……………………………………………………… 2. Índice……………………………………………………………... 2.1 Índice………………………………………………………... 2.2 Resumen…………………………………………………….. 3. Contenidos……………………………………………………….. 4. Ordenamiento de los contenidos…………………………………. 5. Enfoque…………………………………………………………... 6. Estructura…………………………………………………………
133 133 133 134 138 140 144 145
Smith, G.N. (1990), Elements of soil mechanics. BSP Professional Books, London. 1. Introducción……………………………………………………… 2. Índice……………………………………………………………... 3. Contenidos……………………………………………………….. 4. Ordenamiento de los contenidos…………………………………. 5. Enfoque…………………………………………………………... 6. Estructura…………………………………………………………
147 147 148 150 154 154
Terzagui, K. y Peck, R.B. (1958), Mecánica de suelos en la ingeniería práctica. Editorial El Ateneo, Barcelona. 1. Introducción……………………………………………………… 2. Índice……………………………………………………………... 2.1 Índice de la primera edición………………………………… 2.2 Índice de la segunda edición………………………………... 3. Contenidos……………………………………………………….. 4. Ordenamiento de los contenidos…………………………………. 5. Enfoque…………………………………………………………... 6. Estructura…………………………………………………………
157 157 157 158 160 162 165 165
Análisis conjunto 1. Introducción……………………………………………………… 2. Contenidos……………………………………………………….. 3. Ordenamiento de los contenidos…………………………………. 3.1 Ordenamiento general de los libros………………………… 3.2 Orden de los temas preliminares……………………………. 3.3 Orden de los temas de mecánica de suelos…………………. 3.4 Transición de los temas de mecánica de suelos a los de ingeniería geotécnica……………………………………… 3.5 Orden de los capítulos de ingeniería geotécnica……………. 4. Enfoque…………………………………………………………... 5. Estructura…………………………………………………………
167 167 188 188 192 194 196 197 198 199
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Introducción
INTRODUCCIÓN 1. Objetivos y contenido El presente anejo tiene por objeto analizar una parte de la amplia bibliografía de geotecnia existente, para poder disponer de una herramienta que permita trabajar en dos direcciones. En primer lugar, decidir si existe algún libro que íntegramente permita cubrir un curso de geotecnia para la formación de arquitectos o ingenieros civiles, adecuándose a las necesidades de conocimientos que requieren estos profesionales y también a los condicionantes con que se imparten las asignaturas de índole geotécnica en las escuelas de arquitectura e ingeniería civil españolas, principalmente de tiempo y temario. En segundo lugar el análisis aquí presentado debe servir para que en el caso de escribir un nuevo libro que aborde aspectos generales de la geotecnia, se disponga de una herramienta que permita valorar las virtudes y los defectos de los libros ya existentes, en cuanto a contenidos, ordenamiento de los mismos, estructura y enfoque, pudiendo aprender de ellos. Para conseguir los objetivos presentados, tras este primer capítulo introductorio, se desarrolla un análisis individual de la bibliografía escogida según lo explicado en el siguiente apartado. En estos análisis se tiene en cuenta básicamente los contenidos, el orden en el que éstos se exponen, el enfoque de las explicaciones y la estructura del libro, tal y como se explica en el tercer apartado de este capítulo. Tras este análisis individual, en el último capítulo de este anejo, se presenta un análisis conjunto de todos los libros.
2. Libros analizados Como los objetivos presentados están relacionados con la enseñanza de la geotecnia en las escuelas universitarias españolas de arquitectura e ingeniería civil, un primer criterio de selección de los libros a analizar ha sido escoger aquellos recomendados por más de una escuela. Este criterio que excluye los libros recomendados una sola vez seleccionando los más utilizados, pretende así eliminar posibles tendencias personales de los profesores a la hora de recomendar bibliografía. Pero corre el peligro de poder eliminar algún libro que pueda aportar información a los objetivos formulados. El resultado de aplicar este criterio a las bibliografías conseguidas son los libros presentados en la tabla 1. Esta tabla es una síntesis de la 2, en la que se cruza el listado de toda la bibliografía recomendada con las escuelas que las recomienda. Concretamente el listado de libros presentado en la tabla 2 se ha definido a través de las mismas fuentes de información con que se han redactado los anejos I, II y III, las guías docentes de las escuelas publicadas en internet. Eso hace que no se disponga de la bibliografía de todas las escuelas, pero sí la de una parte representativa. En la tabla 2 aparecen separados los libros de teoría, los exclusivamente de problemas y los textos normativos, evidentemente para los objetivos presentados en el apartado anterior sólo se ha trabajado con los textos de teoría. Con el objetivo de corregir los posibles defectos del criterio de selección, apuntados anteriormente, se han revisado los libros desechados y se ha creído conveniente añadir a la lista de libros a analizar los siguientes por las razones que también se especifican a continuación: • Atkinson, J. (1993), An introduction to the mechanics of soils and foundations. McGraw-Hill, Londres. La principal razón para analizar este libro es por tratarse del único libro, de los recomendados, escrito para la docencia en el que se aborda los modelos de estado crítico y éstos se emplean como una herramienta más para explicar el resto de temas. • Serra, J., Oteo, C., García, A.M. y Rodríguez, J.M. (1986), Mecánica del suelo y cimentaciones. Fundación Escuela de la Edificación, Madrid. Este libro ha sido especialmente escrito para cubrir las enseñanzas de temas geotécnicos en la docencia a técnicos relacionados con la edificación, por ello puede considerarse como una referencia a la hora de estudiar las necesidades en el campo de la geotecnia de los profesionales técnicos dedicados a la edificación, razón por la que se ha analizado. Otra corrección al listado de bibliografía producto de aplicar el criterio presentado, pero en sentido contrario a la anterior, ha sido no analizar el libro Calavera (1990), por presentar un aspecto muy concreto, el proyecto de muros, como su título indica, y por tratarlo más ampliamente desde el punto de vista estructural y constructivo que del geotécnico.
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
Tabla 1 Libros recomendados en más de una escuela de arquitectura o ingeniería civil. Nº de veces Libro recomendado Atkinson, J.H. y Bransby, P.L. (1978), The mechanics of soils. An introduction to 2 critical state soil mechanics. McGraw-Hill, Londres. Berry, P.L. y Reid, D. (1993), Mecánica de suelos. McGraw-Hill, Santafé de Bogotá.
3
Calavera, J. (1990), Muros de contención y muros sótano. Instituto técnico de materiales y construcción, Madrid.
2
Costet, J. y Sanglerat, G. (1975), Curso práctico de mecánica de suelos. Ediciones Omega S.A., Barcelona.
2
Holtz, R.D. y Kovacs, W.D. (1981), An introduction to geotechnical engineering. Prentice-Hall, Englewood Cliffs.
3
Jiménez, J.A. y Justo, J.L. (1971), Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid.
11
Jiménez, J.A., Justo, J.L. y Serrano, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid.
11
Jiménez, J.A. et al. (1980), Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. Editorial Rueda, Madrid.
8
Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos. Editorial Limusa S.A., México.
7
Rodríguez, J.M., Serra, J. y Oteo, C. (1982), Curso aplicado de cimentaciones. Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid, Madrid.
5
Terzagui, K. y Peck, R.B. (1958), Mecánica de suelos en la ingeniería práctica. Editorial El Ateneo, Barcelona.
5
Como última modificación al listado original presentado en la tabla 1, para obtener el listado definitivo de libros a analizar se ha considerado oportuno añadir los siguientes libros: • Iglesias, C. (1997), Mecánica del suelo. Editorial Síntesis. Este libro ha sido escrito por un ingeniero de caminos para la docencia de la mecánica de suelos en la escuela de ingenieros industriales de Madrid, concretamente en la intensificación de construcción. Aunque la docencia de la geotecnia en ingeniería industrial no es objetivo de la presente tesina se ha considerado oportuno analizar este libro por tratarse de un texto en español escrito especialmente para la docencia. • Smith, G.N. (1990), Elements of soil mechanics. BSP Professional Books, London. Este libro también se ha escogido por tratarse de un libro escrito para la docencia de la mecánica de suelos, pero en especial por ser uno de los pocos libros pensados para la docencia que incluye la teoría de estados críticos o temas de suelos no saturados diferentes a los de compactación. Así, definitivamente el listado de libros analizados en el presente anejo, escogidos según los criterios presentados es el mostrado a continuación en la tabla 3. Pese a la existencia de catorce referencias en la tabla 2, en los siguientes capítulos sólo se presentan doce análisis individualizados. Ello es debido a que los libros Jiménez-Justo (1971), Jiménez-Justo-Serrano (1974) y Jiménez et al. (1980) se tratan como uno único ya que así se concibieron, tal como explica el principal responsable de la obra, J.A. Jiménez Salas en los prólogos de los tres libros.
Libros de teoría
Atkinson, J. (1993), An introduction to the mechanics of soils and foundations. McGraw-Hill, Londres. Atkinson, J. y Bransby, P.L. (1978), The mechanics of soils. An introduction to critical state soil mechanics. McGraw-Hill, Londres. Berry, P.L. y Reid, D. (1993), Mecánica de suelos. McGraw-Hill, Santafé de Bogotá. Bowles, J.E. (1982), Propiedades geofísicas de los suelos. McGraw-Hill, Bogotá. Bowles, J.E. (1987), Foundation analysis and design. McGraw-Hill, Singapur. Cassan, M. (1982), Los ensayos in situ en la mecánica del suelo. Editores técnicos asociados S.A., Barcelona. Calavera, J. (2000), Cálculo de estructuras de cimentación. Instituto técnico de materiales y construcción, Madrid. Calavera, J. (1990), Muros de contención y muros sótano. Instituto técnico de materiales y construcción, Madrid. Costet, J. y Sanglerat, G. (1975), Curso práctico de mecánica de suelos. Ediciones Omega S.A., Barcelona. Craig, R.F. (1974), Soil Mechanics. Editorial E&FN Spon, Londres. Das, B.M. (2001), Principios de ingeniería de cimentaciones. Int. Thomson Editores, Méjico D.F. Dun, I.S., Anderson, L.R. y Kiefer, F.W. (1980), Fundamentals of geotechnical analysis. John Wiley and sons, Nueva York. Holtz, R.D. y Kovacs, W.D. (1981), An introduction to geotechnical engineering. Prentice-Hall, Englewood Cliffs. Hoesch, S. (1991), Manual de cálculo de tablestacas. Ministerio de Obras Públicas y Transportes, Madrid. Fernández, C. (1982), Mejoramiento y estabilizaciones de suelos. Editorial Limusa S.A., México. González, M. (2001), El terreno. Edicions UPC, Barcelona. Jiménez, J.A. y Justo, J.L. (1971), Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez Salas, J.A., Justo, J.L. y Serrano, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez, J.A. et al. (1980), Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. Editorial Rueda, Madrid. Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos. Editorial Limusa S.A., México. Mitchell, J.K. (1993), Fundamental of soil behavior. John Wiley and sons, Nueva York. Poulos, H.G. y Davis, E.H. (1991), Elastic solution for soil and rock mechanics. Center for geotechnical reseach Univesity of Sidney, Sidney. Peck R.B., Hanson W.E. y Thornburn T.H. (1982), Ingeniería de cimentaciones. Editorial Limusa S.A., Méjico D.F. Rico, A. y Castillo, H. (1974), La ingeniería de suelos en las vías terrestres. Editorial Limusa S.A., México.
Uni. Politécnica de Cataluña E.T.S.I.C.C.P. de Barcelona
Uni. de La Coruña E.T.S.I.C.C.P. de La Coruña
Uni. de Granada E.T.S.I.C.C.P. de Granada
Uni. de Castilla y la Mancha E.T.S.I.C.C.P. de Ciudad Real
Uni. de Cantabria E.T.S.I.C.C.P. de Santander
INGENIERÍA DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS
Uni. de Burgos Esc. Politécnica Superior
Uni. Politécnica de Cataluña E.T.S.I.C.C.P. de Barcelona
Uni. de Cantabria E.T.S.I.C.C.P. de Santander
Uni. de Cádiz Escuela Politécnica Superior de Algeciras
Uni. de Burgos Esc. Politécnica Superior
ING. TÉCNICA DE OBRAS PÚBLICAS Uni. Católica de San Antonio de Murcia Escuela Universitaria Politéc.
Uni. Politécnica de Cataluña E.T.S.A. del Vallés
Uni. Politécnica de Cataluña E.T.S.A. de Barcelona
ARQUITECTURA
Uni. de Valladolid E.T.S.A. de Valladolid
Tabla 2 Bibliografía recomendada en las escuelas españolas de ingeniería civil y arquitectura.
Libros de teoría Libros de problemas Normas y otros
Rodríguez, J.M. (1987), La cimentación. Curso de rehabilitación. Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid, Madrid. Rodríguez, J.M., Serra, J. y Oteo, C. (1989), Curso aplicado de cimentaciones. Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid, Madrid. Schulze, W.E. y Simmer, K. (1970), Cimentaciones. Blume, Madrid. Serra, J., Oteo, C., García A.M. y Rodríguez J.M. (1986), Mecánica del suelo y cimentaciones. Fundación Escuela de la Edificación, Madrid. Suriol, J., Lloret, A. y Josa, A. (1985), Geotecnia. Reconocimiento del terreno. Edicions UPC, Barcelona. Terzagui, K. y Peck, R.B. (1958), Mecánica de suelos en la ingeniería práctica. Editorial El Ateneo, Barcelona. Erenas, C. (1984), Ejercicios de geotecnia y cimientos. E.T.S.I.C.C.P.M., Madrid. Ledesma, A., Gens, A. y Lloret, A. (1987), Problemas resueltos de mecánica del suelo. E.T.S.I.C.C.P.B., Barcelona. Olivella, S., Josa A., Suriol, J. y Navarro V. (1997), Mecánica de suelos. Problemas resueltos. Edicions UPC, Barcelona. Olivella, S., Josa, A. y Valencia, F.J. (1999), Cimentaciones y estructuras de contención. Problemas resueltos. Edicions UPC, Barcelona. Sutton B.H.C. (1989), Problemas resueltos de mecánica del suelo. Bellisco, Madrid. Instituto Nacional para la calidad de la edificación (1985), Normas tecnológicas de la edificación. Acondicionamiento del terreno. Cimentaciones. Ministerio de Obras Públicas y Urbanismo, Madrid. Comité europeo de normalización (1999), Eurocódigo 7. Proyecto geotécnico. AENOR, Madrid. Puertos del Estado (1994), Recomendaciones para obras marítimas ROM 0.5-94 Recomendaciones geotécnicas para el proyecto de obras marítimas y portuarias. Ministerio de Obras Públicas y Medio Ambiente Puertos del Estado, Madrid.
Uni. Politécnica de Cataluña E.T.S.I.C.C.P. de Barcelona
Uni. de La Coruña E.T.S.I.C.C.P. de La Coruña
Uni. de Granada E.T.S.I.C.C.P. de Granada
Uni. de Castilla y la Mancha E.T.S.I.C.C.P. de Ciudad Real
Uni. de Cantabria E.T.S.I.C.C.P. de Santander
INGENIERÍA DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS
Uni. de Burgos Esc. Politécnica Superior
Uni. Politécnica de Cataluña E.T.S.I.C.C.P. de Barcelona
Uni. de Cantabria E.T.S.I.C.C.P. de Santander
Uni. de Cádiz Escuela Politécnica Superior de Algeciras
Uni. de Burgos Esc. Politécnica Superior
ING. TÉCNICA DE OBRAS PÚBLICAS Uni. Católica de San Antonio de Murcia Escuela Universitaria Politéc.
Uni. Politécnica de Cataluña E.T.S.A. del Vallés
Uni. Politécnica de Cataluña E.T.S.A. de Barcelona
ARQUITECTURA
Uni. de Valladolid E.T.S.A. de Valladolid
Tabla 2 (cont.) Bibliografía recomendada en las escuelas españolas de ingeniería civil y arquitectura.
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Introducción
Tabla 3 Bibliografía analizada. Referencia bibliográfica de los textos. Atkinson, J. (1993), An introduction to the mechanics of soils and foundations. McGrawHill, Londres. Atkinson, J.H. y Bransby, P.L. (1978), The mechanics of soils. An introduction to critical state soil mechanics. McGraw-Hill, Londres. Berry, P.L. y Reid, D. (1993), Mecánica de suelos. McGraw-Hill, Santafé de Bogotá. Costet, J. y Sanglerat, G. (1975), Curso práctico de mecánica de suelos. Ediciones Omega S.A., Barcelona. Holtz, R.D. y Kovacs, W.D. (1981), An introduction to geotechnical engineering. Prentice-Hall, Englewood Cliffs. Iglesias, C. (1997), Mecánica del suelo. Editorial Síntesis. Jiménez, J.A. y Justo, J.L. (1971), Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez, J.A., Justo, J.L. y Serrano, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez, J.A. et al. (1980), Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. Editorial Rueda, Madrid. Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos. Editorial Limusa S.A., México. Rodríguez, J.M., Serra, J. y Oteo, C. (1982), Curso aplicado de cimentaciones. Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid, Madrid. Serra, J., Oteo, C., García, A.M. y Rodríguez, J.M. (1986), Mecánica del suelo y cimentaciones. Fundación Escuela de la Edificación, Madrid. Smith, G.N. (1990), Elements of soil mechanics. BSP Professional Books, London. Terzagui, K. y Peck, R.B. (1958), Mecánica de suelos en la ingeniería práctica. Editorial El Ateneo, Barcelona.
3. Aspectos analizados El análisis de cada uno de los libros escogidos en el apartado anterior se presenta de forma independiente en los siguientes capítulos. En cada capítulo, para cada libro, se presentan los siguientes apartados: 1. Introducción. En este apartado se presenta el marco en el que se ha escrito el libro y los objetivos con los que se ha redactado. También se comenta si el contenido del libro abarca simplemente temas de mecánica del suelo o también de ingeniería geotécnica. La frontera entre estos dos grupos de conocimientos (definidos en el capítulo 1 del cuerpo central de esta tesina para un entendimiento común de sus lectores), no es igual para todos los autores. Temas como estabilidad de taludes o cálculo de asientos en función del autor se enmarcan en uno u otro grupo. Siempre que aparece uno de estos temas conflictivos en un libro analizado, de los dedicados en principio exclusivamente a mecánica de suelos o a ingeniería geotécnica, se comenta. 2. Índice. Como su nombre indica aquí se reproduce el índice del libro íntegramente, y, en el caso de tratarse de un libro de lengua inglesa, se ha traducido al castellano. El disponer de la reproducción del índice permite tener una referencia exacta del libro y hacerse una primera idea de los contenidos y el orden en los que se exponen los mismos.
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
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3. Contenidos. Para poder analizar conjuntamente los libros se ha confeccionado una lista de contenidos de referencia de modo que permita describir la materia tratada en todos los libros empleando siempre los mismos conceptos, permitiendo así poder comparar entre ellos (este listado se muestra en el siguiente apartado de este capítulo). De esta forma en el tercer apartado de los análisis individualizados se muestran las componentes de la lista de contenidos que aparecen en el libro y se analizan las ausencias y las presencias más destacadas o que pueden aportar información para alcanzar los objetivos de este anejo. 4. Ordenamiento. En este apartado se muestra un listado en el que a cada capítulo del libro analizado se le asignan los contenidos listados en el apartado anterior que en él se desarrollan, de esta forma se ve el orden en el que éstos aparecen. Este listado da una información muy detallada pero difícil de analizar directamente, por ello a continuación se sintetiza presentando un esquema en el que se agrupan los capítulos en grupos temáticos de mayor orden, como temas preliminares, comportamiento tensodeformacional, o ingeniería geotécnica. Así, en primer lugar se analiza el orden de estos grandes bloques, incluso si se puede sintetizándolos aún más, y, en segundo lugar, se pasa a otro nivel de análisis en el que se estudia el orden de los contenidos en el interior de cada uno de los grupos temáticos. 5. Enfoque. En este apartado en primer lugar se analiza cómo se enfocan en el libro las explicaciones de tres aspectos: el principio de tensiones efectivas, la consolidación y el cálculo de la presión de hundimiento. Como no siempre la explicación de los tres aspectos estudiados responde a un mismo enfoque, en segundo lugar se da una clasificación general para todo el libro. La forma como se han definido los enfoques y el porque de este método de análisis se explica en el quinto apartado de este capítulo introductorio. 6. Estructura. Se presenta una tabla en la que para cada capítulo muestra el número de páginas, apartados y figuras dedicados a explicar conceptos y el número de ejemplos y ejercicios con solución que se presentan en él, así como el de páginas y figuras empleados en ellos. No se han contemplado en la tabla para posteriores análisis los ejercicios sin solución, porque en general el sentido práctico de los estudiantes hace que no empleen para el aprendizaje de una materia ejercicios de los que no disponen solución. La información presentada en esta tabla es de muy difícil estudio aisladamente, por ello en los análisis individualizados de cada libro únicamente se comentan aquellas características especiales y muy destacables a simple vista que ayudan a corroborar observaciones realizadas en los estudios anteriores, como el de ordenamiento. El análisis de la información de estas tablas se realiza en el último capítulo de este anejo en un análisis conjunto de todos los libros.
4. Análisis de los contenidos Como se ha comentado en el apartado anterior para poder analizar conjuntamente la materia tratada en todos los libros se ha confeccionado una lista de contenidos de referencia de modo que permita describirla empleando siempre los mismos conceptos para posteriormente poder comparar entre ellos. La confección de esta lista ha sido un proceso iterativo, ya que el análisis de nuevos libros a veces provocaba ampliar la lista y/o desdoblar, en dos o más, un contenido listado previamente ya que en el nuevo libro se estudiaba con menos profundidad. A continuación se muestra toda la lista. • Temas preliminares. - Definición de geotecnia y/o mecánica del suelo. - Repaso de la historia de la geotecnia. - Breve descripción de algunos problemas resueltos por la geotecnia. - Estructura del globo terrestre.
Anejo VI. Análisis bibliografía Introducción
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Definición de suelo. Definición de roca. Tipos de roca. Formación de los suelos. Clasificación de los suelos según su formación. La estratigrafía. Mineralogía de las arcillas. Fuerzas físico-químicas actuantes entre las partículas de arcilla.
• Propiedades y clasificación de los suelos. - Granulometría: definición y clasificación de los suelos. - Granulometría: obtención. - Textura de los suelos. - Forma de las partículas. - Parámetros de relación entre las fases: definición y relaciones. - Parámetros de relación entre las fases: obtención. - Límites de Atterberg: definición. - Límites de Atterberg: obtención. - Sistemas de clasificación de suelos. • Conceptos básicos de mecánica de medios continuos. - Definición de tensión y deformación. - Definición de estado tensional y deformacional. - Definición de estados tensionales y deformacionales bidimensionales. - Representación del estado tensional con el círculo de Mohr. - Representación del estado tensional con el tensor de tensiones. - Representación del estado deformacional con el círculo de Mohr. - Representación del estado deformacional con el tensor de deformaciones. - Invariantes y trayectorias de tensión y deformación. - Ecuaciones de equilibrio. - Ecuaciones constitutivas. - Principios de la teoría de elasticidad. - Principios de la teoría de plasticidad. - Viscosidad y viscoelasticidad. • Comportamiento tensión - deformación, suelo saturado. - Definición de tensión total y presión intersticial. - Principio de tensiones efectivas. - Definición de K0. - Presión de preconsolidación y grado de sobreconsolidación. - Estado tensional en terreno horizontal. - Descripción de los ensayos de carga. - Concepto de carga drenada y no drenada. - El edómetro. - Resultado de muestras sometidas a compresión unidimensional. - Representación matemática de la compresión unidimensional. - Obtención de la presión de preconsolidación. - El aparato de corte directo. - Presentación de resultados de corte directo. - El aparato de corte anular. - El aparato de corte simple. - El aparato triaxial. - Realización de un ensayo triaxial. - Resultados de triaxiales interpretados simplemente como ensayos de rotura. - Tipos de rotura.
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El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. Resistencia al corte no drenada. Resultados de triaxiales típicos. Trayectorias de tensiones en los triaxiales típicos. Interpretación cualitativa de los triaxiales típicos. Resultado de muestras sometidas a compresión isótropa. Representación matemática de la compresión isótropa. Resultados de muestras de arcillas normalmente consolidadas sometidas a triaxiales de compresión. Modelo de comportamiento de muestras normalmente consolidadas: línea de estados críticos y superficie de Roscoe. Resultados de muestras de arcillas sobreconsolidadas sometidas a triaxiales de compresión. Modelo de comportamiento de muestras sobreconsolidadas: línea de estados críticos y superficie de Hvorslev. Comportamiento elástico de los suelos. Comportamiento plástico de suelos y cálculo de deformaciones plásticas. Cálculo de presión intersticial en situaciones no drenadas. El modelo Cam-Clay. Estados de tensiones generales (generalización del comportamiento observado en condiciones triaxiales). Relación entre la situación drenada y no drenada, modelado y empleo de cada situación. Ensayo de compresión simple. Triaxiales verdaderos. Efectos de la anisotropía. Relación de los índices de Atterberg y los parámetros tenso-deformacionales. Rigidización del suelo. Evolución tensional de un suelo según su proceso de formación. Variación de cu con la profundidad. El método de las trayectorias de tensiones. Introducción al comportamiento de las arenas.
• Análisis global del terreno. - Distribuciones de tensiones y deformaciones bajo cargas en medio elástico. - Tensiones en el contacto estructura - terreno: medio elástico. - Tensiones en el contacto estructura - terreno: coeficiente de balasto. - Teoremas de colapso plástico. - Equilibrio límite. - Método de las características. - Estados de Rankine. • El agua en el terreno. - Nivel freático. - Velocidad del agua y caudal unitario. - Altura piezométrica. - Nivel piezométrico. - Ley de Darcy: definición. - Ley de Darcy: aplicación a problemas 1D. - Validez de la ley de Darcy. - Permeabilidad: factores que influyen en su valor. - Permeabilidad: suelos estratificados. - Permeabilidad: suelo anisótropo. - Permeabilidad: obtención en laboratorio. - Permeabilidad: obtención in situ. - Permeabilidad: representatividad de su valor. - Ec. de flujo: formulación.
Anejo VI. Análisis bibliografía Introducción
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Ec. de flujo: presentación de los métodos de resolución. Ec. de flujo: resolución analítica. Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo. Ec. de flujo: resolución con anisotropía. Ec. de flujo: resolución en suelo estratificado. Ec. de flujo: método de los fragmentos. Superficie libre. Sifonamiento. Hidráulica de pozos. Capilaridad, fenómeno físico (tensión superficial, ascensión capilar…). Capilaridad en suelos. Presión capilar y succión. Drenes. Condiciones de filtro. Rebajamiento del nivel freático. Electroósmosis.
• Consolidación. - Definición del fenómeno de la consolidación. - Modelo reológico. - Teoría unidimensional de Terzaghi (planteamiento y solución). - Otras teorías unidimensionales. - Consolidación radial. - Otros esquemas de consolidación. - Variación del parámetro cv. - Determinación de cv en el edómetro. - Consolidación secundaria. - Otros ensayos de consolidación. • Comportamiento tensión - deformación, suelo no saturado. - Definición de la compactación. - El ensayo Proctor. - El ensayo Harvard. - Estructura de los suelos compactados. - Compactación en obra. - Colapso de los suelos. - Hinchamiento de suelos parcialmente saturados. - Compresibilidad de suelos no saturados. - Resistencia al esfuerzo cortante de suelos parcialmente saturados. • Reconocimiento del terreno. - Presentación de los métodos de reconocimiento. - Presentación de los ensayos in situ. - Planificación del reconocimiento. - El informe geotécnico: definición y pautas de redacción. • Taludes e inestabilidad de laderas. - Tipologías de inestabilidades. - Causas de inestabilidades. - Planteamiento general del método de superficie de deslizamiento. - Análisis de taludes infinitos. - Roturas planas. - Método del círculo de rozamiento. - Método de las rebanadas. - Método de Morgenstern. - Ábacos.
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- Tracción en un talud. - Tratamiento de taludes. • Cimentaciones superficiales. - Definición y tipologías de cimentaciones superficiales. - Metodología del proyecto de cimentaciones superficiales. - Definición de tensión admisible. - Herramientas para el dimensionamiento previo. - Distribución de presiones en el plano de cimentación. - Definición y tipologías de hundimiento. - Cálculo de la presión de hundimiento por Brinch Hansen. - Cálculo de la presión de hundimiento por otros métodos. - Cálculo de la presión de hundimiento en terrenos estratificados. - Cálculo de la presión de hundimiento a partir de ensayos in situ. - El factor de seguridad (valores, variaciones…). - Asientos admisibles. - Cálculo de asientos por el método edométrico. - Cálculo de asientos por métodos elásticos. - Cálculo de asientos por el método de Skempton-Bjerrun. - Cálculo de asientos por otros métodos (Schmertmann, Janbu…). - Cálculo de asientos a partir de ensayos in situ. - Particularidades del proyecto de vigas flotantes. - Particularidades del proyecto de zapatas combinadas. - Particularidades del proyecto de losas. • Cimentaciones semiprofundas. - Cimentación por pozos. - Cimentación por cajones. • Cimentaciones profundas. - Definición y tipologías. - Descripción de los métodos constructivos de pilotes. - Metodología del proyecto de pilotaje. - Elección del tipo de pilote. - Distribución de cargas dentro del grupo. - Cálculo frente resistencia estructural. - Definición de carga de hundimiento y sus componentes. - Cálculo de contribución por punta. - Cálculo de contribución por fuste. - El efecto grupo. - Fórmulas de hinca. - Pruebas de carga. - Cálculo de asientos de pilotes. - Cálculo frente fricción negativa. - Cálculo frente acciones horizontales. - Grupos de pilotes en distintas direcciones. • Cimentaciones especiales. - Cimentaciones sobre terrenos expansivos o colapsables. - Cimentaciones sobre rellenos. - Cimentaciones sometidas a efectos dinámicos. - Edificios de gran altura. - Puentes y estribos. - Depósitos. - Patología de cimentaciones.
Anejo VI. Análisis bibliografía Introducción
• Empuje de tierras. - Descripción general de los empujes activo, en reposo y pasivo. - Empuje en reposo. - Empuje activo: método de Rankine. - Empuje activo: método de Coulomb. - Empuje activo: método de Culmann. - Método aproximado para el cálculo de cargas exteriores. - Empuje en muros en L. - Empuje en muros paralelos. - Empuje pasivo: métodos anteriores. - Empuje pasivo: método de la espiral logarítmica. • Estructuras de contención rígidas. - Tipologías de estructuras de contención rígidas. - Causas del colapso de estructuras de contención. - Metodología del proyecto de muros. - Acciones a considerar en un muro. - Herramientas para el dimensionamiento previo. - Comprobación frente vuelco y deslizamiento. - Comprobación frente hundimiento y estabilidad global. - El factor de seguridad (valores, variaciones…). - Cálculo de muros de tierra armada. - Detalles constructivos. • Estructuras de contención flexibles. - Tipologías de estructuras de contención flexibles. - Metodología del proyecto de pantallas. - Acciones a considerar en una pantalla. - Método simplificado de cálculo de pantallas en voladizo. - Métodos simplificados de cálculo de pantallas con un apoyo. - Método simplificado de cálculo de pantallas con varios niveles de anclaje. - Métodos de cálculo semiempíricos. - Ejecución de pantallas de hormigón. - Estabilidad de una zanja llena de lodo bentonítico. - Tablestacas: tipologías y ejecución. - Tablestacas: protección contra la corrosión. - Métodos de materialización de las entibaciones. - Métodos de cálculo de empujes sobre entibaciones. - Seguridad frente levantamiento del fondo. • Otros estudios geotécnicos. - Instrumentación. - Mejora del terreno. - Excavaciones en roca. Voladura. - Ataguías celulares. - Anclajes. - Geotecnia de carreteras. - Acción de la helada. - Congelación de terrenos. - Obras subterráneas. - Presas. - Silos. - Obras marítimas. - Terramecánica.
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- Estudio de cargas dinámicas. - Métodos numéricos en la geotecnia. - Modelos reducidos.
5. Análisis del enfoque A la hora de explicar un concepto científico-técnico en general y geotécnico en particular, que a los efectos de esta tesina son los que importan, se puede abordar de diferentes maneras según se ordenen las siguientes partes en las que se puede dividir una explicación: el fenómeno, la experimentación, la teoría y la práctica o aplicación. • El fenómeno es aquella parte de la explicación en la que se define el concepto que se está abordando y, en la medida de lo posible, esa definición se apoya en los mecanismos físicos que lo generan. • La experimentación muestra aquellas observaciones de la naturaleza o aquellos resultados de laboratorio que presentan el concepto que se está explicando. • La teoría desarrolla las ecuaciones que demuestran o rigen el concepto que se está abordando. • La práctica o la aplicación es la parte de la explicación en la que se describe como aplicar aquellas expresiones a la solución de problemas prácticos. Para ilustrar esto a continuación se presentan estas cuatro partes de la explicación para tres conceptos geotécnicos de características muy diferentes, el principio de tensiones efectivas, la consolidación y la presión de hundimiento. • Principio de tensiones efectivas. En este caso el fenómeno corresponde a la parte de la explicación en la que se enuncia el principio de tensiones efectivas y se explica su importancia e implicaciones; la experimentación aquella parte en la que se muestran una serie de ejemplos naturales o de laboratorio en los que se ve por ejemplo como la variación por igual de la tensión total y la intersticial no provoca cambios en el suelo y la de alguna de las dos por separado sí. La teoría en este caso sería por ejemplo la exposición de la demostración típica en la que partiendo del equilibrio de fuerzas en una sección que pasa por una serie de contactos intergranulares haciendo tender a cero el área en la que se produce ese contacto entre partículas se relacionan las tensiones efectivas con las tensiones intergranulares. La práctica en este caso, es difícil de identificar, pero sería aquella parte del desarrollo del concepto en la que se explica cómo calcular las variaciones de tensiones efectivas. • Consolidación. El fenómeno en este caso es evidente, la explicación de los mecanismos de acoplamiento flujodeformación que provocan que la deformación de un suelo se pueda diferir en el tiempo, en este caso para ayudar a comprender los conceptos expuestos en esta parte de la explicación es habitual recurrir al modelo reológico de los muelles. La experimentación es la parte de la explicación en la que se muestran ejemplos reales, como la torre de Pisa, en los que sea evidente para el estudiante la existencia del concepto que se está abordando o la muestra de resultados de laboratorio, típicamente de edómetro, en los que se vea que la deformación varía con el tiempo. La teoría normalmente corresponde al desarrollo de la formulación para modelar el problema de Terzaghi. Y la aplicación sería presentar la solución a la ecuación diferencial y mostrar como se aplica. • Presión de hundimiento. En este último caso, la parte de la explicación que se ha denominado fenómeno correspondería a la definición del concepto de presión de hundimiento, que normalmente se ayuda de la definición de los diferentes tipos de rotura y/o una gráfica de carga-asiento. La experimentación corresponde al tramo de la explicación en el que se muestran casos reales de hundimiento o resultados de modelos reducidos. La teoría consiste en el desarrollo de las diferentes expresiones de la presión de hundimiento. Y, por último, la práctica corresponde a mostrar las diferentes expresiones a emplear para calcular la presión de hundimiento en diferentes supuestos, y cómo debe emplearse en el marco del proyecto de una cimentación, lo que incluye entre otras cosas la definición de factor de seguridad.
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Introducción
Pensando en los ejemplos acabados de ver es fácil imaginar que en los desarrollos de los libros se pueden encontrar casi todas las combinaciones posibles de las cuatro partes de las explicaciones presentadas, y el análisis llevado a cabo así lo demuestra. Se pueden encontrar explicaciones que comiencen por la experimentación, pasen al fenómeno, luego a la teoría y por último a la práctica, o por el contrario otras que desarrollen primero la teoría, luego presenten el fenómeno y por último muestren la veracidad de lo explicado con la experimentación. U otras más simplistas que solamente expliquen el fenómeno y la práctica. Es evidente que cada uno de los órdenes en los que se expongan las partes presentadas de una explicación responden a un enfoque diferente, como no es objeto de esta tesina dar a cada uno de estos enfoques un nombre para denominarlos, a la hora de definir el enfoque de un libro simplemente se dice con qué partes y en qué orden se abordan en el libro las explicaciones. Pero es muy difícil aplicar lo presentado hasta el momento, la definición del enfoque, a todo un libro de geotecnia. Principalmente ello se debe a la complejidad de la materia que se explica, en la que hay conceptos muy empíricos de difícil o imposible demostración teórica, como el comportamiento logarítmico del suelo en el edómetro, mientras que hay otros que sí permiten demostraciones teóricas, como la ley de movimiento del agua en el suelo saturado, y existen otros conceptos más ingenieriles, como las técnicas de mejora del terreno o las de reconocimiento, que requieren enfoques simplemente descriptivos y prácticos por su propia naturaleza y aplicación. Debido a ello aunque un autor defina de antemano un enfoque para sus explicaciones es muy difícil mantenerlo a lo largo de todo un libro, ya que existen contenidos que no permitirán emplearlo. Todo esto hace muy difícil, dado un libro, dar con un único adjetivo, o un orden de las partes de la explicación, que defina su enfoque. Por ello para abordar el análisis del enfoque se han analizado las maneras de explicar tres conceptos (los utilizados en los ejemplos anteriores): • El principio de tensiones efectivas, por ser una pieza clave en la mecánica de suelos, por lo que es de esperar que los autores pongan especial énfasis en su explicación, pero que presenta la dificultad de ser de difícil demostración teórica. • La consolidación, por tratarse de un fenómeno para el estudio del cual se han desarrollado modelos matemáticos de fácil demostración teórica. • El cálculo de las presiones de hundimiento, por tratarse de un tema más aplicado, más propio de ingeniería geotécnica que de mecánica de suelos. Así en los próximos capítulos dedicados al análisis individualizado de cada uno de los libros, en el quinto apartado (Enfoque), se comentan las formas en las que se han explicado estos tres conceptos, y posteriormente se comenta el enfoque de todo el conjunto del libro, pese a la dificultad y la falta de exactitud que ello representa como se ha explicado, pero se hace con la intención de dar una idea general, lo más veraz posible, del enfoque con el que se ha escrito el libro.
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Atkinson, J. (1993), An introduction to the mechanics of soils and foundations
Atkinson, J. (1993), An introduction to The Mechanics of Soil and Foundations. McGraw-Hill, Londres. 1. Introducción Este libro es presentado por su autor en el prólogo como un texto destinado a la docencia de un curso introductorio de geotecnia, abarcando desde la definición de suelo hasta el análisis del comportamiento de cimentaciones y estructuras de contención. Concretamente el profesor Atkinson da clases en la City Univesity en la que en el primer curso de ingeniería civil entre otras asignaturas se imparte una destinada al estudio del comportamiento de materiales y otra a geología en las que se destinan unas pocas clases a introducir el vocabulario básico de la geotecnia. En segundo curso hay una asignatura destinada a la enseñanza de la mecánica del suelo y la ingeniería geotécnica, en la que se imparten los modelos de estados crítico desde el principio del curso y los problemas de estabilidad de estructuras geotécnicas se abordan a través de los teoremas de colapso plástico, aparte de introducir los métodos de equilibrio límite y las tablas y ábacos estándares. Esta formación geotécnica finaliza en tercer curso con una asignatura mucho más práctica y encarada al proyecto de estructuras geotécnicas. En este marco este libro se presenta para cubrir las enseñanzas del segundo curso. Este libro es especialmente interesante, y se distingue de sus contemporáneos homólogos en objetivos docentes, por ser uno de los pocos textos destinado a un primer curso completo de geotecnia en el que se explican los modelos de estado crítico y éstos se emplean como ayuda al resto de explicaciones, aplicando esa teoría al análisis geotécnico.
2. Índice Capítulo 1.Introducción a la ingeniería geotécnica. 1.1 ¿Qué es la ingeniería geotécnica? 1.2 Principios de la ingeniería. 1.3 Fundamentos de la mecánica. 1.4 Comportamiento de los materiales. 1.5 Características básicas de los suelos. 1.6 Tipos básicos de estructuras geotécnicas. 1.7 Factores de seguridad y factores de carga. 1.8 Resumen. Capítulo 2. Principios de Mecánica. 2.1 Introducción. 2.2 Tensión y deformación. 2.3 Tensión plana y simetría axial. 2.4 Mecánica de sólidos rígidos. 2.5 Estudio de las tensiones. 2.6 Estudio de las deformaciones. 2.7 Relación de tensiones (σ/τ) y dilatancia. 2.8 Superficies de deslizamiento. 2.9 Resumen. Capítulo 3. Fundamentos del comportamiento de los materiales.
3.1 Relación tensión-deformación, endurecimiento y resistencia. 3.2 Elección de parámetros para la tensión y la deformación. 3.3 Ecuaciones constitutivas. 3.4 Resistencia. 3.5 Elasticidad. 3.6 Plasticidad perfecta. 3.7 Comportamiento combinado elasto-plástico. 3.8 Los efectos del tiempo. 3.9 Resumen. Capítulo 4. Estructura de la Tierra. 4.1 Introducción. 4.2 La corteza terrestre. 4.3 Los procesos geológicos. 4.4 Estratigrafía y la edad de los suelos y las rocas. 4.5 Depósitos de suelos naturales. 4.6 Eventos geológicos recientes. 4.7 Importancia de la geología en la ingeniería geotécnica. Capítulo 5. Clasificación de los suelos. 5.1 Descripción y clasificación.
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5.2 Descripción de los suelos. 5.3 Tamaño, granulometría y forma de las partículas sólidas. 5.4 Propiedades de las partículas finas. 5.5 Porosidad, humedad y peso específico. 5.6 Límites de consistencia. 5.7 Parámetros que definen el estado actual. 5.8 Origen de los suelos. 5.9 Ejercicio práctico sencillo. 5.10 Resumen. Capítulo 6. Presión intersticial, tensión efectiva y drenaje. 6.1 Introducción. 6.2 Tensión total. 6.3 Presión intersticial. 6.4 Tensión efectiva. 6.5 Importancia de las tensiones efectivas. 6.6 Demostración del principio de tensiones efectivas. 6.7 Cambio de volumen y drenaje. 6.8 Carga drenada, carga no drenada y consolidación. 6.9 Límite entre procesos drenados y no drenados. 6.10 Resumen. Capítulo 7. Ensayos de laboratorio. 7.1 Objetivos de los ensayos de laboratorio. 7.2 Normalización y especificaciones de los ensayos. 7.3 Clasificación básica de los ensayos. 7.4 Medida del coeficiente de permeabilidad. 7.5 Principales características de los ensayos de carga. 7.6 El edómetro, compresión y consolidación unidimensional. 7.7 Ensayos de corte. 7.8 Ensayo triaxial convencional. 7.9 Célula triaxial hidráulica: ensayo con trayectoria de tensiones. 7.10 Comentarios sobre los ensayos de suelos. 7.11 Resumen. Capítulo 8. Compresión e hinchamiento. 8.1 Introducción. 8.2 Compresión e hinchamiento isótropo. 8.3 Sobreconsolidación. 8.4 Diferencia de compresibilidad entre estados ligeramente y muy sobreconsolidados. 8.5 Compresión e hinchamiento unidimensional. 8.6 Pruebas de laboratorio de compresión y descompresión de suelos. 8.7 Resumen.
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Capítulo 9. Resistencia de los suelos. 9.1 Comportamiento del suelos en ensayos de corte. 9.2 Resistencia de pico, final y residual. 9.3 Estados críticos. 9.4 Resistencia no drenada. 9.5 Normalización. 9.6 La rotura medida en ensayos triaxiales. 9.7Relaciones entre la resistencia medida en ensayos de corte y triaxiales. 9.8 Investigaciones experimentales simples sobre estados críticos. 9.9 Cohesión real de los suelos. 9.10 Estimación de los parámetros resistentes a partir de los ensayos de clasificación. 9.11 Resumen. Capítulo 10. Estados de pico. 10.1 Introducción. 10.2 Envolvente de Mohr-Coulomb en ensayos de corte. 10.3 Envolvente de Mohr-Coulomb en ensayos triaxiales. 10.4 Curva de estados de pico. 10.5 Estados de pico y dilatancia. 10.6 Variación de la resistencia de pico con el estado inicial. 10.7 Resumen. Capítulo 11. Comportamiento del suelo antes de la rotura. 11.1 Introducción. 11.2 Zona de suelos normalmente consolidada o ligeramente sobreconsolidada y zona muy sobreconsolidada. 11.3 Superficie de fluencia de los estados de suelo. 11.4 Comportamiento elástico en el interior de la superficie de fluencia. 11.5 Carga sin drenaje sobre la superficie de límite (fluencia). 11.6 Relación de tensión (q/p) y dilatancia (dεv/dεs). 11.7 Reblandecimiento del suelo más allá de los estados de pico y el desarrollo de las superficies de fluencia. 11.8 Resumen. Capítulo 12. Cam clay. 12.1 Introducción. 12.2 Características básicas del modelo Cam clay. 12.3 Superficie límite de estados de suelos para el modelo Cam clay ordinario. 12.4 Cálculo de deformaciones plásticas.
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12.5 Fluencia y endurecimiento. 12.6 Ecuaciones constitutivas completas del modelo Cam clay ordinario. 12.7 Aplicación de Cam clay en diseño. 12.8 Resumen. Capítulo 13. Rigidez del suelo. 13.1 Introducción. 13.2 Cam clay y la rigidez del suelo. 13.3 Relaciones rigidez-deformación para suelos. 13.4 La deformación en el terreno. 13.5 Medida de la rigidez del suelo en ensayos de laboratorio. 13.6 Rigidez del suelo frente pequeñas y muy pequeñas deformaciones. 13.8 Resumen. Capítulo 14. Consolidación. 14.1 Mecanismo básico de consolidación. 14.2 Teoría unidimensional de la consolidación. 14.3 Las isocronas. 14.4 Propiedades de las isocronas. 14.5 Solución para la consolidación unidimensional de acuerdo a isocronas parabólicas. 14.6 Otras soluciones a la consolidación. 14.7 Determinación de cv con el ensayo edométrico. 14.8 Proceso de carga lento y consolidación. 14.9 Resumen. Capítulo 15. Formación y estructura de los suelos naturales. 15.1 Características de los suelos naturales. 15.2 Formación de suelos naturales: compresión e hinchamiento unidimensional. 15.3 Edad del suelo y procesos evolutivos. 15.4 Vibración y compactación. 15.5 Consolidación secundaria. 15.6 Cementación. 15.7 Fenómenos meteorológicos en la formación de suelos. 15.8 Cambios en la salinidad del agua intersticial. 15.9 Resumen. Capítulo 16. Reconocimiento del terreno. 16.1 Introducción. 16.2 Objetivos del reconocimiento. 16.3 Planificación y ejecución del reconocimiento. 16.4 Catas, sondeos y tomamuestras. 16.5 Ensayos in situ.
16.6 Variación de las propiedades del suelo con la profundidad. 16.7 Reconocimiento del agua freática y obtención de la permeabilidad. 16.8 Informes del reconocimiento. 16.9 Resumen. Capítulo 17. Flujo estacionario. 17.1 Estados del agua freática. 17.2 Problemas prácticos del flujo de agua freática. 17.3 Principios del flujo estacionario. 17.4 Flujo por una red de flujo simple. 17.5 Red de flujo para filtración bidimensional. 17.6 Tubificación y erosión. 17.7 Filtración a través de suelos anisótropos. Capítulo 18. Estudio de la estabilidad de estructuras geotécnicas a través de métodos límite. 18.1 Introducción. 18.2 Teoremas de colapso plástico. 18.3 Mecanismos compatibles de superficies de deslizamiento. 18.4 Trabajo realizado por tensiones internas y por las cargas exteriores. 18.5 Límite superior de la carga de hundimiento de una cimentación. 18.6 Estados tensionales en equilibrio en discontinuidades. 18.7 Límite inferior de la carga de hundimiento de una cimentación. 18.8 Obtención de cotas superiores e inferiores empleando abanicos. 18.9 Solución exacta de la capacidad portante de una cimentación superficial. 18.10 Resumen. Capítulo 19. Método de equilibrio límite. 19.1 Teoría del método de equilibrio límite. 19.2 Soluciones simples con equilibrio límite. 19.3 Análisis de la cuña de Coulomb. 19.4 Círculo de deslizamiento simple para analizar una carga no drenada. 19.5 Método del círculo de deslizamiento para una carga drenada. El método de las rebanadas. 19.6 Otros métodos de equilibrio límite. 19.7 Soluciones de equilibrio límite. 19.8 Resumen. Capítulo 20. Estabilidad de taludes. 20.1 Introducción. 20.2 Tipos de inestabilidades. 20.3 Cambios de tensiones en taludes.
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20.4 Influencia del agua en estabilidad de taludes. 20.5 Elección de los parámetros resistentes y del factor de seguridad. 20.6 Estabilidad de taludes infinitos. 20.7 Estabilidad de cortes verticales. 20.8 Ábacos adimensionales para analizar la estabilidad de taludes. 20.9 Comportamiento de excavaciones simples. 20.10 Resumen. Capítulo 21. Empujes y estabilidad de estructuras de contención. 21.1 Introducción. 21.2 Tipos de estructuras de contención. 21.3 Fallos de las estructuras de contención. 21.4 Cambio de las tensiones en el terreno cerca de estructuras de contención. 21.5 Influencia del agua sobre las estructuras de contención. 21.6 Cálculo de empujes en condiciones drenadas. 21.7 Cálculo de empujes en condiciones no drenadas. 21.8 Estabilidad global. 21.9 Elección de los parámetros resistentes y el factor de seguridad. 21.10 Resumen. Capítulo 22. Capacidad portante y asientos de cimentaciones superficiales.
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
22.1 Tipos de cimentaciones. 22.2 Comportamiento de las cimentaciones. 22.3 Cambio de tensiones debido a las cimentaciones. 22.4 Capacidad portante de cimentaciones superficiales. 22.5 Elección de los parámetros resistentes y del factor de carga para cimentaciones. 22.6 Cimentaciones sobre arena. 22.7 Cimentaciones sobre suelo elástico. 22.8 Asiento en condiciones unidimensionales. 22.9 Resumen. Capítulo 23. Cimentaciones profundas: pilotes. 23.1 Tipos de pilotes. 23.2 Resistencia de punta de un pilote aislado. 23.3 Resistencia de fuste. 23.4 Ensayos de pilotes y las fórmulas de hinca. 23.5 Capacidad de un grupo de pilotes. 23.6 Resumen. Capítulo 24. Modelización por centrifugación. 24.1 Modelos en ingeniería. 24.2 Regla de escala y análisis dimensional. 24.3 Modelos a escala en geotecnia. 24.4 Objetivos de los modelos. 24.5 Centrifugadoras geotécnicas. 24.6 Control e instrumentación de modelos centrífugos. 24.7 Resumen.
3. Contenidos Según el listado presentado en el capítulo introductorio de este anejo los contenidos de este libro son los siguientes. • Temas preliminares. - Definición de geotecnia y/o mecánica del suelo. - Estructura del globo terrestre. - Definición de suelo. - Definición de roca. - Formación de los suelos. - La estratigrafía. • Propiedades y clasificación de los suelos. - Granulometría: definición y clasificación de los suelos. - Granulometría: obtención. - Parámetros de relación entre las fases: definición y relaciones. - Parámetros de relación entre las fases: obtención. - Límites de Atterberg: definición. - Límites de Atterberg: obtención.
• Conceptos básicos de mecánica de medios continuos. - Definición de tensión y deformación. - Definición de estado tensional y deformacional. - Definición de estados tensionales y deformacionales bidimensionales. - Representación del estado tensional con el círculo de Mohr. - Representación del estado deformacional con el círculo de Mohr. - Invariantes y trayectorias de tensión y deformación. - Ecuaciones constitutivas. - Principios de la teoría de elasticidad. - Principios de la teoría de plasticidad.
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Atkinson, J. (1993), An introduction to the mechanics of soils and foundations
• Comportamiento tensión - deformación, suelo saturado. - Definición de tensión total y presión intersticial. - Principio de tensiones efectivas. - Definición de K0. - Presión de preconsolidación y grado de sobreconsolidación. - Descripción de los ensayos de carga. - Concepto de carga drenada y no drenada. - El edómetro. - Resultado de muestras sometidas a compresión unidimensional. - Representación matemática de la compresión unidimensional. - El aparato de corte directo. - El aparato de corte simple. - El aparato triaxial. - Realización de un ensayo triaxial. - Tipos de rotura. - El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. - Resistencia al corte no drenada. - Trayectorias de tensiones en los triaxiales típicos. - Resultado de muestras sometidas a compresión isótropa. - Representación matemática de la compresión isótropa. - Modelo de comportamiento de muestras normalmente consolidadas: línea de estados críticos y superficie de Roscoe. - Modelo de comportamiento de muestras sobreconsolidadas: línea de estados críticos y superficie de Hvorslev. - Comportamiento elástico de los suelos. - Comportamiento plástico de suelos y cálculo de deformaciones plásticas. - El modelo Cam-Clay. - Rigidización del suelo. - Evolución tensional de un suelo según su proceso de formación. • Análisis global del terreno. - Teoremas de colapso plástico. - Equilibrio límite. • El agua en el terreno. - Velocidad del agua y caudal unitario. - Altura piezométrica. - Ley de Darcy: definición. - Ley de Darcy: aplicación a problemas 1D. - Permeabilidad: factores que influyen en su valor. - Permeabilidad: obtención en laboratorio. - Permeabilidad: obtención in situ.
- Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo. - Ec. de flujo: resolución con anisotropía. - Sifonamiento. - Capilaridad en suelos. • Consolidación. - Definición del fenómeno de la consolidación. - Teoría unidimensional de Terzaghi (planteamiento y solución). - Determinación de cv en el edómetro. • Reconocimiento del terreno. - Presentación de los métodos de reconocimiento. - Presentación de los ensayos in situ. • Taludes e inestabilidad de laderas. - Tipologías de inestabilidades. - Causas de inestabilidades. - Planteamiento general del método de superficie de deslizamiento. - Análisis de taludes infinitos. - Roturas planas. - Método de las rebanadas. • Cimentaciones superficiales. - Definición y tipologías de cimentaciones superficiales. - Definición de tensión admisible. - Definición y tipologías de hundimiento. - Cálculo de la presión de hundimiento por otros métodos. - Cálculo de la presión de hundimiento a partir de ensayos in situ. - Cálculo de asientos por el método edométrico. - Cálculo de asientos por métodos elásticos. • Cimentaciones profundas. - Definición y tipologías. - Definición de carga de hundimiento y sus componentes. - Cálculo de contribución por punta. - Cálculo de contribución por fuste. - El efecto grupo. - Fórmulas de hinca. • Empuje de tierras. - Descripción general de los empujes activo, en reposos y pasivo. - Empuje activo: método de Coulomb. • Estructuras de contención rígidas.
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- Tipologías de estructuras de contención rígidas. - Causas del colapso de estruturas de contención. - Acciones a considerar en un muro. - El factor de seguridad (valores,variaciones…).
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
• Estructuras de contención flexibles. - Tipologías de estructuras de contención flexibles. - Acciones a considerar en una pantalla. • Otros estudios geotécnicos. - Modelos reducidos.
Comparando este listado y el presentado en el capítulo introductorio, que recogía todos los conceptos definidos a través del análisis de todos los libros, destacan varios aspectos. En primer lugar la ausencia de temas dedicados al comportamiento del suelo no saturado, por ser, junto con el de cimentaciones semiprofundas, los únicos bloques de contenidos en los que han sido ordenados en el listado original que no aparecen en este libro. Esto corrobora lo comentado en el apartado introductorio, que se trata realmente de un libro de geotecnia, no simplemente de mecánica del suelo. En segundo lugar destacan los pocos contenidos que aparecen en los temas dedicados a ingeniería geotécnica, más enfocados al análisis geotécnico de las estructuras que al proyecto de éstas. Así se notan a faltar la mayoría de contenidos relacionados con el proyecto, por ejemplo no se abordan aspectos como la metodología del proyecto de cimentaciones o de estructuras de contención. Por el contrario en la primera parte del libro, la dedicada a mecánica del suelo, aun sin tratarse con mucha profundidad, aparecen la mayoría de los contenidos, notándose sólo a faltar algunos aspectos puntuales y el único tema más general que queda sin tratar es el de análisis global del terreno en servicio. Los contenidos de esta primera parte son una de las virtudes de este libro ya que se abordan temas como los modelos de estado crítico, en cuanto a comportamiento tensión-deformación de suelo saturado, o los teoremas de colapso plástico, en cuanto análisis global del terreno, nada habituales en libros de este tipo. Por último es destacable la presencia de un capítulo dedicado a las modelos en centrífuga, un tema muy específico y de difícil justificación su presencia.
4. Ordenamiento de los contenidos A continuación se presentan los capítulos del libro con los contenidos listados en el apartado anterior que se tratan en cada uno. De esta manera se muestra el orden en el que se exponen esos contenidos presentados anteriormente. 1.Introducción a la ingeniería geotécnica. - Definición de geotecnia y/o mecánica del suelo. 2. Principios de Mecánica. - Definición de tensión y deformación. - Definición de estado tensional y deformacional. - Definición de estados tensionales y deformacionales bidimensionales. - Representación del estado tensional con el círculo de Mohr. - Representación del estado deformacional con el círculo de Mohr. 3. Fundamentos del comportamiento de los materiales. - Invariantes y trayectorias de tensión y deformación. - Ecuaciones constitutivas. - Principios de la teoría de elasticidad. - Principios de la teoría de plasticidad.
4. Estructura de la Tierra. - Estructura del globo terrestre. - Definición de suelo. - Definición de roca. - Formación de los suelos. - La estratigrafía. 5. Clasificación de los suelos. - Granulometría: definición y clasificación de los suelos. - Granulometría: obtención. - Parámetros de relación entre las fases: definición y relaciones. - Límites de Atterberg: definición. - Límites de Atterberg: obtención. 6. Presión intersticial, tensión efectiva y drenaje. - Definición de tensión total y presión intersticial. - Principio de tensiones efectivas.
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Atkinson, J. (1993), An introduction to the mechanics of soils and foundations
- Concepto de carga drenada y no drenada. - Capilaridad en suelos. - Definición del fenómeno de la consolidación. - Ley de Darcy: definición. 7. Ensayos de laboratorio. - Parámetros de relación entre las fases: obtención. - Permeabilidad: obtención en laboratorio. - Descripción de los ensayos de carga. - El edómetro. - El aparato de corte directo. - El aparato de corte simple. - El aparato triaxial. - Realización de un ensayo triaxial.
14. Consolidación. - Definición del fenómeno de la consolidación. - Teoría unidimensional de Terzaghi (planteamiento y solución). - Determinación de cv en el edómetro. 15. Formación y estructura de los suelos naturales. - Evolución tensional de un suelo según su proceso de formación. 16. Reconocimiento del terreno. - Presentación de los métodos de reconocimiento. - Presentación de los ensayos in situ. - Permeabilidad: obtención in situ.
8. Compresión e hinchamiento. - Resultado de muestras sometidas a compresión isótropa. - Representación matemática de la compresión isótropa. - Resultado de muestras sometidas a compresión unidimensional. - Representación matemática de la compresión unidimensional. - Definición de K0. - Presión de preconsolidación y grado de sobreconsolidación.
17. Flujo estacionario. - Velocidad del agua y caudal unitario. - Altura piezométrica. - Ley de Darcy: definición. - Ley de Darcy: aplicación a problemas 1D. - Permeabilidad: factores que influyen en su valor. - Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo. - Ec. de flujo: resolución con anisotropía. - Sifonamiento.
9. Resistencia de los suelos. - Tipos de rotura. - Resistencia al corte no drenada.
18. Estudio de la estabilidad de estructuras geotécnicas a través de métodos límite. - Teoremas de colapso plástico.
10. Estados de pico. - El criterio de rotura de Mohr-Coulomb.
19. Método de equilibrio límite. - Equilibrio límite. - Planteamiento general del método de superficie de deslizamiento. - Método de las rebanadas. - Empuje activo: método de Coulomb.
11. Comportamiento del suelo antes de la rotura. - Modelo de comportamiento de muestras normalmente consolidadas: línea de estados críticos y superficie de Roscoe. - Modelo de comportamiento de muestras sobreconsolidadas: línea de estados críticos y superficie de Hvorslev. - Comportamiento elástico de los suelos. 12. Cam clay. - Comportamiento plástico de suelos y cálculo de deformaciones plásticas. - El modelo Cam-Clay. 13. Rigidez del suelo. - Rigidización del suelo.
20. Estabilidad de taludes. - Tipologías de inestabilidades. - Causas de inestabilidades. - Análisis de taludes infinitos. - Roturas planas. 21. Empujes y estabilidad de estructuras de contención. - Descripción general de los empujes activo, en reposos y pasivo. - Empuje activo: método de Coulomb. - Tipologías de estructuras de contención rígidas.
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
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- Causas del colapso de estruturas de contención. - Acciones a considerar en un muro. - El factor de seguridad (valores,variaciones…). - Tipologías de estructuras de contención flexibles. - Acciones a considerar en una pantalla. 22. Capacidad portante y asientos de cimentaciones superficiales. - Definición y tipologías de cimentaciones superficiales. - Definición de tensión admisible. - Definición y tipologías de hundimiento. - Cálculo de la presión de hundimiento por otros métodos.
- Cálculo de la presión de hundimiento a partir de ensayos in situ. - Cálculo de asientos por el método edométrico. - Cálculo de asientos por métodos elásticos. 23. Cimentaciones profundas: pilotes. - Definición y tipologías. - Definición de carga de hundimiento y sus componentes. - Cálculo de contribución por punta. - Cálculo de contribución por fuste. - El efecto grupo. - Fórmulas de hinca. 24. Modelización por centrifugación. - Modelos reducidos.
Este listado de contenidos, presentados en el orden en el que aparecen en el libro se puede simplificar aunando los capítulos en grandes bloques temáticos de la siguiente manera: • Temas preliminares. 1. Introducción a la ingeniería geotécnica. 2. Principios de Mecánica. 3. Fundamentos del comportamiento de los materiales. 4. Estructura de la Tierra. 5. Clasificación de los suelos. • Comportamiento mecánico de los suelos. 6. Presión intersticial, tensión efectiva y drenaje. 7. Ensayos de laboratorio. 8. Compresión e hinchamiento. 9. Resistencia de los suelos. 10. Estados de pico. 11. Comportamiento del suelo antes de la rotura. 12. Cam clay. 13. Rigidez del suelo. 14. Consolidación. • Reconocimiento del terreno 15. Formación y estructura de los suelos naturales. 16. Reconocimiento del terreno. • El agua en el terreno. 17. Flujo estacionario. • Análisis global del terreno. 18. Estudio de la estabilidad de estructuras geotécnicas a través de métodos límite. 19. Método de equilibrio límite. • Ingeniería geotécnica. 20. Estabilidad de taludes. 21. Empujes y estabilidad de estructuras de contención. 22. Capacidad portante y asientos de cimentaciones superficiales. 23. Cimentaciones profundas: pilotes.
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Atkinson, J. (1993), An introduction to the mechanics of soils and foundations
• Modelos en geotecnia. 24. Modelización por centrifugación. Este esquema que resume el orden en el que aparecen los contenidos en el libro sintetizándolos en siete bloques, se puede intentar comprimirlo más e igualarlo a la de la mayoría de los libros analizados aunando los bloques intermedios en uno, así quedarían los siguientes tres grandes bloques: 1. Introducción o temas preliminares. 2. Mecánica de suelos. 3. Ingeniería geotécnica. Pero esta reagrupación tiene dos defectos. El primero, y más llamativo, que en esos bloques intermedios aunados bajo el nombre de mecánica de suelos existe uno titulado reconocimiento del terreno colocado justo entre el de comportamiento mecánico de los suelos y el del agua en el terreno, que contiene dos capítulos. Uno dedicado al reconocimiento del terreno, tema más propio de los temas de ingeniería geotécnica pero que está colocado a tres capítulos de esos temas. El otro titulado Formación y estructura de los suelos naturales que es un tema, a juzgar por el título, más propio del bloque de temas preliminares, aunque no es así porque analiza la formación desde el punto de vista del comportamiento tenso – deformacional. El hecho de unir en el orden ambos temas, primero el de la estructura de los suelos naturales y posteriormente el de reconocimiento tiene cierto interés, porque uno de los objetivos del reconocimiento es identificar la estructura del suelo; unirlos puede ser positivo y en ello este libro es innovador. El otro defecto de la reagrupación presentada está en los temas preliminares, en los que se introducen dos capítulos dedicados a recordar los principios de la mecánica y del comportamiento de los materiales. Éstos, aún ser realmente temas preliminares, tendrían más sentido cerca de los capítulos de comportamiento mecánico de los suelos y no con los capítulos Estructura de la Tierra y Clasificación de los suelos separándolos de ellos. Visto ya que el libro cumple la estructura típica (Temas preliminares / Mecánica del suelo / Ingeniería geotécnica) salvo los aspectos presentados, se analizan cada uno de los bloques por separado. El primer gran bloque tiene un primer objetivo doble, presentar la geotecnia para lo que emplea el primer capítulo y presentar el suelo para lo que utiliza los dos últimos capítulos (4 y 5). El segundo objetivo es presentar las bases de la mecánica y del comportamiento de los materiales para entender posteriormente el comportamiento del suelo. Este objetivo se desarrolla en los capítulos 2 y 3. Como se ha comentado con anterioridad la estructura de este capítulo ganaría coherencia si se invirtiese la ordenación de los capítulos 2 y 3 con los 4 y 5. El segundo gran bloque, obviando el problema de los dos capítulos intermedios de reconocimiento y estructura de los suelos naturales que deberían estar en el último bloque, explica en primer lugar el comportamiento tensión - deformación y la resistencia del terreno, luego consolidación, flujo de agua en el terreno y por último análisis global del terreno en rotura. El primer capítulo de este bloque se dedica a explicar el concepto de tensión intersticial y efectiva, pero además se aprovecha y se introducen los conceptos de carga drenada y no drenada y consolidación, sólo a efecto de introducción, este capítulo es muy positivo para que desde un primer momento el lector sea consciente de la principal problemática del estudio del comportamiento del suelo. El orden en el que se explican los conceptos de comportamiento mecánico de los suelos es curioso e innovador, ya que en primer lugar se explica el comportamiento del suelo bajo compresión isótropa y confinada, posteriormente se estudian los modelos de rotura y, por último, el comportamiento del suelo antes de rotura. Tras estos temas se desarrolla el tema de la consolidación, antes del de flujo, ello es posible porque la ley de Darcy y el concepto de gradiente hidráulico se han introducido con anterioridad. En este aspecto este libro también es novedoso, ya que normalmente siempre se explica la consolidación tras explicar flujo, este libro puede invertir esta costumbre por haber introducido los conceptos imprescindibles de flujo para poder desarrollar la teoría de la consolidación unidimensional con anterioridad. Tras el capítulo de flujo se desarrollan los capítulos dedicados al análisis global del terreno en rotura, estos estarían mejor situados tras los de comportamiento mecánico de los suelos, para darles continuidad.
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
El último bloque de este libro, ingeniería geotécnica, sin tener en cuenta el último capítulo de modelos en geotecnia un poco fuera de lugar, trata los temas de estabilidad de taludes, estructuras de contención y cimentaciones, en este orden que se acaban de enumerar. El hecho que el primero de los temas que se aborda sea el de taludes, es la mejor manera de dar continuidad al libro al cambiar del bloque de mecánica de suelos al de ingeniería geotécnica, ya que el bloque de mecánica de suelos finaliza con un capítulo dedicado a los métodos de equilibrio límite. Una vez definido como primer tema del bloque el de taludes parece correcto seguirle con el de estructuras de contención, por estar ambos relacionados. La situación de los temas dedicados a cimentaciones, tras los anteriores, únicamente presenta el problema que las estructuras de contención requieren de la comprobación de hundimiento uno de los temas centrales del capítulo de cimentaciones superficiales. En este caso este inconveniente no existe ya que, como se ha comentando, en estos temas de estructuras geotécnicas no se abordan aspectos de proyecto, simplemente se analiza el comportamiento de ellas.
5. Enfoque Tal y como se ha explicado en el capítulo de introducción de este anejo, es extremadamente difícil dada la naturaleza de la materia que se expone, definir un único adjetivo que defina el enfoque de un libro de geotecnia. Por ello a modo de ejemplo en primer lugar se muestra el enfoque con que se han abordado las explicaciones relativas al principio de tensiones efectivas, a la teoría de la consolidación y a la presión de hundimiento de cimentaciones superficiales. Definiendo el enfoque según el orden en el que aparezcan las partes de la explicación definidas en el capítulo de introducción de este anejo como fenómeno, experimentación, teoría y práctica. En el caso de la tensión efectiva se trata de un enfoque tipo experimentación – fenómeno - teoría – práctica, aunque en este caso en el apartado de teoría no se demuestra la relación entre la tensión efectiva y las tensiones intergranulares sino se comenta las dificultades e inconvenientes de realizar esa demostración. Las explicaciones relativas a la consolidación son fenómeno – teoría, faltando las partes de experimentación y práctica. Lo mismo sucede en el caso la presión de hundimiento. Se observa que los tres enfoques no coinciden, pero en general puede afirmarse que los dos últimos son muy representativos, en general en el libro se muestra en primer lugar el fenómeno y posteriormente la teoría, obviando casi siempre la experimentación. Esto corrobora las explicaciones del autor en el prólogo, en el que dice no haber presentado en el libro ningún resultado real de laboratorio deliberadamente por tratarse de un texto docente para estudiantes universitarios, ya que esta práctica, presentar directamente un comportamiento idealizado, consigue un texto más sencillo, claro y directo, en general más útil para el alumno.
6. Estructura En primer lugar, en la siguiente página se presenta la tabla con la información necesaria para analizar la estructura del libro, tal y como se anunciaba en el capítulo introductorio de este anejo. El único análisis individualizado que se puede hacer de la estructura de este libro, antes de comparar con el resto de textos analizados es que este libro está muy estructurado como lo demuestra un índice de páginas por apartado de 1.3 muy homogéneo a lo largo de todo él. Y también se trata de un libro muy ilustrado como lo demuestra un índice de aproximadamente una figura por página.
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Atkinson, J. (1993), An introduction to the mechanics of soils and foundations
Ejemplos o ejercicios con solución
Apartados
Figuras
Páginas
Ejem. o ejerc.
Figuras
1. Introducción a la ingeniería geotécnica. 2. Principios de Mecánica. 3. Fundamentos del comportamiento de los materiales. 4. Estructura de la Tierra. 5. Clasificación de los suelos. 6. Presión intersticial, tensión efectiva y drenaje. 7. Ensayos de laboratorio. 8. Compresión e hinchamiento. 9. Resistencia de los suelos. 10. Estados de pico. 11. Comportamiento del suelo antes de la rotura. 12. Cam clay. 13. Rigidez del suelo. 14. Consolidación. 15. Formación y estructura de los suelos naturales. 16. Reconocimiento del terreno. 17. Flujo estacionario. 18. Estudio de la estabilidad de estructuras geotécnicas a través de métodos límite. 19. Método de equilibrio límite. 20. Estabilidad de taludes. 21. Empujes y estabilidad de estructuras de contención. 22. Capacidad portante y asientos de cimentaciones superficiales. 23. Cimentaciones profundas: pilotes. 24. Modelización por centrifugación.
Páginas
Teoría
9 9 14 8 11 11 13 10 17 11 10 6 10 12 7 13 10
8 9 6 7 10 10 11 7 11 7 8 8 8 9 9 9 8
6 10 16 4 5 11 10 12 18 18 12 5 10 11 7 8 10
0 2 1 0 3 4 4 2 4 3 3 1 0 2 0 0 2
0 4 2 0 4 4 5 2 4 3 3 2 0 2 0 0 2
0 4 0 0 3 3 4 1 4 5 3 0 0 1 0 0 2
19
10
20
6
3
8
12 17 13
8 10 10
14 19 15
4 1 4
4 2 3
5 1 3
14
9
15
3
5
3
6 8
6 7
6 4
0 0
0 0
0 0
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Atkinson J.H. y Bransby P.L. (1978), The mechanics of soils. An introduction to critical state soil mechanics
Atkinson, J.H. y Bransby, P.L. (1978), The mechanics of soils. An introduction to critical state soil mechanics. McGraw-Hill, Londres. 1. Introducción Este libro, publicado por primera vez en 1977, trata los aspectos básicos de la mecánica del suelo, concentrándose en el comportamiento mecánico de los suelos saturados, y no cubre aspectos prácticos de la ingeniería geotécnica. Basado en las enseñanzas impartidas en la Cambridge University en los años setenta y en las investigaciones sobre el comportamiento de los suelos desarrolladas durante las décadas de los sesenta y setenta, los autores presentan el libro especialmente para cubrir la primera parte de un curso básico de geotecnia en ingeniería civil y para alumnos de postgraduado que deseen familiarizarse con los modelos de estado crítico. Siendo verdad que cubre los aspectos a impartir en la primera parte de un curso de geotecnia de ingeniería civil, también lo es que lo hace con mucha más profundidad que la estrictamente necesaria o la habitual en ese contexto, en especial los temas dedicados al comportamiento tenso-deformacional de los suelos saturados. Esto lo demuestra el hecho que uno de sus autores, John Atkinson, publicase en 1993 el libro An introduction to mechanics of soils and foundations through critical states mechanics, que también lo presenta como un libro de texto para alumnos de geotecnia de ingeniería civil y trata en su primera parte los mismos temas abordados en la publicación que nos ocupa pero con mucha menos profundidad.
2. Índice Capítulo 1. El suelo desde la óptica ingenieril. 1.1 Introducción. 1.2 Los materiales ingenieriles y su comportamiento. 1.3 El significado de suelo en ingeniería. 1.4 El origen de los suelos naturales. 1.5 Tamaño, forma y graduación de las partículas de suelos. 1.6 Los efectos superficiales. 1.7 Relaciones básicas entre las fases de los suelos. 1.8 Densidad relativa de arenas y arcillas. 1.9 Ensayos de clasificación de suelos. 1.10 Medición del peso específico y la humedad. 1.11 Medición de la granulometría. 1.12 Ensayos de los límites de Atterberg. 1.13 Resumen. Capítulo 2. Tensiones y deformaciones en suelos. 2.1 Introducción. 2.2 Tensión y deformación normal. 2.3 Deformación y tensión de corte. 2.4 El suelo como un continuo. 2.5 Presión intersticial y tensión total. 2.6 El principio de tensiones efectivas. 2.7 El significado de las tensiones efectivas.
2.8 Significado del principio de tensiones efectivas. 2.9 Debate del principio de tensiones efectivas. 2.10 Incrementos de tensión y deformación. 2.11 Resumen. Capítulo 3. Estado de tensión y deformación en suelos. 3.1 Introducción. 3.2 Estados de tensión bidimensionales. 3.3 El círculo de Mohr de tensiones. 3.4 Tensiones y planos principales. 3.5 Círculos de Mohr en tensiones totales y efectivas. 3.6 Estado bidimensional de deformación plana. 3.7 Generalidades sobre la deformación plana. 3.8 Deformación normal y de corte. 3.9 Representación de un estado de deformación. 3.10 Deformación de corte pura y deformación de corte ingenieril. 3.11 El círculo de Mohr en deformaciones. 3.12 Deformaciones y planos principales. 3.13 Círculos de Mohr para incrementos de tensión y deformación. 3.14 Resumen.
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Capítulo 4. Trayectorias e invariantes de tensiones y deformaciones. 4.1 Introducción. 4.2 Trayectorias de tensiones. 4.3 Trayectorias de tensiones con ejes σ1’:σ3’ y σ1:σ3. 4.4 Trayectorias de tensiones con ejes t’:s’ y t:s. 4.5 Invariantes de tensiones. 4.6 Trayectorias de tensiones con q’:p’ y q:p. 4.7 Invariantes de deformación. 4.8 Trayectorias de deformaciones. 4.9 Deformaciones volumétricas. 4.10 Relación entre los parámetros de tensiones y deformaciones. 4.11 Comportamiento tenso-deformacional de un suelo elástico. 4.12 Resumen. Capítulo 5. Ensayos de laboratorio de suelos. 5.1 Introducción. 5.2 Exigencias a los ensayos de carga de suelos. 5.3 Condiciones de contorno. 5.4 Control de carga. 5.5 Control de presión intersticial y drenaje. 5.6 Clasificación de los ensayos de los suelos. 5.7 El aparato triaxial. 5.8 El edómetro. 5.9 El aparato de corte directo. 5.10 El aparato de corte simple. 5.11 Resumen. Capítulo 6. El flujo de agua en suelos. 6.1 Introducción. 6.2 Presión intersticial y altura piezométrica. 6.3 Velocidad de flujo. 6.4 Gradiente hidráulico. 6.5 Ley de Darcy. 6.6 Fuerzas de filtración. 6.7 Gradiente hidráulico crítico para flujo ascendente vertical. 6.8 Red de flujo para flujo unidimensional. 6.9 Flujo bidimensional. 6.10 Función potencial φ(x,y). 6.11 Función de flujo ψ(x,y). 6.12 Evaluación del caudal a través de una red de flujo. 6.13 Redes de flujo cuadrangulares. 6.14 Condiciones de contorno. 6.15 Construcción de redes de flujo. 6.16 Otros métodos de resolución. 6.17 Flujo a través de suelos anisótropos, estratificados y no uniformes. 6.18 Flujo a través de estratos.
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
6.19 Flujo a través de suelo anisótropo. 6.20 Flujo a través del contorno entre dos suelos. 6.21 Resumen. Capítulo 7. Compresibilidad. 7.1 Introducción. 7.2 Compresibilidad y consolidación: un modelo simple. 7.3 Ensayo de compresión isótropa. 7.4 La presión de cola. 7.5 Compresión secundaria. 7.6 Compresión isótropa de arcillas. 7.7 Una idealización del comportamiento bajo compresión isótropa de arcillas. 7.8 Sobreconsolidación. 7.9 Posibles estados de compresión isótropa. 7.10 Representación matemática de la compresión isótropa. 7.11 Compresión isótropa en arenas. 7.12 Compresión unidimensional. El ensayo edométrico. 7.13 Variación de K0 en ensayos edométricos. 7.14 Compresión unidimensional en arcillas. 7.15 Compresión unidimensional e isótropa en arcillas. 7.16 Coeficiente de compresibilidad volumétrica. 7.17 Indice de compresión cc e índice de hinchamiento cs. 7.18 Resumen. Capítulo 8. Consolidación unidimensional. 8.1 Introducción. 8.2 Teoría de la consolidación unidimensional. 8.3 Isocronas. 8.4 Condiciones de contorno para la consolidación unidimensional. 8.5 Factor temporal Tv. 8.6 Grado de consolidación Ut. 8.7 Solución aproximada para la consolidación unidimensional mediante isocronas parabólicas. 8.8 Solución exacta. 8.9 Determinación de cv en el edómetro. 8.10 Resumen. Capítulo 9.Ensayos de corte. 9.1 Introducción. 9.2 Aparatos de ensayo de corte. 9.3 Ensayos simples con el aparato triaxial. 9.4 Resultados típicos de ensayos. 9.5 Modelos de comportamiento. Resumen de los puntos principales.
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Atkinson J.H. y Bransby P.L. (1978), The mechanics of soils. An introduction to critical state soil mechanics Capítulo 10. La línea de estados críticos y la superficie de Roscoe. 10.1 Introducción. 10.2 Familias de ensayos no drenados. 10.3 Familias de ensayos drenados. 10.4 La línea de estados críticos. 10.5 Planos drenados y no drenados. 10.6 La superficie de Roscoe. 10.7 La forma de la superficie de Roscoe. 10.8 La superficie de Roscoe como una superficie de estados límite. 10.9 Resumen. Capítulo 11. El comportamiento de muestras sobreconsolidadas la superficie de Hvorslev. 11.1 Introducción. 11.2 Ensayos drenados. 11.3 La superficie de Hvorslev. 11.4 La línea de estados críticos. 11.5 La superficie completa de estados límite. 11.6 Cambios de volumen y de presión intersticial. 11.7 Resumen. Capítulo 12. El comportamiento de las arenas. 12.1 Introducción. 12.2 La línea de estados críticos para arenas. 12.3 Gráfico normalizado. 12.4 El efecto de la dilatación. 12.5 Consecuencias del modelo de Taylor. 12.6 Resumen. Capítulo 13. Comportamiento del suelo antes del fallo. 13.1 Introducción.
13.2 Deformaciones plásticas y elásticas: wall elastic. 13.3 Cálculo de deformaciones elásticas. 13.4 Cálculo de deformaciones elásticas para cargas no drenadas en términos de tensiones totales. 13.5 Fundamentos de la teoría de la plasticidad. 13.6 Plasticidad para suelos. 13.7 Cam-clay. 13.8 Resumen. Capítulo 14. Ensayos de suelos habituales y modelos de estados críticos. 14.1 Introducción. 14.2 El criterio de fallo de Mohr-Coulomb. 14.3 Compresión unidimensional. 14.4 Resistencia al corte no drenada. 14.5 Estados de tensiones generales. 14.6 Parámetros de presión intersticial para ensayos no drenados. 14.7 Variación de cu con la profundidad. 14.8 Interpretación de los ensayos de clasificación. 14.9 Resumen. Capítulo 15. Parámetros del suelo para diseño. 15.1 Introducción. 15.2 Elección de los métodos de análisis. 15.3 Elección de los parámetros resistentes. 15.4 Estados mojados y secos. 15.5 Resistencia residual. 15.6 Idealización de los materiales. 15.7 El método de las trayectorias de tensiones. 15.8 Resumen. Capítulo 16. Conclusiones.
3. Contenidos Empleando el listado presentado en el capítulo introductorio de este anejo, los contenidos del libro analizado son los siguientes. • Temas preliminares. - Definición de suelo. - Formación de los suelos. • Propiedades y clasificación de los suelos. - Granulometría: definición y clasificación de los suelos. - Parámetros de relación entre las fases: definición y relaciones. - Límites de Atterberg: definición. • Conceptos básicos de mecánica de medios continuos.
- Definición de tensión y deformación. - Definición de estado tensional y deformacional. - Definición de estados tensionales y deformacionales bidimensionales. - Representación del estado tensional con el círculo de Mohr. - Representación del estado deformacional con el círculo de Mohr. - Invariantes y trayectorias de tensión y deformación. - Ecuaciones constitutivas. - Principios de la teoría de elasticidad.
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- Principios de la teoría de plasticidad. • Comportamiento tensión - deformación, suelo saturado. - Definición de tensión total y presión intersticial. - Principio de tensiones efectivas. - Definición de K0. - Presión de preconsolidación y grado de sobreconsolidación. - Descripción de los ensayos de carga. - Concepto de carga drenada y no drenada. - El edómetro. - Resultado de muestras sometidas a compresión unidimensional. - Representación matemática de la compresión unidimensional. - El aparato de corte directo. - El aparato de corte simple. - El aparato triaxial. - El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. - Resistencia al corte no drenada. - Resultados de triaxiales típicos. - Trayectorias de tensiones en los triaxiales típicos. - Interpretación cualitativa de los triaxiales típicos. - Resultado de muestras sometidas a compresión isótropa. - Representación matemática de la compresión isótropa. - Resultados de muestras de arcillas normalmente consolidadas sometidas a triaxiales de compresión. - Modelo de comportamiento de muestras normalmente consolidadas: línea de estados críticos y superficie de Roscoe. - Resultados de muestras de arcillas sobreconsolidadas sometidas a triaxiales de compresión. - Modelo de comportamiento de muestras sobreconsolidadas: línea de estados críticos y superficie de Hvorslev. - Comportamiento elástico de los suelos.
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- Comportamiento plástico de suelos y cálculo de deformaciones plásticas. - Cálculo de presión intersticial en situaciones no drenadas. - El modelo Cam-Clay. - Estados de tensiones generales (generalización del comportamiento observado en condiciones triaxiales). - Concepto de carga drenada y no drenada. - Relación entre la situación drenada y no drenada, modelado y empleo de cada situación. - Relación de los índices de Atterberg y los parámetros tenso-deformacionales. - Variación de cu con la profundidad. - El método de las trayectorias de tensiones. - Introducción al comportamiento de las arenas. • El agua en el terreno. - Velocidad del agua y caudal unitario. - Altura piezométrica. - Ley de Darcy: definición. - Ley de Darcy: aplicación a problemas 1D. - Permeabilidad: suelos estratificados. - Ec. de flujo: formulación. - Ec. de flujo: presentación de los métodos de resolución. - Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo. - Ec. de flujo: resolución con anisotropía. - Ec. de flujo: resolución en suelo estratificado. - Sifonamiento. • Consolidación. - Definición del fenómeno de la consolidación. - Modelo reológico. - Teoría unidimensional de Terzaghi (planteamiento y solución). - Determinación de cv en el edómetro. - Consolidación secundaria.
Del índice del libro presentado en el apartado anterior y de este listado de contenidos se desprende, como se anunciaba en el primer apartado de este capítulo, que se trata de un libro exclusivo de teoría de mecánica del suelo, en el que no aparecen temas dedicados a la ingeniería geotécnica y en el que de los temas tratados no se explica la aplicación práctica que tienen. Por ejemplo, se detecta la ausencia de un capítulo dedicado a calcular las tensiones en el interior de un estrato de terreno, dando sentido práctico a todas las explicaciones relacionadas con el estado tensional del terreno. Además por la profundidad con que se aborda el contenido de los capítulos se distinguen claramente dos partes en este libro: • La primera compuesta por los capítulos iniciales, del 1 al 8, en el que se tratan los temas básicos de un curso de mecánica de suelos, clasificación de suelos, principio de tensiones efectivas, flujo, etc.
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Atkinson J.H. y Bransby P.L. (1978), The mechanics of soils. An introduction to critical state soil mechanics En el que los temas, en su mayoría, se abordan con rigor pero poca profundidad, poca profundidad comparada con la siguiente parte en el que los temas se desarrollan con mucho detalle. En esta parte la mayoría de sus capítulos están dedicados en exclusiva a un tema de mecánica del suelo, así hay un capítulo dedicado a flujo otro a consolidación, etc. La excepción de estos comentarios a esta parte la forman los tres capítulos dedicados a las tensiones y las deformaciones, en los que se explica con todo detalle las herramientas para representar los estados tensionales, deformacionales y su evolución, como los círculos de Mohr, los invariantes y las trayectorias. • La segunda parte está compuesta por el resto de capítulos, en ellos se aborda el estudio del comportamiento tenso-deformacional y la rotura del suelo, estos temas son tratados con mucha profundidad. En esta parte cada capítulo no constituye por si solo una pieza de la mecánica del suelo, sino son piezas elementales para desarrollar la teoría de estados críticos. El tratamiento diferenciado de estas dos partes es debido a que el verdadero objetivo de este libro en cuanto a contenidos es la explicación con detalle de los modelos de estados críticos, a los que se dedica la segunda parte del libro, esto lo corrobora el propio título del libro: The Mechanics of soil, an introduction of critical state soil mechanics. Así, la primera parte del libro simplemente se desarrolla como una introducción donde se exponen brevemente, pero de forma concisa, los contenidos necesarios para abordar la segunda. Entendidos los objetivos de este libro no se detecta la ausencia de ningún contenido necesario para llegar a ellos, y el único comentario negativo posible es la mezcla de las profundidades al tratar los diferentes contenidos expuestos, pero está perfectamente justificada por el objetivo principal de la publicación.
4. Ordenamiento de los contenidos A continuación se presentan los diferentes capítulos del libro, con los contenidos listados en el apartado anterior que trata cada uno de ellos. De esta manera se muestra el orden en el que son tratados los conceptos presentados anteriormente: 1. El suelo desde la óptica ingenieril. - Definición de suelo. - Formación de suelos. - Granulometría: definición y clasificación de los suelos. - Parámetros de relación entre las fases: del suelo: definición y relaciones. - Límites de Atterberg: definición. 2. Tensiones y deformaciones en suelos. - Definición de tensión y deformación. - Definición de tensión total y presión intersticial. - Principio de tensiones efectiva. 3. Estado de tensión y deformación en suelos. - Definición de estado tensional y deformacional. - Definición de estados tensionales y deformacionales bidimensional. - Representación del estado tensional con el círculo de Mohr. - Representación del estado deformacional con el círculo de Mohr.
4. Trayectorias e invariantes de tensiones y deformaciones. - Invariantes y trayectorias de tensiones y deformaciones. - Ecuaciones constitutivas. - Principios de la teoría de elasticidad. 5. Ensayos de laboratorio de suelos. - Descripción general de los ensayos de carga. - Concepto de carga drenada y no drenada. - El aparato triaxial. - El edómetro. - El aparato de corte directo. - El aparato de corte simple. 6. El flujo de agua en suelos. - Velocidad de agua y caudal unitario. - Altura piezométrica. - Ley de Darcy: definición. - Ley de Darcy: aplicación a problemas 1D. - Sifonamiento. - Ecuación de flujo: formulación. - Ecuación de flujo: presentación de los métodos de resolución. - Ecuación de flujo: resolución mediante redes de flujo.
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- Permeabilidad: suelos estratificados. - Ecuación de flujo: resolución en suelo estratificado. - Ecuación de flujo: resolución con anisotropía. 7. Compresibilidad. - Definición del fenómeno de la consolidación. - Modelo reológico. - Consolidación secundaria. - Resultados de muestras sometidas a compresión isótropa. - Presión de preconsolidación y grado de sobreconsolidación. - Representación matemática de la compresión isótropa. - Resultados de muestras sometidas a compresión unidimensional. - Definición de K0. - Representación matemática de la compresión unidimensional. 8. Consolidación unidimensional. - Teoría unidimensional de Terzaghi (planteamiento y solución). - Determinación de cv en el edómetro. 9. Ensayos de corte. - Resultados de triaxiales típicos. - Trayectorias de tensiones en los triaxiales típicos. - Interpretación cualitativa de los triaxiales típicos. - Resultados de triaxiales típicos. - Comportamiento cualitativo de muestras sometidas a ensayos triaxiales. 10. La línea de estados críticos y la superficie de Roscoe. - Resultados muestras de arcillas normalmente consolidadas sometidas a triaxiales de compresión.
- Modelo de comportamiento de muestras normalmente consolidadas: línea de estados críticos y superficie de Roscoe. 11. El comportamiento de muestras sobreconsolidadas la superficie de Hvorslev. - Resultados muestras de arcillas sobreconsolidadas sometidas a triaxiales de compresión. - Modelo de comportamiento de muestras sobreconsolidadas: línea de estados críticos y superficie de Hvorslev. 12. El comportamiento de las arenas. - Introducción al comportamiento de las arenas. 13. Comportamiento del suelo antes del fallo. - Comportamiento elástico de los suelos. - Principios de la teoría de plasticidad. - Comportamiento plástico de los suelos y cálculo de deformaciones plásticas. - El modelo Cam-clay. 14. Ensayos de suelos habituales y modelos de estados críticos. - El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. - Resistencia al corte no drenada. - Estados de tensiones generales (generalización del comportamiento observado en las condiciones triaxiales). - Cálculo de incrementos de presión intersticial en situaciones no drenadas. - Variación de cu con la profundidad. - Relación de los índices de Atterberg y los parámetros tenso-deformacionales. 15. Parámetros de suelo para diseño. - Relación entre la situación drenada y no drenada, modelado y empleo de cada situación. - El método de las trayectorias de tensiones.
Este listado de contenidos, presentados en el orden en el que aparecen en el libro se puede simplificar aunando los capítulos en grandes bloques temáticos de la siguiente manera: • Introducción o temas preliminares. 1. El suelo desde la óptica ingenieril. • Tensiones y deformaciones. 2. Tensiones y deformaciones en suelos. 3. Estado de tensión y deformación en suelos. 4. Trayectorias e invariantes de tensiones y deformaciones.
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Atkinson J.H. y Bransby P.L. (1978), The mechanics of soils. An introduction to critical state soil mechanics • Descripción de los ensayos de corte. 5. Ensayos de laboratorio de suelos. • Flujo de agua en el terreno. 6. El flujo de agua en suelos. • Compresibilidad. 7. Compresibilidad. • Consolidación. 8. Consolidación unidimensional. • Comportamiento tenso-deformacional y rotura. 9. Ensayos de corte. 10. La línea de estados críticos y la superficie de Roscoe. 11. El comportamiento de muestras sobreconsolidadas la superficie de Hvorslev. 12. El comportamiento de las arenas. 13. Comportamiento del suelo antes del fallo. 14. Ensayos de suelos habituales y modelos de estados críticos. 15. Parámetros de suelo para diseño. Este esquema tan simple muestra de nuevo la clara vocación de este libro de explicar el comportamiento tenso-deformacional de los suelos y las dos partes comentadas anteriormente. Por ello, a continuación, el orden en el que se suceden los diferentes conceptos se analiza en primer lugar atendiendo a los grandes temas de la mecánica del suelo presentados en este esquema, y en segundo lugar, aprovechando la vocación del libro de explicar los modelos de estado crítico, se analiza el orden de los conceptos que conforman la explicación del tema del comportamiento tenso-deformacional y la rotura. Por último se comentan algunos aspectos destacados importantes no contemplados en los análisis anteriores. Para iniciar el análisis del ordenamiento de los grandes temas de mecánica del suelo presentados en el esquema anterior puede verse como prescindiendo del primer capítulo (en el que se presenta sucintamente el suelo y sus parámetros clasificatorios) y los capítulos de flujo y consolidación, se lee el orden lógico de explicación de los elementos necesarios para desarrollar las teorías de comportamiento tensodeformacional y rotura de los suelos, objetivo principal del libro. Así, en primer lugar se explican el concepto de estado tensional y deformacional y las herramientas para trabajar con ellos, en segundo los ensayos de laboratorio con el resultado de los cuales se formularán los modelos que se presentarán más tarde, posteriormente, en los apartados titulados en el listado como compresibilidad y comportamiento tenso-deformacional y rotura, se presentan los resultados de los ensayos, comentando e interpretando los aspectos más significativos que no requieren aplicar la teoría de plasticidad, ya que esta se recuerda luego, para finalmente formular los modelos. Este orden es impecable por lo que únicamente se debe analizar la situación de los capítulos de flujo y consolidación. La posición del primer capítulo (El suelo desde la óptica ingenieril) no requiere ser analizada ya que al tratarse de un capítulo introductorio no tiene alternativas a su posición. En el orden de este libro, presentado en los esquemas anteriores, el capítulo de flujo se sitúa entre las descripciones de los ensayos de laboratorio y las primeras presentaciones e interpretaciones de sus resultados. En este orden puede verse puntos negativos, ya que se aleja el capítulo de la descripción de los ensayos del primero en el que se emplean sus resultados interponiendo un capítulo (flujo) que no tiene ninguna relación directa con ellos, pudiéndose colocar éste antes del de ensayos o antes del primero dedicado a tensiones y deformacioens sin perturbar en nada el orden. Las dos situaciones alternativas para el capítulo de flujo presentan a su vez aspectos negativos, aunque mejoran el problema comentado. La primera, entre las explicaciones de tensiones y las descripciones de los ensayos, interrumpe el transcurso de explicaciones presentado anteriormente para desarrollar las explicaciones del comportamiento mecánico de los suelos. La segunda, antes de los capítulos dedicados a
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tensiones no permite explicar con claridad el concepto de sifonamiento por no haberse enunciado todavía el principio de tensiones efectivas. Respecto al capítulo de consolidación, situado entre las interpretaciones de los ensayos de compresibilidad (isótropa y edómetrica) y las de los ensayos triaxiales, presenta un aspecto positivo y uno negativo. El positivo es enlazar todos los conceptos de comportamiento unidimensnional en un paquete, pues solamente se desarrolla la teoría de consolidación unidimensional. El aspecto negativo es que se puede perder la visión de que la consolidación es el acoplamiento de la deformación y del flujo más allá del caso unidimensional. Este posible problema es tendido en cuenta por los autores y constantemente hacen mención de ello, en especial en el penúltimo capítulo (Parámetros de suelo para diseño). Finalizado el análisis del orden en el que se suceden en el libro los grandes temas de la mecánica del suelo, se estudia el orden de los conceptos que conforman la explicación del comportamiento tensodeformacional y la rotura. Este orden se puede esquematizar de la siguiente forma: • Definición de estado tensional y deformacional y sus herramientas de trabajo (el círculo de Mohr, invariantes y trayectorias). • Principios de la teoría de elasticidad. • Resultados e interpretación de muestras sometidas a compresión isótropa y unidimensional. • Resultados de muestras de arcillas normalmente consolidadas sometidas a triaxiales de compresión e interpretación de los mismos definiendo la línea de estados críticos y la superficie de Roscoe. • Resultados de muestras de arcillas sobreconsolidadas sometidas a triaxiales de compresión e interpretación de los mismos definiendo la línea de estados críticos y la superficie de Hvorslev. • Comportamiento elástico de los suelos y cálculo de deformaciones elásticas. • Principios de la teoría de plasticidad. • Comportamiento plástico de los suelos y cálculo de deformaciones plásticas. • El modelo Cam-clay. • El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. • Resistencia al corte no drenada. • Estados de tensiones generales (generalización del comportamiento observado en las condiciones triaxiales). • Relación entre la situación drenada y no drenada, modelado y empleo de cada situación. El esquema presentado, como ya se apuntaba anteriormente, es correcto. En primer lugar se explica el concepto de tensión y deformación. Posteriormente se exponen los resultados de los ensayos de laboratorio y se interpretan cualitativamente, e incluso cuando de forma sencilla permiten la formulación de modelos matemáticos para su representación se formulan. Primero se interpretan los ensayos de compresibilidad, explicando así el concepto de sobreconsolidación, y posteriormente los triaxiales diferenciando entre las muestras normalmente consolidadas, de más fácil interpretación expuestas en primer lugar, de las muestras sobreconsolidadas. Una vez presentados todos los resultados de ensayos se formula las deformaciones elásticas detectadas en la interpretación de los mismos, posteriormente tras explicar los principios de la teoría de la plasticidad, se hace lo mismo con las deformaciones plásticas. Por último se formula el modelo Cam-clay. A continuación se relaciona la modelización clásica de la rotura a través del criterio de Mohr-Coulomb y la resistencia al corte no drenada con los modelos formulados, permitiendo esta relación extender los modelos de comportamiento presentados para compresión triaxial a estados de tensión generales. Por último se relaciona la situación drenada y la no drenada. Este orden es correcto y difícil de encontrar errores, únicamente se le pueden presentar alternativas como la de explicar la teoría de la plasticidad antes de presentar los ensayos para así poder interpretar comportamientos de superficie de fluencia o de endurecimiento durante su análisis y no a posteriori. Otros aspectos a considerar del ordenamiento de los conceptos expuestos en este libro son los dos siguientes: • La situación de la definición del coeficiente de empuje al reposo que se explica en el tema de compresibilidad al tratar el comportamiento unidimensional del terreno, ya que esto es una alternativa a su situación más habitual, durante la explicación del cálculo del estado tensional en el terreno, pues esto no se explica en este libro.
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Atkinson J.H. y Bransby P.L. (1978), The mechanics of soils. An introduction to critical state soil mechanics • La explicación del cálculo de los incrementos de presión intersticial desarrollado al final de las explicaciones del comportamiento tenso-deformacional del suelo, como un elemento independiente del resto de explicaciones.
5. Enfoque Tal y como se ha explicado en el capítulo de introducción de este anejo, es extremadamente difícil dada la naturaleza de la materia que se expone, dar con un único adjetivo que defina el enfoque de un libro de geotecnia. Por ello a modo de ejemplo en primer lugar se muestra el enfoque con que se han abordado las explicaciones relativas al principio de tensiones efectivas y a la teoría de la consolidación, no a la presión de hundimiento de cimentaciones superficiales ya que no se aborda el tema en el libro. Definiendo el enfoque según el orden en el que aparezcan las partes de la explicación definidas en el capítulo de introducción de este anejo como fenómeno, experimentación, teoría y práctica. En el caso de la tensión efectiva se trata de un enfoque tipo fenómeno – práctica. Y en el caso de la consolidación fenómeno – teoría – práctica. Pero estos dos ejemplos, en este caso en concreto, no son muy representativos, porque de nuevo en el estudio del enfoque se vuelven a denotar las dos partes anteriormente comentadas (la primera compuesta por los capítulos iniciales, del 1 al 8, en el que se tratan los temas básicos de un curso de mecánica de suelos y la segunda compuesta por el resto de capítulos, en los que se aborda el estudio del comportamiento tenso-deformacional y la rotura del suelo). Mientras que la primera parte tiene un enfoque más descriptivo y conciso, en el que prevalece la explicación del fenómeno acompañada según el caso de la teoría o de la práctica, en la segunda parte el enfoque es tipo experimentación – fenómeno – teoría. El enfoque de esta segunda parte se ha podido comprobar en las explicaciones del apartado anterior. Pese a coexistir ambos estilos, el que caracteriza el libro es el segundo. Y este enfoque es el que hace que este sea uno de los mejores libros para iniciarse en el conocimiento de los modelos de estado crítico.
6. Estructura En primer lugar, en la siguiente página, se presenta la tabla con la información necesaria para analizar la estructura del libro, tal y como se anunciaba en el capítulo ntroductoria de este anejo. En este análisis, como en los anteriores se ha prescindido del capítulo 16 por tratarse de simplemente una página y media escrita a modo de resumen. El análisis general de los indicadores globales se realiza en el último capítulo a través de una comparación con el resto de los textos analizados. Pero un análisis individualizado corrobora la diferencia entre los grupos de capítulos del 1 al 8 y el resto, que se ha apuntado anteriormente. Se ha explicado que la primera parte del libro simplemente se desarrolla como una introducción donde se exponen brevemente, pero de forma concisa, los contenidos necesarios para abordar la segunda, verdadero objetivo de la publicación, en la que los conceptos se desarrollaban con mucha más profundidad. El valor de los indicadores para cada una de las partes es el presentado en la siguiente tabla. Capítulos 1–8 9 – 15
Nº pág /capítulo 20.25 28
Nº pág./apartado 1.46 3.75
Nº fig./capítulo 10.75 22.30
El número de páginas por capítulo de las dos partes, aún diferente, hace comparables el resto de indicadores, en los que se ve que las diferencias de profundidad a la hora de abordar los contenidos en cada una de ellas son una realidad. Mientras en la primera para explicar cada uno de los conceptos desarrollados en un apartado no se le dedica ni una página y media en la segunda más de tres y media. Al igual sucede con los gráficos, mientras que en la primera parte para ilustrar las explicaciones se emplean 10.75 por capítulo en la segunda más del doble.
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Ejemplos o ejercicios con solución
Apartados
Figuras
Páginas
Ejem. o ejerc.
Figuras
1. El suelo desde la óptica ingenieril. 2. Tensiones y deformaciones en suelos. 3. Estado de tensión y deformación en suelos. 4. Trayectorias e invariantes de tensiones y deformaciones. 5. Ensayos de laboratorio de suelos. 6. El flujo de agua en suelos. 7. Compresibilidad. 8. Consolidación unidimensional. 9. Ensayos de corte. 10. La línea de estados críticos y la superficie de Roscoe. 11. El comportamiento de muestras sobreconsolidadas la superficie de Hvorslev. 12. El comportamiento de las arenas. 13. Comportamiento del suelo antes del fallo. 14. Ensayos de suelos habituales y modelos de estados críticos. 15. Parámetros de suelo para diseño.
Páginas
Teoría
12 7 13 16 15 23 23 17 16 20
13 11 15 12 11 21 18 10 5 9
1 1 9 9 12 22 20 12 16 28
2 5 4 5 4 8 3 5 0 5
3 5 3 4 3 6 2 4 0 3
0 5 5 3 3 6 2 3 0 1
20
7
25
4
3
1
25 26
6 8
23 17
3 3
2 2
1 0
40
9
35
10
6
4
18
8
12
5
2
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Berry, P.L. y Reid, D. (1993), Mecánica de suelos
Berry, P.L. y Reid, D. (1993), Mecánica de suelos. McGrawHill, Santafé de Bogotá. 1. Introducción Este libro es presentado por sus autores como un “texto introductorio a la mecánica de suelos escrito principalmente para estudiantes de pregrado que estén tomando un curso de grado elemental en ingeniería civil o disciplinas relacionadas”. Aunque esta obra se titule Mecánica de suelos su contenido va más allá de la esa materia y se adentra en la ingeniería geotécnica. Esto lo demuestra el hecho que los cuatro últimos capítulos, de los nueve en que está estructurado el texto, traten sobre muros de contención, taludes, cimentaciones, estabilidad de cimentaciones, reconocimiento del terreno y mejora del terreno.
2. Índice Capítulo 1. Propiedades físicas y químicas de los suelos utilizados en ingeniería. 1.1 Formación geológica y naturaleza de los suelos. 1.2 Origen y tipos de depósitos de suelo. 1.3 Estructura de los depósitos de arcilla. 1.4 Propiedades físicas de los suelos. 1.5 Clasificación y descripción de los suelos. Capítulo 2. Esfuerzos y deformaciones en una masa de suelo. 2.1 Principio de tensiones efectivas. 2.2 Esfuerzos en un punto de una masa de suelo. 2.3 Esfuerzos debidos al peso propio. 2.4 Esfuerzos debidos a cargas aplicadas. 2.5 Asentamientos basados en la teoría de la elasticidad. Capítulo 3. Teoría de la filtración y del flujo de aguas. 3.1 Introducción. 3.2 Teoría del flujo estacionario. 3.3 Flujo de filtración ascendente. 3.4 Flujo bajo estructuras de contención. 3.5 Flujo a través de presas de tierra. 3.6 Flujo radial en acuíferos confinados. 3.7 Flujo radial en acuíferos no confinados. Capítulo 4. Teoría de la consolidación y el análisis de asentamientos. 4.1 Introducción. 4.2 Teoría de Terzaghi para la consolidación vertical. 4.3 Ensayo de consolidación vertical.
4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9
Análisis de asentamientos. Teoría de la consolidación radial. Ensayo de consolidación radial. Diseño de drenajes verticales de arena. Precarga. Influencia de la macroestructura de los depósitos de arcilla en el valor medio de ch.
Capítulo 5. Teoría de la resistencia al corte. 5.1 Ecuación de falla de Coulomb. 5.2 Ensayo de corte directo. 5.3 Ensayo de compresión triaxial. 5.4 Dirección del plano de falla y relación entre esfuerzos principales y parámetros de resitencia al corte. 5.5 Parámetros de presión intersticial. 5.6 Uso de los parámetros de resistencia al corte en esfuerzos totales y efectivos. Capítulo 6. Presión lateral de tierras y muros de contención. 6.1 Introducción. 6.2 Estados activo y pasivo de Rankine. 6.3 Estado en reposo. 6.4 Muros de gravedad y en voladizo. 6.5 Muros encribados. 6.6 Muros de gaviones. 6.7 Muros de tierra armada. 6.8 Muros tablestacados. 6.9 Excavaciones apuntaladas. 6.10 Muros pantallas. Capítulo 7. Estabilidad de taludes. 7.1 Introducción. 7.2 Estabilidad de taludes infinitos.
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7.3 Estabilidad de cortes. 7.4 Estabilidad de terraplenes. 7.5 Estabilidad de presas de tierra. Capítulo 8. Estabilidad de cimentaciones. 8.1 Introducción. 8.2 Capacidad portante de cimentaciones superficiales en arcilla. 8.3 Capacidad portante de cimentaciones superficiales en arena. 8.4 Ensayos de penetración in situ y ensayos de placa.
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8.5 Procedimiento de diseño de cimentaciones superficiales en arena. 8.6 Capacidad portante de pilotes en arcilla. 8.7 Capacidad portante de pilotes en arena. Capítulo 9. Investigación del subsuelo y métodos de mejoramiento del terreno. 9.1 Investigación del subsuelo. 9.2 Compactación de suelos. 9.3 Estabilización química e inyecciones. 9.4 Geotextiles y geomembranas.
3. Contenidos Empleando el listado presentado en el capítulo introductorio de este anejo, los contenidos del libro analizado son los siguientes. • Temas preliminares. - Definición de suelo. - Formación de los suelos. - Clasificación de los suelos según su formación. - Mineralogía de las arcillas. • Propiedades y clasificación de los suelos. - Granulometría: definición y clasificación de los suelos. - Granulometría: obtención. - Parámetros de relación entre las fases: definición y relaciones. - Límites de Atterberg: definición. - Sistemas de clasificación de suelos. • Conceptos básicos de mecánica de medios continuos. - Definición de tensión y deformación. - Definición de estado tensional y deformacional. - Definición de estados tensionales y deformacionales bidimensionales. - Representación del estado tensional con el círculo de Mohr. • Comportamiento tensión - deformación, suelo saturado. - Definición de tensión total y presión intersticial. - Principio de tensiones efectivas. - Definición de K0. - Presión de preconsolidación y grado de sobreconsolidación. - Estado tensional en terreno horizontal. - El edómetro. - Resultado de muestras sometidas a compresión unidimensional.
- Representación matemática de la compresión unidimensional. - Obtención de la presión de preconsolidación. - El aparato de corte directo. - Presentación de resultados de corte directo. - El aparato triaxial. - Realización de un ensayo triaxial. - Resultados de triaxiales interpretados simplemente como ensayos de rotura. - El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. - Resistencia al corte no drenada. - Cálculo de presión intersticial en situaciones no drenadas. • Análisis global del terreno. - Distribuciones de tensiones y deformaciones bajo cargas en medio elástico. - Estados de Rankine. • El agua en el terreno. - Velocidad del agua y caudal unitario. - Altura piezométrica. - Ley de Darcy: definición. - Ec. de flujo: formulación. - Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo. - Ec. de flujo: resolución con anisotropía. - Sifonamiento. - Hidráulica de pozos. • Consolidación. - Definición del fenómeno de la consolidación. - Teoría unidimensional de Terzaghi (planteamiento y solución). - Consolidación radial. - Determinación de cv en el edómetro.
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Berry, P.L. y Reid, D. (1993), Mecánica de suelos
- Otros ensayos de consolidación. • Comportamiento tensión - deformación, suelo no saturado. - Definición de la compactación. - El ensayo Proctor. - Compactación en obra. • Reconocimiento del terreno. - Presentación de los métodos de reconocimiento. - Presentación de los ensayos in situ. • Taludes e inestabilidad de laderas. - Planteamiento general del método de superficie de deslizamiento. - Análisis de taludes infinitos. - Método del círculo de rozamiento. • Cimentaciones superficiales. - Definición y tipologías de cimentaciones superficiales. - Definición de tensión admisible. - Cálculo de la presión de hundimiento por otros métodos. - Cálculo de la presión de hundimiento a partir de ensayos in situ. - Cálculo de asientos por el método edométrico. - Cálculo de asientos por métodos elásticos. • Cimentaciones profundas. - Definición de carga de hundimiento y sus componentes.
- Cálculo de contribución por punta. - Cálculo de contribución por fuste. - El efecto grupo. • Empuje de tierras. - Empuje en reposo. - Empuje activo: método de Rankine. - Método aproximado para el cálculo de cargas exteriores. - Empuje pasivo: métodos anteriores. • Estructuras de contención rígidas. - Tipologías de estructuras de contención rígidas. - Comprobación frente vuelco y deslizamiento. - Cálculo de muros de tierra armada. • Estructuras de contención flexibles. - Tipologías de estructuras de contención flexibles. - Método simplificado de cálculo de pantallas en voladizo. - Métodos simplificados de cálculo de pantallas con un apoyo. - Estabilidad de una zanja llena de lodo bentonítico. - Métodos de cálculo de empujes sobre entibaciones. • Otros estudios geotécnicos. - Instrumentación. - Mejora del terreno.
Este listado de contenidos certifica la afirmación realizada en el apartado de introducción en la que se dice que pese al título de la obra (Mecánica de Suelos) su contenido abarca, aparte de temas de mecánica de suelos, temas de ingeniería geotécnica. Si se compara el listado de contenidos acabado de mostrar y el presentado en el capítulo introductorio, que recoge todos los conceptos definidos a través del análisis de todos los libros para poder compararlos, a primera vista surgen dos comentarios. En primer lugar, que esta obra presenta contenidos de la mayoría de los grupos en los que se han clasificado estos listados, concretamente los únicos grupos de contendidos de los que no hay ningún concepto en esta obra son cimentaciones semiprofundas y cimentaciones especiales, ambos temas muy específicos y ausentes en la mayoría de libros con objetivos docentes a nivel de pregrado. El segundo comentario que surge rápidamente al comparar ambos listados es que pese a presentarse conceptos de la mayoría de los grupos sólo se presentan los básicos de cada uno de ellos, sólo en determinadas ocasiones se entra en aspectos más concretos. Por ejemplo, el análisis global del terreno se trata, hecho muy positivo porque este tema es importante para la docencia ya que el alumno ve como todo lo estudiado a escala de laboratorio se aplica a escala geotécnica, pero solamente se tratan la distribución de tensiones y deformaciones bajo carga en medio elástico y los estados de Rankine ligados al cálculo de empujes. En la segunda observación realizada al comparar el listado global de contenidos y el del libro se dice que se presentan, en esta obra, conceptos básicos de cada tema y sólo en determinadas ocasiones se entra en aspectos puntuales. Un análisis más profundo revela que estos aspectos más puntuales siempre son temas ligados a la práctica. Por ejemplo en el capítulo dedicado al agua en el terreno se dedica gran parte de él a
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exponer aspectos de hidráulica de pozos más propios de un curso de hidrología subterránea de pregrado que de geotecnia o mecánica de suelos. Otro ejemplo está en el capítulo donde se abordan los conceptos relativos a la consolidación, en él se desarrolla la teoría de la consolidación radial y se acompaña de un apartado dedicado al diseño de drenes verticales y de ejemplos en los que se muestra la utilidad de estos, solos o junto con precargas, para acelerar procesos de consolidación.
4. Ordenamiento de los contenidos A continuación se presentan los diferentes capítulos del libro, con los contenidos listados en el apartado anterior que trata cada uno de ellos. De esta manera se muestra el orden en el que son tratados los conceptos presentados anteriormente: 1. Propiedades físicas y químicas de los suelos utilizados en ingeniería. - Definición de suelo. - Formación de los suelos. - Clasificación de los suelos según su formación. - Mineralogía de las arcillas. - Parámetros de relación entre las fases: definición y relaciones. - Granulometría: definición y clasificación de los suelos. - Granulometría: obtención. - Límites de Atterberg: definición. - Sistemas de clasificación de suelos. 2. Esfuerzos y deformaciones en una masa de suelo. - Definición de tensión total y presión intersticial. - Principio de tensiones efectivas. - Definición de tensión y deformación. - Definición de estado tensional y deformacional. - Definición de estados tensionales y deformacionales bidimensionales. - Representación del estado tensional con el círculo de Mohr. - Estado tensional en terreno horizontal. - Distribuciones de tensiones y deformaciones bajo cargas en medio elástico. 3. Teoría de la filtración y del flujo de aguas. - Altura piezométrica. - Ley de Darcy: definición. - Velocidad del agua y caudal unitario. - Ec. de flujo: formulación. - Sifonamiento. - Ec. de flujo: resolución con anisotropía. - Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo. - Hidráulica de pozos.
4. Teoría de la consolidación y el análisis de asentamientos. - Definición del fenómeno de la consolidación. - Teoría unidimensional de Terzaghi (planteamiento y solución). - El edómetro. - Determinación de cv en el edómetro. - Resultado de muestras sometidas a compresión unidimensional. - Representación matemática de la compresión unidimensional. - Presión de preconsolidación y grado de sobreconsolidación. - Obtención de la presión de preconsolidación. - Cálculo de asientos por el método edométrico. - Cálculo de asientos por métodos elásticos. - Consolidación radial. - Otros ensayos de consolidación. 5. Teoría de la resistencia al corte. - El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. - El aparato de corte directo. - Presentación de resultados de corte directo. - El aparato triaxial. - Realización de un ensayo triaxial. - Resultados de triaxiales interpretados simplemente como ensayos de rotura. - Resistencia al corte no drenada. - Cálculo de presión intersticial en situaciones no drenadas. 6. Presión lateral de tierras y muros de contención. - Tipologías de estructuras de contención rígidas. - Tipologías de estructuras de contención flexibles. - Estados de Rankine. - Empuje activo: método de Rankine. - Definición de K0. - Empuje en reposo.
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Berry, P.L. y Reid, D. (1993), Mecánica de suelos
- Empuje pasivo: métodos anteriores. - Comprobación frente vuelco y deslizamiento. - Cálculo de muros de tierra armada. - Método simplificado de cálculo de pantallas en voladizo. - Métodos simplificados de cálculo de pantallas con un apoyo. - Métodos de cálculo de empujes sobre entibaciones. - Estabilidad de una zanja llena de lodo bentonítico. 7. Estabilidad de taludes. - Planteamiento general del método de superficie de deslizamiento. - Análisis de taludes infinitos. - Método de las rebanadas. 8. Estabilidad de cimentaciones. - Definición y tipologías de cimentaciones superficiales.
- Cálculo de la presión de hundimiento por otros métodos. - Cálculo de la presión de hundimiento a partir de ensayos in situ. - Definición de tensión admisible. - Definición de carga de hundimiento y sus componentes. - Cálculo de contribución por punta. - Cálculo de contribución por fuste. - El efecto grupo. 9. Investigación del subsuelo y métodos de mejoramiento del terreno. - Presentación de los métodos de reconocimiento. - Presentación de los ensayos in situ. - Instrumentación. - Definición de la compactación. - El ensayo Proctor. - Compactación en obra. - Mejora del terreno.
Como se ha comentado con anterioridad este libro tiene capítulos de mecánica de suelos y de ingeniería geotécnica, concretamente se puede dividir como se muestra en el siguiente esquema, a la vez que se simplifica el listado anterior para iniciar su análisis. • Temas preliminares. 1. Propiedades físicas y químicas de los suelos utilizados en ingeniería. • Mecánica de suelos. 2. Esfuerzos y deformaciones en una masa de suelo. 3. Teoría de la filtración y del flujo de aguas. 4. Teoría de la consolidación y el análisis de asentamientos. 5. Teoría de la resistencia al corte. • Ingeniería geotécncia. 6. Presión lateral de tierras y muros de contención. 7. Estabilidad de taludes. 8. Estabilidad de cimentaciones. 9. Investigación del subsuelo y métodos de mejoramiento del terreno. El único problema a la hora de realizar esta separación de los contenidos está en el capítulo 4 (Teoría de la consolidación y el análisis de asentamientos). En este capítulo se mezclan tres temas: la consolidación, el comportamiento tenso-deformacional en el caso unidimensional y la aplicación de este último tema y la teoría de elasticidad al cálculo de asientos de cimentaciones. Mezclar temas diferentes en un solo capítulo siempre es negativo porque les resta generalidad, pero en este caso, si cabe, lo es más por dos razones. En primer lugar porque desligar las explicaciones relativas al cálculo de asientos en cimentaciones del capítulo de cimentaciones impide tener, al finalizar este, la visión conjunta del proyecto de una cimentación y de las herramientas para realizar el mismo. En segundo lugar porque unir las explicaciones del comportamiento tenso-deformacional en el caso unidimensional con las del fenómeno de la consolidación, sólo justificable porque la teoría matemática que se explica para representar este fenómeno sea la unidmensional y su desarrollo requiera esa relación tenso-deformacional, es un error; ya que tiende a confundir al lector al serle difícil desligar los dos fenómenos. Esto último en este caso es especialmente
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crítico ya que los autores formulan la teoría de Terzaghi antes que explicar el comportamiento tensodeformacional unidimensional. Una vez analizada la separación del contenido de este libro en los tres bloques presentados en el esquema anterior se pasa a analizar el orden en el interior de cada uno de ellos. Respecto los temas preliminares no existe ningún comentario ya que los contenidos presentados están perfectamente ordenados. Al analizar un bloque de mecánica de suelos siempre es crítico el orden escogido entre las explicaciones del principio de tensiones efectivas, las del flujo de agua en terreno saturado, las del fenómeno de la consolidación y las del comportamiento tenso-deformacional en suelos. El principio de tensiones efectivas debería explicarse como inicio del comportamiento tenso-deformacional, ya que es la base de ello, también debe explicarse antes de flujo para entender la importancia de calcular las presiones intersticiales y poder explicar sin problemas el fenómeno del sifonamiento. Las explicaciones relativas a flujo deben exponerse antes que las de consolidación y estas, a su vez, después del comportamiento tensodeformacional. Todas estos ordenes son imposibles de concretarse a la vez, por ello es interesante analizar como lo resuelve cada libro. En este caso se ha decidido comenzar con un capítulo que reúne las explicaciones del principio de tensiones efectivas rodeadas de los conceptos básicos de mecánica de medios continuos que se explican en la obra y la distribución de tensiones y deformaciones bajo cargas en medio elástico. Este capítulo es seguido por uno dedicado al flujo en el terreno, éste a su vez por el ya comentado anteriormente capítulo 4 (Teoría de la consolidación y el análisis de asentamientos) y el bloque finaliza con un capítulo dedicado a la resistencia al corte de los suelos. En este orden de las condiciones anteriores no se verifican dos. La primera es la unión entre el principio de tensiones efectivas y el conjunto de explicaciones referentes al comportamiento tenso-deformacional y, la segunda, la situación de las explicaciones referentes a la consolidación al final de las del comportamiento tenso-deformacional. La primera discrepancia está bastante bien resuelta porque aunque la explicación del principio de tensiones efectivas se separa del resto de capítulos que tratan el comportamiento tenso-deformacional, hecho necesario para poder explicarse antes que ellos el capítulo dedicado al flujo, se le da la entidad propia para poder ser un capítulo y poderse hacer ejercicios, convirtiéndolo así en una unidad de aprendizaje útil para el lector. Esta entidad se consigue rodeando las explicaciones del principio de tensiones efectivas de las de los conceptos básicos de mecánica de medios continuos y de la de distribución de tensiones y deformaciones bajo cargas en medio elástico. Respecto a la segunda discrepancia es mucho más negativa, agravado por los problemas ya presentados anteriormente con relación al capítulo en el que se explica el fenómeno de la consolidación. Así se puede concluir el análisis del bloque de mecánica de suelos reiterando que aunque la situación del principio de tensiones efectivas no es la ideal esta muy bien resuelta, y que el principal problema presentado en este bloque son las explicaciones del fenómeno de la consolidación que se mezcla en un capítulo a las del comportamiento tensión-deformación en el caso unidimensional y se anteponen al capítulo donde estas se desarrollan con más profundidad. El bloque dedicado a los temas de ingeniería geotécnica, como puede leerse en los esquemas anteriores y en el índice del libro, se inicia con un capítulo dedicado a las estructuras de contención, continúa con uno de taludes, posteriormente se desarrolla uno de cimentaciones, abarcando las superficiales y las profundas, y finaliza con uno en el que se unen explicaciones relativas a reconocimiento del terreno, instrumentación y mejora del terreno haciendo hincapié en la compactación. La unión de los capítulos de estructuras de contención y taludes es positiva ya que son dos estructuras geotécnicas con puntos en común. Quizá se podría haber invertido el orden entre ambos ya que el cálculo de estructuras de contención implica la comprobación a rotura global propia de taludes, pero en este caso ello no es importante porque por desgracia no se explica esta comprobación. El orden relativo del conjunto de estos dos capítulos comentados (estructuras de cimentación y taludes) respecto el de cimentaciones es discutible pero no trascendental, en principio parece más lógico anteponer el tema de cimentaciones, ya que el cálculo de muros requiere la comprobación al hundimiento, pero ello de nuevo no es crítico porque esta comprobación no se explica. El factor negativo en este bloque se encuentra en el último capítulo, en él se mezclan varios temas de ingeniería geotécnica. En este caso el hecho de mezclar temas no es tan grave como en el criticado capítulo 4, porque son muy independientes. Pero en este caso el punto negativo está en que se mezcla aspectos siempre presentes en un proyecto geotécnico (reconocimiento del
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Berry, P.L. y Reid, D. (1993), Mecánica de suelos
terreno) con otros cuya aparición en la práctica es más puntual (mejora del terreno e intrumentación). Por ello como mínimo deberían separarse estos dos bloques. Ello también facilitaría mejorar el orden, porque es bueno comenzar los temas de ingeniería del terreno con un capítulo de reconocimiento del terreno, en primer lugar porque respeta el orden del proyecto geotécnico, ya que un buen reconocimiento siempre es el primer paso, y en segundo lugar porque al explicar los ensayos in situ es fácil repasar los parámetros explicados en el bloque de mecánica del suelo y así ligar los dos bloques. Pero así como la situación de los desarrollos relacionados con el reconocimiento del terreno es clara, la de las explicaciones relativas a instrumentación y mejora del terreno no tanto, por ello el ligar estos tres aspectos en un único capítulo dificulta su posición. En definitiva se puede concluir que pese a las posibles mejoras en el último capítulo el orden dentro del bloque de ingeniería geotécnica es correcto.
5. Enfoque Como se ha explicado en el capítulo de introducción de este anejo, es extremadamente difícil debido a la naturaleza de la materia que se expone, dar con un único adjetivo que defina el enfoque de un libro de geotecnia. Por ello a modo de ejemplo en primer lugar se muestra el enfoque con que se ha abordado las explicaciones relativas al principio de tensiones efectivas, a la teoría de la consolidación y a la presión de hundimiento de cimentaciones superficiales. Definiendo el enfoque según el orden en el que aparezcan las partes de la explicación definidas en el capítulo de introducción de este anejo como fenómeno, experimentación, teoría y práctica. En el caso de la tensión efectiva se trata de un enfoque tipo teoría – fenómeno, en el de la consolidación fenómeno – teoría – práctica y en el de la presión de hundimiento fenómeno – teoría – práctica. Las explicaciones del principio de tensiones efectivas discrepan del enfoque identificado en los otros dos casos estudiados que, en reglas generales, coinciden con el planteamiento de los autores explicado en el prólogo del libro del que a continuación se transcribe un fragmento: “El libro ha evolucionado (…) y ofrece una nueva perspectiva de la materia que refleja la amplia experiencia docente obtenida a lo largo de este periodo y los muchos comentarios y sugerencias útiles recibidos de generaciones sucesivas de estudiantes. Estos factores se combinaron para dar forma a la filosofía del enfoque adoptada para presentar cada tema, la cual es a) identificar los problemas ingenieriles correspondientes a cada tema y establecer con claridad los requerimientos de una teoría apropiada, b) desarrollar la teoría correspondiente, y c) ilustrar la aplicación mediante ejemplos resueltos que representen problemas típicos de los que se encuentran en la práctica de la ingeniería.” Pese a la intención de los autores hay que destacar que en los temas de ingeniería del terreno el enfoque a un y seguir el esquema presentado se extiende mucho más en la parte práctica, incluso en algunos casos obviando la teoría.
6. Estructura En primer lugar, en la siguiente página se presenta la tabla con la información necesaria para analizar la estructura del libro, tal y como se anunciaba en el capítulo introductorio de este anejo. Dada la imposibilidad de analizar los datos presentados en la tabla anterior de forma individual, estos se comentan en el análisis conjunto presentado en el último capítulo.
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
Ejemplos o ejercicios con solución
Apartados
Figuras
Páginas
Ejem. o ejerc.
Figuras
1. Propiedades físicas y químicas de los suelos utilizados en ingeniería. 2. Esfuerzos y deformaciones en una masa de suelo. 3. Teoría de la filtración y del flujo de aguas. 4. Teoría de la consolidación y el análisis de asentamientos. 5. Teoría de la resistencia al corte. 6. Presión lateral de tierras y muros de contención. 7. Estabilidad de taludes. 8. Estabilidad de cimentaciones. 9. Investigación del subsuelo y métodos de mejoramiento del terreno.
Páginas
Teoría
38
5
8
9
8
0
25 29 36 20 40 19 26
5 7 9 6 10 5 7
20 13 24 12 20 10 9
6 22 15 4 30 28 10
8 14 13 8 24 10 11
2 8 6 1 18 13 6
41
4
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0
0
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Costet, J. y Sanglerat, G. (1975), Curso práctico de mecánica de suelos
Costet, J. y Sanglerat, G. (1975), Curso práctico de mecánica de suelos. Ediciones Omega S.A., Barcelona. 1. Introducción Es preciso anotar antes de iniciar el análisis de este libro que pese a su título Curso práctico de mecánica de suelos, se trata de un libro teórico, no en balde J.A. Jiménez Salas en la presentación de la edición española explica que el sentido verdadero de Curso práctico es el de “curso de teorías contrastadas por su aplicación a los casos reales”. Según sus autores el objetivo de este libro, expresado en su introducción, es familiarizar al lector con la mecánica de suelos, darle una idea de los razonamientos utilizados y proporcionarle los procedimientos de cálculo de las obras en los casos más sencillos. Una de las cuestiones que hacen muy interesante el análisis de este libro, aparte del tratarse de un texto con fines docentes al nivel de iniciación a la geotecnia, es que este libro para muchos arquitectos actualmente en activo (los formados en la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Barcelona durante la década de los setenta) es su libro de consulta, con el que se formaron y al que acuden frente problemas que no son capaces de solucionar con las herramientas más simples que emplean en el día a día para solventar sus problemas geotécnicos.
2. Índice El índice de este libro es muy extenso transcribirlo íntegramente proporcionaría una información equivalente a la de los listados presentados en los siguientes apartados. Por ello sólo se ha transcrito el primer nivel de apartados inferior al capítulo, ya que con ello es suficiente para verificar los objetivos destinados a este apartado presentados en el capítulo introductoria de este anejo, concretamente este apartado ha de permitir tener una referencia exacta al libro a analizar y permitir que el lector se haga una primera idea de los contenidos y el orden en los que se exponen los mismos. Capítulo 1. Características físicas de los suelos. 1.1 Generalidades. 1.2 Descripción y medida de las propiedades físicas de los suelos. 1.3 Compactación. 1.4 Estructura de los suelos. 1.5 Propiedades de las partículas finas. 1.6 Identificación y clasificación de los suelos. Capítulo 2. El agua en el suelo. 2.1 Ley de Darcy. 2.2 Hidráulica subterránea. 2.3 Tensiones efectivas. 2.4 Capilaridad. 2.5 Efecto del hielo en el agua. Capítulo 3. Cálculo práctico de los asientos. Compresibilidad y teoría de la consolidación. 3.1 Cálculo de asientos. 3.2 Cálculo de las tensiones efectivas dentro del macizo. 3.3 Coeficiente de balasto.
3.4 Compresibilidad. 3.5 Consolidación. 3.6 Asientos diferenciales y asientos admisibles. Capítulo 4. Plasticidad y resistencia al corte. 4.1 Elementos de plasticidad. 4.2 Ensayos de corte. 4.3 Resultados experimentales en los medios incoherentes. 4.4 Resultados experimentales en medios coherentes. 4.5 Significación y cometido de los ensayos. Capítulo 5. Equilibrio plástico. 5.1 Tensor de tensiones. 5.2 Equilibrio de Rankine. 5.3 Equilibrio de Boussinesq. 5.4 Medios no pesados. 5.5 Estados correspondientes. Capítulo 6. Muros de contención.
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6.1 Cuña de deslizamiento y empuje. 6.2 Empuje sobre muros de gravedad. 6.3 Estabilidad de los muros de gravedad. 6.4 Muros de contención de hormigón armado. Capítulo 7. Pantallas de tablestacas. 7.1 Tablestacas y leyes de empujes. 7.2 Cálculo clásico de pantallas de tablestacas. 7.3 Nuevos métodos de cálculo de pantallas ancladas. 7.4 Condición de sifonamiento. 7.5 Entibación de excavaciones. Capítulo 8. Pantallas continuas. 8.1 Utilización de las pantallas continuas. 8.2 Tixotropía del lodo bentonítico. 8.3 Estabilidad de una zanja llena de lodo bentonítico. 8.4 Patología de las continuas. Capítulo 9. Cimentaciones superficiales. 9.1 Zapatas y losas. 9.2 Factores de capacidad portante. 9.3 Cálculo de cimentaciones superficiales.
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
9.4 Reparto de tensiones bajo cimentaciones. 9.5 Proyectos de cimentaciones. Capítulo 10. Cimentaciones profundas. 10.1 Pilotes y pozos. 10.2 Fórmulas de hinca. 10.3 Ensayos de carga de pilotes in situ. 10.4 Determinación estática de la carga portante. 10.5 Penetrómetro y cimentaciones profundas. 10.6 Grupos de pilotes. Capítulo 11. Taludes y diques. 11.1 Deslizamientos del terreno. 11.2 Cálculo de la estabilidad de los taludes. 11.3 Influencia de las corrientes de agua en la estabilidad de los taludes. 11.4 Terraplenes, diques y presas. Capítulo 12. Reconocimiento de terrenos. 12.1 Ensayos in situ. 12.2 Scissomètre, rhéotest, presiómetro. 12.3 Ensayos de hinca. 12.4 Penetrómetro estático. 12.5 Patología de las cimentaciones.
3. Contenidos A través del listado presentado en el capítulo introductorio de este anejo y tal como en el se explica a continuación se presentan los contenidos del libro analizado. • Temas preliminares. - Definición de suelo. - Definición de roca. - Mineralogía de las arcillas. • Propiedades y clasificación de los suelos. - Granulometría: definición y clasificación de los suelos. - Granulometría: obtención. - Parámetros de relación entre las fases: definición y relaciones. - Límites de Atterberg: definición. - Límites de Atterberg: obtención. - Sistemas de clasificación de suelos. • Conceptos básicos de mecánica de medios continuos. - Definición de tensión y deformación. - Definición de estado tensional y deformacional. - Definición de estados tensionales y deformacionales bidimensionales. - Representación del estado tensional con el círculo de Mohr. - Representación del estado tensional con el tensor de tensiones.
- Representación del estado deformacional con el tensor de deformaciones. - Invariantes y trayectorias de tensión y deformación. - Principios de la teoría de elasticidad. - Principios de la teoría de plasticidad. • Comportamiento tensión - deformación, suelo saturado. - Definición de tensión total y presión intersticial. - Principio de tensiones efectivas. - Definición de K0. - Presión de preconsolidación y grado de sobreconsolidación. - El edómetro. - Resultado de muestras sometidas a compresión unidimensional. - Representación matemática de la compresión unidimensional. - El aparato de corte directo. - El aparato triaxial. - Resultados triaxiales interpretados simplemente como ensayos de rotura. - El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. - Resistencia al corte no drenada.
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Costet, J. y Sanglerat, G. (1975), Curso práctico de mecánica de suelos
- Resultados de triaxiales típicos. - Trayectorias de tensiones en los triaxiales típicos. - Interpretación cualitativa de los triaxiales típicos. - Cálculo de presión intersticial en situaciones no drenadas. - Ensayo de compresión simple. • Análisis global del terreno. - Distribuciones de tensiones y deformaciones bajo cargas en medio elástico. - Tensiones en el contacto estructura - terreno: coeficiente de balasto. - Método de las características. - Estados de Rankine. • El agua en el terreno. - Velocidad del agua y caudal unitario. - Altura piezométrica. - Ley de Darcy: definición. - Validez de la ley de Darcy. - Permeabilidad: factores que influyen en su valor. - Permeabilidad: suelos estratificados. - Permeabilidad: obtención en laboratorio. - Permeabilidad: obtención in situ. - Ec. de flujo: formulación. - Ec. de flujo: resolución analítica. - Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo. - Ec. de flujo: resolución con anisotropía. - Sifonamiento. - Hidráulica de pozos. - Capilaridad, fenómeno físico (tensión superficial, ascensión capilar…). - Capilaridad en suelos. • Consolidación. - Definición del fenómeno de la consolidación. - Modelo reológico. - Teoría unidimensional de Terzaghi (planteamiento y solución). - Determinación de cv en el edómetro. - Consolidación secundaria. • Comportamiento tensión - deformación, suelo no saturado. - Definición de la compactación. - El ensayo Proctor. • Reconocimiento del terreno.
- Presentación de los métodos de reconocimiento. - Presentación de los ensayos in situ. - Planificación del reconocimiento. • Taludes e inestabilidad de laderas. - Tipologías de inestabilidades. - Causas de inestabilidades. - Planteamiento general del método de superficie de deslizamiento. • Cimentaciones superficiales. - Definición y tipologías de cimentaciones superficiales. - Metodología del proyecto de cimentaciones superficiales. - Definición de tensión admisible. - Distribución de presiones en el plano de cimentación. - Definición y tipologías de hundimiento. - Cálculo de la presión de hundimiento por Brinch Hansen. - Cálculo de la presión de hundimiento por otros métodos. - Cálculo de la presión de hundimiento a partir de ensayos in situ. - Asientos admisibles. - Cálculo de asientos por métodos elásticos. • Cimentaciones profundas. - Definición y tipologías. - Definición de carga de hundimiento y sus componentes. - Cálculo de contribución por punta. - Cálculo de contribución por fuste. - El efecto grupo. - Fórmulas de hinca. - Pruebas de carga. • Cimentaciones especiales. - Patología de cimentaciones. • Empuje de tierras. - Empuje activo: método de Rankine. - Empuje activo: método de Coulomb. - Empuje activo: método de Culmann - Método aproximado para el cálculo de cargas exteriores. - Empuje en muros en L. • Estructuras de contención rígidas. - Comprobación frente vuelco y deslizamiento.
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- Comprobación frente hundimiento y estabilidad global. - El factor de seguridad (valores,variaciones…). • Estructuras de contención flexibles. - Método simplificado de cálculo de pantallas en voladizo. - Métodos simplificados de cálculo de pantallas con un apoyo. - Métodos de cálculo semiempíricos. - Ejecución de pantallas de hormigón.
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
- Estabilidad de una zanja llena de lodo bentonítico. - Tablestacas: tipologías y ejecución. - Métodos de cálculo de empujes sobre entibaciones. - Seguridad frente levantamiento del fondo. • Otros estudios geotécnicos. - Acción de la helada. - Congelación de terrenos. - Presas.
Comparando este listado con el original (el presentado en el capítulo introductorio de este anejo en el que se recogen los contenidos de todos los libros analizados) se puede afirmar que se trata de un libro muy completo. En él se abordan todos los grandes bloques de contenidos referentes a mecánica del suelo y la mayoría de los referentes a ingeniería geotécnica; incluso algunos muy específicos como congelación del terreno o patologías de cimentaciones (aunque estos últimos se tratan con poca profundidad). Donde existen más ausencias son en el bloque de contenidos de temas preliminares, falta por ejemplo una introducción a la geotecnia o explicaciones relativas al origen y a la formación de los suelos, que no son especialmente graves ya que podrían clasificarse como temas adicionales. En cuanto a los temas de mecánica del suelo se detectan principalmente dos ausencias. La primera es respecto a los modelos de estados críticos, que no se puede considerar falta ya que en el libro aparece una alusión al trabajo de la Universidad de Cambridge pero en el momento de su primera edición, en francés, estos trabajos no estaban publicados. La segunda ausencia es la de explicaciones del comportamiento mecánico del suelo no saturado, ya que únicamente aparece una mención al tema de la compactación en el primer capítulo (Características físicas de los suelos). En los temas referentes a ingeniería geotécnica no se detectan ausencias importantes, sino todo lo contrario, entendiendo que se trata de un libro para la introducción a la geotecnia es muy completo. En él incluso aparece un tema muy novedoso en un libro de estas características como es del comportamiento del lodo bentonítico. Finalmente se puede completar este análisis de contenidos diciendo que en general se trata de un libro muy completo, al que únicamente se le puede criticar la heterogeneidad en los conceptos tratados en temas similares. Por ejemplo, sorprende que los autores dediquen medio capítulo a explicar los métodos constructivos de pantallas y no dediquen ni una página a los métodos constructivos de pilotes. Esta heterogeneidad también se refleja en los temas dedicados a cimentaciones, mientras que para las superficiales se dedica un apartado a su proyecto, en las profundas el tema de proyecto no aparece, ni se explica como calcular la carga que se le transmite a un pilote.
4. Ordenamiento de los contenidos A continuación se presentan los diferentes capítulos del libro, con los contenidos listados en el apartado anterior que trata cada uno de ellos. De esta manera se muestra el orden en el que son tratados los conceptos presentados anteriormente: 1. Características físicas de los suelos. - Definición de suelo. - Definición de roca. - Parámetros de relación entre las fases: definición y relaciones. - Definición de la compactación. - El ensayo Proctor. - Granulometría: definición y clasificación de los suelos. - Granulometría: obtención. - Mineralogía de las arcillas.
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Límites de Atterberg: definición. Límites de Atterberg: obtención. Ensayo de compresión simple. Sistemas de clasificación de suelos.
2. El agua en el suelo. - Altura piezométrica. - Ley de Darcy: definición. - Velocidad del agua y caudal unitario. - Permeabilidad: factores que influyen en su valor.
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Costet, J. y Sanglerat, G. (1975), Curso práctico de mecánica de suelos
-
Permeabilidad: obtención en laboratorio. Validez de la ley de Darcy. Permeabilidad: suelos estratificados. Ec. de flujo: formulación. Ec. de flujo: resolución analítica. Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo. Hidráulica de pozos. Permeabilidad: obtención in situ. Ec. de flujo: resolución con anisotropía. Definición de tensión total y presión intersticial. Principio de tensiones efectivas. Sifonamiento. Capilaridad, fenómeno físico (tensión superficial, ascensión capilar…). Capilaridad en suelos. Acción de la helada. Congelación de terrenos.
3. Cálculo práctico de los asientos compresibilidad y teoría de la consolidación. - Cálculo de asientos por métodos elásticos. - Distribuciones de tensiones y deformaciones bajo cargas en medio elástico. - Tensiones en el contacto estructura - terreno: coeficiente de balasto. - El edómetro. - Resultado de muestras sometidas a compresión unidimensional. - Representación matemática de la compresión unidimensional. - Presión de preconsolidación y grado de sobreconsolidación. - Definición del fenómeno de la consolidación. - Consolidación secundaria. - Modelo reológico. - Teoría unidimensional de Terzaghi (planteamiento y solución). - Determinación de cv en el edómetro. - Asientos admisibles. 4. Plasticidad y resitencia al corte. - Definición de tensión y deformación. - Definición de estado tensional y deformacional. - Definición de estados tensionales y deformacionales bidimensionales. - Representación del estado tensional con el círculo de Mohr. - Representación del estado tensional con el tensor de tensiones. - Representación del estado deformacional con el tensor de deformaciones.
- Invariantes y trayectorias de tensión y deformación. - Principios de la teoría de elasticidad. - Principios de la teoría de plasticidad. - El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. - El aparato de corte directo. - El aparato triaxial. - Cálculo de presión intersticial en situaciones no drenadas. - Resuktados triaxiales interpretados simplemente como ensayos de rotura. - Resistencia al corte no drenada. - Resultados de triaxiales típicos. - Trayectorias de tensiones en los triaxiales típicos. - Interpretación cualitativa de los triaxiales típicos. - Definición de K0. 5. Equilibrio plástico. - Estados de Rankine. - Método de las características. 6. Muros de contención. - Empuje activo: método de Coulomb. - Empuje activo: método de Rankine. - El factor de seguridad (valores,variaciones…). - Empuje activo: método de Culmann - Método aproximado para el cálculo de cargas exteriores. - Comprobación frente vuelco y deslizamiento. - Comprobación frente hundimiento y estabilidad global. - Empuje en muros en L. 7. Pantallas de tablestacas. - Tablestacas: tipologías y ejecución. - Método simplificado de cálculo de pantallas en voladizo. - Métodos simplificados de cálculo de pantallas con un apoyo. - Métodos de cálculo semiempíricos. - Seguridad frente levantamiento del fondo. 8. Pantallas continuas. - Ejecución de pantallas de hormigón. - Estabilidad de una zanja llena de lodo bentonítico. 9. Cimentaciones superficiales. - Definición y tipologías de cimentaciones superficiales. - Definición y tipologías de hundimiento.
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- Cálculo de la presión de hundimiento por otros métodos. - Cálculo de la presión de hundimiento por Brinch Hansen. - Cálculo de la presión de hundimiento a partir de ensayos in situ. - Distribución de presiones en el plano de cimentación. - Metodología del proyecto de cimentaciones superficiales. - Definición de tensión admisible. 10. Cimentaciones profundas. - Definición y tipologías. - Fórmulas de hinca. - Definición de carga de hundimiento y sus componentes. - Cálculo de contribución por punta.
- Cálculo de contribución por fuste. - Pruebas de carga. - El efecto grupo. 11. Taludes y diques. - Tipologías de inestabilidades. - Causas de inestabilidades. - Planteamiento general del método de superficie de deslizamiento. - Método de las rebanadas. - Presas. 12. Reconocimiento del terreno. - Planificación del reconocimiento. - Presentación de los métodos de reconocimiento. - Presentación de los ensayos in situ. - Patología de cimentaciones.
Este listado de contenidos presentados según el orden en el que se desarrollan en el libro se puede simplificar aunando los capítulos en grandes bloques temáticos, facilitando así el inicio del análisis de este ordenamiento. • Temas preliminares. 1. Características físicas de los suelos. • El agua en el terreno. 2. El agua en el suelo. • Comportamiento mecánico de los suelos. 3. Cálculo práctico de asientos. Compresibilidad y teoría de la consolidación. 4. Plasticidad y resistencia al corte. • Análisis global del terreno. 5. Equilibrio plástico. • Estructuras de contención. 6. Muros de contención. 7. Pantallas de tablestacas. 8. Pantallas continuas. • Cimentaciones. 9. Cimentaciones superficiales. 10. Cimentaciones profundas. • Taludes. 11. Taludes y diques. • Reconocimiento del terreno. 12. Reconocimiento de terrenos. Este esquema, compuesto por ocho grupos de capítulos, se puede sintetizar en tres grandes bloques: 1. Introducción o temas preliminares. 2. Mecánica de suelos, correspondiente a los grupos anteriores: el agua en el suelo, comportamiento mecánico de los suelos y análisis global del terreno.
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Costet, J. y Sanglerat, G. (1975), Curso práctico de mecánica de suelos
3. Ingeniería geotécnica, con el resto de grupos, todos ellos dedicados al cálculo de estructuras geotécnicas concretas y aspectos particulares del proyecto geotécnico. Esta estructura más general, compuesta por tres grandes bloques de conocimientos con características diferentes pero relacionados entre si, es similar a la de la mayoría de bibliografía analizada. A continuación se analizan los objetivos de cada una de estas partes y se analiza el orden de sus contenidos. El primer bloque, introducción, tiene un solo objetivo, presentar el suelo, para ello se emplea un único capítulo en el que se explican sus propiedades y clasificaciones. El segundo bloque esta compuesto por los siguientes capítulos: • El agua en el terreno. En él se desarrolla en primer lugar la ecuación de flujo, los métodos de resolución y su aplicabilidad, posteriormente se explica el concepto de tensión efectiva para acto seguido explicar el concepto de sifonamiento y, por último y escuetamente, se habla de la capilaridad y el efecto del hielo en el suelo. • Cálculo práctico de asientos. Compresibilidad y teoría de la consolidación. Primeramente, se introduce la teoría de la elasticidad para el cálculo de tensiones en el interior de una masa de suelo y de asientos. Luego se entra en el cuerpo del capítulo, en el que se explica la relación tensión – deformación en el caso unidimensional y la teoría de la consolidación. • Plasticidad y resistencia al corte. Este capítulo consta de tres partes; en la primera se explican los conceptos básicos de mecánica de medios continuos necesarios para el desarrollo del resto del capítulo, en la segunda los ensayos de laboratorio para ensayar a rotura el suelo y sus resultados, y en la tercera se deducen las reglas generales del comportamiento del suelo. • Equilibrio plástico. Se explican diferentes métodos de análisis global del terreno en rotura. Es evidente la relación entre los cuatro capítulos y sus contenidos, por ello es interesante estudiar como están ordenados. El orden de los tres últimos, sin profundizar mucho en sus contenidos, no da lugar a discusión, en primer lugar se explica la relación tensión – deformación, posteriormente los criterios de rotura, ya que es el orden real de sucesos en un proceso de carga, y una vez conocido como se comporta un punto del terreno se extiende a la masa de suelo, en su análisis global. Pero si se entra en los contenidos, es criticable que el estudio de las relaciones tenso – deformacionales y la consolidación se explique bajo la óptica del cálculo de asientos, ya que el lector pierde de vista su aplicabilidad en otras situaciones. El hecho de no independizar la consolidación en un capítulo aparte tampoco es bueno, porque siempre el lector la relacionará con el caso unidimensional. La situación del capítulo dedicado al estudio del agua en el terreno también es correcta, ya que es necesario conocer la ecuación de flujo para formular la teoría de la consolidación, pero introduce un punto contradictorio, la explicación de la tensión efectiva. Esta parece propia de los temas dedicados al comportamiento mecánico del terreno, pero si se antepone a ellos el tema de flujo debe explicarse en él, para lograr dos objetivos, comprender la necesidad del estudio del flujo en el cálculo de la presión intersticial y para poder explicar fácilmente el fenómeno del sifonamiento. Así la situación del tema dedicado al agua en el terreno parece correcta, pero no la de su apartado dedicado a la tensión efectiva (intercalado entre el apartado dedicado al flujo en el terreno y el de sifonamiento), ya que para lograr los dos objetivos por los que debe incluirse en el tema del agua ha de colocarse al principio del capítulo, y no tras la explicación de la ecuación de flujo. Si se coloca al principio cuando se desarrolla la ecuación de flujo y su resolución el lector ya sabe que ello es necesario para el cálculo de presiones intersticiales, fundamentales para el cálculo de la tensión efectiva, aparte de la mera necesidad de conocer como se mueve el agua en el terreno. El tercer gran bloque, ingeniería geotécnica, trata como se ha presentado anteriormente diversos temas, en primer lugar el cálculo de estructuras de contención, posteriormente el de cimentaciones y finalmente taludes y reconocimiento del terreno. Respecto su ordenación se puede hacer dos críticas; en primer lugar parecería más adecuado colocar correlativamente los capítulos dedicados a estructuras de contención y taludes, ya que aun tratándose de estructuras geotécnicas diferentes existen similitudes entre ellas que se pueden aprovechar en sus explicaciones y ello es más sencillo si los dos temas están seguidos. La segunda nota a la ordenación de los capítulos es la colocación al final del bloque del capítulo dedicado al
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
reconocimiento del terreno, ya que lo más lógico parece que sea al principio por dos razones; primero para que cuando se hacen las alusiones, en los capítulos de cálculo de cimentaciones, a los ensayos in situ con cuyos resultados se pueden calcular presiones admisibles, etc. ya se hayan estudiado esos ensayos, y en segundo lugar para que el orden del bloque siga él del proyecto geotécnico. Es curioso también la situación de las explicaciones relacionadas con las patologías de cimentaciones, en el capítulo de reconocimiento, aunque el objetivo de ello sea concienciar al lector de la importancia del reconocimiento. Respecto a los capítulos dedicados al cálculo de cimentaciones, es muy positivo la separación en dos de los temas referentes a superficiales y a profundas, el aspecto negativo es haber separado completamente los temas referentes al cálculo de asientos, explicados en el segundo bloque junto con el comportamiento mecánico del suelo, ya que ello hace perder al lector la visión global del proyecto de una cimentación superficial. La separación del tema de estructuras de contención flexibles en dos capítulos, uno dedicado al cálculo de tablestacas, en el que se explican los métodos de cálculo de pantallas, y otro a pantallas de hormigón, en el que se desarrolla su método constructivo y el comportamiento del lodo bentonítico, es original de este libro. Ello puede ser positivo, por ejemplo por el hecho de separar en dos capítulos lo que sino podría convertirse en un macro capítulo, pero presenta el inconveniente de presentar los métodos de cálculo asociados sólo a las tablestacas.
5. Enfoque Como se ha explicado en el capítulo de introducción de este anejo, es extremadamente difícil debido a la naturaleza de la materia que se expone, dar con un único adjetivo que defina el enfoque de un libro de geotecnia. Por ello a modo de ejemplo en primer lugar se muestra el enfoque con que se ha abordado las explicaciones relativas al principio de tensiones efectivas, a la teoría de la consolidación y a la presión de hundimiento de cimentaciones superficiales. Definiendo el enfoque según el orden en el que aparezcan las partes de la explicación definidas en el capítulo de introducción de este anejo como fenómeno, experimentación, teoría y práctica. En el caso de la tensión efectiva se trata de un enfoque tipo fenómeno – teoría, en el de la consolidación experimentación – fenómeno – teoría – práctica y en el de la presión de hundimiento fenómeno – teoría – práctica. Sólo con estos tres ejemplos puede observarse que la heterogeneidad comentada en el apartado destinado al análisis de los contenidos se repite en esta ocasión. Siendo muy difícil clasificar el enfoque del libro en general.
6. Estructura En primer lugar, en la siguiente página se presenta la tabla con la información necesaria para analizar la estructura del libro, tal y como se anunciaba en el capítulo introductorio de este anejo. Dada la imposibilidad de analizar los datos presentados en la tabla anterior de forma individual, estos se comentan en el análisis conjunto presentado en el último capítulo.
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Costet, J. y Sanglerat, G. (1975), Curso práctico de mecánica de suelos
Ejemplos o ejercicios con solución
Apartados
Figuras
Páginas
Ejem. o ejerc.
Figuras
1. Características físicas de los suelos. 2. El agua en el suelo. 3. Cálculo práctico de asientos. Compresibilidad y teoría de la consolidación. 4. Plasticidad y resistencia al corte. 5. Equilibrio plástico. 6. Muros de contención. 7. Pantallas de tablestacas. 8. Pantallas continuas. 9. Cimentaciones superficiales. 10. Cimentaciones profundas. 11. Taludes y diques. 12. Reconocimiento de terrenos.
Páginas
Teoría
40 48
25 24
16 16
2 2
6 10
0 0
56
20
34
6
11
2
77 46 46 44 34 66 29 75 60
16 21 22 22 13 20 15 15 24
31 22 31 31 17 31 13 30 33
1 0 2 2 0 2 0 0 0
3 0 3 4 0 7 0 0 0
0 0 1 2 0 1 0 0 0
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Anejo VI. Análisis bibliografía
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Holtz, R.D. y Kovacs, W.D. (1981), An introduction to geotechnical engineering
Holtz, R.D. y Kovacs, W.D. (1981), An introduction to geotechnical engineering. Prentice-Hall, Englewood Cliffs.
1. Introducción Aunque el título de esta obra pueda dar a pensar que se trata de un texto destinado a la ingeniería geotécnica, solamente aborda aspectos de mecánica de suelos. Concretamente sus autores, el profesor R.D. Holtz de la Universidad de Washington y el profesor W.D. Kovacs de la Universidad de Rhode Island, presentan esta obra en su prólogo como un texto de aprendizaje destinado al seguimiento de un primer curso de geotecnia de una serie de dos, usualmente situados en el tercer y cuarto curso de la carrera de Ingeniería Civil en Estados Unidos. En el primer curso se explica el comportamiento del suelo frente acciones genéricas y se dan las primeras herramientas para predecir ese comportamiento y el segundo curso se destina al diseño de cimentaciones y estructuras de contención de tierras. Debe tenerse en cuenta que al tratarse de un texto escrito para la docencia en un marco muy concreto, como se acaba de ver, permite entre otras cosas que los autores puedan suponer unos conocimientos básicos de mecánica, resistencia de materiales y geología en los lectores. Este hecho se verá en el siguiente análisis, concretamente en el análisis de contenidos.
2. Índice Capítulo 1. Introducción a la Ingeniería Geotécnica. 1.1 Ingeniería Geotécnica. 1.2 La singular naturaleza de los suelos y las rocas. 1.3 Aproximación al estudio de la Ingeniería Geotécnica. 1.4 Alcance de este libro. 1.5 Formación de suelos y naturaleza de sus constituyentes. 1.6 Desarrollo histórico de la Ingeniería Geotécnica. 1.7 Notas sobre los símbolos y las unidades. Capítulo 2. Propiedades índice y clasificatorias de suelos. 2.1 Introducción. 2.2 Definiciones básicas y relaciones entre fases. 2.3 Resolución de problemas de fases. 2.4 Textura de los suelos. 2.5 El tamaño de los granos y su distribución. 2.6 Forma de las partículas. 2.7 Límites de Atterberg e índices de consistencia. 2.8 Actividad. Capítulo 3. Clasificaciones de suelos.
3.1 Introducción. 3.2 Sistema unificado de clasificación de suelos. 3.3 Sistema de clasificación de suelos AASHTO. 3.4 Comparación de los sistemas de clasificaciones unificado y AASHTO. Capítulo 4. Minerales arcillosos y estructura de suelos. 4.1 Introducción. 4.2 Minerales arcillosos. 4.3 Identificación de minerales arcillosos. 4.4 Superficie específica. 4.5 Interacción entre el agua y los minerales arcillosos. 4.6 Interacción de partículas de arcilla. 4.7 Estructura y fábrica de suelos. 4.8 Fábrica de suelos cohesivos. 4.9 Fábrica de suelos muy cohesivos. Capítulo 5. Compactación. 5.1 Introducción. 5.2 Compactación. 5.3 Teoría de compactación. 5.4 Propiedades y estructura de suelos cohesivos compactados. 5.5 Equipos y procedimientos de compactación en campo.
62
5.6 Control y especificaciones de la compactación en campo. 5.7 Proyecto de compactación de suelos. Capítulo 6. El agua en los suelos I: capilaridad, contracción, hinchamiento, acción de la helada. 6.1 Introducción. 6.2 Capilaridad. 6.3 El fenómeno de la contracción en suelos. 6.4 Importancia ingenieril de la contracción y el hinchamiento. 6.5 Acción de la helada. Capítulo 7. El agua en los suelos II: permeabilidad, filtración, tensiones efectivas. 7.1 Introducción. 7.2 Dinámica de fluidos. 7.3 Ley de Darcy para flujo a través de medio poroso. 7.4 Medida de la permeabilidad. 7.5 Tensión efectiva o intergranular. 7.6 Relación entre la tensión horizontal y la tensión vertical. 7.7 Altura piezométrica y flujo unidimensional. 7.8 Fuerzas de filtración, sifonamiento y licuefacción. 7.9 Redes de flujo: flujo bidimensional. 7.10 El método de los fragmentos. 7.11 Condiciones de filtro. Capítulo 8. Consolidación y asientos de consolidación. 8.1 Introducción. 8.2 Componentes del asiento. 8.3 Compresibilidad de suelos. 8.4 El edómetro. 8.5 Presión de preconsolidación; suelo normalmente consolidado y sobreconolidado. 8.6 Comportamiento de suelos naturales en ensayos edométricos. 8.7 Cálculo del asiento. 8.8 Factores que afectan a la determinación de la presión de preconsolidación. 8.9 Predicción de las curvas de consolidación en campo. 8.10 Perfiles de suelos. 8.11 Valores típicos y métodos aproximados para su estimación de los índices de compresión. 8.12 Distribución de tensiones. Capítulo 9. Evaluación del tiempo de consolidación. 9.1 Introducción.
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9.2 El proceso de consolidación. 9.3 Teoría de la consolidación unidimensional de Terzaghi. 9.4 Determinación del coeficiente de consolidación cv. 9.5 Determinación del coeficiente de permeabilidad. 9.6 Valores típicos de cv. 9.7 Evaluación del asiento secundario. 9.8 Ejemplo de evaluación del tiempo de asiento. Capítulo 10. El círculo de Mohr, teorías de rotura y trayectorias de tensiones. 10.1 Introducción. 10.2 Tensiones en un punto. 10.3 Relaciones tensión-deformación y criterios de rotura. 10.4 El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. 10.5 Ensayos para determinar la resistencia al corte de suelos. 10.6 Trayectorias de tensiones. Capítulo 11. Resistencia al corte de arenas y arcillas. 11.1 Introducción. 11.2 Ángulo de reposo de arenas. 11.3 Comportamiento de arenas saturadas durante procesos de corte drenados. 11.4 Efectos del índice de poros y la presión de confinamiento sobre el cambio de volumen. 11.5 Comportamiento de arenas saturadas durante procesos de corte no drenados. 11.6 Factores que afectan a la resistencia al corte de arenas. 11.7 El coeficiente de empuje al reposo para arenas. 11.8 Licuefacción y comportamiento frente ciclos de carga de arenas saturadas. 11.9 Características tenso-deformacionales y resistentes de suelos cohesivos saturados. 11.9.1 Ensayo consolidado no drenado (CD). 11.9.2 Valores típicos de los parámetros de resistencia drenada. 11.9.3 Uso de los parámetros drenados en ingeniería práctica. 11.9.4 Ensayo consolidado no drenado (CU). 11.9.5 Valores típicos de los parámetros de resistencia no drenada. 11.9.6 Uso de los valores de los ensayos parámetros no drenados en ingeniería práctica.
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Holtz, R.D. y Kovacs, W.D. (1981), An introduction to geotechnical engineering
11.9.7
Ensayo no consolidado no drenado (UU). 11.9.8 Valores típicos de los parámetros obtenidos en ensayos UU. 11.9.9 Ensayo de compresión simple. 11.9.10 Otros procedimientos para determinar la resistencia al corte no drenada. 11.9.11 Sensitividad. 11.9.12 Uso de los parámetros medidos en ensayos UU en la ingeniería práctica. 11.9.13 Problemas especiales de resistencia al corte en suelos cohesivos. 11.10 Parámetros de presión intersticial. 11.11 El coeficiente de empuje al reposo para arcillas.
11.12 Trayectoria de tensiones durante procesos de carga no drenada – arcillas normalmente consolidadas. 11.13 Trayectoria de tensiones durante procesos de carga no drenada – arcillas sobreconsolidadas consolidadas. 11.14 Aplicaciones de las trayectorias de tensiones en la ingeniería práctica. Apéndice A. Aplicación del sistema internacional de unidades a la Ingeniería Geotécnica. Apéndice B-1. Derivación de la ecuación de Laplace. Apéndice B-2. Derivación y solución de la teoría de la consolidación unidimensional de Terzaghi. Apéndice B-3. Parámetros de presión intersticial.
3. Contenidos Según el listado presentado en el capítulo introductorio de este anejo los contenidos de este libro son los siguientes. • Temas preliminares. - Definición de geotecnia y/o mecánica del suelo. - Repaso de la historia de la geotecnia. - Definición de suelo. - Definición de roca. - Formación de los suelos. - Mineralogía de las arcillas. - Fuerzas físico-químicas actuantes entre las partículas de arcilla. • Propiedades y clasificación de los suelos. - Granulometría: definición y clasificación de los suelos. - Granulometría: obtención. - Textura de los suelos. - Forma de las partículas. - Parámetros de relación entre las fases: definición y relaciones. - Límites de Atterberg: definición. - Límites de Atterberg: obtención. - Sistemas de clasificación de suelos. • Conceptos básicos de mecánica de medios continuos. - Definición de tensión y deformación. - Representación del estado tensional con el círculo de Mohr. - Invariantes y trayectorias de tensión y deformación.
• Comportamiento tensión - deformación, suelo saturado. - Definición de tensión total y presión intersticial. - Principio de tensiones efectivas. - Definición de K0. - Presión de preconsolidación y grado de sobreconsolidación. - El edómetro. - Resultado de muestras sometidas a compresión unidimensional. - Representación matemática de la compresión unidimensional. - Obtención de la presión de preconsolidación. - El aparato de corte directo. - Presentación de resultados de corte directo. - El aparato triaxial. - Realización de un ensayo triaxial. - Resultados de triaxiales interpretados simplemente como ensayos de rotura. - El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. - Resistencia al corte no drenada. - Resultados de triaxiales típicos. - Resultados de triaxiales interpretados simplemente como ensayos de rotura. - Trayectorias de tensiones en los triaxiales típicos.
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- Interpretación cualitativa de los triaxiales típicos. - Cálculo de presión intersticial en situaciones no drenadas. - Ensayo de compresión simple. - Introducción al comportamiento de las arenas. • Análisis global del terreno. - Distribuciones de tensiones y deformaciones bajo cargas en medio elástico. • El agua en el terreno. - Velocidad del agua y caudal unitario. - Altura piezométrica. - Ley de Darcy: definición. - Validez de la ley de Darcy. - Permeabilidad: obtención en laboratorio. - Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo. - Ec. de flujo: metodo de los fragmentos. - Capilaridad, fenómeno físico (tensión superficial, ascensión capilar…). - Capilaridad en suelos. - Presión capilar y succión. - Drenes. Condiciones de filtro.
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• Consolidación. - Definición del fenómeno de la consolidación. - Modelo reológico. - Teoría unidimensional de Terzaghi (planteamiento y solución). - Determinación de cv en el edómetro. - Consolidación secundaria. • Comportamiento tensión - deformación, suelo no saturado. - Definición de la compactación. - El ensayo Proctor. - Estructura de los suelos compactados. - Compactación en obra. - Hinchamiento de suelos parcialmente saturados. • Cimentaciones superficiales. - Cálculo de asientos por el método edométrico. - Cálculo de asientos por métodos elásticos. • Otros estudios geotécnicos. - Acción de la helada. - Estudio de cargas dinámicas.
Comparando este listado y el presentado en el capítulo de introducción, que recogía todos los conceptos definidos a través del análisis de todos los libros, destaca en primer lugar la ausencia de todos los bloques de contenidos de ingeniería geotécnica. La única excepción a esto es el bloque de contenidos referentes a cimentaciones superficiales, pero de él únicamente aparecen los métodos de cálculo de asientos. Esto es evidentemente coherente con lo presentado en la introducción de este capítulo, en la que se ha explicado que el ámbito de este libro es la mecánica de suelos pese al título. En segundo lugar también se nota la ausencia de la mayor parte de los contenidos reunidos bajo el nombre de conceptos básicos de mecánica de medios continuos. Solamente se define tensión y estado tensional, se explica la representación de este último a través del círculo de Mohr, se definen algunos invariantes y se explica el concepto de trayectoria de tensiones. Realmente estos conceptos son los únicos estrictamente necesarios para seguir las explicaciones del libro, sólo se nota a faltar una pequeña introducción a los principios de la teoría de la elasticidad. Pero debe tenerse en cuenta que esta publicación está enmarcada en un escenario docente donde los alumnos han aprendido los conceptos de mecánica de medios continuos al llegar a la asignatura que cubre este libro, tal como se ha explicado en la introducción de este capítulo. Hay que destacar que excepto en los contenidos clasificados como temas preliminares y propiedades y clasificación de los suelos, en los que se desarrollan con más o menos profundidad gran parte de sus posibles contenidos según el listado original, en el resto de temas únicamente, salvo alguna excepción, se desarrollan los temas básicos. Así del listado de contenidos de un bloque únicamente se desarrollan los básicos, prescindiendo de los que introducen más complejidad o son más específicos. Por ejemplo en el caso del agua en el terreno no se trabaja la resolución de la ecuación de flujo en caso de terreno estratificado, ni en el de terreno anisótropo, o de relaciones tensión-deformación únicamente se explica el caso unidimensional. Por último mencionar que existen algunos aspectos tratados en el libro que no son habituales en textos de objetivos homólogos a este (la docencia universitaria), como por ejemplo el estudio de la acción de la helada. Pero el más sorprendente es el estudio del terreno frente acciones dinámicas cíclicas.
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Holtz, R.D. y Kovacs, W.D. (1981), An introduction to geotechnical engineering
4. Ordenamiento de los contenidos A continuación se presentan los diferentes capítulos del libro, con los contenidos listados en el apartado anterior que trata cada uno de ellos. De esta manera se muestra el orden en el que son tratados los conceptos presentados anteriormente: - Ley de Darcy: aplicación a problemas 1D. 1. Introducción a la Ingeniería Geotécnica. - Definición de tensión total y presión - Definición de geotecnia y/o mecánica del intersticial. suelo. - Principio de tensiones efectivas. - Definición de suelo. - Definición de K0. - Definición de roca. - Formación de los suelos. - Sifonamiento. - Repaso de la historia de la geotecnia. - Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo. 2. Propiedades índice y clasificatorias de suelos. - Ec. de flujo: metodo de los fragmentos. - Parámetros de relación entre las fases: - Drenes. Condiciones de filtro. definición y relaciones. - Textura de los suelos. 8. Consolidación y asientos de consolidación. - Granulometría: definición y clasificación de - El edómetro. los suelos. - Resultado de muestras sometidas a - Granulometría: obtención. compresión unidimensional. - Forma de las partículas. - Definición del fenómeno de la - Límites de Atterberg: definición. consolidación. - Límites de Atterberg: obtención. - Modelo reológico. - Representación matemática de la 3. Clasificaciones de suelos. compresión unidimensional. - Sistemas de clasificación de suelos. - Presión de preconsolidación y grado de sobreconsolidación. 4. Minerales arcillosos y estructura de suelos. - Obtención de la presión de - Mineralogía de las arcillas. preconsolidación. - Fuerzas físico-químicas actuantes entre las - Cálculo de asientos por el método partículas de arcilla. edométrico. - Distribuciones de tensiones y deformaciones 5. Compactación. bajo cargas en medio elástico. - Definición de la compactación. - Cálculo de asientos por métodos elásticos. - El ensayo Proctor. - Estructura de los suelos compactados. 9. Evaluación del tiempo de consolidación. - Compactación en obra. - Definición del fenómeno de la consolidación. 6. El agua en los suelos I: capilaridad, - Modelo reológico. contracción, hinchamiento, acción de la - Teoría unidimensional de Terzaghi helada. (planteamiento y solución). - Capilaridad, fenómeno físico (tensión - Determinación de cv en el edómetro. superficial, ascensión capilar…). - Consolidación secundaria. - Capilaridad en suelos. - Hinchamiento de suelos parcialmente 10. El círculo de Mohr, teorías de rotura y saturados. trayectorias de tensiones. - Acción de la helada. - Definición de tensión y deformación. - Representación del estado tensional con el 7. El agua en los suelos II: permeabilidad, círculo de Mohr. filtración, tensiones efectivas. - El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. - Velocidad del agua y caudal unitario. - El aparato de corte directo. - Altura piezométrica. - Presentación de resultados de corte directo. - Ley de Darcy: definición. - El aparato triaxial. - Validez de la ley de Darcy. - Invariantes y trayectorias de tensión y - Permeabilidad: obtención en laboratorio. deformación.
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- Trayectorias de tensiones en los triaxiales típicos. 11. Resistencia al corte de arenas y arcillas. - Realización de un ensayo triaxial. - El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. - Resistencia al corte no drenada. - Resultados de triaxiales típicos. - Trayectorias de tensiones en los triaxiales típicos.
- Interpretación cualitativa de los triaxiales típicos. - Resultados de triaxiales interpretados simplemente como ensayos de rotura. - Cálculo de presión intersticial en situaciones no drenadas. - Ensayo de compresión simple. - Introducción al comportamiento de las arenas. - Estudio de cargas dinámicas.
Este listado de contenidos presentados según el orden en el que se desarrollan en el libro se puede simplificar aunando los capítulos en grandes bloques temáticos, facilitando así el inicio del análisis de este ordenamiento. • Temas preliminares. 1. Introducción a la Ingeniería Geotécnica. 2. Propiedades índice y clasificatorias de suelos. 3. Clasificaciones de suelos. 4. Minerales arcillosos y estructura de suelos. • Compactación. 5. Compactación. • El agua en el terreno. 6. El agua en los suelos I: capilaridad, contracción, hinchamiento, acción de la helada. 7. El agua en los suelos II: permeabilidad, filtración, tensiones efectivas. • Comportamiento mecánico de los suelos 1. 8. Consolidación y asientos de consolidación. • Consolidación. 9. Evaluación del tiempo de consolidación. • Comportamiento mecánica de los suelos 2. 10. El círculo de Mohr, teorías de rotura y trayectorias de tensiones. 11. Resistencia al corte de arenas y arcillas. Este esquema podría simplificarse más diferenciando dos partes, la formada por los capítulos preliminares (1-4) y el resto a partir del capítulo 6 (incluido) que recogen los aspectos más propios de la mecánica de suelos propiamente dicha. En la frontera de estos dos bloques está el capítulo de compactación (capítulo 5), que evidentemente no es un capítulo preliminar, pero tampoco se trata de un tema propio de la mecánica de suelos, ya que se aborda desde un punto de vista muy práctico. La situación de un capítulo dedicado a la compactación en un libro en el que no se explica, ni a modo de introducción, el comportamiento mecánico del suelo no saturado siempre es comprometida y difícil de encajar en el hilo argumental. En un libro que aborda a parte de la mecánica de suelos también la ingeniería geotécnica se situaría, normalmente, junto con los temas de ingeniería geotécnica. Pero en este libro esta opción no es posible y la situación escogida por los autores sólo podría tener una alternativa, al final del libro, entendiéndose como una introducción al comportamiento mecánico del suelo no saturado tras estudiar el saturado o como un primer tema de ingeniería geotécnica. La opción de los autores presenta una ventaja pedagógica, ya que el presentar un tema de marcado carácter práctico antes de iniciar el desarrollo de los capítulos de mecánica de suelos, más teóricos, puede hacer motivar al estudiante haciéndole ver un aspecto aplicado de la materia que estudia.
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Holtz, R.D. y Kovacs, W.D. (1981), An introduction to geotechnical engineering
Como se ha comentado, prescindiendo del capítulo 5, el esquema anteriormente presentado puede dividirse en dos partes: 1. Temas preliminares: capítulos 1-4. 2. Mecánica del suelo: capítulos 6-11. Del bloque denominado temas preliminares sorprende la existencia de un capítulo dedicado, casi en exclusiva, a la mineralogía de las arcillas, nada habitual en un libro de sus características. Respecto el orden de los capítulos de este bloque, únicamente se podría plantear una alternativa convirtiendo el capítulo 4 (Minerales arcillosos y estructura de suelos) en 2, pero ello no presenta ninguna ventaja adicional y sí un inconveniente, ya que tras el primer capítulo el lector todavía no sabe que son unas arcillas y ello debería incluirse en él. El segundo bloque de este libro, mecánica de suelo, se inicia con dos capítulos dedicados al agua en el terreno. El hecho de separar todos los contenidos referentes a este tema en dos capítulos, uno recogiendo todos los aspectos del flujo en terreno saturado y otro con el resto situado en primer lugar, es positivo ya que sino se habría generado un macro capítulo y dado que los contenidos permiten separase correctamente es más positivo dividir los contenidos en capítulos lo menores posibles, pero sin perder la homogeneidad de tamaños de capítulos. El aspecto negativo de esta forma de iniciar un bloque de mecánica de suelos es que se ha tenido que incluir en los temas referentes al agua las explicaciones relativas al principio de tensiones efectivas, separándolas de su lugar natural con los temas de comportamiento mecánico del suelo. Esta inclusión del principio de tensiones efectivas es debido a la dificultad de explicar el fenómeno del sifonamiento sino se conoce el concepto de tensión efectiva. Pero ya que es necesario incluir el principio de tensiones efectivas en los temas del agua en el terreno sería mejor comenzar el tema dedicado al flujo en terreno no saturado con él, ya que así se inicia la lectura del capítulo concienciando al lector de la importancia de estudiar el nivel de presiones intersticiales en el terreno. Esto no se hace en este libro y ello es un aspecto negativo. Al capítulo dedicado al flujo en terreno saturado le sigue uno dedicado principalmente al comportamiento tensión-deformación en el caso unidimensional. Este capítulo presenta aspectos negativos ya que las explicaciones del tema principal se introducen conjuntamente con el fenómeno de la consolidación y se desarrollan bajo la perspectiva del cálculo de asientos, lo que hace que al final del capítulo también se expongan algunas fórmulas elásticas para el cálculo de éstos. Ambos aspectos son negativos. El tema de los asientos porque resta generalidad a las explicaciones del comportamiento unidimensional y hace introducir las fórmulas elásticas sin haber explicado correctamente el comportamiento elástico del terreno. Respecto al tema de la consolidación es si cabe más negativo, porque hace asociar el fenómeno de la consolidación al del comportamiento tensodeformacional en el caso unidimensional, restándole toda su generalidad y además facilita la situación a continuación de un capítulo dedicado a la consolidación. La situación de un capítulo dedicado a la consolidación entre el destinado al comportamiento tensióndeformación en el caso unidimensional y los que estudian el comportamiento en otros esquema de carga, es negativa por la razón presentada en el parágrafo anterior. El capítulo dedicado a la consolidación es seguido por uno destinado a introducir todas las herramientas, tanto teóricas como experimentales, para el estudio del comportamiento tenso-deformacional y la rotura del suelo (Capítulo 10 El círculo de Mohr, teorías de rotura y trayectorias de tensiones). Salta a la vista que su situación tras las explicaciones relativas al comportamiento unidimensional no es muy lógica. Ello es debido, como los desordenes denotados anteriormente, a la visión de los autores que los fenómenos que suceden en el edómetro son una unidad didáctica en el aprendizaje de la mecánica del suelo independientemente del resto de temas dedicados al estudio del comportamiento mecánico del suelo. Ello es muy negativo ya que dificulta la visión global del comportamiento del terreno. Las explicaciones relativas a la mecánica del suelo finalizan, y con ellas el libro, con un capítulo dedicado a estudiar el comportamiento del terreno en los ensayos triaxiales y la rotura del terreno. Evidentemente la situación de este capítulo no da lugar a ninguna crítica.
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
5. Enfoque Tal y como se ha explicado en el capítulo de introducción de este anejo, es extremadamente difícil dada la naturaleza de la materia que se expone, dar con un único adjetivo que defina el enfoque de un libro de geotecnia. Por ello a modo de ejemplo en primer lugar se muestra el enfoque con que se han abordado las explicaciones relativas al principio de tensiones efectivas y a la teoría de la consolidación, no a la presión de hundimiento de cimentaciones superficiales ya que no se aborda el tema en el libro. Definiendo el enfoque según el orden en el que aparezcan las partes de la explicación definidas en el capítulo de introducción de este anejo como fenómeno, experimentación, teoría y práctica. En el caso de la tensión efectiva se trata de un enfoque tipo fenómeno – práctica – teórico. Y en el caso de la consolidación fenómeno – práctica. El segundo de los dos enfoques estudiados muestra la voluntad de los autores expresada en el prólogo de hacer un libro poniendo el énfasis sobre la práctica. Ello también lo demuestra el hecho que algunas demostraciones teóricas, como la de la teoría de la consolidación de Terzaghi, se releguen a una apéndice.
6. Estructura En primer lugar se presenta la tabla con la información necesaria para analizar la estructura del libro, tal y como se anunciaba en el capítulo introductorio de este anejo. Ejemplos o ejercicios con solución
Apartados
Figuras
Páginas
Ejem. o ejerc.
Figuras
1. Introducción a la Ingeniería Geotécnica. 2. Propiedades índice y clasificatorias de suelos. 3. Clasificaciones de suelos. 4. Minerales arcillosos y estructura de suelos. 5. Compactación. 6. El agua en los suelos I: capilaridad, contracción, hinchamiento, acción de la helada. 7. El agua en los suelos II: permeabilidad, filtración, tensiones efectivas. 8. Consolidación y asientos de consolidación. 9. Evaluación del tiempo de consolidación. 10. El círculo de Mohr, teorías de rotura y trayectorias de tensiones. 11. Resistencia al corte de arenas y arcillas.
Páginas
Teoría
9 21 23 31 48
7 8 4 6 7
0 9 7 26 28
0 10 3 0 4
0 7 2 0 4
0 8 1 0 1
28
5
17
2
4
0
45
11
21
29
21
15
61 27
12 8
26 12
23 21
22 12
8 8
34
6
26
19
10
9
122
27
82
28
19
17
Dada la imposibilidad de analizar los datos presentados en la tabla anterior de forma individual, estos se comentan en el análisis conjunto presentado en el último capítulo. Pero a simple vista surge un comentario, la extensión del último capítulo en comparación al resto. Mientras que el capítulo más largo de los diez primeros tiene 61 páginas, el onceavo y último capítulo tiene 122, más del doble. Los problemas de generar este capítulo con este tamaño tan exagerado en comparación al resto se reflejan en la estructura de subapartados, mientras que en el resto de capítulos no se pasa de un primer nivel, en este se llega a un segundo nivel.
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Holtz, R.D. y Kovacs, W.D. (1981), An introduction to geotechnical engineering
Evidente este problema no es solucionable reduciendo los contenidos de este capítulo, pero sí separando sus contenidos, tal como se realiza con los contenidos relativos al estudio del agua en el terreno, como se comento en el análisis del ordenamiento. También se ha de destacar el esfuerzo de los autores presentando al final de cada capítulo un listado de enunciados de ejercicios sin solución, el número de los cuales se presenta en la siguiente tabla. Estos no se han reflejado en la tabla anterior porque de cara a hacer un análisis conjunto con esos datos, desde el punto de vista de su utilidad docente, los ejercicios sin solución són en parte inútiles, ya que el sentido práctico de los estudiantes hace que no los empleen para el aprendizaje de una materia, como se apuntaba en el capítulo introductorio de este anejo. Número de ejercicios sin solución. Capítulo 1 2 3 4 5 6 7 Ejercicios sin solución 0 37 6 8 17 21 48
8 50
9 36
10 35
11 105
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Anejo VI. Análisis bibliografía
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Iglesias, C. (1997), Mecánica del suelo
Iglesias, C. (1997), Mecánica del suelo. Editorial Síntesis. 1. Introducción Este documento es un libro de texto, ajustado al programa de la asignatura de Mecánica de Suelos de 4º curso de la intensificación de construcción de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de Madrid, de la cual el autor del libro, Celso Iglesias Pérez (Dr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos), es profesor. El objetivo principal de esta obra es que los alumnos puedan ampliar las explicaciones de clase y preparar los temas antes de su exposición. Así, este libro no va dirigido al investigador puro ni al profesional de una oficina de proyectos de geotecnia, sino a estudiantes e ingenieros que deseen familiarizarse con los principios básicos, la terminología, los tipos de ensayos y los métodos de cálculo más habituales de la mecánica del suelo, sin adentrarse en el campo de la ingeniería de cimentaciones, según el autor demasiado amplio para ser descrito de forma adecuada en un único volumen. El autor en su introducción explica que su libro Mecánica del Suelo y la asignatura homónima que imparte además de proporcionar al estudiante de ingeniería una serie de conocimientos prácticos sobre el comportamiento del suelo y reforzar algunos conocimientos teóricos que ya se deberían poseer, por ejemplo de matemáticas, mecánica de medios continuos o de fluidos, constituye un elemento educativo de lo que se puede denominar criterio del ingeniero, permitiendo orientar la mentalidad de los futuros ingenieros hacia el uso de modelos abstractos para la interpretación de la realidad física.
2. Índice El índice de este libro es muy extenso, transcribirlo íntegramente proporcionaría una información equivalente a la de los listados presentados en los siguientes apartados. Por ello sólo se ha transcrito el primer nivel de apartados inferior al capítulo, ya que con ello es suficiente para verificar los objetivos destinados a este apartado presentados en el capítulo introductorio. La excepción a ésto son los capítulos 6 y 7, en los que por tratar el siempre difícil tema de comportamiento mecánico de los suelos se han reproducido los subapartados para poder analizarlos mejor. Capítulo 1. Historia de la Mecánica del Suelo. 1.1 Definición de Mecánica del Suelo. 1.2 Los orígenes de la Mecánica del Suelo. 1.3 El nacimiento de la Mecánica del Suelo moderna. 1.4 Evolución posterior a los años veinte. 1.5 La Mecánica del Suelo en España. 1.6 La Mecánica del Suelo en Francia. 1.7 La Mecánica del Suelo en Inglaterra. Capítulo 2. Problemas planteados por el terreno en la construcción. 2.1 La Mecánica del Suelo en la construcción. 2.2 Problemas planteados por el terreno en la construcción. 2.3 Problemas especiales de la ingeniería de suelos. 2.4 Geotecnia ambiental.
2.5 Proceso de resolución de los problemas de construcción. Capítulo 3. Constitución y propiedades físicas del suelo. 3.1 El terreno. 3.2 Clasificación de las rocas 3.3 Clasificación de los suelos. 3.4 Esquema geotécnico de Madrid. 3.5 Elementos constitutivos de un suelo. 3.6 Aptitud de los suelos como terreno de cimentación. 3.7 La estratificación del terreno. 3.8 La homogeneidad del terreno. Capítulo 4. Parámetros que definen las propiedades físicas de los suelos. 4.1 Pesos específicos de un suelo.
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4.2 Pesos específicos de los materiales constituyentes. 4.3 Porosidad e índice de poros. 4.4 Humedad y grado de saturación de un suelo. 4.5 Relación entre los parámetros que definen un suelo. 4.6 Importancia de los parámetros adimensionales. Capítulo 5. Identificación de la estructura de los suelos. 5.1 La estructura de los suelos y su comportamiento. 5.2 Los ensayos de identificación de suelos. 5.3 Ensayos propios de los suelos granulares. 5.4 Ensayos propios de los suelos cohesivos. 5.5 Clasificación de los suelos. Capítulo 6. La mecánica de medios continuos aplicada a los suelos. 6.1 Nociones generales. 6.1.1 Concepto de tensión. 6.1.2 Círculo de Mohr. 6.1.3 Método del polo. 6.1.4 Las ecuaciones de equilibrio indefinido. 6.1.5 Cálculo analítico del círculo de Mohr. 6.2 La mecánica de medios continuos. 6.2.1 Ecuaciones de campo. 6.2.2 Concepto de deformación. 6.3 Algunas nociones de resistencia de materiales. 6.3.1 Orígenes. 6.3.2 Elasticidad. 6.3.3 Deformaciones planas. 6.3.4 Tensiones planas. 6.3.5 Leyes de elasticidad lineal en tres dimensiones. 6.4 Relaciones tensión-deformación. 6.4.1 Aplicación de la elasticidad lineal. 6.4.2 Viscosidad y viscoelasticiad. 6.4.3 Plasticidad. 6.5 Modelos elásticos utilizados en Mecánica del Suelo. 6.5.1 Semiespacio de Boussinesq. 6.5.2 Capa elástica sobre capa rígida. 6.5.3 Semiespacio heterogéneo general. 6.5.4 Semiespació de Winkler. 6.5.5 Modelos de Fröhlich. 6.6 Principio de Terzaghi. 6.6.1 Concepto de tensión efectiva. 6.6.2 El significado de las tensiones efectivas. 6.7 Integración de las ecuaciones de equilibrio.
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
6.7.1 Suelo indefinido con superficie horizontal. 6.7.2 Ejemplo de cálculo de tensiones efectivas. 6.7.3 Cimentaciones en Ciudad de México. 6.7.4 Concepto de cimentación flotante. 6.7.5 Suelo indefinido con superficie horizontal. 6.8 Leyes de comportamiento de suelos. 6.8.1 Comportamiento del agua. 6.8.1 Comportamiento del esqueleto sólido del suelo. 6.9 Trayectorias e invariantes tensodeformacionales. 6.9.1 Trayectorias de tensiones. 6.9.2 Invariantes tensionales. 6.9.3 Trayectorias de deformación. 6.9.4 Deformaciones volumétricas en un suelo. 6.9.5 Correspondencia entre parámetros de tensión y deformación. 6.10 Comportamiento del esqueleto de los suelos granulares. 6.10.1 Comportamiento sometido al tensor esférico. 6.10.2 Comportamiento sometido al tensor desviador. 6.10.3 Rotura de suelos granulares. 6.10.4 Conclusiones para los suelos granulares. 6.11 Comportamiento del esqueleto de los suelos cohesivos. 6.11.1 Factores que influyen en el comportamiento. 6.11.2 Fuerzas de contacto entre partículas. 6.11.3 La fluencia de los suelos cohesivos. 6.11.4 Comportamiento sometido al tensor esférico. 6.11.5 Comportamiento sometido al tensor desviador. 6.11.6 Conclusiones para los suelos cohesivos. Capítulo 7. Ensayos de laboratorio para determinar la ley de comportamiento. 7.1 Justificación teórica de los ensayos de laboratorio. 7.2 Ensayos de corte directo. 7.3 Ensayo triaxial. 7.4 Ensayo edométrico. 7.5 Ensayo de compresión isótropa. 7.6 Ensayo de compresión simple. 7.7 Definición de la rotura de un suelo. 7.8 Resistencia al corte de los suelos granulares. 7.8.1 Curva intrínseca de un suelo granular.
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Iglesias, C. (1997), Mecánica del suelo
7.8.2 Factores que influyen en el ángulo de rozamiento interno. 7.8.3 Ángulo de un talud natural. 7.8.4 Orientación del plano de rotura en un ensayo triaxial. 7.8.5 Resistencia al corte. 7.8.6 Densidad crítica. 7.8.7 Importancia del concepto de densidad crítica. 7.9 Resistencia al corte de los suelos cohesivos. 7.9.1 La recuperación del estado natural. 7.9.2 Ensayo consolidado drenado (CD). 7.9.3 Ensayo no consolidado-no drenado (UU). 7.9.4 Ensayo consolidado-no drenado (CU). 7.9.5 Ensayo de compresión simple. 7.9.6 Conclusiones relativas a los ensayos. 7.9.7 Resistencia al corte. 7.10 Los coeficientes de presión intersticial. 7.10.1 Las presiones intersticiales en el ensayo triaxial. 7.10.2 Valores del coeficiente B. 7.10.3 Valores del coeficiente A. 7.10.4 El coeficiente A en suelos dilatantes. 7.11 Deformaciones en un suelo elástico lineal isótropo Capítulo 8. Hidráulica de suelos. 8.1 Introducción. 8.2 Hipótesis generales. 8.3 Permeabilidad y ley de Darcy. 8.4 Resolución de los flujos permanentes bidimensionales. 8.5 Fuerzas de filtración. 8.6 Medida del coeficiente de permeabilidad en suelos. 8.7 Fenómenos capilares en suelos no saturados. Capítulo 9. La teoría de la consolidación. 9.1 Introducción. 9.2 Descripción cualitativa del fenómeno de consolidación. 9.3 Modelo matemático de la consolidación unidimensional.
9.4 El ensayo edométrico. 9.5 Compresibilidad de los suelos. 9.6 Diferentes tipos de ensayos edométricos. 9.7 Otros esquemas de consolidación. Capítulo 10. Los ensayos in situ. 10.1 Encuadre de los ensayos in situ. 10.2 Generalidades sobre los ensayos en Mecánica de Suelos. 10.3 Ensayos de rotura. 10.4 Ensayos de deformación. 10.5 Ensayos autoperforadores. 10.6 Ensayos de carga. 10.7 Ensayos de permeabilidad in situ. Capítulo 11. La instrumentación en geotecnia. 11.1 Introducción. 11.2 Aparatos de medida in situ. 11.3 Medida de asientos. 11.4 Medida de presiones intersticiales. 11.5 Medida de presiones. 11.6 Medida de la carga soportada por codales o tirantes. 11.7 Medidas sobre modelos reducidos. 11.8 Reconocimientos geofísicos. Capítulo 12. La geotecnia de carreteras. 12.1 Introducción. 12.2 Firmes de carreteras. 12.3 La compactación de los suelos. 12.4 Ensayo CBR. 12.5 Estudio Proctor-CBR. 12.6 Control de compactación. 12.7 Estabilización de suelos y gravas tratadas. 12.8 El hielo en las calzadas. 12.9 Aplicaciones prácticas de la geotecnia de carreteras. Capítulo 13. Cálculo de asientos. 13.1 Método de la trayectoria de tensiones. 13.2 Cálculo de tensiones en los suelos. 13.3 Cálculo de asiento en los suelos.
3. Contenidos A través del listado presentado en el capítulo introductorio de este anejo y tal como en el se explica a continuación se presentan los contenidos del libro analizado. • Temas preliminares. - Definición de geotecnia y/o mecánica del suelo. - Repaso de la historia de la geotecnia. - Breve descripción de algunos problemas resueltos por la geotecnia.
-
Definición de suelo. Definición de roca. Tipos de roca. Formación de los suelos. Clasificación de los suelos según su formación.
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- La estratigrafía. - Mineralogía de las arcillas. - Fuerzas físico-químicas actuantes entre las partículas de arcilla. • Propiedades y clasificación de los suelos. - Granulometría: definición y clasificación de los suelos. - Granulometría: obtención. - Parámetros de relación entre las fases: definición y relaciones. - Parámetros de relación entre las fases: obtención. - Límites de Atterberg: definición. - Límites de Atterberg: obtención. - Sistemas de clasificación de suelos. • Conceptos básicos de mecánica de medios continuos. - Definición de tensión y deformación. - Definición de estado tensional y deformacional. - Representación del estado tensional con el círculo de Mohr. - Representación del estado tensional con el tensor de tensiones. - Invariantes y trayectorias de tensión y deformación. - Ecuaciones de equilibrio. - Ecuaciones constitutivas. - Principios de la teoría de elasticidad. - Principios de la teoría de plasticidad. - Viscosidad y viscoelasticidad. • Comportamiento tensión - deformación, suelo saturado. - Definición de tensión total y presión intersticial. - Principio de tensiones efectivas. - Presión de preconsolidación y grado de sobreconsolidación. - Estado tensional en terreno horizontal. - El edómetro. - Resultado de muestras sometidas a compresión unidimensional. - Representación matemática de la compresión unidimensional. - Obtención de la presión de preconsolidación. - El aparato de corte directo. - Presentación de resultados de corte directo. - El aparato triaxial. - Resultados de triaxiales interpretados simplemente como ensayos de rotura. - Tipos de rotura.
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- El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. - Resistencia al corte no drenada. - Interpretación cualitativa de los triaxiales típicos. - Cálculo de presión intersticial en situaciones no drenadas. - Ensayo de compresión simple. - El método de las trayectorias de tensiones. • Análisis global del terreno. - Distribuciones de tensiones y deformaciones bajo cargas en medio elástico. - Tensiones en el contacto estructura - terreno: medio elástico. - Tensiones en el contacto estructura - terreno: coeficiente de balasto. • El agua en el terreno. - Velocidad del agua y caudal unitario. - Altura piezométrica. - Ley de Darcy: definición. - Validez de la ley de Darcy. - Permeabilidad: factores que influyen en su valor. - Permeabilidad: suelos estratificados. - Permeabilidad: suelo anisótropo. - Permeabilidad: obtención en laboratorio. - Permeabilidad: obtención in situ. - Ec. de flujo: formulación. - Ec. de flujo: presentación de los métodos de resolución. - Ec. de flujo: resolución analítica. - Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo. - Sifonamiento. - Capilaridad, fenómeno físico (tensión superficial, ascensión capilar…). - Capilaridad en suelos. - Presión capilar y succión. • Consolidación. - Definición del fenómeno de la consolidación. - Modelo reológico. - Teoría unidimensional de Terzaghi (planteamiento y solución). - Consolidación radial. - Otros esquemas de consolidación. - Determinación de cv en el edómetro. - Otros ensayos de consolidación. • Comportamiento tensión - deformación, suelo no saturado. - Definición de la compactación. - El ensayo Proctor.
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Iglesias, C. (1997), Mecánica del suelo
• Reconocimiento del terreno. - Presentación de los ensayos in situ. • Cimentaciones superficiales. - Asientos admisibles. - Cálculo de asientos por el método edométrico. - Cálculo de asientos por métodos elásticos.
- Cálculo de asientos por el método de Skempton-Bjerrun. - Cálculo de asientos por otros métodos (Schmertmann, Janbu…). - Cálculo de asientos a partir de ensayos in situ. • Otros estudios geotécnicos. - Instrumentación. - Geotecnia de carreteras. - Modelos reducidos.
Este listado de contenidos certifica el título del libro, ya que su mayoría son temas de mecánica del suelo, habiendo muy pocos de ingeniería geotécnica. Estos son simplemente cuatro y son tratados o sin mucha profundidad o están muy unidos con la mecánica de suelo. Son concretamente los siguientes: • Reconocimiento del terreno. De este tema únicamente se describen los métodos de ensayo in situ, sin explicar los métodos de sondeos ni de obtención de muestras, y sin desarrollar los aspectos más aplicados como la planificación del reconocimiento y la redacción del informe geotécnico. • Cimentaciones superficiales. Se explican simplemente el cálculo de asientos, sin tratar las tipologías y funciones de las cimentaciones ni el cálculo de cargas de hundimiento. De esta forma el tema queda totalmente incompleto y podría decirse que hace ridícula la existencia del capítulo dedicado al cálculo de asientos, únicamente se entiende como ejemplo de aplicación de las relaciones tensión – deformación explicadas, pero de ser así debería haberse explicado junto a ellos y como tal (ejemplo de aplicación). • Instrumentación. Este tema que está, como tantos otros aspectos, en el límite entre la ingeniería geotécnica y la mecánica de suelos, en este libro se trata desde una óptica más propia de la mecánica de suelos, como lo demuestra que el autor lo describa en su prólogo como la herramienta para la verificación de las de las teorías de la Mecánica del Suelo. • Ingeniería de carreteras. La existencia de tema propios de la ingeniería de carreteras como la descripción de las funciones y las tipologías de firmes, el ensayo CBR o la estabilización de suelos, sólo se entiende como la intención de desarrollar los contenidos relacionados con el comportamiento mecánico de los suelos no saturados, concretamente la compactación, en un entorno eminentemente práctico. Un aspecto destacable de los contenidos de este libro es la profundidad con la que se desarrollan los temas preliminares, que ocupan aproximadamente una cuarta parte del libro. Concretamente, sorprende la importancia que le da el autor al conocimiento de la historia de la ciencia a tratar, al que destina el primer capítulo (Historia de la Mecánica del Suelo), y todavía más la importancia que se le da a la descripción de los problemas geotécnicos planteados en obras singulares, a lo que dedica el segundo capítulo del libro (Problemas planteados por el terreno en la construcción), el más extenso de los dedicados a temas preliminares. Un segundo aspecto sorprendente en los contenidos es la profundidad y la cantidad de temas que se abordan de mecánica de medios continuos, casi gratuitamente porque la mayoría de ellos el autor no los aplica a aspectos de la mecánica de suelos. Así por ejemplo entre otros contenidos de mecánica de medios continuos se explican los principios de la teoría de plasticidad y los de viscosidad y viscoelasticidad, sin embargo del comportamiento tenso-deformacional del suelo únicamente se explica cualitativamente el comportamiento general de los suelos y la representación matemática del comportamiento unidimensional, sin entrar en la modelización de la plastificación de los suelos. Por último destaca la cantidad de temas complejos que se abordan, aunque sea a simple modo de presentación, de los que no se suele hablar en libros como este con objetivos docentes para cursos básicos. Unos ejemplos de esto son la explicación del método de las diferencias finitas para la resolución de los problemas de flujo o la teoría de la consolidación tridimensional.
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4. Ordenamiento de los contenidos A continuación se presentan los capítulos del libro con los contenidos listados en el apartado anterior que se tratan en cada uno. De esta manera se muestra el orden en el que se exponen esos contenidos presentados anteriormente. 1. Historia de la Mecánica del Suelo. - Definición de geotecnia y/o mecánica del suelo. - Repaso de la historia de la geotecnia. 2. Problemas planteados por el terreno en la construcción. - Breve descripción de algunos problemas resueltos por la geotecnia. 3. Constitución y propiedades físicas del suelo. - Definición de suelo. - Definición de roca. - Tipos de roca. - Formación de los suelos. - Clasificación de los suelos según su formación. - Mineralogía de las arcillas. - Fuerzas físico-químicas actuantes entre las partículas de arcilla. - La estratigrafía. 4. Parámetros que definen las propiedades físicas de los suelos. - Parámetros de relación entre las fases: definición y relaciones. 5. Identificación de la estructura de los suelos. - Límites de Atterberg: definición. - Parámetros de relación entre las fases: obtención. - Granulometría: definición y clasificación de los suelos. - Granulometría: obtención. - Límites de Atterberg: obtención. - Sistemas de clasificación de suelos. 6. La mecánica de medios continuos aplicada a los suelos. - Definición de tensión y deformación. - Definición de estado tensional y deformacional. - Representación del estado tensional con el círculo de Mohr. - Representación del estado tensional con el tensor de tensiones. - Representación del estado deformacional con el tensor de deformaciones. - Ecuaciones de equilibrio.
-
Ecuaciones constitutivas. Principios de la teoría de elasticidad. Principios de la teoría de plasticidad. Viscosidad y viscoelasticidad. Distribuciones de tensiones y deformaciones bajo cargas en medio elástico. Tensiones en el contacto estructura - terreno: medio elástico. Tensiones en el contacto estructura - terreno: coeficiente de balasto. Definición de tensión total y presión intersticial. Principio de tensiones efectivas. Estado tensional en terreno horizontal. Invariantes y trayectorias de tensión y deformación. Interpretación cualitativa de los triaxiales típicos.
7. Ensayos de laboratorio para determinar la ley de comportamiento. - El aparato de corte directo. - Presentación de resultados de corte directo. - El aparato triaxial. - El edómetro. - Tipos de rotura. - Resultados de triaxiales interpretados simplemente como ensayos de rotura. - El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. - Resistencia al corte no drenada. - Ensayo de compresión simple. - Cálculo de presión intersticial en situaciones no drenadas. 8. Hidráulica de suelos. - Velocidad del agua y caudal unitario. - Altura piezométrica. - Ley de Darcy: definición. - Permeabilidad: factores que influyen en su valor. - Validez de la ley de Darcy. - Permeabilidad: suelos estratificados. - Permeabilidad: suelo anisótropo. - Ec. de flujo: formulación. - Ec. de flujo: presentación de los métodos de resolución. - Ec. de flujo: resolución analítica. - Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo.
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-
Sifonamiento. Permeabilidad: obtención en laboratorio. Permeabilidad: obtención in situ. Capilaridad, fenómeno físico (tensión superficial, ascensión capilar…). - Capilaridad en suelos. - Presión capilar y succión. 9. La teoría de la consolidación. - Definición del fenómeno de la consolidación. - Modelo reológico. - Teoría unidimensional de Terzaghi (planteamiento y solución). - El edómetro. - Resultado de muestras sometidas a compresión unidimensional. - Representación matemática de la compresión unidimensional. - Presión de preconsolidación y grado de sobreconsolidación. - Obtención de la presión de preconsolidación. - Determinación de cv en el edómetro. - Otros ensayos de consolidación. - Otras teorías unidimensionales. - Consolidación radial.
10. Los ensayos in situ. - Presentación de los ensayos in situ. 11. La instrumentación en geotecnia. - Instrumentación. - Modelos reducidos. 12. La geotecnia de carreteras. - Definición de la compactación. - El ensayo Proctor. - Geotecnia de carreteras. 13. Cálculo de asientos. - El método de las trayectorias de tensiones. - Distribuciones de tensiones y deformaciones bajo cargas en medio elástico. - Tensiones en el contacto estructura - terreno: medio elástico. - Cálculo de asientos por el método edométrico. - Cálculo de asientos por métodos elásticos. - Cálculo de asientos por el método de Skempton-Bjerrun. - Cálculo de asientos por otros métodos (Schmertmann, Janbu…). - Cálculo de asientos a partir de ensayos in situ. - Asientos admisibles.
A continuación se presentan los diferentes capítulos del libro agrupados en función de los temas que abordan cada uno, obteniéndose el siguiente esquema: • Temas preliminares. 1. Historia de la Mecánico del Suelo. 2. Problemas planteados por el terreno en la construcción. 3. Constitución y propiedades físicas del suelo. 4. Parámetros que definen las propiedades físicas de los suelos. 5. Identificación de la estructura de los suelos. • Comportamiento mecánico de los suelos. 6. La mecánica de medios continuos aplicada a los suelos. 7. Ensayos de laboratorio para determinar la ley de comportamiento. • El agua en el terreno. 8. Hidráulica de los suelos. • Consolidación. 9. La teoría de la consolidación. • Ingeniería geotécnica. 10. Los ensayos in situ. 11. La instrumentación en geotecnia. 12. La geotecnia de carreteras. 13. Cálculo de asientos.
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
El esquema presentado se puede sintetizar, como en la mayoría de los libros básicos de geotecnia y los dedicados a la docencia, en tres grandes bloques: • Introducción o temas preliminares. • Mecánica de suelos, correspondiente a los grupos anteriores: comportamiento mecánico de los suelos, el agua en el suelo y consolidación. • Ingeniería geotécnica. En este libro el primer bloque es mucho más extenso que en la mayoría de libros de características semejantes, como se anunciaba en el apartado anterior. En él, en primer lugar, se explica a través de dos capítulos, respectivamente, un resumen de la historia de la Mecánica del Suelo y las dificultades geotécnicas que caracterizaron una serie de obras singulares. A continuación, se dedica un capítulo a la clasificación de los suelos según su origen y a la composición química de los mismos. Por último se emplean dos capítulos a presentar las propiedades físicas de los suelos, como obtenerlas y los sistemas de clasificación de suelos en función de ellas. Desde el punto de vista de su orden este bloque es absolutamente correcto. El segundo bloque, que recoge las explicaciones referentes al comportamiento mecánico del suelo, flujo de agua en el terreno y consolidación, presenta una innovadora ordenación como respuesta a la cuestión de dónde colocar la explicación del principio de tensiones efectivas. Esta cuestión surge porque, si como normalmente se hace, se explica la consolidación dentro de los capítulos dedicados al comportamiento mecánico del suelo, se hace necesario anteponer a ellos los temas dedicados al agua en el terreno, para que al llegar a los apartados de la consolidación esté explicada la ecuación de flujo. Pero si se coloca en primer lugar el capítulo de hidráulica subterránea y luego los de comportamiento mecánico del suelo, el principio de tensión efectivas, que parece propio de los segundos, debe explicarse en el primero, si se quiere que el lector sea consciente de toda la importancia del estudio del flujo y comprenda fácilmente el fenómeno del sifonamiento. Frente esta cuestión, este libro, en primer lugar aborda en un capítulo el comportamiento tenso – deformacional del suelo y en él explica el principio de Terzaghi, como corresponde, luego dedica otro capítulo a explicar los ensayos de laboratorio para determinar las leyes de comportamiento frente rotura y a explicar estas, posteriormente introduce el capítulo de hidráulica de suelos, para por último con la ecuación de flujo explicada, desarrollar en un capítulo aparte la teoría de consolidación. De esta forma soluciona todos los problemas planteados anteriormente en relación con la explicación del principio de tensiones efectivas, pero separa la consolidación de los temas de comportamiento mecánico de suelos. Se trata de una solución innovadora, y de ella es especialmente positivo el orden en si, aunque tenga el aspecto negativo de la situación del tema de la consolidación, y el hecho de dedicar un capítulo exclusivamente a la consolidación, ya que con ello se consigue dar la generalidad que tiene este fenómeno, causante de los asientos diferidos en cimentaciones pero a la vez provocar acciones especiales sobre los pilotes. Lo positivo de dedicar un capítulo exclusivamente a la consolidación se ve anulado por el hecho que la explicación del comportamiento tenso-deformacional en el caso unidimensional se explica en el propio capítulo de consolidación, en vez de en el de comportamiento mecánico del suelo, y posteriormente del desarrollo de la teoría de la consolidación unidimensional, lo que dificulta la compresión de la ecuación constitutiva introducida en ella. El tercer bloque trata los siguientes cuatro temas: ensayos in situ, instrumentación geotécnica, la geotecnia de carreteras y el cálculo de asientos. Los pocos temas tratados y su diversidad, hacen difícil analizar el orden dentro de este bloque.
5. Enfoque Tal y como se ha explicado en el capítulo de introducción de este anejo, es extremadamente difícil dada la naturaleza de la materia que se expone, dar con un único adjetivo que defina el enfoque de un libro de geotecnia. Por ello a modo de ejemplo en primer lugar se muestra el enfoque con que se han abordado las explicaciones relativas al principio de tensiones efectivas y a la teoría de la consolidación, no a la presión de hundimiento de cimentaciones superficiales ya que no se aborda el tema en el libro. Definiendo el
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Iglesias, C. (1997), Mecánica del suelo
enfoque según el orden en el que aparezcan las partes de la explicación definidas en el capítulo de introducción de este anejo como fenómeno, experimentación, teoría y práctica. En el caso de la tensión efectiva se trata de un enfoque tipo fenómeno – teoría – práctica. Y en el caso de la consolidación fenómeno – teoría. Ambas explicaciones coinciden en la estructura inicial (fenómeno – teoría) y que en ambos casos se le da mucha importancia a la teoría, dedicándole unos desarrollos mucho más amplios que en el resto de libros comparables por sus objetivos similares. En general el enfoque de este libro se caracteriza por perderse en los desarrollos matemáticos y otros más propios de mecánica de medios continuos o resistencia de materiales, y no hacer suficiente hincapié en aspectos más conceptuales, pero más importantes, de la mecánica de suelos. Por ejemplo se desarrolla el método de las diferencias finitas para la resolución de la ecuación de la consolidación en medios estratificados, con todas las expresiones matriciales, sumatorios e integrales requeridas, pero al desarrollar la teoría de la consolidación de Terzaghi se introduce la ecuación constitutiva que relaciona las tensiones efectivas y las variaciones de volumen sin haberse explicado previamente. Otro ejemplo de esta falta de concordancia es en el capítulo dedicado al flujo, en él se llega a solucionar analíticamente el movimiento rotatorio irrotacional o el flujo bajo una presa impermeable sobre un semiespacio poroso, pero apenas se explica como realizar una red de flujo manualmente. Esto corrobora lo visto en el apartado de contenidos, en el que se anunciaba que el autor daba casi más importancia a conceptos de mecánica de medios continuos que a los temas dedicados a mecánica de suelos en el capítulo dedicado al comportamiento mecánico de los suelos.
6. Estructura A continuación se presenta la tabla con la información necesaria para analizar la estructura del libro, tal y como se anunciaba en el capítulo introductorio de este anejo. Ejemplos o ejercicios con solución
Apartados
Figuras
Páginas
Ejem. o ejerc.
Figuras
1. Historia de la Mecánico del Suelo. 2. Problemas planteados por el terreno en la construcción. 3. Constitución y propiedades físicas del suelo. 4. Parámetros que definen las propiedades físicas de los suelos. 5. Identificación de la estructura de los suelos. 6. La mecánica de medios continuos aplicada a los suelos. 7. Ensayos de laboratorio para determinar la ley de comportamiento. 8. Hidráulica de los suelos. 9. La teoría de la consolidación. 10. Los ensayos in situ. 11. La instrumentación en geotecnia. 12. La geotecnia de carreteras. 13. Cálculo de asientos.
Páginas
Teoría
21 53 27
7 18 26
2 30 13
0 0 0
0 0 0
0 0 0
8
6
2
0
0
0
22 54
23 55
14 46
0 0
0 0
0 0
30
29
21
0
0
0
77 76 73 30 28 70
32 37 22 26 35 27
51 49 27 14 12 48
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
Dada la imposibilidad de analizar los datos presentados en la tabla anterior de forma individual, estos se comentan en el análisis conjunto presentado en el último capítulo.
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
Pero a simple vista surge un comentario, el nulo número de ejemplos o de ejercicios resueltos. Esto demuestra lo comentado en el apartado anterior, el enfoque teórico del texto.
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Jiménez, J.A. et al. (1971-80), Geotecnia y cimientos
Jiménez, J.A. y Justo, J.L. (1971), Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid.
Jiménez, J.A., Justo, J.L. y Serrano, A.A. (1974), Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Editorial Rueda, Madrid. Jiménez, J.A. et al. (1980), Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. Editorial Rueda, Madrid. 1. Introducción En el presente capítulo se analizan conjuntamente, como si de una única obra se tratase, los tres libros cuyas referencias bibliográficas completas se muestran a continuación. • Jiménez Salas, José Antonio; de Justo Alpañes, José Luis (1971). Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Ed. Rueda, Madrid. • Jiménez Salas, José Antonio; de Justo Alpañes, José Luis; Serrano González, Alcibiades Ángel (1974). Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Ed. Rueda, Madrid. • Jiménez Salas, José Antonio; del Cañizo Perate, Luis; Escairo Ubarri, Ventura; Faraco Muñoz, Carlos; Fort Lopez-Tello, Luis; de Justo Alpañes, José Luis; Llorens Alcón Manuel; Lorente de No, Carlos; Marsal Monzón, Ricardo; Molina Fernández, Rodrigo; Muzas Labad, Fernando; Oteo Mazo, Carlos; Rodríguez Ortiz, José María; Romana Ruiz, Manuel; Serrano González, Alcibiades Ángel; Soriano Peña, Antonio; Uriel Ortiz, Angel; Uriel Romero; Santiago (1980). Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. Ed. Rueda, Madrid. La decisión de realizar el análisis conjunto responde a la voluntad de sus autores, expresada a través del coordinador y director de la obra (José Antonio Jiménez Salas) en los prólogos de los tres libros, el que concretamente al conjunto de los tres libros se refiere como la obra Geotecnia y Cimientos. La magnitud de esta obra se ve en los siguientes análisis pero a modo introductorio vasta mencionar sus más de 3700 páginas, donde se repasan en profundidad todos los fundamentos teóricos y las aplicaciones prácticas de la geotecnia. Con este volumen es difícil creer las palabras de sus autores en el prólogo del primer libro, en el que justifican la coincidencia entre el título de la obra, Geotecnia y Cimientos, con el de una de las cátedras de la Escuela de Ingenieros Superiores de Caminos, Canales y Puertos de Madrid, con el argumento que una de las finalidades de la obra es de proveer de un texto las explicaciones de dicha cátedra, presentando de esta manera la obra como texto de estudio para las carreras de ingeniero superior y arquitecto. La realidad
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
es que esta obra se aleja del dominio de los textos de utilidad docente y se acerca al de los manuales como se verá en los próximos análisis. Es necesario destacar la importancia de esta obra en la comunidad de ingenieros civiles de España, para los que pese a su mayor o menor utilidad es el texto de referencia de la materia que trata, la geotecnia. Ello lo demuestra, como se puede ver en el capítulo de introducción de este anejo, que siempre este presente alguno de los volúmenes de esta obra en las bibliografías recomendadas de las asignaturas geotécnicas de las escuelas de ingeniería civil, tanto técnica como superior, en España. Por último y antes de finalizar esta introducción al análisis de la más extensa obra de geotecnia escrita en España, es necesario destacar la importancia de su director y coordinador, José Antonio Jiménez Salas (1916-2000), cuya figura representa la consolidación de la geotecnia en España, y es por muchos considerado piedra angular de la geotecnia en España debido a su prolifera vida profesional dedicada a la transmisión y creación de conocimientos de esta materia.
2. Índice Jiménez, J.A. y Justo, J.L (1971). Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Ed. Rueda, Madrid. 2.3.4 La dispersión de las partículas. 2.4 Estudio de las curvas granulométricas. Capítulo 1. Suelo y roca. Geotecnia. Origen del Diámetros característicos. Coeficiente de suelo. Procesos de cementación. uniformidad. 1.1 El globo terrestre. 2.5 Interpretación general de los resultados del 1.2 Suelo y roca. La Geotecnia. análisis granulométrico. 1.3 Origen de los suelos. Erosión. 1.4 Erosión física. Capítulo 3. Propiedades elementales: porosidad, 1.4.1 Los cambios de temperaturas. La índice de poros, peso específico, humedad, insolación. grado de saturación, índice de densidad, 1.4.2 El crecimiento de cristales. equivalente de arena. 1.4.3 La actividad orgánica. 3.1 Porosidad. Índice de poros. 1.4.4 Las tensiones de la corteza terrestre. 3.2 Peso específico. Densidad. 1.4.5 La gravedad. 3.3 Peso específico de las partículas de un 1.4.6 Transporte y erosión. suelo. 1.5 Erosión química. 3.4 Peso específico de un suelo. 1.5.1 Hidratación. 3.4.1 Determinación del peso específico 1.5.2 Hidrólisis. del suelo en el laboratorio. 1.5.3 Disolución. 3.4.2 Determinación “in situ” del peso 1.5.4 Oxidación. específico seco. 1.6 El perfil del suelo. 3.5 Peso específico de una roca. Cálculo de su 1.7 Diaclasas. porosidad. 1.8 Profundidad hasta la que puede llegar la 3.6 Humedad. Grado de saturación. erosión “in situ”. 3.7 Relaciones entre las diversas magnitudes 1.9 Tiempo necesario para la formación del definidas. suelo. 3.8 Métodos rápidos para la determinación de 1.10 Procesos de cementación. la humedad y el peso específico “in situ”. 3.9 Métodos nucleares para la determinación de Capítulo 2. Granulometría de los suelos. la humedad y la densidad “in situ”. 2.1 Clasificación de las partículas de los suelos 3.9.1 Determinación de la densidad de un por su tamaño. suelo por medio de rayos gamma. 2.2 Representación de los resultados del 3.9.2 Determinación de la humedad de un análisis granulométrico. suelo por medio de neutrones de alta 2.3 Clasificación de los métodos de análisis energía. granulométrico. Sedimentación. 3.9.3 Comparación entre los métodos 2.3.1 Método de Robinson o de la pipeta. nucleares y los convencionales. 2.3.2 Método de Bouyoucos-Casagrande o 3.10 Índice de densidad. del densímetro. 3.11 Equivalente de arena (E.A.). 2.3.3 Limitaciones de los métodos basados en la ley de Stokes.
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Jiménez, J.A. et al. (1971-80), Geotecnia y cimientos
Capítulo 4. Límites de Atterberg. Gráfico de Casagrande. Índice de fluidez. Propiedades físico-químicas de las arcillas. Actividad. Suceptibilidad y tixotropía. 4.1 Estados de consistencia de los suelos. Límites de Atterberg. 4.1.1 Límite líquido. 4.1.2 Límite plástico. 4.1.3 Índice de plasticidad. 4.1.4 Gráfico de plasticidad de Casgrande. 4.1.5 Límite de retracción. 4.2 Índice de fluidez. 4.3 Minerales arcillosos. 4.4 Tipos de enlace. 4.5 Caolinita. 4.6 Haloyisita. 4.7 Grupo de la montmorillonita (esmecititas). 4.8 Vermiculita. 4.9 Illita. 4.10 Sepiolita y atapulgita. 4.11 Identificación de minerales arcillosos. 4.12 Iones de cambio. 4.13 Fuerzas físico-químicas actuantes entre las partículas de arcilla. 4.13.1 La capa doble. 4.13.2 Las fuerzas en los contactos. 4.13.3 Acción conjunta de las fuerzas que actúan sobre las partículas de arcilla. Suspensiones. Estructura floculada y dispersa. 4.13.4 Plasticidad de las arcillas y de otros minerales. 4.13.5 Peso específico de las partículas arcillosas. Agua adsorbida. 4.13.6 Densidad media del agua en las arcillas. 4.14 Actividad de las arcillas. 4.15 Susceptibilidad. Tixotropía. Capítulo 5. El agua en el terreno. Permeabilidad. Principio de presión efectiva. Tensión superficial. 5.1 Procedencia del agua en el terreno. 5.2 Situación del agua en el terreno. Nivel freático. 5.3 Movimiento de un fluido a través del suelo. Ley de Darcy. 5.4 Límites de validez de la ley de Darcy. 5.4.1 Flujos laminar y turbulento. Importancia de las fuerzas de inercia. 5.4.2 La ley de Darcy en suelos parcialmente saturados. 5.4.3 Cumplimiento de la ley de Darcy en materiales arcillosos saturados.
5.4.5 Variación de la permeabilidad física al cambiar el fluido permanente. 5.4.6 Anisotropía respecto a la permeabilidad en suelos naturales. 5.5 Efecto de amasado sobre el coeficiente de permeabilidad de los suelos. 5.6 Determinación de la permeabilidad en el laboratorio. Permeámetros. 5.7 Estimación del coeficiente de permeabilidad de una arena saturada por medios indirectos. 5.8 Valores del coeficiente de permeabilidad. 5.9 Presión intergranular y presión neutra o intersticial. Presión efectiva. Ley de Terzaghi. Peso específico sumergido. 5.10 Sifonamiento. Fuerzas de filtración. 5.11 Tensión superficial. 5.12 Capilaridad. Ascensión del agua por tubos capilares. 5.13 Ascensión capilar del agua en los suelos. 5.14 Presión capilar en el suelo. Succión. pF. 5.15 Relación entre la presión de vapor y la curvatura del menisco. 5.16 Dispositivos experimentales para la medida de la succión en el laboratorio. 5.17 Variación de la succión con la humedad del suelo. 5.18 Electroósmosis. Capítulo 6. Compresibilidad e hinchamiento de los suelos sin deformación lateral. 6.1 Compresibilidad de la arcilla. 6.2 El edómetro. 6.3 El ensayo edométrico. Muestras alteradas e inalteradas. 6.4 Representación de la curva edométrica. Curva edométrica de muestras de suelo amasadas con una humedad correspondiente al límite líquido. 6.5 Curvas edométricas de muestras inalteradas, y amasadas sin cambio de humedad. Presión de preconsolidación. Curva de compresión en el terreno. Arcillas normalmente consolidadas y sobreconsolidadas. Corrección de Schmertmann. 6.6 Determinación de la presión de preconsolidación a partir de la curva edométrica. 6.7 Procesos de sobreconsolidación. 6.8 Curva de compresión en el terreno en suelos sobreconsolidados, según Schmertmann.
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6.9 Recomendaciones para obtener una buena curva de compresión en el terreno a partir de la curva edométrica. 6.10 Representación de la curva edométrica en función de la deformación unitaria. 6.11 Líneas de regresión que ligan los índices de compresión e hinchamiento con otras magnitudes. 6.11.1 Regla de Skempton. 6.11.2 Relación entre el índice de compresión y la humedad natural. 6.11.3 Recta de regresión entre cc y ωL para suelos españoles. 6.11.4 Línea de regresión entre cc y ω para suelos españoles. 6.11.5 Estimación de cs. 6.12 Módulo edométrico y módulo de deformación. 6.13 Teoría de la consolidación. 6.14 Teoría de Terzaghi-Fröhlich. 6.14.1 Ecuación diferencial de la consolidación unidimensional. 6.14.2 Ecuación diferencial de la consolidación primaria en forma adimensional. 6.14.3 Resolución de la ecuación diferencial de la consolidación unidimensional. 6.14.4 Grado de consolidación medio. 6.15 Teoría de la consolidación unidimensional de Davis y Raymond. 6.16 Teoría de la consolidación unidimensional cuando no se mantiene la hipótesis de pequeñas deformaciones. 6.17 Obtención del coeficiente de consolidación a partir de la curva deformación-tiempo. Ajuste de las curvas. 6.17.1 Método logarítmico de Casagrande. 6.17.2 Método de Taylor o de la raíz cuadrada en el tiempo. 6.18 Variación de cv durante el proceso de carga. Influencia del amasado en cv. 6.19 Valores de cv. 6.20 Influencia de las piedras porosas en el valor de cv obtenido a partir de ensayos de laboratorio. 6.21 Métodos rápidos para obtener la curva edométrica. 6.22 Consolidación secundaria. 6.23 Consolidación inicial. 6.24 Ensayos de consolidación con velocidad de deformación constante. 6.25 Ensayos de consolidación con gradiente controlado. 6.26 Arcillas expansivas.
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6.27 Hinchamiento provocado por la presencia de sulfato sódico y de otras sales. 6.28 Hinchamiento provocado por la helada en climas templados. 6.29 Compresibilidad de los materiales granulares. Capítulo 7. Compactación de suelos. Deformación de suelos parcialmente saturados. Transferencia de humedad en suelos parcialmente saturados. 7.1 Compactación de suelos. 7.2 El ensayo Proctor. 7.3 El compactador manual de Harvard. 7.4 Otros métodos de compactación. 7.5 Estructura de los suelos compactados. 7.6 Colapso de los suelos. 7.7 Compresibilidad de los suelos parcialmente saturados. 7.8 Factores que influyen en la deformabilidad de un suelo compactado. 7.9 Compresibilidad sin drenaje en suelos parcialmente saturados. 7.10 Permeabilidad al agua y al aire en suelos parcialmente saturados. 7.11 Consolidación de los suelos parcialmente saturados. 7.12 Hinchamiento de los suelos parcialmente saturados. 7.13 El aparato de Lambe. 7.14 Relación entre el hinchamiento de un suelo y la succión. 7.15 Suelos cuasisaturados y suelos húmedos. 7.16 Fundamento del fenómeno de la compactación. 7.17 Transferencia de humedad en suelos parcialmente saturados. Capítulo 8. Resistencia y deformación. 8.1 Rozamiento entre cuerpos sólidos. 8.2 Criterio de rotura de Coulomb. 8.3 Tensiones en un punto. La envolvente de Mohr. El criterio de rotura de MohrCoulomb. El círculo de Mohr. 8.4 Convenio de signos. Estudio del círculo de Mohr. 8.5 Las tensiones octaédricas. 8.6 El tensor de deformaciones. El círculo de Mohr de deformaciones. Los incrementos de deformación. 8.7 Medida de la resistencia al esfuerzo cortante de los suelos y rocas en el laboratorio. 8.8 Ensayos de corte directo.
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Jiménez, J.A. et al. (1971-80), Geotecnia y cimientos
8.8.1 Ensayos con drenaje en el aparato de corte directo. 8.8.2 Ensayos consolidado-sin drenaje y sin drenaje en el aparato de corte directo en suelos saturados. 8.9 Aparatos de corte anular. 8.10 Aparatos de corte simple. 8.11 Aparatos triaxiales. 8.12 El aparato triaxial común. 8.13 Aplicación de la tensión desviadora en el ensayo triaxial. 8.14 Medida de secciones de la probeta en el ensayo triaxial. Medida del cambio de volumen. Relación altura-diámetro. 8.15 Condiciones de drenaje del ensayo triaxial. 8.15.1 Ensayo con drenaje. 8.15.2 Ensayos con consolidación previa y rotura sin drenaje en suelos saturados. Medida de presiones intersticiales. 8.15.3 Ensayos triaxiales sin drenaje en suelos saturados. 8.15.4 En ensayo de compresión simple. 8.16 Ensayos con drenaje sin deformación lateral. 8.17 Aparatos triaxiales para la aplicación de tres tensiones principales distintas. 8.18 Trayectoria de tensiones. 8.19 Ensayos de compresión y de extensión. Deformación axial durante la aplicación de la tensión desviadora. 8.20 Tipos de rotura. 8.21 Fricción en las placas. 8.22 Ventajas e inconvenientes de los ensayos de tensión y deformación controlada. 8.23 Influencia de la razón de cambio de volumen en el fenómeno de corte. 8.23.1 Valores de φ f. 8.23.2 Relación entre los ángulos de rozamiento de pico en los distintos ensayos. 8.23.3 Curvatura de la envolvente de Mohr. 8.23.4 Comparación de los ensayos con drenaje y consolidados-sin drenaje en suelos y rocas saturados. 8.24 Ángulo de rozamiento y cohesión verdaderos. 8.25 Los coeficientes de presión intersticial. 8.25.1 Valores de B. 8.25.2 Valores de a. Coeficiente A. 8.26 Influencia de las tensiones en las envolventes en presiones totales y efectivas.
8.27 Criterios de rotura en suelos y otros materiales. Influencia de la tensión principal intermedia. 8.28 Resistencia a la tracción con drenaje de los suelos y otros materiales. 8.29 Relación entre los ejes principales de tensión y de incremento de deformación. 8.30 Superficie de rotura. 8.31 Influencia de la trayectoria de las tensiones en la resistencia al corte sin drenaje de una arcilla saturada cuando no hay cambio de humedad. 8.32 Teorías tensión-deformación. 8.32.1 Teoría de Cambridge. 8.33 Comportamiento elástico de suelos y rocas. 8.34 Anisotropía de los suelos y de las rocas. 8.35 Comparación entre los ensayos de corte con drenaje en materiales granulares secos y saturados. Causas del rozamiento interno. 8.36 Influencia del tiempo en la resistencia al corte de las arcillas. 8.37 El principio de presión efectiva en sólidos porosos saturados. 8.38 Influencia del tamaño de la muestra en la resistencia al corte. 8.39 Parámetros efectivos en diversos suelos y rocas. 8.40 Comportamiento de los suelos bajo esfuerzos dinámicos. 8.41 Influencia de diversos factores físicoquímicos en la resistencia al corte. 8.42 Medida de la permeabilidad de un suelo en un aparato triaxial. 8.43 La resistencia al corte sin drenaje de un suelo saturado. Capítulo 9. Suelos parcialmente saturados sometidos a esfuerzos cortantes. 9.1 El principio de presión efectiva respecto a la resistencia al esfuerzo cortante en suelos parcialmente saturados. 9.2 Los coeficientes de presión intersticial en suelos parcialmente saturados. 9.3 Ensayos de corte en suelos parcialmente saturados. 9.3.1 Ensayos sin drenaje. 9.3.2 Saturación con contrapresión. 9.3.3 Medida de la presión del agua y la presión del aire en suelos parcialmente saturados durante el ensayo triaxial. 9.3.4 Obtención del coeficiente χ. 9.3.5 Influencia del grado de saturación en c’ y φ ’.
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9.4 Influencia de las condiciones de compactación en la resistencia al corte y la humedad de un suelos cohesivo. Capítulo 10. Tipos de suelos. 10.1 Clasificaciones. 10.2 Clasificaciones según la composición. 10.2.1 Grupos GW y SW. 10.2.2 Grupos GP y SP. 10.2.3 Grupos GM, SM, GC, y SC. 10.2.4 Casos intermedios. 10.2.5 Suelos turbosos. Determinación de la materia orgánica.
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
10.3 Clasificaciones genéticas. Apéndice I. Series de tamices para análisis granulométricos. Apéndice II. Propiedades físicas del agua destilada. Apéndice III. Justificación teórica del método del densímetro. Apéndice IV. Propiedades de algunos suelos nacionales y extranjeros. Apéndice V. Piedras porosas. Apéndice VI. Datos de hinchamiento de algunos suelos españoles.
Jiménez, J.A., Justo J.L. y Serrano, A.A. (1974). Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Ed. Rueda, Madrid. Capítulo 1. Redes de filtración. 1.1 Aspectos geotécnicos del movimiento del agua en el terreno. 1.2 La ecuación de Laplace en la filtración. 1.2.1 Red de filtración plana. 1.2.2 Fundamentos de la solución analítica. 1.3 Propiedades de las redes de corriente. 1.4 Cálculo del caudal. 1.5 Empleo de modelos. 1.6 Dibujo de la red a mano alzada, por tanteos. 1.7 Zonas de diversa permeabilidad. 1.8 Métodos numéricos. 1.8.1 Comprobación de los potenciales. 1.9 La superficie libre. Puntos singulares. Influencia de la capilaridad. 1.10 Situación aproximada de la línea de saturación. 1.10.1 Dique trapecial. Casos de resolución analítica exacta. 1.11 Filtración en tres dimensiones. 1.11.1 Caso axilsimétrico. 1.12 Anisotropía. 1.12.1 Direcciones principales. 1.12.2 Elipsoide de permeabilidades. 1.12.3 Transformación de Samsiöe. 1.12.4 Alternancia de capas. 1.13 Hidráulica de los pozos. 1.13.1 El radio de influencia. 1.13.2 Caudal en función del rebajamiento. Caudal específico. Pozo no anegado. Zona de surgencia libre. 1.14 Ensayo de bombeo permanente. Fórmulas de Thiem. 1.15 Ensayo de bombeo en régimen transitorio. 1.15.1 Casos de alimentación y de cuenca cerrada.
1.15.2 Ensayos de recarga. 1.16 Pozo incompleto. 1.17 Grupos de pozos. 1.17.1 Procedimiento simplificado. 1.17.2 Casos complicados. Ecuación general de la superficie libre. Analogía eléctrica. 1.18 Ensayos en taladros. 1.18.1 Los ensayos Lefranc. 1.18.2 El ensayo Lefranc con carga variable. 1.18.3 Ensayos Lugeon. 1.18.4 Ensayos Schneebeli de permeabilidad al aire. Capítulo 2. Ecuaciones constitutivas. 2.1 Conceptos mecánicos. 2.1.1 Principios fundamentales. 2.1.2 Ecuaciones de equilibrio interno. 2.1.3 Ecuaciones constitutivas. 2.1.4 Condiciones de contorno. 2.2 Elasticidad. 2.2.1 Elasticidad general. 2.3 Elasticidad lineal. 2.3.1 Potencial elástico. 2.3.2 Elasticidad isótropa y anisótropa. 2.4 Plasticidad. 2.4.1 Introducción. 2.4.2 Criterio de plasticidad. 2.4.3 Rigidización. 2.4.4 Ley de fluencia. 2.5 Viscosidad. 2.5.1 Fluidos. 2.5.2 Viscoelasticidad. Capítulo 3. El sólido elástico. 3.1 Introducción.
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Jiménez, J.A. et al. (1971-80), Geotecnia y cimientos
3.1.1 Modelos teóricos. 3.1.2 Modelos elásticos. 3.1.3 Asientos. 3.2 El espacio elástico homogéneo e isótropo. 3.2.1 Introducción. 3.2.2 Carga concentrada puntual. 3.2.3 Carga puntual aplicada en el interior de un espacio elástico infinito. 3.2.4 Carga puntual aplicada sobre la superficie de un semiespacio elástico infinito (semiespacio de Boussinesq). 3.2.5 Carga puntual en el interior de un semiespacio elástico infinito. 3.3 Carga lineal. 3.3.1 Carga lineal en el espacio elástico infinito. 3.3.2 Carga lineal aplicada sobre la superficie de un semiespacio elástico infinito. 3.3.3 Carga lineal aplicada en el interior de un semiespacio elástico infinito. 3.4 Cargas repartidas. 3.4.1 Cargas rígidas y flexibles. 3.4.2 Carga en faja infinita distribuida uniformemente. 3.4.3 Carga en faja infinita distribuida triangularmente. 3.4.4 Otros casos de carga en superficie. 3.4.5 Carga circular. 3.4.6 Carga rectangular. 3.4.7 Métodos generales de cálculo de tensiones. 3.5 Semiespacio con anisotropía transversal. 3.5.1 Definición y propiedades. 3.5.2 Carga aislada vertical en la superficie del semiespacio. 3.5.3 Otros casos de carga. 3.6 Capa elástica homogénea sobre base rígida. 3.6.1 Introducción. 3.6.2 Carga aislada puntual. 3.6.3 Carga lineal. 3.6.4 Carga en faja. 3.6.5 Carga circular. 3.6.6 Carga rectangular. 3.6.7 Superficie de carga general. 3.7 Semiespacio elástico heterogéneo. 3.7.1 Modelos con heterogeneidad lineal. 3.8 Modelos de Fröhlich. 3.9 Sistemas de varias capas deformables. 3.10 Efecto de una capa dura en la superficie del terreno sobre los asientos. 3.11 Carga rígida sobre semiespacio elástico homogéneo. 3.11.1 Introducción.
3.11.2 Cimentaciones de rigidez infinita sobre el semiespacio de Boussinesq. 3.11.3 Cimentaciones de rigidez no infinita. Capítulo 4. El sólido plástico. 4.1 Introducción. 4.1.1 Evolución del proceso de plastificación. 4.1.2 El cálculo de la solución plástica. 4.1.3 Macizos bidimensionales. 4.2 Análisis del estado límite. 4.2.1 Teoremas del estado límite. Soluciones incompletas. 4.2.2 Aplicaciones de los teoremas límite. 4.3 Método de las características. Campo de tensiones. 4.3.1 Sistemas hiperbólicos. 4.3.2 Aplicación a materiales tipo MohrCoulomb. 4.3.3 Método de Sokolovski. 4.3.4 Métodos de las características. Medios de Mohr-Coulomb sin peso. 4.3.5 Propiedades generales de las líneas características. 4.3.6 Validez del método de las características. 4.3.7 Método gráfico de Josselin de Jong para medios coulombianos. 4.4 Método de las características. Campo de velocidades. 4.4.1 Definiciones. 4.4.2 Hiperbolicidad del campo de velocidades. 4.4.3 Campos de velocidad derivados de la regla de la normalidad. 4.4.4 Campos simples. 4.5 Método de los campos asociados. 4.5.1 Introducción. 4.5.2 El desarrollo del método de los campos asociados. 4.5.3 Aplicación al caso de un muro en empuje pasivo girando alrededor de su pie. 4.5.4 Discusión de la hiperbolicidad en medios rigidizables. 4.6 Estado de Rankine. 4.6.1 Definición del estado de Rankine. 4.6.2 Estado de Rankine en un medio coulombiano incoherente. 4.6.3 Estado de Rankine en un medio coulombiano coherente. 4.7 La teoría de Cambridge. 4.7.1 Distribución aprosimada de tensiones totales bajo una carga en
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faja definida en un material puramente cohesivo elastoplástico. Capítulo 5. Ensayos in situ. 5.1 Introducción. 5.2 Ensayo de molinete. 5.3 Ensayos de corte in situ. 5.4 Ensayos de placa de carga. 5.5 Determinación de las tensiones propias del terreno. 5.5.1 Método de relajación. 5.5.2 Otros métodos. 5.5.3 Medida de las tensiones propias en suelos. 5.6 Penetrómetros estáticos. 5.6.1 Correlaciones empíricas de los resultados. 5.6.2 Teorías sobre la resistencia a la penetración de la punta. 5.7 Penetrómetros dinámicos. 5.7.1 El S.P.T. (Standard Penetration Test). 5.7.2 Interpretación de los resultados de penetración dinámica. 5.8 Dilatómetros. 5.8.1 Dilatómetro para roca. 5.8.2 Interpretación de los resultados. 5.9 Penetrómetros mixtos y otros aparatos especiales. Capítulo 6. Consolidación de las masas del suelo. 6.1 Introducción. 6.2 Incremento de presión intersticial producidos en un suelo sometido a una carga sin drenaje. 6.3 Consolidación unidimensional para distintos pasos de distribución de la presión intersticial inicial. 6.4 Carga variable con el tiempo. 6.5 Consolidación unidimensional cuando el suelo no es homogéneo. 6.6 Consolidación unidimensional de una capa de arcilla cuyo espesor aumenta con el tiempo. 6.7 Drenes de arenas verticales. 6.8 Consolidación tridimensional. 6.9 Métodos numéricos. 6.10 Determinación del coeficiente de consolidación. Capítulo 7. Coeficiente de seguridad. Estabilidad a corto y a largo plazo. 7.1 El coeficiente de seguridad en Geotecnia. 7.2 Estabilidad a corto y a largo plazo.
7.3 Método de las presiones efectivas y de las presiones totales. Importancia de las deformaciones. 7.4 Rotura progresiva. 7.5 Estabilidad de obras construidas sobre arcillas blandas y medias. 7.6 Estabilidad de desmontes y taludes naturales sobre arcillas blandas y medias. 7.7 Estabilidad a corto plazo en arcillas blandas y medias. 7.8 Arcillas sobreconsolidadas, lutitas y rocas. 7.9 Estabilidad de obras construidas de arcillas firmes y duras. 7.10 Estabilidad a corto plazo en desmontes, en arcillas sobreconsolidadas fisuradas. 7.11 Estabilidad a corto plazo en desmontes, taludes naturales y muros de contención sin anclar en arcillas sobreconsolidadas, lutitas y rocas. Capítulo 8. Fenómenos de inestabilidad de taludes. 8.1 Introducción. 8.2 Desprendimientos. 8.3 Corrimientos. 8.4 Deslizamientos. 8.4.1 Deslizamiento plano. 8.4.2 Deslizamientos a través de superficies curvas o quebradas. 8.4.3 Deslizamiento hacia aguas arriba en presas con núcleo inclinado de arcilla y espaldones permeables. 8.5 Flujo de arcilla. 8.6 Corrimientos provocados por la licuefacción. 8.7 Reptación. 8.8 Deslizamientos en embalses. 8.9 Taludes normalizados. 8.10 Taludes en materiales granulares. 8.11 Taludes en roca sana y dura no estratificada. 8.12 Los desmontes en roca estratificada o con direcciones preferentes de diaclasas. 8.13 Taludes de diques en canales. 8.14 Protección contra los desprendimientos. 8.15 Protección de taludes. 8.16 Corrección de corrientes. Capítulo 9. Cálculos de estabilidad al deslizamiento. 9.1 Introducción. 9.2 Métodos de cálculo de estabilidad de taludes. 9.3 Deslizamiento paralelo al talud. 9.4 Deslizamiento plano en taludes finitos.
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Jiménez, J.A. et al. (1971-80), Geotecnia y cimientos
9.5 Deslizamiento a través de círculos en taludes finitos, en terrenos dotados sólo de cohesión. 9.6 Taludes finitos en terrenos con rozamiento interno. 9.6.1 Método de la espiral logarítmica. 9.6.2 Método del círculo de rozamiento. Ábaco de Taylor para suelos con rozamiento interno. 9.6.3 Método de Bishop. 9.7 Superficies de deslizamiento de formas cualquiera. Método de Morgenstern y Price. 9.8 Taludes parcialmente sumergidos. 9.9 Estabilidad a corto plazo de un talud en arcilla normalmente consolidada. 9.10 Tracción en un talud. Grietas de tracción. 9.11 Taludes en roca. 9.12.1 Representación de las litoclasas. Estudio de su distribución. 9.12.2 Condición necesaria para la inestabiliad de una cuña de roca. 9.12.3 Comprobación de la estabilidad de una cuña de roca. 9.12.4 Estudio estadístico de la inestabilidad posible. Capítulo 10. Empuje de tierras sobre estructuras rígidas. 10.1 Introducción. 10.2 Influencia de las deformaciones de una estructura de contención rígida sobre los empujes. 10.3 Rozamiento entre tierras y muro. 10.4 Empuje en reposos. Estructuras de contención sometidas a desplazamientos pequeños. 10.5 Empujes producidos por sobrecargas concentradas sobre estructuras de contención sometidas a desplazamientos pequeños. 10.6 Empuje activo sobre suelos sin cohesión. 10.6.1 Teoría de Coulomb para el cálculo del empuje activo en suelos con cohesión. 10.6.2 Método de Culman. 10.6.3 Empuje activo de Coulomb en el caso de trasdós plano y superficie libre plana exenta de sobrecarga. 10.6.4 Distribución de empuje. 10.6.5 Método gráfico de Poncelet para hallar el plano de deslizamiento. 10.6.6 Trasdós quebrado. 10.6.7 Trasdós curvo. 10.6.8 Sobrecargas.
10.6.9 Empuje sobre muros en L y muros con estabilizador. 10.6.10 Muros paralelos. 10.6.11 Método de la espiral logarítmica. 10.6.12 Comparación entre diversos métodos de cálculo del empuje activo. 10.7 El empuje activo de suelos cohesivos. 10.8 Empuje pasivo sobre suelos sin cohesión. 10.9 Ábacos para el cálculo del empuje pasivo. 10.10 Métodos de la espiral logarítmica para el cálculo del empuje pasivo. 10.11 Empuje pasivo tridimensional. 10.12 Terreno estratificado. 10.13 Método semiempírico de Terzaghi y Peck para el cálculo del empuje activo. 10.13.1 Campo de aplicación. 10.13.2 Clasificación de los terrenos. 10.13.3 Empleo de los ábacos. Capítulo 11. Empuje de tierras sobre estructuras flexibles. 11.1 Empujes sobre entibaciones. 11.2 Pantallas en voladizo. 11.3 Tablestacados anclados en materiales granulares. 11.4 Tablestacados anclados en arcilla. 11.4.1 Estabilidad a corto plazo de tablestacados anclados en arcilla saturada. 11.4.2 Estabilidad a largo plazo de tablestacados anclados en arcilla saturada. Capítulo 12. Estructuras de contención. 12.1 Introducción. 12.2 Muros de gravedad. 12.2.1 Muros de semigravedad. 12.3 Muros con contrafuertes en el intradós. 12.4 Muros en L. 12.5 Muros con contrafuertes en el trasdós. 12.6 Plataformas estabilizadoras. Muros de bóvedas horizontales. 12.7 Muros-jaula. 12.8 Muros arriostrados y anclados. 12.9 La tierra armada. 12.10 Relleno del muro. 12.11 Drenaje. 12.12 Efecto de la helada. 12.13 Eliminación de las presiones de filtración. 12.14 Comprobación de un muro. 12.14.1 Tipo de empuje a considerar. 12.14.2 Peso del muro y sobrecarga sobre el mismo.
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12.14.3 Empuje pasivo de las tierras al pie del muro. Reducción parabólica. 12.14.4 Relación en la base del muro. Subpresión. 12.14.5 Lista de las comprobaciones a efectuar. 12.14.6 Coeficiente de seguridad al vuelco. 12.14.7 Coeficiente de seguridad al deslizamiento por la base del muro. 12.14.8 Comprobación de paso de la resultante por el núcleo central. 12.14.9 Coeficiente de seguridad respecto a la fluencia del terreno. 12.14.10 Estabilidad general del conjunto. 12.14.11 Resistencia estructural 12.14.12 Datos previos para el proyecto. 12.15 Dimensionamiento de muros de hormigón armado. 12.15.1 Esfuerzos a tener en cuenta para el cálculo estructural. 12.15.2 Dimensionamiento de un muro en L por el método de Hairsine. Capítulo 13. Carga de hundimiento en cimentaciones superficiales. 13.1 El hundimiento de las cimentaciones. 13.2 Expresión de la carga de hundimiento bajo carga vertical y centrada en cimentación en faja. 13.3 Coeficientes de forma. 13.4 Algunos casos especiales de cimentación sobre suelos arcillosos saturados. 13.5 Influencia de una capa rígida situada a escasa profundidad. 13.6 Terreno compuesto de dos capas diferentes. 13.7 Influencia del nivel freático. 13.8 Cimentaciones bajo carga excéntrica. 13.9 Influencia de la resistencia del terreno situado por encima del plano de cimentación. 13.10 Carga inclinada. 13.11 Base inclinada. 13.12 Cimentación situada sobre un talud. 13.13 Cimentación situada en la coronación de un talud. 13.14 Fórmula general de Brinch Hansen. 13.15 Cimentación en roca. 13.15.1 Carga admisible, a partir de las teorías de rotura frágil. Capítulo 14. El asiento de las cimentaciones superficiales. 14.1 Introducción.
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14.2 Asiento de cimentaciones superficiales sobre arcillas. 14.3 Método edométrico. 14.4 Método de Skempton-Bjerrum. 14.4.1 Asiento inmediato. 14.4.2 Asientos de consolidación. 14.4.3 Asiento final. 14.5 El método de la trayectoria de tensiones. 14.6 Método elástico. 14.7 Método de Cambridge. 14.8 Cimentaciones flotantes. 14.9 Presión de preconsolidación. Línea de límite elástico. 14.10 Consolidación secundaria. Asiento de reptación. 14.11 Precompresión del terreno. 14.12 Asientos en arcillas parcialmente saturadas. 14.13 Cálculo de asientos en arcillas a partir de ensayos in situ. 14.14 Asientos diferenciales. 14.15 Asientos de las arenas. 14.16 Cálculo de asientos en arena a partir del ensayo de placa de carga. 14.17 Cálculo de asientos en arena a partir del ensayo de penetración normal. 14.18 Cálculo de asientos en arena a partir del ensayo del cono holandés. 14.19 Precompresión de las arenas. Capítulo 15. Carga de hundimiento y asiento de pilotes. 15.1 La cimentación por pilotaje. 15.1.1 El pilotaje de madera. 15.1.2 El pilotaje de hormigón. 15.1.3 El pilote metálico. 15.1.4 Pilotes mixtos y compuestos. 15.2 La resistencia del pilote aislado. 15.2.1 Resistencia estructural. 15.2.2 Carga de hundimiento. 15.2.3 Determinación de la resistencia por la punta. 15.2.4 Resistencia por el fuste en terrenos granulares. 15.2.5 Resistencia por el fuste en suelos cohesivos. Movilización de la misma, en relación con la de la resistencia por la punta. 15.3 Teoría del pilote aislado como inclusión en el semiespacio elástico. 15.3.1 Caso de adhesión perfecta. 15.3.2 Caso de adhesión limitada. 15.4 Resultados experimentales. Pruebas de carga y su interpretación.
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Jiménez, J.A. et al. (1971-80), Geotecnia y cimientos
15.4.1 Interacción pilote-terreno. Tensiones cautivas. 15.4.2 Cálculo numérico de los asientos de un pilote. 15.4.3 Procedimiento de Vésic para el cálculo del asiento de un pilote. 15.4.4 Pruebas de carga. 15.4.5 Interpretación de las pruebas de carga. Capítulo 16. Reconocimiento del terreno. 16.1 Documentación. 16.2 Reconocimiento superficial. 16.3 Reconocimiento del terreno en su interior. 16.4 Métodos que permiten la visión del terreno in situ. 16.5 Sondeos con toma de muestras alteradas. 16.6 Sondeos con toma de muestras inalteradas. 16.6.1 Perturbación de las muestras. 16.6.2 Tomamuestras abiertos. 16.6.3 Tomamuestras de pistón fijo. 16.6.4 Transporte y almacenamiento de las muestras. 16.7 Sondeos a rotación. 16.7.1 Sondeos con barrena. 16.7.2 Sondeos a rotación con corona. 16.8 Toma de muestras en suelos incoherentes por debajo del nivel freático. 16.9 Métodos geofísicos. 16.9.1 Métodos eléctricos. 16.9.2 Métodos sísmicos. Capítulo 17. Instrumentación. 17.1 Introducción. 17.2 Medida de desplazamientos. 17.2.1 Medidas de desplazamientos verticales.
17.2.2 Medidas de desplazamientos horizontales o inclinados. 17.3 Medida de presiones intersticiales. 17.4 Respuesta de un piezómetro. 17.5 Piezómetros abiertos. 17.6 Piezómetros cerrados. 17.7 Piezómetros cerrados hidráulicos. 17.7.1 Desaireación. 17.7.2 Tubos. 17.7.3 Colocación de las puntas en el terreno. 17.7.4 Piezómetros hidráulicos cerrados en roca. 17.8 Ensayos de permeabilidad bajo carga constante. 17.9 Piezómetros en diafragma. 17.9.1 Piezómetros eléctricos. 17.9.2 Piezómetros de fluido. 17.10 Comparación de diversos tipos de piezómetro. 17.11 Medida de succiones elevadas. 17.12 Medida de la carga soportada por codales o tirantes. 17.13 Medida de presiones. Apéndice I. Tablas para el cálculo de tensiones y deformaciones. Apéndice II. Monogramas Newmark para el cálculo de asientos. Apéndice III. Método tentativo de ensayo de penetración y toma de muestras de suelo con tubo testigo hendido longitudinalmente. A.S.T.M. 1586-64 T. Apéndice IV. Gráficos de espirales logarítmicas.
Jiménez, J.A. et al. (1980). Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. Ed. Rueda, Madrid. Capítulo 1. Cimentaciones superficiales. 1.1 Vigas flotantes. 1.1.1 Introducción. 1.1.2 Método del coeficiente de balasto. 1.1.3 Estimación del coeficiente de balasto. 1.1.4 Determinación de las ecuaciones diferenciales. 1.1.5 Resolución de algunos casos particulares de vigas infinitas y semiinfinitas. 1.1.6 Vigas de longitud finita. 1.1.7 Viga continua sobre apoyos elásticos. 1.2 Zapatas.
1.2.1 Introducción. 1.2.2 Disposiciones constructivas. 1.2.3 Precauciones durante la construcción. 1.2.4 Planteamiento general del problema del cálculo estructural. 1.2.5 Comprobaciones estructurales. 1.3 Losas. 1.3.1 Introducción. 1.3.2 Asiento de cimentaciones sobre losas.
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1.3.3 Levantamiento del fondo de la excavación durante la ejecución de la cimentación. 1.3.4 Proyecto de cimentaciones sobre losas. 1.3.5 Comprobaciones estructurales. Capítulo 2. Cimentaciones semiprofundas. 2.1 Cimentaciones por pozos. 2.1.1 Generalidades. 2.1.2 Tipos de pozos. 2.1.3 Cálculo de pozos o pilares de fundación. 2.2 Cimentación con cajones indios y de aire comprimido. 2.2.1 Cimentaciones con cajones indios. 2.2.2 Cajones de aire comprimido. Capítulo 3. Pilotajes. 3.1 Proyecto y construcción. 3.1.1 Proyectos y construcción de pilotajes. 3.1.2 Normas y reglamentos. 3.1.3 Procedimientos constructivos especiales. 3.1.4 Criterios para la selección del tipo de pilotes. 3.2 La hinca dinámica de pilotes. 3.2.1 El equipo de hinca. 3.3 Grupos de pilotes verticales. 3.3.1 Introducción. 3.3.2 Influencia del proceso constructivo. 3.3.3 Métodos empíricos de estimación del efecto de grupo. 3.3.4 Análisis teóricos. 3.3.5 Efecto de grupo en arcillas. 3.3.6 Efecto de grupo en arenas. 3.3.7 Recapitulación. 3.3.8 Grupos de pilotes de distintas direcciones. 3.3.9 Planteamiento del problema elástico. 3.3.10 Construcción de la matriz de rigidez del pilotaje. 3.3.11 Solución del problema elástico. 3.3.12 Centro elástico y ejes principales. 3.3.13 El caso especial de pilotajes planos. 3.4 Interacción pilotes-terreno: Acciones laterales exteriores. 3.4.1 Problemática. 3.4.2 Métodos de cálculo en servicio. 3.4.3 Método práctico de cálculo en servicio. 3.4.4 Situación de rotura. 3.4.5 Métodos mixtos. 3.4.6 Esfuerzos alternativos y dinámicos.
3.5 Interacción pilotes-terreno: Acciones internas. 3.5.1 Acciones internas. 3.5.2 Rozamiento negativo. Morfología y magnitud. 3.5.3 Métodos de estimación global y reducción del rozamiento negativo. 3.5.4 Métodos de estimación de esfuerzos máximos inducidos por empujes laterales. 3.5.5 Influencia de la deformabilidad en la estimación de empujes laterales. 3.5.6 Empujes horizontales debidos a fenómenos de inestabilidad. 3.5.7 Problemas de inestabilidad estructural. Capítulo 4. Mejora del terreno de cimentación. 4.1 Precarga. 4.1.1 Introducción. 4.1.2 Control del asiento de consolidación primaria. 4.1.3 Control del asiento de consolidación secundaria. 4.1.4 Precarga con drenes verticales. 4.1.5 Proyecto de precarga con drenes verticales. 4.1.6 Tipos de drenes verticales. 4.1.7 Control durante la construcción. 4.1.8 Conclusiones. 4.2 Procedimientos de mejora y consolidación del terreno. 4.2.1 Introducción. 4.2.2 Vibroflotación. 4.2.3 Terra-probe. 4.2.4 Consolidación dinámica. 4.2.5 Compactación por explosiones. 4.2.6 Pilotes de compactación. Capítulo 5. Cimentaciones en terrenos expansivos o colapsables. 5.1 Introducción. 5.2 Problema general de la cimentación sobre arcillas expansivas. 5.3 Clasificación de las soluciones constructivas. 5.4 Metodología de proyecto. 5.5 El proyecto de la cimentación. La solución palafito. 5.6 La cimentación flotante. 5.7 La estabilización de arcillas expansivas. La inundación. La sustitución. 5.8 Los suelos colapsables. Capítulo 6. Casos especiales de cimentación.
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Jiménez, J.A. et al. (1971-80), Geotecnia y cimientos
6.1 Cimentación de torres y edificios de gran altura. 6.1.1 Introducción. 6.1.2 Tipos de cimentaciones para edificios de gran altura. 6.1.3 Problemas especiales de las cimentaciones de los edificios altos. 6.1.4 Cimentaciones de torres de gran altura. 6.2 Cimentación de puentes o estribos. 6.2.1 Introducción. 6.2.2 Tipos de cimentaciones. 6.2.3 Estribo de puentes. 6.2.4 Impacto de buques. 6.2.5 Socavación. 6.3 Cimentación de tanques. 6.3.1 Generalidades. 6.3.2 Tipos de cimentaciones. 6.3.3 Cálculo de las cargas de hundimiento para cimentaciones de tanques flexibles. 6.3.4 Cálculo de asientos. 6.3.5 Diseño del anillo perimetral. Capítulo 7. Cimentaciones sometidas a efectos dinámicos. 7.1 Cimentación de máquinas. 7.1.1 Introducción. 7.1.2 Vibraciones de modelos discretos de 1 y 2 grados de libertad. 7.1.3 Determinación de constantes para modelos discretos. 7.1.4 Estudio de algunos casos particulares. 7.1.5 Resumen del estado actual de conocimientos. 7.2 Nociones generales sobre sismicidad. 7.2.1 Magnitud. 7.2.2 Intensidad. 7.2.3 Atenuación. 7.2.4 Sismicidad mundial y española. 7.2.5 Análisis del riesgo sísmico. 7.2.6 Espectro de respuesta. 7.3 Propiedades dinámicas de los suelos. 7.3.1 Rigidez dinámica. 7.3.2 Amortiguamiento. 7.3.3 Licuefacción y movilidad cíclica. 7.4 Ensayos de campo y laboratorio. 7.4.1 Ensayos de campo. 7.4.2 Ensayos de columna de resonancia. 7.4.3 Ensayos de torsión cíclica. 7.4.4 Ensayo triaxial cíclico. 7.4.5 Corte simple cíclico. 7.4.6 Ensayos de mesa vibrante.
7.5 Modelos matemáticos de comportamiento dinámico. 7.5.1 El modelo lineal viscoso equivalente. 7.5.2 Modelos matemáticos de la licuefacción. 7.6 Análisis de la respuesta del suelo. 7.6.1 Fenómenos de amplificación. 7.6.2 Interacción suelo-estructura. 7.6.3 El análisis modal. 7.6.4 La integración directa. 7.6.5 Solución en el dominio de frecuencias. 7.6.6 Ejemplos de interacción. 7.7 Análisis del potencial de licuefacción. 7.7.1 Métodos empíricos basados en el S.P.T. 7.7.2 Método del número de ciclos equivalente. 7.7.3 Método del daño acumulado. 7.7.4 Métodos numéricos. 7.8 Análisis de la estabilidad de obras de tierra. 7.8.1 Experiencia pasada. 7.8.2 Método estático equivalente. 7.8.3 Cálculo dinámico. 7.8.4 Método simplificado. Capítulo 8. Patología de las cimentaciones. 8.1 Efecto de la construcción de cimentaciones sobre las estructuras vecinas. 8.1.1 Introducción. 8.1.2 La construcción de pilotes y tablestacados. 8.1.3 El drenaje de excavaciones. 8.1.4 Movimientos producidos por la excavación. 8.2 Fenómenos de subsidiencia. Cimentaciones en las zonas afectadas. 8.2.1 Fenomenología. 8.2.2 Métodos semiempíricos de estimación de movimientos. 8.2.3 Estimación por métodos numéricos. 8.2.4 Repercusión en edificios próximos. 8.3 Recalces. 8.3.1 Introducción. 8.3.2 Refuerzo y apoyo provisional de la estructura existente. 8.3.3 Transferencia de cargas de la cimentación primitiva al apoyo provisional. 8.3.4 Construcción de las nuevas cimentaciones. 8.3.5 Transferencia de las cargas a la nueva cimentación. 8.3.6 Procedimientos especiales de recalce. 8.3.7 Recalces por medio de inyecciones.
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8.3.8 Micropilotes. 8.3.9 Empleo de pretensado en recalces. 8.3.10 Pilotes de control. Capítulo 9. Excavaciones en roca. Voladura. 9.1 Mecanismo de explosión. 9.2 Formación de cráteres. 9.3 Transmisión de la onda de choque. 9.4 Resumen de reglas de diseño de voladuras. 9.5 Daños causados por voladuras. 9.6 Efectos de la detonación. 9.7 Proyección de rocas. 9.8 Daños en edificaciones próximas a causa de las vibraciones. 9.9 Sensibilidad del hombre a las vibraciones. 9.10 Daños en la roca remanente. Capítulo 10. Tablestacas y entibaciones. 10.1 Tablestacas. Materiales. Otras aplicaciones. 10.2 Tablestacas de madera. 10.3 Tablestacas de hormigón armado. 10.4 Tablestacas metálicas. 10.5 Cálculo de pantallas de tablestacas. 10.6 Entibaciones. Introducción. 10.7 Sistemas de entibación. 10.8 Empuje sobre las entibaciones. 10.9 Rotura del fondo. Capítulo 11. Ataguías celulares. 11.1 Introducción. 11.2 Tipología. 11.3 Elementos estructurales. 11.4 Diseño. 11.5 Permeabilidad y drenaje. 11.6 Ejecución. Capítulo 12. Pantallas de hormigón. 12.1 Introducción. 12.2 Ejecución de pantallas. 12.3 Excavación del recinto. 12.4 Proyecto y ejecución de obras de pantalla. Capítulo 13. Anclajes. 13.1 Introducción. 13.2 Características de los anclajes. 13.3 Capacidad resistente. 13.4 Proyecto y ejecución de sistemas anclados. Capítulo 14. Agotamientos. Rebajamientos de nivel freático. Electroósmosis. 14.1 Agotamiento. 14.2 Cálculo de la seguridad frente al sifonamiento. 14.3 Procedimiento de rebajamiento del nivel freático.
14.4 Pozos de descarga o sangradores. 14.5 Drenaje por vacío. 14.6 Electroósmosis. 14.7 Estabilización electroquímica. Capítulo 15. Geotecnia vial. 15.1 Terraplenes y pedraplenes. 15.1.1 Introducción. 15.1.2 Proyecto. 15.1.3 Materiales. 15.1.4 Construcción. 15.2 Tratamiento de taludes. Lucha contra la erosión. 15.2.1 Principales fallos de taludes. 15.2.2 Preparación del proyecto de prevención o corrección de fallos en taludes. 15.2.3 Clasificación de las medidas de consolidación de taludes. 15.2.4 Predicción de fallos. 15.2.5 Bases de cálculo para el proyecto de medidas de consolidación de taludes. 15.2.6 Fichas técnicas de las principales medidas específicas de consolidación de taludes. 15.2.7 Degradación del terreno por la erosión. 15.2.8 Mejora de la estructura del suelo. 15.2.9 Fijación de dunas. 15.3 Suelo reforzado. 15.3.1 Generalidades. 15.3.2 Métodos de refuerzo de suelos. 15.3.3 Tierra armada. Capítulo 16. El frío, la helada, congelación de terrenos. 16.1 Introducción. 16.2 Propiedades físicas de los suelos congelados. 16.3 Congelación natural. 16.4 Estabilización del terreno por congelación. 16.5 Características mecánicas del suelo congelado. 16.6 Proyecto de ejecución de un tratamiento de congelación. Capítulo 17. Obras subterráneas. 17.1 Túneles. 17.1.1 Introducción. 17.1.2 Análisis del sistema túnel-terreno. 17.1.3 Sostenimiento de la cavidad. 17.1.4 Drenaje e impermeabilización. 17.1.5 Túneles especiales. 17.2 Grandes excavaciones subterráneas. 17.2.1 Introducción.
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17.2.2 Aplicaciones. 17.2.3 Procedimientos constructivos. 17.2.4 Diseño y cálculo. 17.3 Tubos y galerías enterradas. 17.3.1 Introducción. 17.3.2 Tipología y clasificación de las construcciones enterredas. 17.3.3 Formas de instalación y de apoyo. 17.3.4 Acciones sobre las tuberías enterradas. 17.3.5 Patologías de las conducciones enterradas. 17.3.6 Galerías. Capítulo 18. Presas. 18.1 Presas de materiales sueltos. 18.1.1 Introducción. 18.1.2 Tipos de presas. 18.1.3 Los problemas en el proyecto de una presa de materiales sueltos. 18.1.4 Los materiales. 18.1.5 Tensiones y deformaciones en el cuerpo de una presa. 18.1.6 Estabilidad estática de la presa. 18.1.7 Estabilidad interna. 18.1.8 Estabilidad dinámica. 18.1.9 Algunos aspectos del diseño definitivo de la presa. 18.2 Presas mineras. 18.2.1 Introducción. 18.2.2 Balsas mineras. 18.2.3 Propiedades de los lodos mineros. 18.2.4 Estabilidad de las balsas mineras. 18.2.5 Escombreras. Capítulo 19. Silos. 19.1 Generalidades. 19.2 Empujes en paredes y presiones verticales. 19.3 Formas y construcción de silos. 19.4 Causas de los fracasos y averías más corrientes. Capítulo 20. Obras marítimas. 20.1 Características geotécnicas de los fondos marítimos y peculiaridades del reconocimiento.
20.2 Muelles de atraque. 20.3 Dragados. Tipos de dragas. 20.4 Cajones flotantes. 20.5 Construcción de cajones flotantes. 20.6 Algunos aspectos del diseño de cajones flotantes. 20.7 Transporte y fondeo. 20.8 Preparación del cimiento. 20.9 Uniones entre cajones flotantes. 20.10 Estabilidad naval de los cajones flotantes. 20.11 Diques secos y esclusas de navegación. Introducción. 20.12 Aspectos geotécnicos y funcionales de los diques secos. 20.13 Aspectos geotécnicos del proyecto y la construcción de diques secos. 20.14 Ideas generales sobre el reconocimiento del terreno para el proyecto de diques secos. 20.15 Aspectos fundamentales del trabajo estructural de los diques secos. 20.16 Clasificación tipológica de los diques secos. 20.17 Esclusas de navegación. Capítulo 21. Terramecánica. Locomoción extraviaria. 21.1 Introducción. 21.2 Interacción entre rueda y terreno. 21.3 Utilización de penetrómetros. Capítulo 22. Cartografía geotécnica y evaluación del terreno. 22.1 Introducción. 22.2 Clasificación de los mapas geotécnicos. 22.3 Aspectos metodológicos. 22.4 Aplicaciones de la cartografía geotécnica. Capítulo 23. Métodos numéricos en la geotecnia. 23.1 Introducción. 23.2 Métodos numéricos. 23.3 Modelos numéricos. 23.4 Modelos de comportamiento elemental. 23.5 Aplicaciones.
3. Contenidos Según el listado presentado en el capítulo introductorio de este anejo los contenidos de este libro son los siguientes. • Temas preliminares. - Definición de geotecnia y/o mecánica del suelo. - Estructura del globo terrestre.
-
Definición de suelo. Definición de roca. Tipos de roca. Formación de los suelos.
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
- Clasificación de los suelos según su formación. - La estratigrafía. - Mineralogía de las arcillas. - Fuerzas físico-químicas actuantes entre las partículas de arcilla.
-
• Propiedades y clasificación de los suelos. - Granulometría: definición y clasificación de los suelos. - Granulometría: obtención. - Parámetros de relación entre las fases: definición y relaciones. - Parámetros de relación entre las fases: obtención. - Límites de Atterberg: definición. - Límites de Atterberg: obtención. - Sistemas de clasificación de suelos.
-
• Conceptos básicos de mecánica de medios continuos. - Representación del estado tensional con el círculo de Mohr. - Representación del estado tensional con el tensor de tensiones. - Representación del estado deformacional con el círculo de Mohr. - Representación del estado deformacional con el tensor de deformaciones. - Invariantes y trayectorias de tensión y deformación. - Ecuaciones de equilibrio. - Ecuaciones constitutivas. - Principios de la teoría de elasticidad. - Principios de la teoría de plasticidad. - Viscosidad y viscoelasticidad. • Comportamiento tensión - deformación, suelo saturado. - Definición de tensión total y presión intersticial. - Principio de tensiones efectivas. - Definición de K0. - Presión de preconsolidación y grado de sobreconsolidación. - Descripción de los ensayos de carga. - Concepto de carga drenada y no drenada. - El edómetro. - Resultado de muestras sometidas a compresión unidimensional. - Representación matemática de la compresión unidimensional. - Obtención de la presión de preconsolidación. - El aparato de corte directo.
-
Presentación de resultados de corte directo. El aparato de corte anular. El aparato de corte simple. El aparato triaxial. Realización de un ensayo triaxial. Resultados de triaxiales interpretados simplemente como ensayos de rotura. Tipos de rotura. El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. Resistencia al corte no drenada. Resultados de triaxiales típicos. Trayectorias de tensiones en los triaxiales típicos. Interpretación cualitativa de los triaxiales típicos. Comportamiento elástico de los suelos. Comportamiento plástico de suelos y cálculo de deformaciones plásticas. Cálculo de presión intersticial en situaciones no drenadas. El modelo Cam-Clay. Estados de tensiones generales (generalización del comportamiento observado en condiciones triaxiales). Relación entre la situación drenada y no drenada, modelado y empleo de cada situación. Ensayo de compresión simple. Triaxiales verdaderos. Efectos de la anisotropía. Relación de los índices de Atterberg y los parámetros tenso-deformacionales. Variación de cu con la profundidad. El método de las trayectorias de tensiones. Introducción al comportamiento de las arenas.
• Análisis global del terreno. - Distribuciones de tensiones y deformaciones bajo cargas en medio elástico. - Tensiones en el contacto estructura - terreno: medio elástico. - Tensiones en el contacto estructura - terreno: coeficiente de balasto. - Teoremas de colapso plástico. - Método de las características. - Estados de Rankine. • El agua en el terreno. - Nivel freático. - Velocidad del agua y caudal unitario. - Altura piezométrica. - Nivel piezométrico. - Ley de Darcy: definición. - Validez de la ley de Darcy.
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- Permeabilidad: factores que influyen en su valor. - Permeabilidad: suelos estratificados. - Permeabilidad: suelo anisótropo. - Permeabilidad: obtención en laboratorio. - Permeabilidad: obtención in situ. - Permeabilidad: representatividad de su valor. - Ec. de flujo: formulación. - Ec. de flujo: presentación de los métodos de resolución. - Ec. de flujo: resolución analítica. - Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo. - Ec. de flujo: resolución con anisotropía. - Ec. de flujo: resolución en suelo estratificado. - Superficie libre. - Sifonamiento. - Hidráulica de pozos. - Capilaridad, fenómeno físico (tensión superficial, ascensión capilar…). - Capilaridad en suelos. - Presión capilar y succión. - Drenes. Condiciones de filtro. - Rebajamiento del nivel freático. - Electroósmosis. • Consolidación. - Definición del fenómeno de la consolidación. - Modelo reológico. - Teoría unidimensional de Terzaghi (planteamiento y solución). - Otras teorías unidimensionales. - Consolidación radial. - Otros esquemas de consolidación. - Variación del parámetro cv. - Determinación de cv en el edómetro. - Consolidación secundaria. - Otros ensayos de consolidación. • Comportamiento tensión - deformación, suelo no saturado. - Definición de la compactación. - El ensayo Proctor. - El ensayo Harvard. - Estructura de los suelos compactados. - Compactación en obra. - Colapso de los suelos. - Hinchamiento de suelos parcialmente saturados. - Compresibilidad de suelos no saturados. - Resistencia al esfuerzo cortante de suelos parcialmente saturados.
• Reconocimiento del terreno. - Presentación de los métodos de reconocimiento. - Presentación de los ensayos in situ. • Taludes e inestabilidad de laderas. - Tipologías de inestabilidades. - Causas de inestabilidades. - Planteamiento general del método de superficie de deslizamiento. - Análisis de taludes infinitos. - Roturas planas. - Método del círculo de rozamiento. - Método de las rebanadas. - Método de Morgenstern. - Ábacos. - Tracción en un talud. - Tratamiento de taludes. • Cimentaciones superficiales. - Definición de tensión admisible. - Distribución de presiones en el plano de cimentación. - Definición y tipologías de hundimiento. - Cálculo de la presión de hundimiento por Brinch Hansen. - Cálculo de la presión de hundimiento por otros métodos. - Cálculo de la presión de hundimiento en terrenos estratificados. - Cálculo de la presión de hundimiento a partir de ensayos in situ. - El factor de seguridad (valores, variaciones…). - Asientos admisibles. - Cálculo de asientos por el método edométrico. - Cálculo de asientos por métodos elásticos. - Cálculo de asientos por el método de Skempton-Bjerrun. - Cálculo de asientos por otros métodos (Schmertmann, Janbu…). - Cálculo de asientos a partir de ensayos in situ. - Particularidades del proyecto de vigas flotantes. - Particularidades del proyecto de zapatas combinadas. - Particularidades del proyecto de losas. • Cimentaciones semiprofundas. - Cimentación por pozos. - Cimentación por cajones.
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• Cimentaciones profundas. - Definición y tipologías. - Descripción de los métodos constructivos de pilotes. - Metodología del proyecto de pilotaje. - Elección del tipo de pilote. - Distribución de cargas dentro del grupo. - Cálculo frente resistencia estructural. - Definición de carga de hundimiento y sus componentes. - Cálculo de contribución por punta. - Cálculo de contribución por fuste. - El efecto grupo. - Fórmulas de hinca. - Pruebas de carga. - Cálculo de asientos de pilotes. - Cálculo frente fricción negativa. - Cálculo frente acciones horizontales. - Grupos de pilotes en distintas direcciones. • Cimentaciones especiales. - Cimentaciones sobre terrenos expansivos o colapsables. - Cimentaciones sometidas a efectos dinámicos. - Edificios de gran altura. - Puentes y estribos. - Depósitos. - Patología de cimentaciones. • Empuje de tierras. - Descripción general de los empujes activo, en reposos y pasivo. - Empuje en reposo. - Empuje activo: método de Rankine. - Empuje activo: método de Coulomb. - Empuje activo: método de Culmann - Método aproximado para el cálculo de cargas exteriores. - Empuje en muros en L. - Empuje en muros paralelos. - Empuje pasivo: métodos anteriores. - Empuje pasivo: método de la espiral logarítmica. • Estructuras de contención rígidas. - Tipologías de estructuras de contención rígidas. - Causas del colapso de estructuras de contención.
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- Metodología del proyecto de muros. - Acciones a considerar en un muro. - Herramientas para el dimensionamiento previo. - Comprobación frente vuelco y deslizamiento. - Comprobación frente hundimiento y estabilidad global. - El factor de seguridad (valores,variaciones…). - Cálculo de muros de tierra armada. - Detalles constructivos. • Estructuras de contención flexibles. - Metodología del proyecto de pantallas. - Acciones a considerar en una pantalla. - Método simplificado de cálculo de pantallas en voladizo. - Métodos simplificados de cálculo de pantallas con un apoyo. - Método simplificado de cálculo de pantallas con varios niveles de anclaje. - Métodos de cálculo semiempíricos. - Ejecución de pantallas de hormigón. - Estabilidad de una zanja llena de lodo bentonítico. - Tablestacas: tipologías y ejecución. - Tablestacas: protección contra la corrosión. - Métodos de materialización de las entibaciones. - Métodos de cálculo de empujes sobre entibaciones. - Seguridad frente levantamiento del fondo. • Otros estudios geotécnicos. - Instrumentación. - Mejora del terreno. - Excavaciones en roca. Voladura. - Ataguías celulares. - Anclajes. - Geotecnia de carreteras. - Acción de la helada. - Congelación de terrenos. - Obras subterráneas. - Presas. - Silos. - Obras marítimas. - Terramecánica. - Estudio de cargas dinámicas. - Métodos numéricos en la geotecnia.
Este listado no representa totalmente el conjunto de los contenidos de esta obra, principalmente porque la mayoría de los contenidos listados se desarrollan en ella con mucha más profundidad que en el resto de textos analizados. Este problema se debe a que el objetivo principal con el que se ha confeccionado el
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Jiménez, J.A. et al. (1971-80), Geotecnia y cimientos
listado de contenidos, como se ha expuesto en el capítulo introductorio, es disponer de una herramienta para poder analizar conjuntamente los contenidos de todos los libros. Así, el engrandecer este listado desdoblando contenidos ya especificados genéricamente para representar contenidos que únicamente aparecen en este libro es inútil, ya que no aporta información necesaria para verificar los objetivos con los que se ha confeccionado el listado general. Pese a ello el análisis de los contenidos de este libro no ha sido inútil, sino todo lo contrario, porque, como se explica a continuación, a servido para enriquecer el listado. Esto se ha conseguido sintetizando los temas tratados con profundidad en esta obra y que no se tratan en el resto de textos analizados en un único contenido. Unos ejemplos de ello son la mayoría de los contenidos agrupados en el listado general bajo el nombre de Otros estudios geotécnicos. Esto ha enriquecido enormemente el listado general, sin caer en el error de presentar un enorme listado en el que gran parte de los contenidos únicamente aparecen sólo en un libro. Aunque la principal aportación de este análisis de contenidos es el enriquecimiento del listado general a continuación se analizan las ausencias y las presencias más destacadas, como en el resto de análisis de contenidos presentados para las diferentes obras estudiadas en este anejo. Respecto las presencias en una obra de este volumen son destacables infinidad de aportaciones, desde la descripción de muchos procesos experimentales en el primer volumen hasta la mayoría de los temas prácticos abordados en el tercer volumen, son tantos los temas tratados con detalle en esta obra, como se ha comentado anteriormente, que su enumeración es inútil. Respecto las ausencias se pueden diferenciar varios grupos. En primer lugar aquellas que seguramente no se han incluido en esta obra por considerarse básicas, son las siguientes. • Conceptos básicos de mecánica de medios continuos. - Definición de tensión y deformación. - Definición de estado tensional y deformacional. - Definición de estados tensionales y deformacionales bidimensionales.
• Comportamiento tensión - deformación, suelo saturado. - Estado tensional en terreno horizontal. • El agua en el terreno. - Ley de Darcy: aplicación a problemas 1D
El siguiente grupo de ausencias realmente si aparecen en la obra, pero al contrario que el resto, con muy poca profundidad, en especial en comparación con las dos obras de Atkinson, (Atkinson, 1993 y Atkinson-Bransby 1978). Por ello y ya que son los contenidos que principalmente caracterizan esas dos obras no se han tenido en cuenta en esta. Este grupo de ausencias lo forman los siguientes contenidos. • Comportamiento tensión - deformación, suelo saturado. - Representación matemática de la compresión isótropa. - Resultados de muestras de arcillas normalmente consolidadas sometidas a triaxiales de compresión.
- Modelo de comportamiento de muestras normalmente consolidadas: línea de estados críticos y superficie de Roscoe. - Resultados de muestras de arcillas sobreconsolidadas sometidas a triaxiales de compresión. - Modelo de comportamiento de muestras sobreconsolidadas: línea de estados críticos y superficie de Hvorslev.
El resto de contenidos ausentes, mostrados a continuación, son más difíciles de clasificar según la razón de su falta. Todos ellos pueden conformar un último grupo. • Temas preliminares. - Repaso de la historia de la geotecnia. - Breve descripción de algunos problemas resueltos por la geotecnia.
• El agua en el terreno. - Ec. de flujo: método de los fragmentos. • Reconocimiento del terreno. - Planificación del reconocimiento.
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- El informe geotécnico: definición y pautas de redacción. • Cimentaciones superficiales. - Herramientas para el dimensionamiento previo.
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- Cimentaciones sobre rellenos. • Otros estudios geotécnicos. - Modelos reducidos.
4. Ordenamiento de los contenidos. A continuación se presentan los capítulos del libro con los contenidos listados en el apartado anterior que se tratan en cada uno. De esta manera se muestra el orden en el que se exponen esos contenidos presentados anteriormente. Jiménez, J.A. y Justo, J.L (1971). Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Ed. Rueda, Madrid. 1. Suelo y roca. Geotecnia. Origen del suelo. Procesos de cementación. - Estructura del globo terrestre. - Definición de suelo. - Definición de roca. - Definición de geotecnia y/o mecánica del suelo. - Formación de los suelos. - La estratigrafía. 2. Granulometría de los suelos. - Granulometría: definición y clasificación de los suelos. - Granulometría: obtención. 3. Propiedades elementales: porosidad, índice de poros, peso específico, humedad, grado de saturación, índice de densidad, equivalente de arena. - Parámetros de relación entre las fases: definición y relaciones. - Parámetros de relación entre las fases: obtención. 4. Límites de Atterberg. Gráfico de Casagrande. Índice de fluidez. Propiedades físico-químicas de las arcillas. Actividad. Suceptibilidad y tixotropía. - Límites de Atterberg: definición. - Límites de Atterberg: obtención. - Mineralogía de las arcillas. - Fuerzas físico-químicas actuantes entre las partículas de arcilla. 5. El agua en el terreno. Permeabilidad. Principio de presión efectiva. Tensión superficial. - Nivel freático. - Velocidad del agua y caudal unitario. - Altura piezométrica.
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Nivel piezométrico. Ley de Darcy: definición. Validez de la ley de Darcy. Permeabilidad: factores que influyen en su valor. Permeabilidad: suelos estratificados. Permeabilidad: suelo anisótropo. Permeabilidad: obtención en laboratorio. Permeabilidad: representatividad de su valor. Definición de tensión total y presión intersticial. Principio de tensiones efectivas. Sifonamiento. Capilaridad, fenómeno físico (tensión superficial, ascensión capilar…). Capilaridad en suelos. Presión capilar y succión. Electroósmosis.
6. Compresibilidad e hinchamiento de los suelos sin deformación lateral. - El edómetro. - Resultado de muestras sometidas a compresión unidimensional. - Representación matemática de la compresión unidimensional. - Presión de preconsolidación y grado de sobreconsolidación. - Obtención de la presión de preconsolidación. - El fenómeno de la consolidación. - Modelo reológico. - Teoría unidimensional de Terzaghi (planteamiento y solución). - Otras teorías unidimensionales. - Variación del parámetro cv. - Determinación de cv en el edómetro. - Consolidación secundaria. - Otros ensayos de consolidación.
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7. Compactación de suelos. Deformación de suelos parcialmente saturados. Transferencia de humedad en suelos parcialmente saturados. - Definición de la compactación. - El ensayo Proctor. - El ensayo Harvard. - Estructura de los suelos compactados. - Colapso de los suelos. - Hinchamiento de suelos parcialmente saturados.
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8. Resistencia y deformación. - El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. - Representación del estado tensional con el círculo de Mohr. - Representación del estado tensional con el tensor de tensiones. - Representación del estado deformacional con el círculo de Mohr. - Representación del estado deformacional con el tensor de deformaciones. - El aparato de corte directo. - concepto de carga drenada y no drenada. - Presentación de resultados de corte directo. - El aparato de corte anular. - El aparato de corte simple. - El aparato triaxial. - Realización de un ensayo triaxial. - Resultados de triaxiales interpretados simplemente como ensayos de rotura. - Relación de los índices de Atterberg y los parámetros tenso-deformacionales. - Ensayo de compresión simple.
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Tipos de rotura. Resistencia al corte no drenada. Definición de K0. Triaxiales verdaderos. Invariantes y trayectorias de tensión y deformación. Resultados de triaxiales típicos. Trayectorias de tensiones en los triaxiales típicos. Interpretación cualitativa de los triaxiales típicos. Introducción al comportamiento de las arenas. Descripción de los ensayos de carga. Cálculo de presión intersticial en situaciones no drenadas. Comportamiento elástico de los suelos. Comportamiento plástico de suelos y cálculo de deformaciones plásticas. El modelo Cam-Clay. Efectos de la anisotropía. Estudio de cargas dinámicas. Variación de cu con la profundidad.
9. Suelos parcialmente saturados sometidos a esfuerzos cortantes. - Compresibilidad de suelos no saturados. - Resistencia al esfuerzo cortante de suelos parcialmente saturados. 10. Tipos de suelos. - Sistemas de clasificación de suelos. - Clasificación de los suelos según su formación.
Jiménez, J.A., Justo J.L. y Serrano, A.A. (1974). Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Ed. Rueda, Madrid. 1. Redes de filtración. - Ec. de flujo: formulación. - Ec. de flujo: presentación de los métodos de resolución. - Ec. de flujo: resolución analítica. - Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo. - Ec. de flujo: resolución con anisotropía. - Ec. de flujo: resolución en suelo estratificado. - Superficie libre. - Hidráulica de pozos. - Permeabilidad: obtención in situ. 2. Ecuaciones constitutivas. - Ecuaciones de equilibrio. - Ecuaciones constitutivas.
- Principios de la teoría de elasticidad. - Principios de la teoría de plasticidad. - Estados de tensiones generales (generalización del comportamiento observado en condiciones triaxiales). - Viscosidad y viscoelasticidad. 3. El sólido elástico. - Distribuciones de tensiones y deformaciones bajo cargas en medio elástico. - Tensiones en el contacto estructura - terreno: medio elástico. 4. El sólido plástico. - Teoremas de colapso plástico. - Método de las características. - Estados de Rankine.
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5. Ensayos in situ. - Presentación de los ensayos in situ. 6. Consolidación de las masas del suelo. - Otras teorías unidimensionales. - Consolidación radial. - Otros esquemas de consolidación. 7. Coeficiente de seguridad. Estabilidad a corto y a largo plazo. - El factor de seguridad (valores, variaciones…). - Relación entre la situación drenada y no drenada, modelado y empleo de cada situación. 8. Fenómenos de inestabilidad de taludes. - Tipologías de inestabilidades. - Causas de inestabilidades. - Tratamiento de taludes. 9. Cálculos de estabilidad al deslizamiento. - Planteamiento general del método de superficie de deslizamiento. - Análisis de taludes infinitos. - Roturas planas. - Método del círculo de rozamiento. - Método de las rebanadas. - Método de Morgenstern. - Ábacos. - Tracción en un talud. 10. Empuje de tierras sobre estructuras rígidas. - Descripción general de los empujes activo, en reposos y pasivo. - Empuje en reposo. - Empuje activo: método de Rankine. - Empuje activo: método de Coulomb. - Empuje activo: método de Culmann - Método aproximado para el cálculo de cargas exteriores. - Empuje en muros en L. - Empuje en muros paralelos. - Empuje pasivo: métodos anteriores. - Empuje pasivo: método de la espiral logarítmica. 11. Empuje de tierras sobre estructuras flexibles. - Método simplificado de cálculo de pantallas en voladizo. - Métodos simplificados de cálculo de pantallas con un apoyo.
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
- Métodos de cálculo de empujes sobre entibaciones. 12. Estructuras de contención. - Tipologías de estructuras de contención rígidas. - Cálculo de muros de tierra armada. - Causas del colapso de estructuras de contención. - Metodología del proyecto de muros. - El factor de seguridad (valores,variaciones…). - Acciones a considerar en un muro. - Herramientas para el dimensionamiento previo. - Comprobación frente vuelco y deslizamiento. - Comprobación frente hundimiento y estabilidad global. - Detalles constructivos. 13. Carga de hundimiento en cimentaciones superficiales. - Definición de tensión admisible. - Definición y tipologías de hundimiento. - Cálculo de la presión de hundimiento por Brinch Hasen. - Cálculo de la presión de hundimiento por otros métodos. - Cálculo de la presión de hundimiento en terrenos estratificados. - Cálculo de la presión de hundimiento a partir de ensayos in situ. 14. El asiento de las cimentaciones superficiales. - Asientos admisibles. - Cálculo de asientos por el método edométrico. - Cálculo de asientos por métodos elásticos. - Cálculo de asientos por el método de Skempton-Bjerrun. - Cálculo de asientos por otros métodos Schmertmann, Janbu… - Cálculo de asientos a partir de ensayos in situ. - Método de las trayectorias de tensiones. 15. Carga de hundimiento y asiento de pilotes. - Definición y tipologías. - Descripción de los métodos constructivos de pilotes. - Cálculo frente resistencia estructural. - Definición de carga de hundimiento y sus componentes.
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Jiménez, J.A. et al. (1971-80), Geotecnia y cimientos
-
Cálculo de contribución por punta. Cálculo de contribución por fuste. El efecto grupo. Pruebas de carga. Cálculo de asientos de pilotes.
16. Reconocimiento del terreno. - Presentación de los métodos de reconocimiento. 17. Instrumentación. - Instrumentación.
Jiménez, J.A. et al. (1980). Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. Ed. Rueda, Madrid. 1. Cimentaciones superficiales. - Metodología del proyecto de cimentaciones superficiales. - Distribución de presiones en el plano de cimentación. - Particularidades del proyecto de vigas flotantes. - Tensiones en el contacto estructura - terreno: coeficiente de balasto - Particularidades del proyecto de zapatas combinadas. - Particularidades del proyecto de losas. 2. Cimentaciones semiprofundas. - Cimentación por pozos. - Cimentación por cajones. 3. Pilotajes. - Definición y tipologías. - Descripción de los métodos constructivos de pilotes. - Metodología del proyecto de pilotaje. - Elección del tipo de pilote. - Distribución de cargas dentro del grupo. - Cálculo frente fricción negativa. - Cálculo frente acciones horizontales. - Grupos de pilotes en distintas direcciones. 4. Mejora del terreno de cimentación. - Mejora del terreno. 5. Cimentaciones en terrenos expansivos o colapsables. - Cimentaciones sobre terrenos expansivos o colapsables. 6. Casos especiales de cimentación. - Edificios de gran altura. - Puentes y estribos. - Depósitos. 7. Cimentaciones sometidas a efectos dinámicos.
- Cimentaciones sometidas a efectos dinámicos. 8. Patología de las cimentaciones. - Patología de cimentaciones. 9. Excavaciones en roca. Voladura. - Excavaciones en roca. Voladura. 10. Tablestacas y entibaciones. - Método simplificado de cálculo de pantallas en voladizo. - Métodos simplificados de cálculo de pantallas con un apoyo. - Método simplificado de cálculo de pantallas con varios niveles de anclaje. - Métodos de cálculo semiempíricos. - Tablestacas: tipologías y ejecución. - Tablestacas: protección contra la corrosión. - Métodos de materialización de las entibaciones. - Métodos de cálculo de empujes sobre entibaciones. - Seguridad frente levantamiento del fondo. 11. Ataguías celulares. - Ataguías celulares. 12. Pantallas de hormigón. - Metodología del proyecto de pantallas. - Ejecución de pantallas de hormigón. 13. Anclajes. - Anclajes. 14. Agotamientos. Rebajamientos de nivel freático. Electroósmosis. - Rebajamiento del nivel freático. - Electroósmosis. 15. Geotecnia vial. - Compactación en obra. - Tratamiento de taludes. - Geotecnia de carreteras.
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16. El frío, la helada, congelación de terrenos. - Acción de la helada. - Congelación de terrenos. 17. Obras subterráneas. - Obras subterráneas. 18. Presas. - Presas. 19. Silos. - Silos.
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20. Obras marítimas. - Obras marítimas. 21. Terramecánica. Locomoción extraviaria. - Terramecánica. 22. Cartografía geotécnica y evaluación del terreno. 23. Métodos numéricos en la geotecnia. - Métodos numéricos en la geotecnia.
Este esquema del orden en el que se presentan los contenidos es de difícil análisis debido a su extensión. Por ello en primer lugar es mejor analizar el orden de los contenidos a través del estudio de las tres partes en las que han dividido los autores voluntariamente su obra. Estas tres partes corresponden a los tres volúmenes de la obra, que a continuación se listan con los subtítulos con los que han sido caracterizados por sus autores. • Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. • Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. • Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. En el volumen inicial se tratan en primer lugar aspectos preliminares (introducción a la geotecnia, definición de suelo, propiedades de los suelos, etc.) y en segundo lugar temas propios de mecánica de suelos, pero presentando únicamente de ellos los ensayos de laboratorio con los que se aborda su estudio, los resultados de los mismos y las propiedades de los suelos que se deducen de ellos. En la primera mitad del segundo volumen se presentan los mismos temas de mecánica de suelos tratados en el primer volumen, pero pasando de la escala de laboratorio a la geotécnica. En la segunda mitad se desarrollan temas de ingeniería geotécnica, concretamente aspectos básicos, en comparación con los tratados en el tercer volumen, de estructuras de contención y cimentaciones. El tercer volumen se reserva para abordar en cada uno de sus capítulos un aspecto concreto de ingeniería geotécnica. Para ilustrar esta distribución de los contenidos, a continuación se presentan el orden en el que se abordan las explicaciones que hacen referencia a la presencia y al flujo de agua en el suelo a lo largo de los tres volúmenes. • Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas. Capítulo 5. El agua en el terreno. Permeabilidad. Principio de presión efectiva. Tensión superficial. - Permeabilidad: representatividad de su - Nivel freático. valor. - Velocidad del agua y caudal unitario. - Definición de tensión total y presión - Altura piezométrica. intersticial. - Nivel piezométrico. - Principio de tensiones efectivas. - Ley de Darcy: definición. - Sifonamiento. - Validez de la ley de Darcy. - Capilaridad, fenómeno físico (tensión - Permeabilidad: factores que influyen en su superficial, ascensión capilar…). valor. - Capilaridad en suelos. - Permeabilidad: suelos estratificados. - Presión capilar y succión. - Permeabilidad: suelo anisótropo. - Electroósmosis. - Permeabilidad: obtención en laboratorio. • Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Capítulo 1. Redes de filtración. - Ec. de flujo: formulación.
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Jiménez, J.A. et al. (1971-80), Geotecnia y cimientos
- Ec. de flujo: presentación de los métodos de resolución. - Ec. de flujo: resolución analítica. - Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo. - Ec. de flujo: resolución con anisotropía.
- Ec. de flujo: resolución en suelo estratificado. - Superficie libre. - Hidráulica de pozos. - Permeabilidad: obtención in situ.
• Geotecnia y cimientos III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia. Capítulo 14. Agotamientos. Rebajamientos de nivel freático. Electroósmosis. - Rebajamiento del nivel freático. - Electroósmosis. Capítulo 16. El frío, la helada, congelación de terrenos. - Acción de la helada. - Congelación de terrenos. Este ordenamiento de los contenidos es ilustrado por el director y principal autor de esta obra, J. A. Jiménez Salas, en el prólogo del segundo volumen de la siguiente manera: “… existen, sin duda, centros de atención preferente para cada uno de los tres volúmenes de la obra. El primero tiende a darnos el conocimiento, basado esencialmente en la experimentación, de las reacciones del material. El tercero el de los recursos tecnológicos para dirigir estas reacciones en el sentido de nuestra utilidad. Y éste que hoy presentamos es el nudo entre los otros dos, el intérprete, en el sentido etimológico más profundo.” El principal inconveniente de seguir este ordenamiento para la docencia de la geotecnia es dificultar la visión global de los temas, especialmente de los de mecánica de suelos. Respecto los de ingeniería geotécnica no es tan problemático, salvo algunos aspectos concretos, porque en el segundo volumen se abordan aspectos básicos, aproximadamente equivalentes a los tratados en la mayoría de libros estudiados que abordan aspectos de ingeniería geotécnica, y en el tercer tomo se reservan temas más concretos y puntuales. Respecto los puntos contenidos en el tercer tomo que mejorarían el orden presentándose en el segundo son básicamente los siguientes cuatro: - Metodología del proyecto de cimentaciones superficiales. - Distribución de presiones en el plano de cimentación. - Metodología del proyecto de pilotaje. - Distribución de cargas dentro del grupo. Incorporando simplemente estos contenidos dentro del segundo tomo se conseguiría dar en él todas las herramientas para el proyecto de sencillas cimentaciones superficiales y profundas, al igual que se hace con las estructuras de contención rígidas. Una vez analizado el orden según las partes presentadas por los autores se estudia cada una de ellas individualmente. Para iniciar el análisis del primer tomo a continuación se presenta un esquema del mismo. • Temas preliminares. 1. Suelo y roca. Geotecnia. Origen del suelo. Procesos de cementación. 2. Granulometría de los suelos. 3. Propiedades elementales: porosidad, índice de poros, peso específico, humedad, grado de saturación, índice de densidad, equivalente de arena. 4. Límites de Atterberg. Gráfico de Casagrande. Índice de fluidez. Propiedades físicoquímicas de las arcillas. Actividad. Suceptibilidad y tixotropía. • Mecánica de suelos. 5. El agua en el terreno. Permeabilidad. Principio de presión efectiva. Tensión superficial. 6. Compresibilidad e hinchamiento de los suelos sin deformación lateral.
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7. Compactación de suelos. Deformación de suelos parcialmente saturados. Transferencia de humedad en suelos parcialmente saturados. 8. Resistencia y deformación. 9. Suelos parcialmente saturados sometidos a esfuerzos cortantes. • Temas preliminares. 10. Tipos de suelos. Evidentemente el primer problema del orden presentado es la posición del último capítulo, descolgada de los cuatro primeros junto con los que debería estar. En los capítulos clasificados como temas preliminares no se observan más anomalías, simplemente destacar que los autores han decidido tratar el tema de la mineralogía de las arcillas, siempre difícil de situar, en un capítulo a parte junto con los límites de Atterberg. Respecto los temas de mecánica de suelos, en ellos se pueden detectar más problemas. Por ejemplo el tratamiento conjunto de las explicaciones de la relación tensión-deformación en el caso unidimensional y de las del fenómeno de la consolidación. Pero en este caso estos problemas son, en parte, justificables ya que en este tomo se aborda simplemente la parte experimental de los temas, así en el ejemplo anterior siempre se explica sobre resultados del edómetro, ello le da coherencia al ordenamiento adoptado de acuerdo con el planteamiento general del volumen. Para el análisis del segundo volumen se presenta, como en el caso anterior, en primer lugar un pequeño esquema del orden de sus capítulos. • Mecánica de suelos. 1. Redes de filtración. 2. Ecuaciones constitutivas. 3. El sólido elástico. 4. El sólido plástico. 5. Ensayos in situ. 6. Consolidación de las masas del suelo. • Ingeniería geotecnica. 7. Coeficiente de seguridad. Estabilidad a corto y a largo plazo. 8. Fenómenos de inestabilidad de taludes. 9. Cálculos de estabilidad al deslizamiento. 10. Empuje de tierras sobre estructuras rígidas. 11. Empuje de tierras sobre estructuras flexibles. 12. Estructuras de contención. 13. Carga de hundimiento en cimentaciones superficiales. 14. El asiento de las cimentaciones superficiales. 15. Carga de hundimiento y asiento de pilotes. 16. Reconocimiento del terreno. 17. Instrumentación. Uno de los hechos en el orden de los contenidos de este segundo tomo más destacables, por innovador, es el capítulo empleado para la transición entre los temas de mecánica de suelos y de ingeniería geotécnica, el capítulo 7, titulado Coeficiente de seguridad. Estabilidad a corto y a largo plazo. Normalmente para realizar esta transición se emplean los temas de reconocimiento del terreno y ensayos in situ, sin embargo en esta obra los autores han optado por introducir la ingeniería geotécnica teorizando sobre el factor de seguridad y el empleo y modelo de la situación drenada y no drenada. Otro aspecto a destacar, consecuencia del anterior, es la situación del tema de reconocimiento del terreno, al final del tomo, junto con el de instrumentación, ello es una buena alternativa a la situación habitual en el papel de transición a la ingeniería geotécnica desde la mecánica de suelos. La situación del capítulo dedicado a los ensayos in situ, normalmente junto el de reconocimiento del terreno, es más discutible, ya que se podría pensar en colocarlo al lado del dedicado al reconocimiento del terreno, pero su situación
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tampoco es tan desafortunada, ya que después de explicar el comportamiento global del terreno introduce los ensayos que se pueden hacer a esa masa para obtener los parámetros que la caracterizan. Respecto la tercera parte de la obra la heterogeneidad de los temas tratados hace difícil plantear un orden alternativo, ya que es prácticamente imposible establecer un hilo argumental para ordenarlos.
5. Enfoque. Tal y como se ha explicado en el capítulo de introducción de este anejo, es extremadamente difícil dada la naturaleza de la materia que se expone, dar con un único adjetivo que defina el enfoque de un libro de geotecnia. Por ello a modo de ejemplo en primer lugar en todos los análisis se muestra el enfoque con que se han abordado las explicaciones relativas al principio de tensiones efectivas, a la teoría de la consolidación y al cálculo de la presión de hundimiento de cimentaciones superficiales. Definiendo el enfoque según el orden en el que aparezcan las partes de la explicación definidas en el capítulo de introducción de este anejo como fenómeno, experimentación, teoría y práctica. En el caso de la tensión efectiva se trata de un enfoque tipo teoría – fenómeno, en el de la consolidación experimentación – fenómeno – teoría y en el caso de la presión de hundimiento fenómeno – experimentación – teoría. Ninguna de las tres explicaciones analizadas coincide en su enfoque, precisamente ello es la característica principal en lo que se refiere al enfoque de esta obra, la heterogeneidad. Ésta se debe en primer lugar a los muchos autores que tiene y, en segundo, al propio planteamiento del orden en el que se exponen los contenidos, analizado anteriormente. Así, por ejemplo, en la parte de mecánica de suelo del primer volumen se prioriza el enfoque experimental y en esa misma parte del segundo volumen el teórico. Los autores de esta obra en el prólogo del primer volumen definen y justifican el enfoque que intentaron adoptar en la redacción del libro de la siguiente manera. “Sostenemos el criterio de que, en esta época de avances sin precedentes, la formación del Técnico Superior debe llegar a profundizar todo lo posible en los principios básicos. Solamente éstos pueden construir puntos de apoyo permanentes para poder extender y seguir la acelerada evolución de la Ciencia y la Técnica. Así pues, hemos dado a la exposición un carácter fundamental y de rigor científico. Pero, al mismo tiempo, se ha previsto que el libro puede ser también de utilidad a quien desee especializarse en estas materias, por lo cual se le ha dado una amplitud que lo aproxima a un verdadero tratado, en el que puede encontrarse introducción y guía en la formidable masa de resultados de la investigación más moderna.” Cabe destacar, por último, que los autores conscientes de la heterogeneidad de los contenidos de la obra, que abarcan desde las teorías más fundamentales hasta aspectos tan concretos como un método óptico desarrollado en el Laboratorio del Transporte para la medición del área de la sección deformada de la probeta de un ensayo triaxial, en los dos primeros tomos los contenidos más complementarios a las teorías fundamentales se han identificado en la presentación tipográfica con un tamaño de letra inferior.
6. Estructura. En la siguiente página se presenta la tabla con la información necesaria para analizar la estructura del libro, tal y como se anunciaba en el capítulo introductorio de este anejo. Un primer análisis de los datos de esta tabla, revela al igual que el análisis del enfoque, la heterogeneidad de la obra, seguramente causada principalmente por la cantidad de autores que han intervenido en su redacción y por la heterogeneidad de los temas abordados. Respecto esta última causa es evidente que es difícil estructurar de forma homogénea un capítulo dedicado a la cartografía geotécnica que uno dedicado al análisis experimental del comportamiento tenso-deformacional de los suelos.
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
Algunos datos reveladores de esta heterogeneidad son la existencia de capítulos de más de doscientas páginas frente otros que no superan la veintena, capítulos con un promedio superior a dieciocho páginas por apartado frente otros con apenas una. Esta heterogeneidad también se refleja en la ilustración de los capítulos, aunque en menor medida, existen capítulos con promedios de más de una figura por página y otros en los que el promedio es de una figura cada cuatro páginas. En los datos reflejados en esta tabla en los que no existe heterogeneidad, sino todo lo contrario la homogeneidad es absoluta, es en los referentes a la inclusión en el texto de ejercicios prácticos resueltos, no se ha incluido ninguno en toda la obra.
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Ejemplos o ejercicios con solución
Apartados
Figuras
Páginas
Ejem. o ejerc.
Figuras
1. Suelo y roca. Geotecnia. Origen del suelo. Procesos de cementación. 2. Granulometría de los suelos. 3. Propiedades elementales: porosidad, índice de poros, peso específico, humedad, grado de saturación, índice de densidad, equivalente de arena. 4. Límites de Atterberg. Gráfico de Casagrande. Índice de fluidez. Propiedades físico-químicas de las arcillas. Actividad. Suceptibilidad y tixotropía. 5. El agua en el terreno. Permeabilidad. Principio de presión efectiva. Tensión superficial. 6. Compresibilidad e hinchamiento de los suelos sin deformación lateral. 7. Compactación de suelos. Deformación de suelos parcialmente saturados. Transferencia de humedad en suelos parcialmente saturados. 8. Resistencia y deformación. 9. Suelos parcialmente saturados sometidos a esfuerzos cortantes. 10. Tipos de suelos. 1. Redes de filtración. 2. Ecuaciones constitutivas. 3. El sólido elástico. 4. El sólido plástico. 5. Ensayos in situ. 6. Consolidación de las masas del suelo. 7. Coeficiente de seguridad. Estabilidad a corto y a largo plazo. 8. Fenómenos de inestabilidad de taludes. 9. Cálculos de estabilidad al deslizamiento. 10. Empuje de tierras sobre estructuras rígidas. 11.Empuje de tierras sobre estructuras flexibles. 12. Estructuras de contención. 13. Carga de hundimiento en cimentaciones superficiales. 14. El asiento de las cimentaciones superficiales. 15. Carga de hundimiento y asiento de pilotes. 16. Reconocimiento del terreno. 17. Instrumentación. 1. Cimentaciones superficiales. 2. Cimentaciones semiprofundas. 3. Pilotajes. 4. Mejora del terreno de cimentación.
Páginas
Teoría
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0
0
0
17
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0
0
0
23
16
9
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0
0
39
27
27
0
0
0
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0
0
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0
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0
35
17
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0
0
0
125
73
77
0
0
0
13
9
10
0
0
0
10 72 65 128 115 83 36
8 39 41 54 60 28 10
2 45 20 132 76 52 16
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
27
11
9
0
0
0
40 54 70 30 45 44 37 153 24 26 159 89 231 45
19 19 28 6 30 16 22 49 17 21 20 19 36 16
33 34 49 18 51 32 11 121 14 13 58 64 122 31
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
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5. Cimentaciones en terrenos expansivos o colapsables. 6. Casos especiales de cimentación. 7. Cimentaciones sometidas a efectos dinámicos. 8. Patología de las cimentaciones. 9. Excavaciones en roca. Voladura. 10. Tablestacas y entibaciones. 11. Ataguías celulares. 12. Pantallas de hormigón. 13. Anclajes. 14. Agotamientos. Rebajamientos de nivel freático. Electroósmosis. 15. Geotecnia vial. 16. El frío, la helada, congelación de terrenos. 17. Obras subterráneas. 18. Presas. 19. Silos. 20. Obras marítimas. 21. Terramecánica. Locomoción extraviaria. 22. Cartografía geotécnica y evaluación del terreno. 23. Métodos numéricos en la geotecnia.
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116 98 109 109 22 95 23 16 11
8 17 48 21 10 9 6 4 4
66 75 45 94 14 90 15 11 4
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0
48
8
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0
0
0
153 17 194 145 24 147 18 58 75
19 6 18 16 4 17 3 4 4
87 11 146 89 15 144 17 32 18
0 0 0 0 0 0 0 0 0
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Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos
Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos. Editorial Limusa S.A., México. 1. Introducción A pesar del título de la obra sus contenidos van más allá de la mecánica de suelos estricta y se adentran al mundo de la ingeniería geotécnica. Así, como ejemplo, en sus páginas se abordan aspectos relacionados con las cimentaciones superficiales y profundas y con las estructuras de contención. Sus autores presentan este libro como un “libro de texto para un curso de introducción a la mecánica de suelos”. Aunque reconocen haber incluido en él un material mucho más abundante del que podría o debería impartirse en un curso introductorio. Esta ampliación se presenta con el objetivo de permitir al profesor elegir los temas más adecuados para complementar las explicaciones de los principios fundamentales. El análisis de este libro es especialmente interesante porque el orden en el que se presentan sus contenidos es muy innovador, se escapa de la típica estructura formada por tres bloques (temas preliminares, mecánica de suelos o ingeniería geotécnica) y presenta una ordenación en cinco bloques. El primer bloque es una introducción a la mecánica de suelos, en el segundo se presentan las propiedades intrínsecas de este material, desarrollándose el estudio del suelo a nivel partícula y de las propiedades indentificativas de una masa de suelo. Los tres últimos bloques repiten un mismo esquema (comportamiento tensión–deformación, cálculo de empujes y estructuras de contención y cálculo de cimentaciones superficiales), pero en el tercer bloque se desarrolla para suelo seco, en el cuarto para suelo saturado y procesos de carga drenados y en el quinto para suelo saturado pero procesos de carga no drenados.
2. Índice Como se ha anunciado en el apartado anterior, y como se ve en los siguientes análisis, este libro presenta un ordenamiento especial. Por ello se ha preferido no reproducir el índice íntegro sino, en primer lugar, se presenta el índice pero únicamente hasta el nivel de capítulos, y posteriormente un resumen de estos. De esta forma se consiguen mejor los objetivos buscados en este apartado. 2.1 Índice PARTE I. INTRODUCCIÓN. Capítulo 1. Problemas planteados por el terreno en la ingeniería civil. Capítulo 2. Introducción al comportamiento del suelo. PARTE II. LA NATURALEZA DEL SUELO. Capítulo 3. Características de los conjuntos de partículas. Capítulo 4. Características de las partículas de un suelo. Capítulo 5. Presiones normales entre partículas de suelo. Capítulo 6.Resistencia al deslizamiento tangencial entre partículas de suelo. Capítulo 7. Formación de los suelos. PARTE III. EL SUELO SECO. Capítulo 8. Esfuerzos en una masa de suelo. Capítulo 9. Pruebas de laboratorio para determinar las propiedades esfuerzo-deformación. Capítulo 10. Aspectos generales del comportamiento esfuerzo-deformacional. Capítulo 11. Resistencia al esfuerzo cortante de los suelos granulares. Capítulo 12. Relaciones esfuerzo-deformación. Capítulo 13. Estructuras de retención y taludes.
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
Capítulo 14. Cimentaciones superficiales. Capítulo 15. Solicitaciones dinámicas del terreno. PARTE IV. SUELOS CON AGUA-REGIMEN ESTÁTICO O FLUJO ESTABLECIDO. Capítulo 16. El concepto de esfuerzo efectivo. Capítulo 17. Flujo unidimensional. Capítulo 18. Flujo bidimensional. Capítulo 19. Permeabilidad de los suelos y condiciones filtro. Capítulo 20. Aspectos generales del comportamiento esfuerzo-deformación con drenaje. Capítulo 21. Resistencia al corte con drenaje. Capítulo 22. Relaciones esfuerzo-deformación en procesos con drenaje. Capítulo 23. Estructuras de retención de tierras en condiciones con drenaje. Capítulo 24. Estudio de taludes en condiciones de drenaje. Capítulo 25. Cimentaciones superficiales en condiciones de drenaje. PARTE V. SUELOS CON FLUJO DE AGUA EN REGIMEN VARIABLE. Capítulo 26. Presiones intersticiales producidas en procesos de carga sin drenaje. Capítulo 27. Teoría de la consolidación. Capítulo 28. Comportamiento esfuerzo - deformación con o sin drenaje. Capítulo 29. Resistencia al corte sin drenaje. Capítulo 30. Relaciones esfuerzo - deformación en condiciones de carga sin drenaje. Capítulo 31. Estructuras de retención y estabilidad de taludes en condiciones sin drenaje. Capítulo 32. Cimentaciones superficiales en condiciones de carga sin drenaje. Capítulo 33. Cimentaciones profundas. Capítulo 34. La mejora de las condiciones del suelo. 2.2 Resumen PARTE I. INTRODUCCIÓN. El propósito de esta primera parte es despertar el interés del alumno que inicia el estudio de la mecánica de suelos, y señalarle algunos conceptos realmente fundamentales de esta materia. Capítulo 1. Problemas planteados por el terreno en la ingeniería civil. A través de ejemplos se presenta un amplio cuadro de los problemas de ingeniería civil que pueden abordarse con éxito mediante los principios de la mecánica de suelo, como son el cálculo de cimentaciones o el empleo del suelo como material de construcción en presas o carreteras. Capítulo 2. Introducción al comportamiento del suelo. Se presenta de forma general y resumida el comportamiento de un suelo homogéneo, con el objetivo de mostrar que el comportamiento del suelo difiere de los materiales estudiados en mecánica de sólidos y fluidos. Así en primer lugar se explica que el suelo es un sistema de partículas, y se presenta ello como el origen de las diferencias de la mecánica de suelos con la mecánica de sólidos y fluidos. A continuación se presenta la deformación del suelo como resultado de las deformaciones individuales de las partículas más el deslizamiento relativo entre ellas que implica un reordenamiento. Por último se introducen los efectos debidos a que los huecos entre partículas estén rellenos de agua, la interacción química afectando a la transmisión de esfuerzos en los puntos de contacto, la interacción física cuando circula el agua modificando la magnitud de las fuerzas en los puntos de contacto entre partículas, y la contribución al reparto de cargas (consolidación). PARTE II. LA NATURALEZA DEL SUELO. Capítulo 3. Características de los conjuntos de partículas.
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Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos
Como su nombre indica se presentan los parámetros que caracterizan una masa de suelo, relaciones entre fases, granulometría, límites de Atterberg, etc. Finaliza con la presentación del Sistema Unificado de Clasificación de Suelos. Capítulo 4. Características de las partículas de un suelo. Se examinan las características de las partículas individualmente, desde dos puntos de vista, la morfología (tamaño, forma, redondez, textura superficial y color) y la composición (naturaleza y disposición de los átomos). En el análisis de la composición se presta especial atención a las partículas de arcilla. Capítulo 5. Presiones normales entre partículas de suelo. En este y el siguiente capítulo se estudian las tensiones que se desarrollan entre partículas contiguas y la forma en que estas tensiones modifican la naturaleza del contacto entre partículas. Concretamente en este capítulo se aborda el problema de las tensiones normales que actúan entre pequeñas partículas (arcillosas) que no se encuentran en contacto. Capítulo 6.Resistencia al deslizamiento tangencial entre partículas de suelo. Continuando con el análisis de las tensiones entre partículas en este capítulo se estudian las tensiones normales y tangenciales entre partículas en contacto. Así se analiza el mecanismo de resistencia al deslizamiento tangencial entre partículas individuales, exponiendo en primer lugar las leyes básicas de la fricción y posteriormente su aplicación en minerales de forma granular y laminar, separadamente. Capítulo 7. Formación de los suelos. Se explica los tres procesos de formación de suelo (sedimentario, residual o relleno artificial) y se introducen los métodos de reconocimiento, poniendo especial atención a los penetrómetros y a la representación e interpretación de los datos en perfiles o cortes estratigráficos. PARTE III. EL SUELO SECO. En esta parte se establecen algunos principios básicos referentes al comportamiento tensión deformación del esqueleto de un suelo, considerando los casos en los que no existe una interacción apreciable entre el esqueleto mineral y el fluido intersticial, como sucede en los suelos secos. Capítulo 8. Esfuerzos en una masa de suelo. En primer lugar se define el concepto de tensión total, aplicando el concepto tradicional de tensión al sistema discontinuo del suelo. Posteriormente se estudia el estado tensional debido al peso propio de un suelo horizontal, definiendo el coeficiente de empuje al reposo. A continuación se presentan las soluciones elásticas como única alternativa, pese sus hipótesis de partida, para el cálculo de las tensiones producidas por cargas aplicadas al terreno. El capítulo finaliza con la presentación de dos herramientas para representar el estado tensional en un punto, el círculo de Mohr y el plano p-q, y la utilidad de este último para representar sucesivos estados tensionales (trayectoria de tensiones). Capítulo 9. Pruebas de laboratorio para determinar las propiedades esfuerzo - deformación. Se describen las características principales y el modo de empleo de los siguientes equipos de laboratorio: edómetro, triaxial y corte directo. Capítulo 10. Aspectos generales del comportamiento esfuerzo - deformacional. Se explica el mecanismo de deformación y las características más importantes del comportamiento tensión-deformación de los suelos granulares, exponiendo los resultados típicos que se obtienen de ensayos edométricos y triaxiales, y explicando el porqué de esos resultados de forma cualitativa con la ayuda de modelos sencillos de sistemas de partículas esféricas. Capítulo 11. Resistencia al esfuerzo cortante de los suelos granulares.
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En primer lugar se explica el criterio de rotura de Mohr-Coulomb y su aplicabilidad a suelos granulares. Posteriormente se ve a través de él y sus parámetros la influencia en la resistencia de la presión de confinamiento, la relación de vacíos inicial (presentando entonces el ángulo de rozamiento residual), la influencia de las condiciones de carga y la composición (granulometría y angulosidad). Capítulo 12. Relaciones esfuerzo - deformación. Se desarrollan los conceptos básicos de la teoría de la elasticidad y la obtención de los parámetros elásticos a través del ensayo triaxial, haciendo hincapié en el carácter aproximado de este método. También se describe el modelo de comportamiento de compresión confinada definiendo av, cc y mv. Capítulo 13. Estructuras de retención y taludes. El objetivo de este capítulo es exponer los métodos utilizados para calcular el empuje activo y la resistencia pasiva, y como estos se emplean en el proyecto de estructuras de contención. Así se desarrolla la teoría de Rankine y el método de las cuñas y su aplicación a muros, los métodos de cálculo de entibaciones apuntaladas y una breve introducción sobre la estabilidad de taludes en suelos granulares secos. Capítulo 14. Cimentaciones superficiales. Tras introducir el concepto y las tipologías de cimentaciones superficiales se desarrollan los criterios para su proyecto y las herramientas básicas para la realización de este (cálculo de la carga última y de asientos). Capítulo 15. Solicitaciones dinámicas del terreno. Se trata de una introducción a la dinámica de suelos, a través de una pequeña explicación de los conceptos básicos de la dinámica y la presentación de algunos métodos prácticos para tratar ciertos problemas de cálculo de cimentaciones y compactación de suelos mediante cargas dinámicas. PARTE IV. SUELOS CON AGUA - REGIMEN ESTÁTICO O FLUJO ESTABLECIDO. En esta parte se introducen los conceptos necesarios para comprender la interacción física del agua intersticial sobre el suelo. Considerando específicamente los casos en que las presiones intersticiales en una masa de suelo vienen determinadas por las que existan en los contornos de dicha masa y son independientes de las cargas aplicadas. Capítulo 16. El concepto de esfuerzo efectivo. Se define el concepto de tensión efectiva y el principio de tensiones efectivas, dando una interpretación física del mismo. También se explica de forma simplificada el concepto de capilaridad. Capítulo 17. Flujo unidimensional. En primer lugar se presenta la ley de Darcy y los conceptos de caudal unitario (velocidad de flujo según los autores) y altura piezométrica (carga de agua), para luego desarrollar el cálculo de presiones intersticiales y efectivas en un suelo con flujo de agua unidimensional. Por último se abarca el problema del sifonamiento. Capítulo 18. Flujo bidimensional. En este capítulo de considera el flujo bidimensional, incluyendo los casos de suelo no homogéneo y anisótropo, a través del siguiente esquema: a) Se explica el concepto de red de flujo de forma intuitiva, utilizando un caso de flujo unidimensional como los tratados en el capítulo anterior. b) Se da la solución de varios problemas bidimensionales, mediante una red de flujo. c) Se obtiene la ecuación de flujo a través de un suelo. d) Se utiliza la ecuación de flujo para estudiar la filtración de un fluido a través de un suelo anisótropo. Capítulo 19. Permeabilidad de los suelos y condiciones filtro. Se explica la forma de determinar la permeabilidad, los factores que influyen en
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ella y, por último, se introduce el tema de los filtros. Capítulo 20. Aspectos generales del comportamiento esfuerzo - deformación con drenaje. Este capítulo repite la estructura del 10, exponiendo en primer lugar los mecanismos de deformación del suelo y posteriormente los resultados típicos que se obtienen en edómetros y triaxiales, pero incluyendo la influencia del agua sobre el comportamiento del suelo y explicando las diferencias entre los resultados en arcillas y en arenas. Capítulo 21. Resistencia al corte con drenaje. En el capítulo 11 se expusieron los conceptos fundamentales de la teoría de la resistencia. Dado que siempre que las tensiones se expresen en efectivas los conceptos del capítulo 11 son aplicables a suelos granulares saturados, este capítulo amplía el 11 estudiando la resistencia de las arcillas y comparando ésta con la de las arenas. Capítulo 22. Relaciones esfuerzo - deformación en procesos con drenaje. Como en el capítulo anterior, puesto que el comportamiento tensión-deformación de un suelo granular seco y uno saturado es semejante, salvo que las tensiones se han de expresar en efectivas, y ello ya fue estudiado en el capítulo 12, este capítulo se centra en el comportamiento de las arcillas saturadas en procesos con drenaje. Se presta especial atención al comportamiento en compresión confinada, y a los factores que hacen que la relación tensión-deformación se aleje de un comportamiento elástico y lineal. Capítulo 23. Estructuras de retención de tierras en condiciones con drenaje. En primer lugar se analiza el efecto del agua y de los drenes en terrenos sin cohesión. Y posteriormente se estudia el cálculo de empujes sobre estructuras de contención en terrenos cohesivos. Capítulo 24. Estudio de taludes en condiciones de drenaje. Este capítulo amplía bastamente la introducción al cálculo de taludes hecha en el capítulo 13. Se inicia estudiando casos teóricos de taludes infinitos para comprender los mecanismos resistentes de esta tipología de obra, y posteriormente se desarrollan los métodos de las dovelas y de las cuñas. Capítulo 25. Cimentaciones superficiales en condiciones de drenaje. Se trata el cálculo de cimentaciones superficiales sobre arena saturada y sobre terrenos cohesivos siguiendo el mismo esquema que el capítulo 14. PARTE V. SUELOS CON FLUJO DE AGUA EN REGIMEN VARIABLE. Esta parte culmina las dos que le preceden repitiendo de nuevo su estructura, pero abordando el estudio de aquellos casos en que la presión intersticial queda afectada por las cargas aplicadas al terreno. Capítulo 26. Presiones intersticiales producidas en procesos de carga sin drenaje. Este capítulo comienza definiendo y diferenciando claramente los siguientes fenómenos, tan relacionados entre si, el valor de los incrementos de presión producidos por una carga sin drenaje y la disipación de estas presiones. Posteriormente se dan las herramientas para el cálculo de esos incrementos de presión para diferentes tipos de carga (edométrica, uniaxial, isótropa y triaxial). Capítulo 27. Teoría de la consolidación. Se estudia la forma y los efectos de la disipación de las presiones intersticiales producidas por una carga sin drenaje, desarrollando la formulación de las ecuaciones básicas de la teoría de la consolidación y dando diversas soluciones de carácter práctico. Capítulo 28. Comportamiento esfuerzo - deformación con o sin drenaje. Este capítulo se concentra en el comportamiento con y sin drenaje de las arcillas y la relación entre los comportamientos tensión-deformación para ambos tipos de carga.
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En primer lugar se analiza la similitud de los comportamientos con y sin drenaje en un ensayo de compresión confinada y posteriormente se extiende en el análisis de los resultados de multitud de ensayos triaxiales. Capítulo 29. Resistencia al corte sin drenaje. Se estudia la magnitud de la resistencia al corte sin drenaje en diversos casos, y los factores que influyen en ella como la humedad o la presión de preconsolidación. Capítulo 30. Relaciones esfuerzo-deformación en condiciones de carga sin drenaje. Se explica como obtener el módulo de deformación en condiciones no drenadas para diversos casos de carga, y la gran variabilidad de este parámetro explicando como afectan toda una serie de factores sobre él. Capítulo 31. Estructuras de retención y estabilidad de taludes en condiciones sin drenaje. En primer lugar se explica cálculo de empujes en condiciones no drenadas a partir de las expresiones presentadas en el capítulo 23. Posteriormente se comenta la relación entre los empujes en condiciones drenadas y no drenadas, y cuando deben realizarse los cálculos en unas u otras. Finalmente se exponen varios tipos de problemas prácticos como la estabilidad de presas o el vaciado rápido de las mismas. Capítulo 32. Cimentaciones superficiales en condiciones de carga sin drenaje. Este capítulo finaliza el tema de las cimentaciones superficiales iniciado en el 14 y continuado en el 25. En el 14 se estudia con detalle el comportamiento sobre suelo seco y en el 25 sobre terreno saturado con comportamiento drenado. En este se amplía lo visto, siguiendo el esquema de los capítulos anteriores, estudiando el caso de cimentaciones que se comportan como cargas sin drenaje. Capítulo 33. Cimentaciones profundas. Este capítulo únicamente pretende identificar los fenómenos fundamentales de mecánica de suelos implicados en el comportamiento de las cimentaciones profundas. De esta manera se inicia con el estudio de la capacidad de carga de un pilote aislado, luego se presentan los mecanismos de hinca y las fórmulas de hinca y, finalmente, se comenta brevemente la capacidad de carga de un grupo y el fenómeno de la fricción negativa. Capítulo 34. La mejora de las condiciones del suelo. Se trata en su mayor parte la compactación del terreno estudiando su realización en campo, los ensayos de laboratorio para su control y su influencia sobre las tensiones y las propiedades del terreno. En su parte final se explica brevemente en que consisten las precargas y el drenaje como sistema de mejora del terreno.
3. Contenidos Según el listado presentado en el capítulo introductorio de este anejo los contenidos de este libro son los siguientes. • Temas preliminares. - Breve descripción de algunos problemas resueltos por la geotecnia. - Formación de los suelos. - Clasificación de los suelos según su formación. - La estratigrafía. - Mineralogía de las arcillas. - Fuerzas físico-químicas actuantes entre las partículas de arcilla. • Propiedades y clasificación de los suelos.
- Granulometría: definición y clasificación de los suelos. - Textura de los suelos. - Forma de las partículas. - Parámetros de relación entre las fases: definición y relaciones. - Límites de Atterberg: definición. - Sistemas de clasificación de suelos. • Conceptos básicos de mecánica de medios continuos. - Definición de estado tensional y deformacional.
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Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos
- Representación del estado tensional con el círculo de Mohr. - Invariantes y trayectorias de tensión y deformación. - Principios de la teoría de elasticidad.
-
• Comportamiento tensión - deformación, suelo saturado. - Definición de tensión total y presión intersticial. - Principio de tensiones efectivas. - Definición de K0. - Presión de preconsolidación y grado de sobreconsolidación. - Estado tensional en terreno horizontal. - Concepto de carga drenada y no drenada. - El edómetro. - Resultado de muestras sometidas a compresión unidimensional. - Representación matemática de la compresión unidimensional. - Obtención de la presión de preconsolidación. - El aparato de corte directo. - El aparato triaxial. - Realización de un ensayo triaxial. - Resultados de triaxiales interpretados simplemente como ensayos de rotura. - Tipos de rotura. - El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. - Resistencia al corte no drenada. - Resultados de triaxiales típicos. - Trayectorias de tensiones en los triaxiales típicos. - Interpretación cualitativa de los triaxiales típicos. - Resultado de muestras sometidas a compresión isótropa. - Comportamiento elástico de los suelos. - Cálculo de presión intersticial en situaciones no drenadas. - Relación entre la situación drenada y no drenada, modelado y empleo de cada situación. - El método de las trayectorias de tensiones. - Introducción al comportamiento de las arenas.
-
• Análisis global del terreno. - Distribuciones de tensiones y deformaciones bajo cargas en medio elástico. - Estados de Rankine. • El agua en el terreno. - Velocidad del agua y caudal unitario.
-
Altura piezométrica. Ley de Darcy: definición. Ley de Darcy: aplicación a problemas 1D. Validez de la ley de Darcy. Permeabilidad: factores que influyen en su valor. Permeabilidad: obtención en laboratorio. Permeabilidad: obtención in situ. Ec. de flujo: formulación. Ec. de flujo: presentación de los métodos de resolución. Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo. Sifonamiento. Capilaridad en suelos. Presión capilar y succión. Drenes. Condiciones de filtro.
• Consolidación. - Definición del fenómeno de la consolidación. - Modelo reológico. - Teoría unidimensional de Terzaghi (planteamiento y solución). - Otros esquemas de consolidación. - Determinación de cv en el edómetro. - Consolidación secundaria. • Comportamiento tensión - deformación, suelo no saturado. - Definición de la compactación. - El ensayo Proctor. - Estructura de los suelos compactados. - Compactación en obra. - Resistencia al esfuerzo cortante de suelos parcialmente saturados. • Reconocimiento del terreno. - Presentación de los métodos de reconocimiento. - Presentación de los ensayos in situ. • Taludes e inestabilidad de laderas. - Planteamiento general del método de superficie de deslizamiento. - Análisis de taludes infinitos. - Roturas planas. - Método de las rebanadas. - Ábacos. • Cimentaciones superficiales. - Definición y tipologías de cimentaciones superficiales. - Metodología del proyecto de cimentaciones superficiales.
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- Herramientas para el dimensionamiento previo. - Definición y tipologías de hundimiento. - Cálculo de la presión de hundimiento por otros métodos. - Asientos admisibles. - Cálculo de asientos por el método edométrico. - Cálculo de asientos por métodos elásticos. - Cálculo de asientos a partir de ensayos in situ. • Cimentaciones profundas. - Definición y tipologías. - Definición de carga de hundimiento y sus componentes. - Cálculo de contribución por punta. - Cálculo de contribución por fuste. - El efecto grupo. - Fórmulas de hinca. - Pruebas de carga. - Cálculo frente fricción negativa.
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
• Empuje de tierras. - Empuje activo: método de Rankine. - Empuje activo: método de Coulomb. - Empuje pasivo: métodos anteriores. • Estructuras de contención rígidas. - Metodología del proyecto de muros. - Acciones a considerar en un muro. - Comprobación frente vuelco y deslizamiento. • Estructuras de contención flexibles. - Métodos de materialización de las entibaciones. - Métodos de cálculo de empujes sobre entibaciones. • Otros estudios geotécnicos. - Mejora del terreno (precarga y drenaje). - Estudio de cargas dinámicas.
Comparando este listado con el original (el presentado en el capítulo introductorio de este anejo en el que se recogen todos los contenidos de todos los libros analizados) se puede afirmar que se trata de un libro muy completo. En él se abordan todos los grandes bloques de contenidos referentes a mecánica del suelo y la mayoría de los referentes a ingeriría geotécnica; incluso algunos muy específicos como el estudio de cargas dinámicas. Los únicos grupos de contenidos que no aparecen en este libro del listado general son los titulados cimentaciones semiprofundas y cimentaciones especiales, ausentes en la mayoría de libros analizados. En los denominados temas preliminares se notan a faltar los contenidos más básicos e introductorios, como las definiciones de geotecnia y de suelo. En cuanto a los temas de mecánica del suelo sólo se detecta una ausencia, los contenidos referentes a los modelos de estados crítico. Realmente no puede considerarse como ausencia ya que esas teorías son posteriores a la publicación de este libro. Por último, respecto los temas referentes a ingeniería geotécnica, puede verse que sólo se tratan aspectos básicos, suficientes para transmitir el comportamiento de las estructuras que se estudian pero no tanto para abordar su proyecto completo.
4. Ordenamiento de los contenidos A continuación se presentan los capítulos del libro con los contenidos listados en el apartado anterior que se tratan en cada uno. De esta manera se muestra el orden en el que se exponen esos contenidos presentados anteriormente. PARTE I. INTRODUCCIÓN. 1. Problemas planteados por el terreno en la ingeniería civil. - Breve descripción de algunos problemas resueltos por la geotecnia. - Definición y tipologías de cimentaciones. 2. Introducción al comportamiento del suelo. - Definición de tensión total y presión intersticial. - Principio de tensiones efectivas.
- Sifonamiento. - Definición del fenómeno de la consolidación. - Modelo reológico. PARTE II. LA NATURALEZA DEL SUELO. 3. Características de los conjuntos de partículas. - Parámetros de relación entre las fases: definición y relaciones. - Granulometría: definición y clasificación de los suelos.
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Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos
- Límites de Atterberg: definición. - Sistemas de clasificación de suelos. 4. Características de las partículas de un suelo. - Forma de las partículas. - Textura de los suelos. - Mineralogía de las arcillas. 5. Presiones normales entre partículas de suelo. - Fuerzas físico-químicas actuantes entre las partículas de arcilla. 6. Resistencia al deslizamiento tangencial entre partículas de suelo. - Leyes básicas de la fricción. - Fricción entre las partículas de suelo. 7. Formación de los suelos. - Formación de los suelos. - Clasificación de los suelos según su formación. - Presentación de los métodos de reconocimiento. - Presentación de los ensayos in situ. - La estratigrafía. PARTE III. EL SUELO SECO. 8. Esfuerzos en una masa de suelo. - Definición de tensión total. - Definición de K0. - Estado tensional en terreno horizontal. - Distribuciones de tensiones y deformaciones bajo cargas en medio elástico. - Definición de estado tensional. - Representación del estado tensional con el círculo de Mohr. - Invariantes y trayectorias de tensión. 9. Pruebas de laboratorio para determinar las propiedades esfuerzo-deformación. - El edómetro. - El aparato triaxial. - Tipos de rotura. - El aparato de corte directo. 10. Aspectos generales del comportamiento esfuerzo-deformacional. - Resultado de muestras sometidas a compresión isótropa. - Resultado de muestras sometidas a compresión unidimensional. - Resultados de triaxiales típicos. - Trayectorias de tensiones en los triaxiales típicos.
11. Resistencia al esfuerzo cortante de los suelos granulares. - El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. 12. Relaciones esfuerzo-deformación. - Principios de la teoría de elasticidad. - Representación matemática de la compresión unidimensional. - Interpretación cualitativa de los triaxiales típicos, mediante la teoría de elasticidad. - Comportamiento elástico de los suelos. 13. Estructuras de retención y taludes. - Metodología del proyecto de muros. - Estados de Rankine. - Empuje activo: método de Rankine. - Empuje activo: método de Coulomb. - Empuje pasivo: métodos anteriores. - Acciones a considerar en un muro. - Comprobación frente vuelco y deslizamiento. - Métodos de materialización de las entibaciones. - Métodos de cálculo de empujes sobre entibaciones. - Análisis de taludes infinitos. 14. Cimentaciones superficiales. - Definición y tipologías de cimentaciones superficiales. - Metodología del proyecto de cimentaciones superficiales. - Herramientas para el dimensionamiento previo. - Definición y tipologías de hundimiento. - Asientos admisibles. - Cálculo de la presión de hundimiento por otros métodos. - Cálculo de asientos por métodos elásticos. - El método de las trayectorias de tensiones. - Cálculo de asientos a partir de ensayos in situ. 15. Solicitaciones dinámicas del terreno. - Estudio de cargas dinámicas. PARTE IV. SUELOS CON AGUA-REGIMEN ESTÁTICO O FLUJO ESTABLECIDO. 16. El concepto de esfuerzo efectivo. - Definición de tensión total y presión intersticial. - Principio de tensiones efectivas. - Definición de K0. - Capilaridad en suelos. - Presión capilar y succión.
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17. Flujo unidimensional. - Ley de Darcy: definición. - Velocidad del agua y caudal unitario. - Altura piezométrica. - Ley de Darcy: aplicación a problemas 1D. - Sifonamiento. - Validez de la ley de Darcy.
24. Estudio de taludes en condiciones de drenaje. - Análisis de taludes infinitos. - Planteamiento general del método de superficie de deslizamiento. - Método de las rebanadas. - Roturas planas.
18. Flujo bidimensional. - Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo. - Ec. de flujo: formulación. - Ec. de flujo: resolución con anisotropía. - Ec. de flujo: resolución en suelo estratificado. - Ec. de flujo: presentación de los métodos de resolución.
25. Cimentaciones superficiales en condiciones de drenaje. - Asientos admisibles. - Cálculo de la presión de hundimiento por otros métodos. - Cálculo de asientos por métodos elásticos. - Cálculo de asientos por el método edométrico.
19. Permeabilidad de los suelos y condiciones filtro. - Permeabilidad: obtención en laboratorio. - Permeabilidad: obtención in situ. - Permeabilidad: factores que influyen en su valor. - Drenes. Condiciones de filtro. 20. Aspectos generales del comportamiento esfuerzo-deformación con drenaje. - Resultado de muestras sometidas a compresión unidimensional. - Definición de K0. - Presión de preconsolidación y grado de sobreconsolidación. - Obtención de la presión de preconsolidación. - Resultados de triaxiales típicos. 21. Resistencia al corte con drenaje. - El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. 22. Relaciones esfuerzo-deformación en procesos con drenaje. - Principios de la teoría de elasticidad. - Representación matemática de la compresión unidimensional. - Interpretación cualitativa de los triaxiales típicos, mediante la teoría de elasticidad. - Comportamiento elástico de los suelos. 23. Estructuras de retención de tierras en condiciones con drenaje. - Empuje activo: método de Rankine. - Empuje activo: método de Coulomb. - Empuje pasivo: métodos anteriores.
PARTE V. SUELOS CON FLUJO DE AGUA EN REGIMEN VARIABLE. 26. Presiones intersticiales producidas en procesos de carga sin drenaje. - Concepto de carga drenada y no drenada. - Modelo reológico. - Cálculo de presión intersticial en situaciones no drenadas. 27. Teoría de la consolidación. - Definición del fenómeno de la consolidación. - Teoría unidimensional de Terzaghi (planteamiento y solución). - Otros esquemas de consolidación. - Determinación de cv en el edómetro. - Consolidación secundaria. 28. Comportamiento esfuerzo - deformación con o sin drenaje. - Resultado de muestras sometidas a compresión isótropa. - Resultado de muestras sometidas a compresión unidimensional. - Resultados de triaxiales típicos. - Trayectorias de tensiones en los triaxiales típicos. - Resistencia al corte no drenada. - Resistencia al esfuerzo cortante de suelos parcialmente saturados. 29. Resistencia al corte sin drenaje. - Resistencia al corte no drenada. - Estudio de cargas dinámicas. 30. Relaciones esfuerzo - deformación en condiciones de carga sin drenaje.
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- Principios de la teoría de elasticidad. - Representación matemática de la compresión unidimensional. - Interpretación cualitativa de los triaxiales típicos, mediante la teoría de elasticidad. - Comportamiento elástico de los suelos. 31. Estructuras de retención y estabilidad de taludes en condiciones sin drenaje. - Empuje activo: método de Rankine. - Empuje activo: método de Coulomb. - Empuje pasivo: métodos anteriores. - Método de las rebanadas. - Ábacos. - Relación entre la situación drenada y no drenada, modelado y empleo de cada situación. 32. Cimentaciones superficiales en condiciones de carga sin drenaje. - Cálculo de la presión de hundimiento por otros métodos.
- El método de las trayectorias de tensiones. - Cálculo de asientos por métodos elásticos. 33. Cimentaciones profundas. - Definición y tipologías. - Definición de carga de hundimiento y sus componentes. - Cálculo de contribución por punta. - Cálculo de contribución por fuste. - Fórmulas de hinca. - Pruebas de carga. - El efecto grupo. - Cálculo frente fricción negativa. 34. La mejora de las condiciones del suelo. - Definición de la compactación. - Compactación en obra. - El ensayo Proctor. - Estructura de los suelos compactados. - Mejora del terreno (precarga y drenaje).
De un primer y simple análisis de este completo esquema del orden en el que se desarrollan los contenidos destaca la existencia de muchos contenidos que aparecen en varias ocasiones. Por ejemplo el contenido denominado Cálculo de la presión de hundimiento por otros métodos aparece en los capítulos 14, 25 y 32. Ello se debe, como se ha anunciado en el apartado introductorio y como puede observarse en este esquema, que el ordenamiento de este libro es un muy particular, dividido en cinco partes de las que tres repiten un mismo esquema de contenidos. La primera parte es una introducción a la mecánica de suelos, en la que se presenta esta disciplina, algunos de los problemas ingenieriles que a través de ella pueden resolverse y, de forma general, se presenta el comportamiento del suelo para mostrar la diferencia entre la mecánica de fluidos y de sólidos y la de suelos. En esta parte se introducen de forma simplificada, pero muy didáctica los conceptos de tensión efectiva y consolidación, ya que son necesarios para que el lector entienda la estructura del libro, en especial de las tres últimas partes. En la segunda parte, titulada La naturaleza del suelo, se presentan las propiedades intrínsecas de este material, así se explican las propiedades identificativas de una masa de suelo y de las partículas del suelo, también se explica la formación de los suelos y, por último, las tensiones que se generan entre partículas contiguas. Las tres últimas partes abordan los temas de mecánica de suelos y los de ingeniería geotécnica, siguiendo las tres el esquema mostrado a continuación: 1.Cálculo de tensiones en la masa de suelo. 2.Aspectos generales del comportamiento tensión – deformación. 3.Resistencia al corte. 4.Relaciones tensión – deformación. 5.Cálculo de empujes y estructuras de contención. 6.Cálculo de cimentaciones superficiales. Todos estos temas se desarrollan por triplicado porque en la tercera parte se tratan suponiendo el suelo seco, en la cuarta el suelo saturado con el proceso de carga drenado y en la quinta el suelo saturado pero con el proceso de carga no drenado. A parte de estos seis temas en cada parte se incluyen algunos más específico de ella, por ejemplo en la cuarta parte se explican las leyes del flujo de agua en el terreno y en la quinta la teoría de la consolidación. Los temas de cimentaciones profundas y mejora del terreno se explican al final del libro, en la quinta parte. Así la estructura general de este libro se puede representar de la siguiente manera:
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PARTE I. INTRODUCCIÓN. ↓ PARTE II. LA NATURALEZA DEL SUELO. ↓ PARTE III. EL SUELO SECO. ↓ PARTE IV. SUELOS CON AGUA – REGIMEN ESTÁTICO O FLUJO ESTABLECIDO. ↓ PARTE V. SUELOS CON FLUJO DE AGUA EN REGIMEN VARIABLE.
→ 1. 2. →
3. 4. 5.
→ 6.
Cálculo de tensiones en la masa de suelo. Aspectos generales del comportamiento tensión - deformación. Resistencia al corte. Relaciones tensión - deformación. Cálculo de empujes y estructuras de contención. Cálculo de cimentaciones superficiales.
Del ordenamiento de este libro lo que merece especial atención son las tres últimas partes, ya que las dos primeras responden a los estándares. La división de los temas de mecánica de suelos e ingeniería geotécnica en tres presenta una respuesta original a uno de los problemas más complejos a los que debe hacer frente la docencia de la geotecnia, la comprensión de las diferencias y las similitudes entre el comportamiento del suelo en procesos drenados y no drenados. En este libro se afronta esta cuestión diferenciando el estudio de todos los conceptos de la geotecnia para cada tipo de estado. De esta manera, como se ha visto, en primer lugar se trata el comportamiento del suelo seco, posteriormente el del saturado con respuesta drenada y, por último, el saturado con respuesta no drenada. Así temas como las relaciones tensión – deformación o el cálculo de cimentaciones superficiales se tratan por triplicado. Esto que en principio puede parecer una respuesta adecuada al problema docente planteado, puede acabar generando dos problemas. En primer lugar que el lector entienda cada una de las situaciones como aisladas, sin relación entre ellas, y aprenda comportamientos independientes, sin saber relacionarlos entre ellos. El segundo problema es que el hecho de dedicar tres capítulos diferentes y separados a temas iguales, no facilita que el lector tenga una visión global del problema, lo que es especialmente grave en los temas dedicados a cimentaciones superficiales y estructuras de contención. El mismo problema, pero al revés, sucede con los temas que únicamente aparecen en una parte, como el de cimentaciones profundas, que el lector puede llegar a entender que únicamente se emplean en la situación que representa esa parte. Así el ordenamiento de este libro no parece del todo correcto, pero alerta de la importancia del problema docente explicado, y la necesidad de resolverlo. Por último conviene analizar el orden interno de las tres últimas partes, en especial de los seis puntos que coinciden en las tres, presentados en el esquema anterior. De ello el único aspecto a destacar es la división del estudio de la relación tensión-deformación en dos capítulos separados por uno dedicado a la resistencia al corte. El hecho de separar en un capítulo el resultado de los ensayos y en otro la modelación matemática del comportamiento observado en los ensayos, es positiva, pero el interponer entre medio las explicaciones referentes a resistencia no lo es tanto.
5. Enfoque Como se ha explicado en el capítulo de introducción de este anejo, es extremadamente difícil debido a la naturaleza de la materia que se expone, dar con un único adjetivo que defina el enfoque de un libro de geotecnia. Por ello a modo de ejemplo en primer lugar se muestra el enfoque con que se ha abordado las explicaciones relativas al principio de tensiones efectivas, a la teoría de la consolidación y a la presión de hundimiento de cimentaciones superficiales. Definiendo el enfoque según el orden en el que aparezcan las
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Lambe, T.W. y Whitman, R.V. (1972), Mecánica de suelos
partes de la explicación definidas en el capítulo de introducción de este anejo como fenómeno, experimentación, teoría y práctica. En el caso de la tensión efectiva se trata de un enfoque tipo fenómeno – teoría, en el de la consolidación experimentación – fenómeno – teoría – práctica y en el de la presión de hundimiento fenómeno – teoría – práctica. Sólo con estos tres ejemplos puede observarse que la heterogeneidad comentada en el apartado destinado al análisis de los contenidos se repite en esta ocasión. Siendo muy difícil clasificar el enfoque del libro en general.
6. Estructura En primer lugar se presenta la tabla con la información necesaria para analizar la estructura del libro, tal y como se anunciaba en el capítulo introductorio de este anejo. Ejemplos o ejercicios con solución
Apartados
Figuras
Páginas
Ejem. o ejerc.
Figuras
1. Problemas planteados por el terreno en la ingeniería civil. 2. Introducción al comportamiento del suelo. 3. Características de los conjuntos de partículas. 4. Características de las partículas de un suelo. 5. Presiones normales entre partículas de suelo. 6.Resistencia al deslizamiento tangencial entre partículas de suelo. 7. Formación de los suelos. 8. Esfuerzos en una masa de suelo. 9. Pruebas de laboratorio para determinar las propiedades esfuerzo-deformación. 10. Aspectos generales del comportamiento esfuerzodeformacional. 11. Resistencia al esfuerzo cortante de los suelos granulares. 12. Relaciones esfuerzo-deformación. 13. Estructuras de retención y taludes. 14. Cimentaciones superficiales. 15. Solicitaciones dinámicas del terreno. 16. El concepto de esfuerzo efectivo. 17. Flujo unidimensional. 18. Flujo bidimensional. 19. Permeabilidad de los suelos y condiciones filtro. 20. Aspectos generales del comportamiento esfuerzodeformación con drenaje. 21. Resistencia al corte con drenaje. 22. Relaciones esfuerzo-deformación en procesos con drenaje.
Páginas
Teoría
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124
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
23. Estructuras de retención de tierras en condiciones con drenaje. 24. Estudio de taludes en condiciones de drenaje. 25. Cimentaciones superficiales en condiciones de drenaje. 26. Presiones intersticiales producidas en procesos de carga sin drenaje. 27. Teoría de la consolidación. 28. Comportamiento esfuerzo - deformación con o sin drenaje. 29. Resistencia al corte sin drenaje. 30. Relaciones esfuerzo - deformación en condiciones de carga sin drenaje. 31. Estructuras de retención y estabilidad de taludes en condiciones sin drenaje. 32. Cimentaciones superficiales en condiciones de carga sin drenaje. 33. Cimentaciones profundas. 34. La mejora de las condiciones del suelo.
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Dada la imposibilidad de analizar los datos presentados en la tabla anterior de forma individual, estos se comentan en el análisis conjunto presentado en el último capítulo.
Anejo VI. Análisis bibliografía
125
Rodríguez, J.M., Serra, J. y Oteo, C. (1989), Curso aplicado de cimentaciones
Rodríguez, J.M., Serra, J. y Oteo, C. (1982), Curso aplicado de cimentaciones. Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid, Madrid. 1. Introducción Este libro, el único analizado que sólo aborda aspectos de ingeniería geotécnica, nació para proporcionar a los participantes de un curso de cimentaciones, organizado por el Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid, un texto con una información muy superior a la que podía transmitirse oralmente, de modo que tras el curso pudieran disponer de un manual de consulta cuyas líneas principales se habrían expuesto a lo largo del curso. Pero durante su redacción se penso principalmente en el gran número de colegiados que no podrían seguir el curso, así como en los alumnos de la Cátedra de Mecánica de Suelos y Cimentaciones de la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Madrid que carecían de un texto con el que seguir las lecciones de dicha asignatura. Así sus contenidos pueden considerarse como una referencia a la hora de estudiar las necesidades de conocimientos en el campo de la geotecnia por parte de los arquitectos. Sus autores presentan el enfoque de este libro como eminentemente práctico, pero sin querer prescindir del encuadre teórico adecuado al nivel de formación de los arquitectos superiores, evitando una exposición tipo receta o formulario. Por ello el marco teórico de las explicaciones de este libro también puede considerarse como referencia a la hora de estudiar la profundidad teórica con la que deben abordarse las explicaciones de mecánica de suelos e ingeniería geotécnica en la formación de arquitectos.
2. Índice Capítulo 1. Reconocimiento del terreno y propiedades de los suelos. 1. Introducción al problema geotécnico. 2. El estudio geotécnico. 2.1 Tipos de estudios geotécnicos. 2.2 Antecedentes e información previa. 2.3 Técnicas de reconocimiento. 2.4 Tomas de muestras. 2.5 Ensayos de laboratorio. 3. Planificación de los reconocimientos. 3.1 Estudios de evaluación. 3.2 Estudios para construcción. 4. Determinación de propiedades geotécnicas. 5. El informe geotécnico. 5.1 Estudios de evaluación. 5.2 Estudios para construcción. Apéndice: Precios unitarios orientativos para la ejecución de estudios geotécnicos (1984). Capítulo 2. Cimentaciones superficiales I. Análisis geotécnico. 1. Introducción. 2. Bases de cálculo. 3. Parámetros de cálculo. 4. Valores empíricos de las presiones de trabajo.
5. Determinación de la presión de hundimiento. 5.1 Definición de hundimiento. 5.2 Determinación teórica de la presión de hundimiento. 5.2.1 Fórmula general. 5.2.2 Factores que modifican la fórmula general. 6. Problemas especiales de capacidad portante. 6.1 Terrenos estratificados. 6.2 Interacción entre zapatas. 6.3 Cimentaciones en la proximidad de taludes. 7. Aplicaciones a suelos reales. 7.1 Cimentaciones en arcilla. 7.2 Cimentaciones en arenas y suelos granulares. 7.3 Cimentaciones sobre gravas, bolos, etc. 7.4 Cimentaciones sobre otros tipos de suelos. 8. Presiones admisibles. Coeficientes de seguridad. 9. Asientos en las cimentaciones. 9.1 Introducción. 9.2 Tipos de asientos. 9.3 Métodos de cálculo de asientos.
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
126
9.4 Asientos admisibles. 10. Cimentaciones en roca. 10.1 Capacidad portante. 10.2 Asientos. Apéndice: Tensiones y asientos en el semiespacio elástico. Capítulo 3. Cimentaciones superficiales II. Aspectos estructurales y constructivos. 1. Introducción. 2. Tipología de cimentaciones superficiales. 3. Acciones sobre las cimentaciones. 4. Dimensionado en planta del cimiento. 4.1 Zapatas rectangulares. Caso general. 4.2 Zapatas rectangulares. Carga vertical y momento en una sola dirección. 4.3 Zapatas rectangulares. Carga vertical centrada. 4.4 Zapatas con planta no rectangular. 4.5 Otras comprobaciones. 4.6 Zapatas combinadas. 4.6.1 Zapata común a varios pilares. 4.6.2 Zapata de medianería. 4.6.2.1 Zapata de medianería con viga centradora. 4.6.2.2 Zapata de medianería con colaboración del forjado o viga superior. 4.7 Zapatas continuas o corridas. 5. Cálculo estructural del cimiento. 5.1 Zapatas de hormigón en masa. 5.2 Zapatas de hormigón armado. 5.2.1 Zapatas rígidas de hormigón armado. 5.2.2 Zapatas flexibles de hormigón armado. 5.2.2.1 Cálculo a flexión. 5.2.2.2 Comprobación de la adherencia de las armaduras. 5.2.2.3 Cálculo a cortante y punzonamiento. 5.3 Zapatas combinadas. 6. Cimientos semiprofundos. 6.1 Cimentación por pozos. 6.2 Cimentación con pedestales intermedios. 7. Vigas riostras o de atado. 8. Aspectos constructivos. Capítulo 4. Cimentaciones superficiales III. Zapatas corridas y losas de cimentación. 1. Introducción y tipología. 2. Cálculo de zapatas corridas. 2.1 Zapatas rígidas. 2.2 Solución general de la zapata flexible infinita sobre apoyo elástico.
3.
4.
5.
6.
2.3 Zapatas corridas de longitud finita. 2.4 Otras soluciones prácticas. Determinación del coeficiente de balasto. 3.1 Coeficiente de balasto para placas de 0.30 x 0.30 m2 (K30). 3.2 Coeficiente de balasto para cimentaciones reales. 3.3 Correlaciones con otros parámetros. Condiciones de rigidez y problemas de interacción terreno-estructura. 4.1 Criterios de rigidez. 4.2 Rigidez del sistema cimiento-estructura. 4.3 Selección del modelo de cálculo. Cálculo de losas. 5.1 Losas rígidas. 5.2 Losas de rigidez intermedia. 5.3 Losas flexibles. Aspectos de diseño y constructivos.
Capítulo 5. Cimentaciones por pilotaje I. Aspectos geotécnicos. 1. Introducción. 2. Tipos de pilotes. 3. Otros tipos de cimentación profunda. 4. Condiciones de utilización. 5. Forma de trabajo y solicitaciones de los pilotes. 6. Cálculo de los pilotes. 7. Carga de hundimiento del pilote aislado. 8. Fórmulas de hinca. 9. Grupo de pilotes – Carga de hundimiento. 10. Asientos de pilotes y grupos de pilotes. 11. Distribución de cargas en grupos de pilotes. 12. Pilotes sometidos a solicitaciones especiales. 12.1 Rozamiento negativo. 12.2 Cargas laterales. 12.3 Empujes laterales transmitidos a través del terreno. Capítulo 6. Cimentaciones por pilotaje II. Aspectos estructurales y constructivos. 1. Introducción. 2. Materiales de diseño estructural. 3. Condiciones de ejecución. Control. 4. Otros elementos constructivos. 4.1 Encepados. 4.2 Vigas riostras. 5. Normativa. Apéndice: Características nominales de pilotes comerciales. Capítulo 7. Empujes de tierras y estructuras de contención. 1. Introducción. 2. Tipos de estructuras de contención.
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Rodríguez, J.M., Serra, J. y Oteo, C. (1989), Curso aplicado de cimentaciones
3. El empuje de tierras. 3.1 Estados límites. 3.2 Empuje activo. 3.3 Empuje pasivo. 4. El proyecto y construcción de estructuras rígidas: muros. 4.1 Condiciones generales para el proyecto. 4.2 Muros en L y T. 4.3 Tierra armada. 4.4 Detalles constructivos. 5. Estructuras flexibles. 5.1 Características generales de ejecución. 5.2 Tipos de soportes laterales. 6. El proyecto de pantallas continuas. 6.1 Consideraciones generales. 6.2 Pantallas en voladizo. 6.3 Pantallas con un apoyo. 6.4 Pantallas con varios apoyos. 6.5 Estabilidad global del conjunto pantallaanclaje. 6.6 Disposición de anclajes. 6.7 Entibaciones. 6.8 Seguridad frente al sifonamiento. 6.9 Seguridad frente al levantamiento de fondo. 6.10 Normativa española.
Capítulo 8. Criterios para la elección de cimentaciones. 1. Introducción. 2. Influencia tipológica entre la cimentación y el edificio. 3. Influencia del tipo de edificio. 4. Condicionantes económicos. 5. Condicionantes impuestos por los edificios próximos. 6. Condicionantes de utilización de los distintos tipos de cimentaciones. 6.1 Cimentaciones por zapatas. 6.2 Cimentaciones por losa. 6.3 Cimentaciones por pozos. 6.4 Cimentaciones por pilotaje. 6.5 Otras soluciones. 7. Influencia del nivel freático. 8. Cimentaciones en terrenos heterogéneos. 9. Casos especiales de cimentación. 9.1 Rellenos artificiales gruesos. 9.2 Rellenos artificiales compactados. 9.3 Terrenos problemáticos. 9.4 Cimentaciones en zonas sísmicas. 9.5 Cimentaciones en zonas de subsidencia.
3. Contenidos Según el listado presentado en el capítulo introductorio de este anejo los contenidos de este libro son los siguientes. • Análisis global del terreno. - Distribuciones de tensiones y deformaciones bajo cargas en medio elástico. - Tensiones en el contacto estructura - terreno: medio elástico. - Tensiones en el contacto estructura - terreno: coeficiente de balasto. • Reconocimiento del terreno. - Presentación de los métodos de reconocimiento. - Presentación de los ensayos in situ. - Planificación del reconocimiento. - El informe geotécnico: definición y pautas de redacción. • Cimentaciones superficiales. - Definición y tipologías de cimentaciones superficiales. - Metodología del proyecto de cimentaciones superficiales. - Definición de tensión admisible. - Herramientas para el dimensionamiento previo.
- Distribución de presiones en el plano de cimentación. - Definición y tipologías de hundimiento. - Cálculo de la presión de hundimiento por Brinch Hansen. - Cálculo de la presión de hundimiento por otros métodos. - Cálculo de la presión de hundimiento en terrenos estratificados. - Cálculo de la presión de hundimiento a partir de ensayos in situ. - El factor de seguridad (valores, variaciones…). - Asientos admisibles. - Cálculo de asientos por el método edométrico. - Cálculo de asientos por métodos elásticos. - Cálculo de asientos a partir de ensayos in situ. - Particularidades del proyecto de vigas flotantes. - Particularidades del proyecto de zapatas combinadas. - Particularidades del proyecto de losas.
128
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
• Cimentaciones semiprofundas. - Cimentación por pozos.
- Método aproximado para el cálculo de cargas exteriores. - Empuje pasivo: métodos anteriores.
• Cimentaciones profundas. - Definición y tipologías. - Descripción de los métodos constructivos de pilotes. - Metodología del proyecto de pilotaje. - Elección del tipo de pilote. - Distribución de cargas dentro del grupo. - Cálculo frente resistencia estructural. - Definición de carga de hundimiento y sus componentes. - Cálculo de contribución por punta. - Cálculo de contribución por fuste. - El efecto grupo. - Fórmulas de hinca. - Cálculo de asientos de pilotes. - Cálculo frente fricción negativa. - Cálculo frente acciones horizontales. - Grupos de pilotes en distintas direcciones. • Cimentaciones especiales. - Cimentaciones sobre terrenos expansivos o colapsables. - Cimentaciones sobre rellenos. - Cimentaciones sometidas a efectos dinámicos. • Empuje de tierras. - Descripción general de los empujes activo, en reposos y pasivo. - Empuje activo: método de Rankine. - Empuje activo: método de Coulomb.
• Estructuras de contención rígidas. - Tipologías de estructuras de contención rígidas. - Metodología del proyecto de muros. - Acciones a considerar en un muro. - Herramientas para el dimensionamiento previo. - Comprobación frente vuelco y deslizamiento. - Comprobación frente hundimiento y estabilidad global. - Detalles constructivos. • Estructuras de contención flexibles. - Tipologías de estructuras de contención flexibles. - Metodología del proyecto de pantallas. - Acciones a considerar en una pantalla. - Método simplificado de cálculo de pantallas en voladizo. - Métodos simplificados de cálculo de pantallas con un apoyo. - Método simplificado de cálculo de pantallas con varios niveles de anclaje. - Ejecución de pantallas de hormigón. - Tablestacas: tipologías y ejecución. - Métodos de materialización de las entibaciones. - Métodos de cálculo de empujes sobre entibaciones. - Seguridad frente levantamiento del fondo.
Este listado en primer lugar permite certificar la afirmación presentada en el apartado introductorio en la que se anuncia que se trata de un libro en el que exclusivamente se abordan temas de ingeniería geotécnica. Pero los contenidos acabados de presentar, basados en el listado general mostrado en el capítulo introductorio de este anejo, no muestran toda la realidad del libro que se analiza. Esto se debe fundamentalmente por dos razones que radican en la propia idiosincrasia del listado, concretamente se debe recordar que el objetivo del mismo es disponer de una herramienta para poder analizar conjuntamente los contenidos de todos los libros. Así, el primer problema, de muy poca importancia, es que no se han reflejado en el listado los breves repasos de los fundamentos de mecánica de suelos que se hacen a lo largo del libro en diferentes ocasiones, ya que, por ejemplo, marcar como contenido la teoría de la consolidación de Terzaghi cuando simplemente se hace un repaso de ella no es comparable a cuando se desarrolla completamente. Algunos ejemplos de estos conceptos de mecánica de suelos desarrollados muy brevemente se encuentran antes de la explicación del método edométrico donde se repasa muy brevemente el comportamiento tensióndeformación de los suelos en el caso unidimensional y la teoría de la consolidación, u otro ejemplo se sitúa previamente a explicar el concepto de seguridad frente levantamiento del fondo en excavaciones donde se desarrolla la seguridad frente sifonamiento.
Anejo VI. Análisis bibliografía
129
Rodríguez, J.M., Serra, J. y Oteo, C. (1989), Curso aplicado de cimentaciones
El segundo problema que provoca la falta de representatividad del anterior listado de contenidos se debe a que no se han reflejado aquellos contenidos que únicamente se tratan en este libro. Estos contenidos se podrían resumir en los siguientes cuatro aspectos: - Riostras y vigas centradoras. - Cálculo estructural de zapatas. - Cálculo de encepados. - Análisis detallado de la elección del tipo de cimentación De los cuatro contenidos los tres primeros responden al cálculo estructural de cimentaciones, lo que en parte justifica su ausencia en el resto de libros y en el listado de contenidos. Respecto el último su ausencia no está justificada, ya que se trata de un tema muy interesante. Por ello, este contenido se debe tener en cuenta en análisis posteriores. Una vez analizada la representatividad del listado anterior debe analizarse el listado en si mismo (los contenidos del libro). Un análisis de este, evidentemente, en primer lugar muestra, como se ha comentado en repetidas ocasiones, que se trata de un libro exclusivamente de ingeniería geotécnica. En segundo lugar destaca la profundidad con la que se desarrollan los aspectos ligados a cimentaciones, incluyendo, como se ha visto, su cálculo estructural y un análisis con detalle sobre la elección del tipo de cimentación. La lástima es que la profundidad alcanzada en el tema de cimentaciones no sea homogénea a la alcanzada en el tema de estructuras de contención de las que no se explica, por ejemplo, ni su cálculo estructural, ni se aprovecha para, en un marco tan adecuado, explicar como trabajan estas estructuras cuando reciben cargas exteriores y a la vez deben trabajar como estructuras de cimentación, situación tan habitual en los proyectos de edificación. Por último y pese el anterior comentario negativo hay que destacar la riqueza de contenidos de este libro, principalmente de aspecto práctico y ligado al proyecto de cimentaciones, siendo sus autores uno de lo pocos que se han atrevido a unir en un único volumen aspectos geotécnicos y estructurales de cimentaciones.
4. Ordenamiento de los contenidos A continuación se presentan los capítulos del libro con los contenidos listados en el apartado anterior que se tratan en cada uno. De esta manera se muestra el orden en el que se exponen esos contenidos presentados anteriormente. Se han tenido en cuenta los cuatro contenidos, comentados en al final del apartado anterior, que no constan en el listado general. 1. Reconocimiento del terreno y propiedades de los suelos. - Presentación de los métodos de reconocimiento. - Presentación de los ensayos in situ. - Planificación del reconocimiento. - El informe geotécnico: definición y pautas de redacción. 2. Cimentaciones superficiales I. Análisis geotécnico. - Definición y tipologías de cimentaciones superficiales. - Definición de tensión admisible. - Metodología del proyecto de cimentaciones superficiales. - Herramientas para el dimensionamiento previo. - Definición y tipologías de hundimiento. - Cálculo de la presión de hundimiento por otros métodos.
- Cálculo de la presión de hundimiento por Brinch Hansen. - Cálculo de la presión de hundimiento en terrenos estratificados. - Cálculo de la presión de hundimiento a partir de ensayos in situ. - Cálculo de asientos a partir de ensayos in situ. - El factor de seguridad (valores, variaciones…). - Cálculo de asientos por el método edométrico. - Cálculo de asientos por métodos elásticos. - Asientos admisibles. - Distribuciones de tensiones y deformaciones bajo cargas en medio elástico. 3. Cimentaciones superficiales II. Aspectos estructurales y constructivos. - Definición y tipologías de cimentaciones superficiales.
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
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- Distribución de presiones en el plano de cimentación. - Particularidades del proyecto de zapatas combinadas. - Riostras y vigas centradoras. - Cálculo estructural de zapatas. - Cimentación por pozos. 4. Cimentaciones superficiales III. Zapatas corridas y losas de cimentación. - Particularidades del proyecto de vigas flotantes. - Tensiones en el contacto estructura - terreno: medio elástico. - Tensiones en el contacto estructura - terreno: coeficiente de balasto. - Particularidades del proyecto de losas. 5. Cimentaciones por pilotaje I. Aspectos geotécnicos. - Definición y tipologías. - Descripción de los métodos constructivos de pilotes. - Metodología del proyecto de pilotaje. - Definición de carga de hundimiento y sus componentes. - Cálculo de contribución por punta. - Cálculo de contribución por fuste. - Fórmulas de hinca. - El efecto grupo. - Cálculo de asientos de pilotes. - Distribución de cargas dentro del grupo. - Grupos de pilotes en distintas direcciones. - Cálculo frente fricción negativa. - Cálculo frente acciones horizontales. 6. Cimentaciones por pilotaje II. Aspectos estructurales y constructivos. - Cálculo frente resistencia estructural. - Cálculo de encepados. 7. Empujes de tierras y estructuras de contención. - Acciones a considerar en un muro.
- Tipologías de estructuras de contención rígidas. - Tipologías de estructuras de contención flexibles. - Descripción general de los empujes activo, en reposos y pasivo. - Empuje activo: método de Coulomb. - Método aproximado para el cálculo de cargas exteriores. - Empuje activo: método de Rankine. - Empuje pasivo: métodos anteriores. - Metodología del proyecto de muros. - Comprobación frente vuelco y deslizamiento. - Comprobación frente hundimiento y estabilidad global. - Herramientas para el dimensionamiento previo. - Detalles constructivos. - Ejecución de pantallas de hormigón. - Tablestacas: tipologías y ejecución. - Metodología del proyecto de pantallas. - Acciones a considerar en una pantalla. - Método simplificado de cálculo de pantallas en voladizo. - Métodos simplificados de cálculo de pantallas con un apoyo. - Método simplificado de cálculo de pantallas con varios niveles de anclaje. - Métodos de materialización de las entibaciones. - Métodos de cálculo de empujes sobre entibaciones. - Seguridad frente levantamiento del fondo. 8. Criterios para la elección de cimentaciones. - Elección del tipo de cimentación - Elección del tipo de pilote. - Cimentaciones sobre terrenos expansivos o colapsables. - Cimentaciones sobre rellenos. - Cimentaciones sometidas a efectos dinámicos.
Este listado de contenidos, presentados en el orden en el que aparecen en el libro se puede simplificar aunando los capítulos en grandes bloques temáticos de la siguiente manera: • Reconocimiento del terreno. 1. Reconocimiento del terreno y propiedades de los suelos. • Cimentaciones 1. 2. Cimentaciones superficiales I. Análisis geotécnico. 3. Cimentaciones superficiales II. Aspectos estructurales y constructivos. 4. Cimentaciones superficiales III. Zapatas corridas y losas de cimentación.
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Rodríguez, J.M., Serra, J. y Oteo, C. (1989), Curso aplicado de cimentaciones
5. Cimentaciones por pilotaje I. Aspectos geotécnicos. 6. Cimentaciones por pilotaje II. Aspectos estructurales y constructivos. • Estructuras de contención. 7. Empujes de tierras y estructuras de contención. • Cimentaciones 2. 8. Criterios para la elección de cimentaciones. Este esquema resume el orden en el que aparecen los contenidos, y prescindiendo del último capítulo este orden es correcto. Se inicia de forma acertada con el tema de reconocimiento, ya que sigue el orden del proyecto geotécnico que siempre se inicia con un reconocimiento y, además, es un buen capítulo para iniciar un libro de ingeniería geotécnica ya que facilita el repaso de conocimientos de mecánica de suelos a medida que se muestran los métodos para obtener los parámetros del terreno necesarios para el proyecto geotécnico. Al tema de reconocimiento sigue todo un bloque de capítulos dedicados a cimentaciones, y a este uno de estructuras de contención. Podría pensarse que el orden de ambos bloques es indistinto pudiéndose invertir, por la independencia de sus contenidos. Pero el orden presentado en este libro presenta una ventaja respecto al invertido, pues las estructuras de contención requieren aparte de sus comprobaciones propias (como la de vuelco) la de hundimiento propia de cimentaciones, así es mejor abordar primeramente el tema de cimentaciones y al tratar las estructuras de contención no hay que adelantar conocimientos propios de otros temas. En definitiva el único problema en el orden es la posición del último capítulo, que debería invertirse con el de estructuras de contención, aunando todos los temas de cimentaciones en único bloque. Si se analiza cada uno de bloques identificados el único que merece especial atención es el de cimentaciones, ordenado con buen criterio. En él se han separando por capítulos los contenidos referentes a cimentaciones superficiales de los de profundas y, a su vez, en cada uno de ellos se han separado los aspectos geotécnicos de los estructurales. Además en el caso de las cimentaciones superficiales se ha añadido un tercer capítulo en el que se ha tratado el proyecto de losas y vigas flotantes, ello es especialmente adecuado ya que se tratan de dos tipologías con unos métodos de cálculo específicos y mejor separarlos de las teorías generales referentes a zapatas.
5. Enfoque Tal y como se ha explicado en el capítulo de introducción de este anejo, es extremadamente difícil dada la naturaleza de la materia que se expone, dar con un único adjetivo que defina el enfoque de un libro de geotecnia. Por ello al realizar el análisis del enfoque en primer lugar a modo de ejemplo, para todos los libros analizados, se muestra el enfoque con que se han abordado las explicaciones relativas al principio de tensiones efectivas, a la teoría de la consolidación y a la presión de hundimiento de cimentaciones superficiales. Definiendo el enfoque según el orden en el que aparezcan las partes de la explicación definidas en el capítulo de introducción de este anejo como fenómeno, experimentación, teoría y práctica. En este caso este análisis previo únicamente se puede hacer con la explicación de la presión de hundimiento, ya que las otras dos cuestiones no se tratan en el libro. El enfoque al abordar las explicaciones de la cuestión de hundimiento es del tipo fenómeno – práctica. Se puede pensar que este único análisis no aporta información, ya que es poco representativo, pero precisamente es muy representativo y este libro se caracteriza por ese enfoque, que representa casi la totalidad de las explicaicones. Este enfoque es presentado y justificado por sus autores en la presentación del libro de la siguiente manera: “Planteando este Curso con un enfoque eminente práctico, no por ello se ha querido prescindir del encuadre teórico adecuado al nivel de formación de los Arquitectos superiores, evitando una exposición tipo receta o formulario, tan al uso en numerosos cursillos. (…) La información recogida comprende un gran número de tablas, ábacos y fórmulas de aplicación directa en el proyecto de cimentaciones y que habitualmente se encuentran dispersas en numerosos libros y artículos, gran parte de los cuales no se han traducido al castellano. Se ha procurado
132
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
asimismo una presentación muy concisa, evitando acumular teorías y explicaciones que, con una innecesaria erudición, habrían contribuido a crear confusión respecto a la línea a seguir en un problema dado.”
6. Estructura En primer lugar se presenta la tabla con la información necesaria para analizar la estructura del libro, tal y como se anunciaba en el capítulo introductorio de este anejo. Ejemplos o ejercicios con solución
Apartados
Figuras
Páginas
Ejem. o ejerc.
Figuras
1. Reconocimiento del terreno y propiedades de los suelos. 2. Cimentaciones superficiales I. Análisis geotécnico. 3. Cimentaciones superficiales II. Aspectos estructurales y constructivos. 4. Cimentaciones superficiales III. Zapatas corridas y losas de cimentación. 5. Cimentaciones por pilotaje I. Aspectos geotécnicos. 6. Cimentaciones por pilotaje II. Aspectos estructurales y constructivos. 7. Empujes de tierras y estructuras de contención. 8. Criterios para la elección de cimentaciones.
Páginas
Teoría
27 40
14 27
11 38
0 0
0 0
0 0
57
29
70
0
0
0
29
19
40
0
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0
23
15
26
0
0
0
9
7
6
0
0
0
35 15
25 19
45 3
0 0
0 0
0 0
Dada la imposibilidad de analizar los datos presentados en la tabla anterior de forma individual, estos se comentan en el análisis conjunto presentado en el último capítulo. Pero a simple vista surgen varios comentarios. En primer lugar la ausencia de ejemplos, sorprendente dado el enfoque eminentemente práctico del libro. Y en segundo lugar la heterogeneidad del tamaño de los capítulos, con uno de menos de diez páginas y otro con más de cincuentena, lo que comporta al querer mantener homogéneo el tamaño de los apartados que en los capítulos más largos se llegue a un cuarto nivel de subapartados y en otros no se pase del segundo.
Anejo VI. Análisis bibliografía
133
J Serra, J., Oteo, C., García, A.M. y Rodríguez, J.M. (1986), Mecánica del suelo y cimentaciones
Serra J., Oteo, C., García A.M. y Rodríguez J.M. (1986), Mecánica del suelo y cimentaciones. Fundación Escuela de la Edificación, Madrid. 1. Introducción Este libro está publicado por la Fundación Escuela de la Edificación, que es una institución docente constituida con el objetivo primordial de “formar profesionales capaces de dar una respuesta a las necesidades del sector de la edificación”, y con este objetivo tiene suscritos convenios de colaboración con la Universidad Nacional de Educación a Distancia y con la Universidad Politécnica de Madrid para impartir su Programa de Estudios Superiores de la Edificación y varios másters, entre ellos el Máster de Estructuras de la Edificación. En este contexto, esta publicación, editada por primera vez en 1986, recoge los temas que se imparten en la asignatura de Mecánica del Suelo y Cimentaciones de los diferentes programas de la Fundación Escuela de la Edificación. En ella se exponen los fundamentos básicos de la mecánica del suelo, así como los principios del cálculo de los distintos tipos de cimentaciones y estructuras de contención, completándolo con unos temas monográficos dedicados a problemas específicos de cimentaciones. Así sus contenidos pueden considerarse como una referencia a la hora de estudiar las necesidades en el campo de la geotecnia de los profesionales técnicos dedicados a la edificación.
2. Índice Los contenidos de este libro están muy estructurados, en primer lugar se dividen en unidades didácticas (UD), estas a su vez en capítulos y estos en temas. Como último eslabón de la estructura, estos últimos se subdividen en apartados y subapartados. Todo ello hace que el índice completo sea muy largo y poco clarificador de los contenidos, que a los efectos de este documento es lo importante. Por ello se ha preferido no reproducir el índice íntegro sino, en primer lugar, se presenta el índice pero únicamente hasta el nivel de temas y, posteriormente, un resumen de estos. De esta forma se consiguen mejor los objetivos buscados en este apartado. 2.1 Índice U.D. 1 MECÁNICA DEL SUELO. Capítulo 1. Los suelos. Tipos de suelos. Propiedades de los mismos. Tema 1. Naturaleza y origen de las rocas y de los suelos. Tema 2. Propiedades elementales de los suelos. Tema 3. Propiedades fisicoquímicas de las arcillas. Tema 4. Práctica sobre granulometría, pesos específicos, estados de consistencia y clasificación de los suelos. Capítulo 2. Tensiones en el terreno. Compresibilidad y consolidación de los suelos. Tema 5. Tensiones en el terreno (I). Tema 6. Tensiones en el terreno (II). Tema 7. Práctica sobre tensiones verticales, tensiones efectiva y neutra, tensiones horizontales. Tema 8. Compresibilidad de los suelos. Tema 9. Consolidación de los suelos. Tema 10. Práctica sobre compresibilidad y consolidación. Capítulo 3. Resistencia al corte de los suelos. Reconocimiento del terreno. Tema 11. Resistencia al corte de los suelos (I). Tema 12. Resistencia al corte de los suelos (II). Tema 13. Práctica sobre resistencia al corte. Tema 14. Reconocimiento del terreno (I).
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Tema 15. Reconocimiento del terreno (II). Tema 16. Práctica sobre reconocimiento.
U.D. 2 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN. Capítulo 4. Empujes de tierras. Métodos de cálculo. Excavaciones. Tema 17. Empujes de tierras (I). Tema 18. Empujes de tierras (II). Tema 19. Práctica sobre cálculo de empujes. Tema 20. Excavaciones. Tema 21. Flujo de agua en torno a excavaciones. Tema 22. Estabilidad de taludes. Tema 23. Práctica sobre excavaciones, entibaciones y taludes. Capítulo 5. Muros de contención. Pantallas. Tema 24. Muros de contención (I). Tema 25. Muros de contención (II). Tema 26. Práctica sobre cálculo de muros. Tema 27. Estructuras de retención flexibles (I). Tema 28. Estructuras de retención flexibles (II). Tema 29. Práctica sobre cálculo de pantallas.
U.D. 3 CÁLCULO DE CIMENTACIONES. Capítulo 6. Cimentaciones superficiales (I). Tema 30. Cimentaciones superficiales. Tema 31. Tensiones en el semiespacio elástico. Tema 32. Cálculo de asientos en cimentaciones superficiales. Tema 33. Práctica sobre dimensionado de zapatas en suelo granular y suelo cohesivo. Tema 34. La zapata aislada. Tema 35. Práctica de cálculo de zapata aislada. Tema 36. Zapatas de medianería. Tema 37. Práctica de cálculo de zapata de medianería y combinada. Capítulo 7. Cimentaciones superficiales (II). Tema 38. Zapatas corridas. Tema 39. Práctica de zapata corrida. Tema 40. Losas de cimentación. Tema 41. Práctica de cálculo de losa. Tema 42. Cimentaciones por pilotaje. Tema 43. Grupos de pilotes. Encepados y riostras. Tema 44. Práctica de cálculo de pilotaje. Capítulo 8. Cimentaciones sobre arcillas expansivas y rellenos. Introducción a la patología de cimentaciones. Recalces. Mejora del terreno. Tema 45. Cimentaciones en arcillas expansivas. Tema 46. Construcciones sobre rellenos. Tema 47. Patología de las cimentaciones. Tema 48. Recalces. Tema 49. Mejora y tratamiento del terreno. 2.2 Resumen U.D. 1 MECÁNICA DEL SUELO. En esta primera parte se describen los principios generales de la mecánica del suelo, los distintos tipos de suelos y sus comportamientos mecánicos y de deformación. Capítulo 1. Los suelos. Tipos de suelos. Propiedades de los mismos. Tema 1. Naturaleza y origen de las rocas y de los suelos. Se describe muy brevemente la composición del globo terrestre y los tipos de rocas y suelos según su formación, junto con la definición de términos empleados en estas clasificaciones como
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J Serra, J., Oteo, C., García, A.M. y Rodríguez, J.M. (1986), Mecánica del suelo y cimentaciones erosión y transporte. El tema finaliza con un corto apartado destinado al anuncio de la existencia de agua en el suelo y su problemática. Tema 2. Propiedades elementales de los suelos. Este tema abarca dos grandes temas, la granulometría (definición, ensayos, representación de resultados y clasificación de suelos en función de ella) y la definición de los parámetros que relacionan las fases del suelo. Tema 3. Propiedades fisicoquímicas de las arcillas. Tras una breve introducción a la problemática de las arcillas, se presentan las unidades básicas que conforman los minerales arcillosos y los tipos de estructura en que se ordenan las partículas de arcilla. Luego se definen los límites de Atterberg, su obtención y su empleo como parámetro clasificador a través del gráfico de Casagrande. Por último se presenta la clasificación de suelos según Casagrande. Tema 4. Práctica sobre granulometría, pesos específicos, estados de consistencia y clasificación de los suelos. Capítulo 2. Tensiones en el terreno. Compresibilidad y consolidación de los suelos. Tema 5. Tensiones en el terreno (I). Después de explicar el concepto de tensión efectiva, el tema trata el cálculo de tensiones verticales en terrenos horizontales, estratificados y con nivel freático horizontal y, tras definir altura piezométrica, flujo descendente y ascendente; aprovechando este último caso para definir el problema del sifonamiento. Así este tema también es una introducción al flujo unidimensional. Tema 6. Tensiones en el terreno (II). Este tema expone en primer lugar el cálculo de tensiones horizontales definiendo el coeficiente de empuje al reposo y la relación de éste con los parámetros elásticos. Luego se explica el cálculo de tensiones sobre cualquier plano a través del círculo de Mohr. Finaliza con una introducción al problema tensión-deformación en la mecánica de suelos. Tema 7. Práctica sobre tensiones verticales, tensiones efectiva y neutra, tensiones horizontales. Tema 8. Compresibilidad de los suelos. Este tema trata la relación tensión-deformación en compresión confinada. Así, primeramente se presenta el edómetro y sus resultados, luego los parámetros que definen el comportamiento del suelo bajo este tipo de estado de carga, y por último se estudia el empleo de estos parámetros en el cálculo de asientos. Tema 9. Consolidación de los suelos. Se explica el concepto de consolidación (a través de la analogía del muelle), la teoría de Terzaghi-Fröhlich y como determinar experimentalmente el coeficiente de consolidación. Tema 10. Práctica sobre compresibilidad y consolidación. Capítulo 3. Resistencia al corte de los suelos. Reconocimiento del terreno. Tema 11. Resistencia al corte de los suelos (I). En primer lugar, muy brevemente, se introduce el concepto de rotura, su relación con el proceso tensión-deformación y las posibles formas de definirlo. A continuación se presenta el criterio de Mohr-Coulomb, el significado de sus parámetros y el ensayo de corte directo para su determinación, también se analiza el comportamiento de los suelos cohesivos frente cargas rápidas y lentas. Tema 12. Resistencia al corte de los suelos (II). Se presenta el aparato triaxial, los diferentes ensayos que se pueden realizar con él y como obtener de ellos los parámetros de resistencia. Tema 13. Práctica sobre resistencia al corte. Tema 14. Reconocimiento del terreno (I). Se presenta la necesidad del reconocimiento del terreno en el marco de un proyecto de cimentaciones y se describen, de forma sucinta, los tipos de estudios geotécnicos, la información previa necesaria para su planificación y las técnicas de reconocimiento (catas, pozos, sondeos, ensayos de sondeos como SPT o presiómetro, pruebas de penetración y métodos geofísicos).
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Tema 15. Reconocimiento del terreno (II). Presentadas las técnicas de reconocimiento en el tema anterior en este se tratan únicamente dos cuestiones: la planificación de los reconocimientos (definiendo los factores que influyen y dando criterios prácticos) y la redacción del informe geotécnico. Tema 16. Práctica sobre reconocimiento.
U.D. 2 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN. En esta segunda parte se exponen los distintos tipos de empujes de tierras, sus métodos de cálculo, la problemática de las excavaciones y el estudio de muros de contención, pantallas y taludes. Capítulo 4. Empujes de tierras. Métodos de cálculo. Excavaciones. Tema 17. Empujes de tierras (I). El tema, y con él la unidad didáctica, se inicia presentando la necesidad de generar discontinuidades verticales en el terreno, como ello requiere ejecutar obras de fábrica y que el cálculo de éstas precisa el saber calcular los empujes que ejerce el terreno sobre ellas. A continuación se muestra la relación entre el movimiento de la estructura y el tipo de empuje (activo, reposo y pasivo). Y tras explicar brevemente que el empuje en reposo se calcula con el coeficiente de empuje al reposo, inicia la materia del empuje activo explicando su mecanismo de generación y dos métodos de cálculo: Rankine (incluyendo terreno inclinado) y Coulomb. Tema 18. Empujes de tierras (II). Se explica como emplear ante problemas con sobrecargas en superficie y nivel freático en el trasdós el método de Coulomb, el cálculo de empujes en suelos cohesivos a través de la teoría de Rankine, y una pequeña introducción al cálculo y empleo de empujes pasivo. Tema 19. Práctica sobre cálculo de empujes. Tema 20. Excavaciones. Tras una breve introducción a los problemas geotécnicos que llevan vinculadas las excavaciones, se exponen en primer lugar los tipos de entibaciones y un método para su cálculo, luego se muestran las tablestacas como solución frente excavaciones bajo el nivel freático y, por último, se comenta el problema del levantamiento de fondo. Tema 21. Flujo de agua en torno a excavaciones. Se desarrolla la ecuación general del flujo de agua y se explica el método de la red de flujo para su resolución y su aplicación al cálculo de la seguridad de las excavaciones frente al sifonamiento. Tema 22. Estabilidad de taludes. Se presenta de forma genérica el procedimiento de análisis del equilibrio límite y, posteriormente, se aplica al caso de talud indefinido, talud finito con rotura plana y talud finito con rotura circular, explicando cuando aplicar cada caso. Tema 23. Práctica sobre excavaciones, entibaciones y taludes. Capítulo 5. Muros de contención. Pantallas. Tema 24. Muros de contención (I). Se expone de forma general el comportamiento de un muro y los tipos de estructuras de contención, para luego centrase en el proyecto de un muro, en especial en las comprobaciones al vuelco y al deslizamiento. Tema 25. Muros de contención (II). Se explica la necesidad de realizar las comprobaciones de capacidad portante del terreno y de estabilidad global, dando las pautas para su verificación. También se dan unas orientaciones sobre las comprobaciones estructurales y el predimensionado. Tema 26. Práctica sobre cálculo de muros. Tema 27. Estructuras de retención flexibles (I). En primer lugar se describen los diferentes tipos de estructuras de contención flexibles y el procedimiento constructivo de las pantallas continuas de hormigón. Posteriormente se analizan las acciones sobre una pantalla en voladizo y se presenta en método simplificado para su cálculo. Tema 28. Estructuras de retención flexibles (II).
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J Serra, J., Oteo, C., García, A.M. y Rodríguez, J.M. (1986), Mecánica del suelo y cimentaciones Este segundo tema dedicado a estructuras de contención flexibles aborda el tema de las pantallas ancladas, explicando dos métodos para calcular pantallas con un solo apoyo, un método para pantallas con varios apoyos y la comprobación de estabilidad global del conjunto pantallaanclaje. Tema 29. Práctica sobre cálculo de pantallas.
U.D. 3 CÁLCULO DE CIMENTACIONES. En esta unidad didáctica se exponen los diferentes tipos de sistemas de cimentación con sus correspondientes métodos de cálculo, así como los problemas específicos de las cimentaciones sobre arcillas expansivas y rellenos. La unidad didáctica se completa con unos temas dedicados a patologías de cimentaciones, recalces y mejora del terreno. Capítulo 6. Cimentaciones superficiales (I). Tema 30. Cimentaciones superficiales. Tras definir el concepto de cimentación superficial y las tipologías de zapatas, se explica la metodología del proyecto de cimentaciones y se extiende ampliamente en el cálculo de la presión de hundimiento. Tema 31. Tensiones en el semiespacio elástico. Este tema consta básicamente de la presentación de una serie de soluciones elásticas de distribución de tensiones y deformaciones. Este catálogo de soluciones está precedido por una introducción compuesta por un breve comentario sobre el rango de empleo de la teoría elástica en mecánica de suelos, la definición del semiespacio de Boussinesq y los parámetros a emplear en función del comportamiento del suelo. Tema 32. Cálculo de asientos en cimentaciones superficiales. Se definen los tipos de asientos y se enuncian los métodos de cálculo, explicando el elástico, (el edómetro se da por explicado en los temas 8 y 9). El tema finaliza con una interesante explicación sobre los criterios de asientos admisibles. Tema 33. Práctica sobre dimensionado de zapatas en suelo granular y suelo cohesivo. Tema 34. La zapata aislada. Explicados los métodos generales de cálculo de cimentaciones en los temas anteriores, en este se abordan tres temas particularizados para la zapata aislada: las acciones a considerar en su proyecto, el cálculo de la distribución de presiones transmitida al terreno suponiendo una distribución plana y su cálculo estructural. Tema 35. Práctica de cálculo de zapata aislada. Tema 36. Zapatas de medianería. Como el tema 34 este continua abordando temas específicos, concretamente se presenta la problemática de las zapatas de medianería, varias de sus soluciones y las particularidades del cálculo de zapatas combinadas. Tema 37. Práctica de cálculo de zapata de medianería y combinada. Capítulo 7. Cimentaciones superficiales (II). Tema 38. Zapatas corridas. El objetivo de este tema es el cálculo de las presiones transmitidas al terreno por una zapata continua. Se explica el método de Winkler (coeficiente de balasto) y se presentan algunas soluciones elásticas de carácter práctico. Tema 39. Práctica de zapata corrida. Tema 40. Losas de cimentación. Después de explicar el concepto de losa de cimentación, su campo de aplicación y sus tipologías, se dan los criterios para abordar el dimensionamiento de su canto y su cálculo estructural. Tema 41. Práctica de cálculo de losa. Tema 42. Cimentaciones por pilotaje. En primer lugar se definen los pilotes y su campo de aplicación general y, tras definir las tipologías, el campo de aplicación particular de cada una. Por último se explica el cálculo de la carga de hundimiento del pilote aislado, para diferentes tipos de terrenos. Tema 43. Grupos de pilotes. Encepados y riostras.
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Este tema consta de dos partes diferenciadas, la primera dedicada a aspectos geotécnicos y la segunda a estructurales. En la primera se explica el cálculo de la carga de hundimiento y de asientos en grupos de pilotes y la limitación de tensión de trabajo en los pilotes por motivos estructurales pero controlada por el diseño geotécnico. En la segunda parte se explica el dimensionamiento de los encepados y las vigas riostra, controlado por aspectos estructurales en su totalidad. Tema 44. Práctica de cálculo de pilotaje. Capítulo 8. Cimentaciones sobre arcillas expansivas y rellenos. Introducción a la patología de cimentaciones. Recalces. Mejora del terreno. Tema 45. Cimentaciones en arcillas expansivas. Tras presentar la problemática de estas arcillas y los tipos de daños que pueden ocasionar, se dan una serie de recomendaciones para el proyecto de las diferentes tipologías de cimentaciones sobre este tipo de suelo. Tema 46. Construcciones sobre rellenos. En primer lugar se presentan los problemas existentes al cimentar sobre un relleno, luego los métodos de reconocimiento y una introducción a los métodos de estimación de asientos a emplear en ellos. Por último se presenta una larga lista de métodos constructivos para evitar los problemas propios de construcción sobre rellenos. Tema 47. Patología de las cimentaciones. En este tema se exponen los puntos del análisis metodológico de patologías de cimentaciones como base para la definición de soluciones de reparación o recalce. Estos puntos son inventario y control de daños, recopilación de antecedentes, reconocimiento y prospecciones, análisis de la patología observada e interpretación geotécnica. Tema 48. Recalces. Tras definir recalce y sus tipologías, se exponen toda una serie de técnicas constructivas para su materialización. Tema 49. Mejora y tratamiento del terreno. En este tema, tras explicar de forma general el campo de aplicación de las técnicas de mejora, se describen brevemente los siguientes procesos: sustitución, precarga, aumento de la compacidad e inyecciones.
3. Contenidos Según el listado presentado en el capítulo introductorio de este anejo los contenidos de este libro son los siguientes. • Temas preliminares. - Estructura del globo terrestre. - Definición de suelo. - Definición de roca. - Tipos de roca. - Formación de los suelos. - Clasificación de los suelos según su formación. - Mineralogía de las arcillas. • Propiedades y clasificación de los suelos. - Granulometría: definición y clasificación de los suelos. - Granulometría: obtención. - Parámetros de relación entre las fases: definición y relaciones. - Límites de Atterberg: definición. - Límites de Atterberg: obtención. - Sistemas de clasificación de suelos.
• Conceptos básicos de mecánica de medios continuos. - Representación del estado tensional con el círculo de Mohr. • Comportamiento tensión - deformación, suelo saturado. - Definición de tensión total y presión intersticial. - Principio de tensiones efectivas. - Definición de K0. - Presión de preconsolidación y grado de sobreconsolidación. - Estado tensional en terreno horizontal. - Concepto de carga drenada y no drenada. - El edómetro. - Resultado de muestras sometidas a compresión unidimensional.
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J Serra, J., Oteo, C., García, A.M. y Rodríguez, J.M. (1986), Mecánica del suelo y cimentaciones - Representación matemática de la compresión unidimensional. - Obtención de la presión de preconsolidación. - El aparato de corte directo. - Presentación de resultados de corte directo. - El aparato triaxial. - Resultados de triaxiales interpretados simplemente como ensayos de rotura. - El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. - Resistencia al corte no drenada. - Ensayo de compresión simple. • Análisis global del terreno. - Distribuciones de tensiones y deformaciones bajo cargas en medio elástico. - Tensiones en el contacto estructura - terreno: coeficiente de balasto. • El agua en el terreno. - Velocidad del agua y caudal unitario. - Altura piezométrica. - Ley de Darcy: definición. - Ec. de flujo: formulación. - Ec. de flujo: presentación de los métodos de resolución. - Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo. - Sifonamiento. - Capilaridad, fenómeno físico (tensión superficial, ascensión capilar…). • Consolidación. - Definición del fenómeno de la consolidación. - Modelo reológico. - Teoría unidimensional de Terzaghi (planteamiento y solución). - Determinación de cv en el edómetro. • Reconocimiento del terreno. - Presentación de los métodos de reconocimiento. - Presentación de los ensayos in situ. - Planificación del reconocimiento. - El informe geotécnico: definición y pautas de redacción. • Taludes e inestabilidad de laderas. - Planteamiento general del método de superficie de deslizamiento. - Análisis de taludes infinitos. - Roturas planas. - Método del círculo de rozamiento. - Ábacos.
• Cimentaciones superficiales. - Definición y tipologías de cimentaciones superficiales. - Metodología del proyecto de cimentaciones superficiales. - Distribución de presiones en el plano de cimentación. - Definición y tipologías de hundimiento. - Cálculo de la presión de hundimiento por Brinch Hansen. - Asientos admisibles. - Cálculo de asientos por el método edométrico. - Cálculo de asientos por métodos elásticos. - Particularidades del proyecto de vigas flotantes. - Particularidades del proyecto de zapatas combinadas. - Particularidades del proyecto de losas. • Cimentaciones profundas. - Definición y tipologías. - Descripción de los métodos constructivos de pilotes. - Metodología del proyecto de pilotaje. - Cálculo frente resistencia estructural. - Definición de carga de hundimiento y sus componentes. - Cálculo de contribución por punta. - Cálculo de contribución por fuste. - El efecto grupo. - Fórmulas de hinca. - Cálculo de asientos de pilotes. • Cimentaciones especiales. - Cimentaciones sobre terrenos expansivos o colapsables. - Cimentaciones sobre rellenos. - Patología de cimentaciones. • Empuje de tierras. - Descripción general de los empujes activo, en reposos y pasivo. - Empuje en reposo. - Empuje activo: método de Rankine. - Empuje activo: método de Coulomb. - Empuje activo: método de Culmann. - Método aproximado para el cálculo de cargas exteriores. - Empuje pasivo: métodos anteriores. • Estructuras de contención rígidas. - Tipologías de estructuras de contención rígidas.
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- Metodología del proyecto de muros. - Acciones a considerar en un muro. - Herramientas para el dimensionamiento previo. - Comprobación frente vuelco y deslizamiento. - Comprobación frente hundimiento y estabilidad global. - Detalles constructivos. • Estructuras de contención flexibles. - Tipologías de estructuras de contención flexibles. - Metodología del proyecto de pantallas. - Acciones a considerar en una pantalla.
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- Método simplificado de cálculo de pantallas en voladizo. - Métodos simplificados de cálculo de pantallas con un apoyo. - Método simplificado de cálculo de pantallas con varios niveles de anclaje. - Ejecución de pantallas de hormigón. - Métodos de materialización de las entibaciones. - Métodos de cálculo de empujes sobre entibaciones. - Seguridad frente levantamiento del fondo. • Otros estudios geotécnicos. - Mejora del terreno
En este listado se observa como los contenidos, en general son muy amplios y, tratados con más o menos profundidad, abarcan desde la definición y clasificación de los suelos a las patologías de cimentaciones. Pero, entre otras, se detectan las ausencias de los siguientes temas: • Relaciones tensión-deformación diferentes del caso unidimensional, ni siquiera se presenta de forma cualitativa el comportamiento de una muestra bajo esfuerzos desviadores. • Comportamiento global del terreno frente rotura. • Aspectos básicos del comportamiento de los suelos no saturados como la compactación. Todas las ausencias destacadas son temas relacionados con la mecánica de suelos, y es que los temas dedicados a esta parte abarcan lo mínimo indispensable, indispensable para poder abordar con éxito las explicaciones de ingeniería geotécnica, en especial el cálculo de cimentaciones y estructuras de contención. Así en los temas de ingeniería geotécnica no se detectan faltas importantes, si no todo lo contrario, se tratan algunos aspectos poco habituales en libros de docencia comparables a éste, como patologías de cimentaciones o mejora del terreno. Todo esto se puede interpretar dado el objetivo del libro, formar profesionales para el campo de la edificación (ver apartado 1), que los autores entienden que los temas relacionados con geotecnia que van abordar en su mayoría los técnicos dedicados a la edificación son aspectos relacionados con cimentaciones y estructuras de contención. Y por ello no requieren una enseñanza más amplia de mecánica del suelo que les permita tener los conocimientos para enfrentarse a otros problemas, sino que requieren los estrictamente necesarios para entender las teorías específicas que abordan esas dos cuestiones que les van a afectar (el cálculo de cimentaciones y estructuras de contención). Otro aspecto referente a los contenidos diferente de los comentados, es la ausencia de temas básicos propios de medios continuos más que de geotecnia, pero que en la mayoría de libros de esta materia se desarrollan para cubrir los posibles déficits de estos conocimientos que pueda tener el lector. Así se notan en falta las definiciones de tensión y deformación o los principios de la teoría de elasticidad.
4. Ordenamiento de los contenidos A continuación se presentan los capítulos del libro con los contenidos listados en el apartado anterior que se tratan en cada uno. De esta manera se muestra el orden en el que se exponen esos contenidos presentados anteriormente. U.D. 1 MECÁNICA DEL SUELO. 1. Los suelos. Tipos de suelos. Propiedades de los mismos. Tema 1. Naturaleza y origen de las rocas y de los suelos. - Estructura del globo terrestre. - Tipos de roca. - Definición de suelo. - Formación de los suelos.
- Clasificación de los suelos según su formación. Tema 2. Propiedades elementales de los suelos. - Granulometría: definición y clasificación de los suelos. - Granulometría: obtención. - Parámetros de relación entre las fases: definición y relaciones.
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J Serra, J., Oteo, C., García, A.M. y Rodríguez, J.M. (1986), Mecánica del suelo y cimentaciones Tema 3. Propiedades fisicoquímicas de las arcillas. - Mineralogía de las arcillas. - Límites de Atterberg: definición. - Límites de Atterberg: obtención. - Sistemas de clasificación de suelos. Tema 4. Práctica sobre granulometría, pesos específicos, estados de consistencia y clasificación de los suelos. 2. Tensiones en el terreno. Compresibilidad y consolidación de los suelos. Tema 5. Tensiones en el terreno (I). - Definición de tensión total y presión intersticial. - Principio de tensiones efectivas. - Estado tensional en terreno horizontal. - Altura piezométrica. - Sifonamiento. - Capilaridad, fenómeno físico (tensión superficial, ascensión capilar…). Tema 6. Tensiones en el terreno (II). - Definición de K0. - Representación del estado tensional con el círculo de Mohr. Tema 7. Práctica sobre tensiones verticales, tensiones efectiva y neutra, tensiones horizontales. Tema 8. Compresibilidad de los suelos. - El edómetro. - Resultado de muestras sometidas a compresión unidimensional. - Representación matemática de la compresión unidimensional. - Cálculo de asientos por el método edométrico. - Presión de preconsolidación y grado de sobreconsolidación. - Obtención de la presión de preconsolidación. Tema 9. Consolidación de los suelos. - Definición del fenómeno de la consolidación. - Modelo reológico. - Teoría unidimensional de Terzaghi (planteamiento y solución). - Determinación de cv en el edómetro. Tema 10. Práctica sobre compresibilidad y consolidación. 3. Resistencia al corte de los suelos. Reconocimiento del terreno. Tema 11. Resistencia al corte de los suelos (I). - El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. - Concepto de carga drenada y no drenada.
- Resistencia al corte no drenada. - El aparato de corte directo. - Presentación de resultados de corte directo. Tema 12. Resistencia al corte de los suelos (II). - El aparato triaxial. - Resultados de triaxiales interpretados simplemente como ensayos de rotura. - Ensayo de compresión simple. Tema 13. Práctica sobre resistencia al corte. Tema 14. Reconocimiento del terreno (I). - Presentación de los métodos de reconocimiento. - Presentación de los ensayos in situ. Tema 15. Reconocimiento del terreno (II). - Planificación del reconocimiento. - El informe geotécnico: definición y pautas de redacción. Tema 16. Práctica sobre reconocimiento. U.D. 2 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN. 4. Empujes de tierras. Métodos de cálculo. Excavaciones. Tema 17. Empujes de tierras (I). - Acciones a considerar en un muro. - Descripción general de los empujes activo, en reposo y pasivo. - Empuje en reposo. - Empuje activo: método de Rankine. - Empuje activo: método de Coulomb. Tema 18. Empujes de tierras (II). - Empuje activo: método de Coulomb. - Empuje activo: método de Culmann - Método aproximado para el cálculo de cargas exteriores. - Empuje pasivo: métodos anteriores. Tema 19. Práctica sobre cálculo de empujes. Tema 20. Excavaciones. - Métodos de materialización de las entibaciones. - Métodos de cálculo de empujes sobre entibaciones. - Seguridad frente levantamiento del fondo. Tema 21. Flujo de agua en torno a excavaciones. - Altura piezométrica. - Velocidad del agua y caudal unitario. - Ley de Darcy: definición. - Ec. de flujo: formulación. - Ec. de flujo: presentación de los métodos de resolución. - Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo. - Sifonamiento. Tema 22. Estabilidad de taludes.
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- Planteamiento general del método de superficie de deslizamiento. - Análisis de taludes infinitos. - Roturas planas. - Método del círculo de rozamiento. - Ábacos. Tema 23. Práctica sobre excavaciones, entibaciones y taludes. 5. Muros de contención. Pantallas. Tema 24. Muros de contención (I). - Tipologías de estructuras de contención rígidas. - Acciones a considerar en un muro. - Metodología del proyecto de muros. - Comprobación frente vuelco y deslizamiento. Tema 25. Muros de contención (II). - Comprobación frente hundimiento y estabilidad global - Herramientas para el dimensionamiento previo. - Detalles constructivos. Tema 26. Práctica sobre cálculo de muros. Tema 27. Estructuras de retención flexibles (I). - Tipologías de estructuras de contención flexibles. - Ejecución de pantallas de hormigón. - Acciones a considerar en una pantalla. - Metodología del proyecto de pantallas. - Método simplificado de cálculo de pantallas en voladizo. Tema 28. Estructuras de retención flexibles (II). - Métodos simplificados de cálculo de pantallas con un apoyo. - Método simplificado de cálculo de pantallas con varios niveles de anclaje. Tema 29. Práctica sobre cálculo de pantallas.
U.D. 3 CÁLCULO DE CIMENTACIONES. 6. Cimentaciones superficiales (I). Tema 30. Cimentaciones superficiales. - Definición y tipologías de cimentaciones superficiales. - Metodología del proyecto de cimentaciones superficiales. - Definición y tipologías de hundimiento. - Cálculo de la presión de hundimiento por Brinch Hansen. Tema 31. Tensiones en el semiespacio elástico.
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- Distribuciones de tensiones y deformaciones bajo cargas en medio elástico. Tema 32. Cálculo de asientos en cimentaciones superficiales. - Asientos admisibles. - Cálculo de asientos por métodos elásticos. Tema 33. Práctica sobre dimensionado de zapatas en suelo granular y suelo cohesivo. Tema 34. La zapata aislada. - Distribución de presiones en el plano de cimentación. Tema 35. Práctica de cálculo de zapata aislada. Tema 36. Zapatas de medianería. - Particularidades del proyecto de zapatas combinadas. Tema 37. Práctica de cálculo de zapata de medianería y combinada. 7. Cimentaciones superficiales (II). Tema 38. Zapatas corridas. - Tensiones en el contacto estructura - terreno: coeficiente de balasto. - Particularidades del proyecto de vigas flotantes. Tema 39. Práctica de zapata corrida. Tema 40. Losas de cimentación. - Particularidades del proyecto de losas. Tema 41. Práctica de cálculo de losa. Tema 42. Cimentaciones por pilotaje. - Definición y tipologías. - Descripción de los métodos constructivos de pilotes. - Metodología del proyecto de pilotaje. - Definición de carga de hundimiento y sus componentes. - Cálculo de contribución por punta. - Cálculo de contribución por fuste. - Fórmulas de hinca. Tema 43. Grupos de pilotes. Encepados y riostras. - El efecto grupo. - Cálculo de asientos de pilotes. - Cálculo frente resistencia estructural. Tema 44. Práctica de cálculo de pilotaje. 8. Cimentaciones sobre arcillas expansivas y rellenos. Introducción a la patología de cimentaciones. Recalces. Mejora del terreno. Tema 45. Cimentaciones en arcillas expansivas. - Cimentaciones sobre terrenos expansivos o colapsables. Tema 46. Construcciones sobre rellenos. - Cimentaciones sobre rellenos.
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J Serra, J., Oteo, C., García, A.M. y Rodríguez, J.M. (1986), Mecánica del suelo y cimentaciones Tema 47. Patología de las cimentaciones. - Patología de cimentaciones. Tema 48. Recalces.
- Patología de cimentaciones. Tema 49. Mejora y tratamiento del terreno. - Mejora del terreno.
Este listado de contenidos presentados en el orden en el que aparecen en el libro se puede simplificar aunando los capítulos en grandes bloques temáticos para un primer análisis de la siguiente manera: • Temas preliminares. 1. Los suelos. Tipos de suelos. Propiedades de los mismos. (U.D. 1) • Comportamiento mecánico de los suelos. 2. Tensiones en el terreno. Compresibilidad y consolidación de los suelos. (U.D. 1) 3. Resistencia al corte de los suelos. Reconocimiento del terreno. (U.D. 1) • Reconocimiento del terreno. 3. Resistencia al corte de los suelos. Reconocimiento del terreno. (U.D. 1) • Estructuras de contención. 4. Empujes de tierras. Métodos de cálculo. Excavaciones. (U.D. 2) 5. Muros de contención. Pantallas. (U.D. 2) • Cálculo de cimentaciones. 6. Cimentaciones superficiales (I). (U.D. 3) 7. Cimentaciones superficiales (II). (U.D. 3) 8. Cimentaciones sobre arcillas expansivas y rellenos. Introducción a la patología de cimentaciones. Recalces. Mejora del terreno. (U.D. 3) Un primer análisis, sin entrar en detalle, tanto en este esquema como del listado primero permite identificar los siguientes tres grandes bloques de contenidos: 1.Temas preliminares o introducción. (UD1) 2.Mecánica del suelo. (UD 1) 3.Ingeniería geotécnica. (UD1, UD2 y UD3) El hecho que estos bloques de contenidos no coincidan con las unidades didácticas, entidades completas de aprendizaje de contenidos homogéneos en cuanto cantidad y materia, refleja de nuevo lo apuntado en el apartado anterior, que el énfasis del libro es la parte de ingeniería geotécnica, que abarca dos unidades completas y parte de la restante. El orden en el que se presentan estos tres bloques es correcto y difícil de alterar ya que responde a la lógica de presentar en primer lugar el material de trabajo (el suelo), posteriormente las leyes de comportamiento de éste y, por último, la aplicación de éstas a los proyectos y a la construcción de elementos relacionados con el terreno. El primer bloque presenta dos defectos en su ordenamiento, en primer lugar el de intercalar entre las explicaciones de los parámetros propiamente clasificatorios de los diferentes tipos de suelos (granulometría e índices de Atterberg) los que relacionan las fases de un suelo, que toman infinitos valores dentro de un mismo suelo. Sería mejor separarlos explicando en primer lugar unos y seguidamente los otros. El segundo defecto es que también entre las explicaciones de los parámetros comentados se intercala un apartado dedicado a la mineralogía de las arcillas, éste es un tema sin ninguna relación aparente con las explicaciones de los parámetros identificativos del terreno, sean del tipo que sean, y debería colocarse en otra situación. Pero es necesario recordar que este tema, mineralogía de las arcillas, siempre es difícil de situar dentro de un libro de geotecnia y que por tratarse los límites de Atterberg de un parámetro propio de suelos con finos, tampoco es muy descabellado unirlos. En el segundo bloque de conocimientos que se ha identificado (mecánica del suelo) se detecta la ausencia de un tema o capítulo dedicado al flujo de agua en el terreno. En este bloque sólo se explica el flujo unidimensional, en el capítulo de tensiones en el terreno como ejemplo de cálculo de presión intersticial tras la definición de tensión efectiva y para explicar la importancia de esta a través del fenómeno del sifonamiento. Es en el tercer bloque, en un capítulo dedicado al cálculo de empujes del terreno, taludes y excavaciones, donde se continúan las explicaciones del flujo de agua en el terreno, con el desarrollo del flujo bidimensional, en un tema titulado Flujo de agua entorno a excavaciones. Esta manera de ordenar
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
los conocimientos dedicados al flujo de agua en el terreno hace perder la generalidad de un tema tan importante, pero corrobora lo ya detectado anteriormente que los autores tratan de explicar el mínimo de mecánica de suelo para explicar lo máximo de los temas aplicados que requiere saber un técnico en edificación. Así el estudio del flujo bidimensional se centra en el flujo de agua entorno a excavaciones y se explica como un tema aplicado relacionado con excavaciones, como puede ser también el de entibaciones, y como tal se desarrolla en la parte de ingeniería geotécnica. El tercer bloque tiene tres grandes partes que se presentan en el siguiente orden: reconocimiento del terreno, estructuras de contención y cimentaciones. Respecto a este orden la situación del reconocimiento en primer lugar no permite ninguna crítica, ya que hace prevalecer el orden del proyecto geotécnico y es uno de los mejores temas para hacer de nexo entre el bloque de mecánica del suelo e ingeniería geotécnica, ya que en él reaparecen muchos de los conceptos anteriormente explicados al desarrollar las técnicas para obtener los parámetros que gobiernan los modelos presentados en el bloque de mecánica del suelo. Respecto a las otras dos partes, debería alterarse su orden ya que una de las comprobaciones a realizar en las estructuras de contención es la estabilidad al hundimiento que requiere para su realización técnicas de cálculo propias de cimentaciones. Así convendría en primer lugar desarrollar los temas de cimentaciones y en segundo los de estructuras de contención. Respecto al orden interno de cada una de las partes, en la dedicada a estructuras de contención existe un poco de desorden, ya que entre los temas dedicados al empuje de tierras y los de estructuras de contención, que parece lógico que tengan que ir seguidos, se intercalan uno dedicado a la estabilidad de taludes y otro a excavaciones, en el que concretamente se explica el cálculo de entibaciones y el tema, mencionado anteriormente, de flujo entorno excavaciones. Es evidente que de los temas intercalados el dedicado a entibaciones requiere haber explicado previamente las teorías de empuje del terreno, y que debido al enfoque que se le da al tema de flujo relacionándolo con las excavaciones queda ligado al tema de entibaciones. Teniendo esto último en cuenta parece que el orden de los capítulos ganaría sentido con estos dos temas colocados tras los que explican el cálculo de estructuras de contención. Es más difícil decidir la colocación del tema dedicado a taludes, pero una posibilidad, bastante lógica, sería colocarlo con anterioridad a los temas de empujes y estructuras de contención, porque el cálculo de estas últimas requiere una comprobación a la estabilidad global que se realiza con técnicas de cálculo de taludes. Las partes dedicadas a reconocimiento y cimentaciones no presentan graves problemas de ordenamiento. El de la parte de cimentaciones es el correcto. En primer lugar al abordar el cálculo de las cimentaciones superficiales se explican los conceptos generales (cálculo de presión de hundimiento, de asientos y de la metodología del proyecto) y, posteriormente, se entra en las particularidades de los diferentes tipos de cimentaciones superficiales. Luego se explica el cálculo de cimentaciones profundas, que como único punto negativo presenta que en los temas que lo hacen están en un capítulo titulado Cimentaciones superficiales (II). Y para finalizar la unidad didáctica se tratan temas generales de cimentaciones, no específicos de ninguna tipología. El único aspecto a comentar de estos temas, a parte del título del capítulo de los temas dedicados a pilotes, es que se dedica un tema a explicar el cálculo de tensiones en el semiespacio elástico y otro al método de Winkler. Estos temas de utilidad más allá del cálculo de cimentaciones deberían explicarse en la parte de mecánica del suelo. Su colocación en los capítulos dedicados a cimentaciones reafirman lo visto con anterioridad, que en este libro se explican los mínimos conceptos de mecánica de suelo en general, y todos aquellos que se pueden asociar a una tarea del cálculo de cimentaciones o estructuras de contención se explican al explicar estas.
5. Enfoque Como se ha explicado en el capítulo de introducción de este anejo, es extremadamente difícil debido a la naturaleza de la materia que se expone, dar con un único adjetivo que defina el enfoque de un libro de geotecnia. Por ello a modo de ejemplo en primer lugar se muestra el enfoque con que se ha abordado las explicaciones relativas al principio de tensiones efectivas, a la teoría de la consolidación y a la presión de hundimiento de cimentaciones superficiales. Definiendo el enfoque según el orden en el que aparezcan las partes de la explicación definidas en el capítulo de introducción de este anejo como fenómeno, experimentación, teoría y práctica.
Anejo VI. Análisis bibliografía
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J Serra, J., Oteo, C., García, A.M. y Rodríguez, J.M. (1986), Mecánica del suelo y cimentaciones En el caso de la tensión efectiva se trata de un enfoque tipo teoría – práctica, en el de la consolidación fenómeno – práctica y en el de la presión de hundimiento fenómeno – teoría – práctica. Aunque a la vista del enfoque de las tres explicaciones estudiadas podría pensarse que se trata de un libro con un enfoque muy heterogéneo, se trata de un libro en el que predominan los enfoques formados por las partes de la explicación denominadas fenómeno y práctica. Así se trata de un libro nada demostrativo, en el que los modelos abordados no se demuestran ni se desarrollan, primeramente se exponen sus principios y posteriormente se explica como solucionar problemas con ellos y su aplicabilidad.
6. Estructura Como se ha comentado en el segundo apartado de este capítulo, y se ha podido observar en el análisis anterior, la estructura de este libro es muy peculiar, formada por unidades didácticas, capítulos, temas, apartados y subapartados. Por ello para realizar la tabla que permite hacer un análisis conjunto de las estructuras de los diferentes libros analizados, en la que en el resto de libros para cada capítulo se muestra el número de páginas, apartados y figuras dedicados a explicar conceptos y a presentar ejercicios solucionados o con solución, en este caso toda esta información se muestra para los temas y capítulos, principalmente porque en este caso la unidad estructuradora de contenidos denominada tema adquiere el mismo papel que en el resto de libros el capítulo. Ejemplos o ejercicios con solución
Apartados
Figuras
Páginas
Ejem. o ejerc.
Figuras
T 1. Naturaleza y origen de las rocas y de los suelos. T 2. Propiedades elementales de los suelos. T 3. Propiedades fisicoquímicas de las arcillas. T 4. Práctica Capítulo 1. Los suelos. Tipos de suelos. Propiedades de los mismos. T 5. Tensiones en el terreno (I). T 6. Tensiones en el terreno (II). T 7. Práctica T 8. Compresibilidad de los suelos. T 9. Consolidación de los suelos. T 10. Práctica Capítulo 2. Tensiones en el terreno. Compresibilidad y consolidación de los suelos. T 11. Resistencia al corte de los suelos (I). T 12. Resistencia al corte de los suelos (II). T 13. Práctica T 14. Reconocimiento del terreno (I). T 15. Reconocimiento del terreno (II). T 16. Práctica Capítulo 3. Resistencia al corte de los suelos. Reconocimiento del terreno T 17. Empujes de tierras (I). T 18. Empujes de tierras (II). T 19. Práctica T 20. Excavaciones.
Páginas
Teoría
9 13 11 0
9 17 10 0
3 6 7 0
1 1 1 14
6 6 6 1
0 0 0 5
33
36
16
17
19
5
13 8 0 17 12 0
11 3 0 11 6 0
9 6 0 11 5 0
2 3 10 1 1 12
5 6 1 6 4 1
1 4 5 0 0 6
50
31
31
29
23
16
12 7 0 18 12 0
10 6 0 12 9 0
11 6 0 6 0 0
1 3 10 2 0 14
6 5 1 6 0 1
0 3 8 0 0 6
49
37
23
30
19
17
11 6 0 14
5 4 0 5
6 5 0 12
2 3 19 2
6 5 1 7
0 0 9 0
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T 21. Flujo de agua en torno a excavaciones. T 22. Estabilidad de taludes. T 23. Práctica Capítulo 4. Empujes de tierras. Métodos de cálculo. Excavaciones. T 24. Muros de contención (I). T 25. Muros de contención (II). T 26. Práctica T 27. Estructuras de retención flexibles (I). T 28. Estructuras de retención flexibles (II). T 29. Práctica Capítulo 5. Muros de contención. Pantallas. T 30. Cimentaciones superficiales. T 31. Tensiones en el semiespacio elástico. T 32. Cálculo de asientos en cimentaciones superficiales. T 33. Práctica T 34. La zapata aislada T 35. Práctica T 36. Zapatas de medianería. T 37. Práctica Capítulo 6. Cimentaciones superficiales (I). T 38. Zapatas corridas. T 39. Práctica de zapata corrida. T 40. Losas de cimentación T 41. Práctica T 42. Cimentaciones por pilotaje. T 43. Grupos de pilotes. Encepados y riostras. T 44. Práctica de cálculo de pilotaje Capítulo 7. Cimentaciones superficiales (II). T 45. Cimentaciones en arcillas expansivas. T 46. Construcciones sobre rellenos. T 47. Patología de las cimentaciones. T 48. Recalces. T 49. Mejora y tratamiento del terreno. Capítulo 8. Cimentaciones sobre arcillas expansivas y rellenos. Introducción a la patología de cimentaciones. Recalces. Mejora del terreno.
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
13 18 0
6 9 0
8 13 0
2 2 13
5 5 1
0 0 7
62
29
44
43
30
16
9 10 0 14 8 0 41 20 20 9 0 49 0 17 0 115 14 0 13 0 13 12 0 52 22 12 19 21 12
4 4 0 4 6 0 18 18 32 8 0 19 0 10 0 87 12 0 8 0 11 11 0 42 11 6 7 8 10
5 8 0 8 6 0 27 10 16 3 0 32 0 11 0 72 9 0 10 0 6 6 0 31 11 3 17 12 6
2 2 13 2 2 13 34 4 4 6 14 5 12 8 27 80 4 14 2 19 2 2 17 60 1 2 0 3 2
6 6 10 8 6 1 37 6 5 6 1 4 1 6 1 30 7 1 5 1 6 5 1 26 6 6 0 7 5
0 0 11 0 0 7 18 2 1 1 3 1 5 7 12 32 4 8 0 10 1 1 5 29 0 0 0 0 0
86
42
49
8
24
0
Dada la imposibilidad de analizar los datos presentados en la tabla anterior de forma individual, estos se comentan en el análisis conjunto presentado en el último capítulo. Pero un rápido análisis individual de la estructura de este libro, a través de los datos presentados en la tabla, muestra en primer lugar, como se ha comentado anteriormente, una alta estructuración llegando a un promedio en su unidad estructural más baja de una página y media por apartado. En segundo lugar se observa que su contenido está muy enriquecido con ejercicios resueltos. Las medias en este aspecto son de 26 ejercicios por capítulo y más de cuatro por tema. Este número tan elevado de ejercicios resueltos ayuda notablemente a conseguir los objetivos docentes del libro.
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Smith, G.N. (1990), Elements of soil mechanics
Smith, G.N. (1990), Elements of soil mechanics. BSP Professional Books, London. 1. Introducción Este libro es presentado por sus editores como un texto destinado a la docencia de la geotecnia, abarcando desde la definición de suelo a conceptos ligados con el proyecto de cimentaciones y estructuras de contención. Su vocación docente se justifica en parte por la experiencia del autor, profesor del departamento de ingeniería civil de la Universidad Heriot-Watt de Edimburgo, con otros libros publicados para la enseñanza de ingenieros civiles, como Probability and Statistics in Civil Engineering. Este texto se editó por primera vez en 1968, pero aquí se analiza su sexta edición, publicada en 1990, y que poco tiene que ver con la original. Su autor a mantenido al día su libro reescribiendo algunas secciones e incluyendo numeroso material nuevo. Esto lo demuestra el ser uno de los pocos libros pensados para la docencia que incluye la teoría de estados críticos o temas de suelos no saturados diferentes a los de compactación.
2. Índice Capítulo 1. Clasificación e identificación de las propiedades de los suelos. Definición de suelo en agricultura y en ingeniería. Contenido mineral de los suelos. Clasificación de los suelos. Sistemas de clasificación de los suelos. Propiedades de los suelos. Capítulo 2. El agua en el suelo. El agua subterránea. Flujo de agua a través de suelo. Redes de flujo. Presas de tierras. Otros métodos para resolver problemas de flujo. Capítulo 3. Resistencia al corte del suelo. Introducción. Tensión efectiva. Determinación de los parámetros de resistencia al corte. La presión intersticial coeficientes A y B. El comportamiento del suelo sometido a esfuerzos de corte. Resistencia residual en suelos. Capítulo 4. Principios del análisis tensional. Introducción. El estado tensional de un punto dentro de una masa de suelo.
La tensión tangencial. Presión de contacto. Capítulo 5. Estabilidad de taludes. Materiales granulares. Suelos con dos componentes de resistencia. Capítulo 6. Empujes de tierras. Introducción. Empuje de tierras activo y pasivo. Parámetros de diseño para diferentes tipos de suelos. Empuje de tierras en reposo. Valores operativos de φ y c’ para el cálculo de empujes pasivos. Capítulo 7. Estructuras de contención de tierras. Principales tipos de estructuras de contención de tierras. Causas comunes de fallo de estructuras de contención. Cálculo de estructuras de contención. Tierra armada. Capítulo 8. Capacidad portante de suelos. Conceptos relacionados con el cálculo de cimentaciones. Tipos de cimentaciones. Métodos analíticos para determinar la presión de hundimiento de una cimentación.
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Ensayos in situ para determinar la presión de hundimiento de una cimentación. Pilotes. Capítulo 9. Asientos de cimentaciones, compresibilidad de suelos. Asientos de una cimentación. Asiento instantáneo. Asiento de consolidación. Trayectorias de tensiones. Asientos admisibles. Capítulo 10. Evolución de los asientos de una cimentación. Analogía del asiento de consolidación. Distribución del exceso inicial de presión intersticial, ui. Teoría de la consolidación de Terzaghi. Determinación mediante métodos numéricos de la velocidad de consolidación. Capítulo 11. Compactación y aspectos de mecánica de suelos para el diseño de carreteras. Ensayo de compactación en laboratorio de la British Standard. Humedad de compactación in situ. Sobrecompactación.
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
Especificación de la densidad de compactación en el campo. Ensayos in situ para el control de los trabajos de ejecución. Diseño de carreteras. Valoración de la resistencia y la deformabilidad de la explanada. Capítulo 12. Succión en suelos parcialmente saturados. Introducción. Suelos parcialmente saturados. Técnicas de ensayo para suelos parcialmente saturados. Cambios de presión intersticial en suelos parcialmente saturados sometidos a cambios en la presión aplicada en su contorno y bajo condiciones no drenadas. Capítulo 13. Teoría de estados críticos. Capítulo 14. Reconocimiento y mejora del terreno. Perfil del suelo. Métodos de reconocimiento del terreno. El procedimiento de reconocimiento. Mejora del terreno.
3. Contenidos Según el listado presentado en el capítulo introductorio de este anejo los contenidos de este libro son los siguientes. • Temas preliminares. - Definición de suelo. - Clasificación de los suelos según su formación. - Mineralogía de las arcillas. • Propiedades y clasificación de los suelos. - Granulometría: definición y clasificación de los suelos. - Parámetros de relación entre las fases: definición y relaciones. - Límites de Atterberg: definición. - Límites de Atterberg: obtención. - Sistemas de clasificación de suelos. • Conceptos básicos de mecánica de medios continuos. - Definición de estado tensional y deformacional. - Representación del estado deformacional con el círculo de Mohr. - Invariantes y trayectorias de tensión y deformación.
• Comportamiento tensión - deformación, suelo saturado. - Principio de tensiones efectivas. - Definición de K0. - Estado tensional en terreno horizontal. - El edómetro. - Resultado de muestras sometidas a compresión unidimensional. - Representación matemática de la compresión unidimensional. - El aparato de corte directo. - El aparato triaxial. - Resultados de triaxiales interpretados simplemente como ensayos de rotura. - Tipos de rotura. - El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. - Resistencia al corte no drenada. - Interpretación cualitativa de los triaxiales típicos. - Representación matemática de la compresión isótropa.
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Smith, G.N. (1990), Elements of soil mechanics
- Modelo de comportamiento de muestras normalmente consolidadas: línea de estados críticos y superficie de Roscoe. - Modelo de comportamiento de muestras sobreconsolidadas: línea de estados críticos y superficie de Hvorslev. - Estados de tensiones generales (generalización del comportamiento observado en condiciones triaxiales). • Análisis global del terreno. - Distribuciones de tensiones y deformaciones bajo cargas en medio elástico. - Tensiones en el contacto estructura - terreno: medio elástico. • El agua en el terreno. - Nivel freático. - Velocidad del agua y caudal unitario. - Altura piezométrica. - Ley de Darcy: definición. - Permeabilidad: suelos estratificados. - Permeabilidad: obtención en laboratorio. - Permeabilidad: obtención in situ. - Ec. de flujo: formulación. - Ec. de flujo: presentación de los métodos de resolución. - Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo. - Ec. de flujo: resolución con anisotropía. - Ec. de flujo: resolución en suelo estratificado. - Sifonamiento. - Capilaridad, fenómeno físico (tensión superficial, ascensión capilar…). - Capilaridad en suelos. - Presión capilar y succión. - Drenes. Condiciones de filtro. • Consolidación. - Definición del fenómeno de la consolidación. - Modelo reológico. - Teoría unidimensional de Terzaghi (planteamiento y solución). - Consolidación radial. - Determinación de cv en el edómetro. • Comportamiento tensión - deformación, suelo no saturado. - Definición de la compactación. - El ensayo Proctor. - Compactación en obra. - Compresibilidad de suelos no saturados.
- Resistencia al esfuerzo cortante de suelos parcialmente saturados. • Reconocimiento del terreno. - Presentación de los métodos de reconocimiento. - Presentación de los ensayos in situ. - El informe geotécnico: definición y pautas de redacción. • Taludes e inestabilidad de laderas. - Planteamiento general del método de superficie de deslizamiento. - Análisis de taludes infinitos. - Roturas planas. - Método de las rebanadas. - Ábacos. - Tracción en un talud. • Cimentaciones superficiales. - Definición y tipologías de cimentaciones superficiales. - Definición de tensión admisible. - Cálculo de la presión de hundimiento por Brinch Hansen. - Cálculo de la presión de hundimiento por otros métodos. - Cálculo de la presión de hundimiento en terrenos estratificados. - Cálculo de la presión de hundimiento a partir de ensayos in situ. - Asientos admisibles. - Cálculo de asientos por el método edométrico. - Cálculo de asientos por métodos elásticos. - Cálculo de asientos por el método de Skempton-Bjerrun. - Cálculo de asientos por otros métodos (Schmertmann, Janbu…). - Cálculo de asientos a partir de ensayos in situ. - Particularidades del proyecto de vigas flotantes. • Cimentaciones profundas. - Definición y tipologías. - Descripción de los métodos constructivos de pilotes. - Definición de carga de hundimiento y sus componentes. - Cálculo de contribución por punta. - Cálculo de contribución por fuste. - El efecto grupo. - Pruebas de carga. - Cálculo frente fricción negativa.
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• Empuje de tierras. - Empuje en reposo. - Empuje activo: método de Rankine. - Empuje activo: método de Coulomb. - Empuje activo: método de Culmann - Método aproximado para el cálculo de cargas exteriores. - Empuje pasivo: métodos anteriores. • Estructuras de contención rígidas. - Tipologías de estructuras de contención rígidas. - Causas del colapso de estructuras de contención.
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
- Comprobación frente vuelco y deslizamiento. - Cálculo de muros de tierra armada. • Estructuras de contención flexibles. - Tipologías de estructuras de contención flexibles. - Método simplificado de cálculo de pantallas en voladizo. - Métodos simplificados de cálculo de pantallas con un apoyo. • Otros estudios geotécnicos. - Mejora del terreno. - Geotecnia de carreteras. - Métodos numéricos en la geotecnia.
Este listado en primer lugar permite certificar la afirmación presentada en el apartado introductorio en la que se anuncia que se trata de un libro de geotecnia. Pese a que el título de la obra únicamente hace referencia a la mecánica de suelos puede observarse que en el libro se tratan también temas de ingeniería geotécnica. Comparando este listado y el presentado en el capítulo introductorio, que recogía todos los conceptos definidos a través del análisis de todos los libros, se observa rápidamente que se trata de un libro muy completo en el que se abarcan temas cuya presencia es poco habitual en libros destinados a la docencia de la geotecnia al nivel de iniciación. De estos temas especialmente destacan la introducción a las teorías de estados críticos, el estudio del comportamiento mecánico del suelo no saturado un poco más allá de la compactación y una extensa explicación sobre la aplicación de métodos numéricos sencillos a la resolución de la ecuación de consolidación. En un análisis general los bloques con más ausencias son las siguientes: • Temas preliminares. De este bloque únicamente se desarrolla muy brevemente la definición de suelo, la clasificación de estos según su formación y una introducción a la mineralogía de las arcillas, por lo que hay muchos temas que no se abarcan. Entre ellos destaca la definición de mecánica de suelos o por ejemplo ya que se introduce el tema de la mineralogía de las arcillas se podría también introducir el tema de las fuerzas físico-químicas actuantes entre partículas de arcilla. • Conceptos básicos de mecánica de medios continuos. De éste conjunto de contenidos sólo se trata la definición de estado tensional, la representación de este mediante el círculo de Mohr y la definición de invariante y trayectoria de tensiones. • Análisis global del terreno. En el bloque de contenidos de análisis global del terreno sólo se desarrollan contenidos relacionados con el análisis en servicio, faltan todos los de rotura. Todos estos bloques ausentes pertenecen a la parte de mecánica de suelos, en la de ingeniería geotécnica a parte de contenidos muy específicos no se detectan ausencias importantes, sólo la falta de explicaciones relacionados con la metodología de proyecto de las estructuras geotécnicas que se abarcan. Se explican las herramientas del proyecto pero no la forma de emplearlas todas en conjunto. Esto es un error que deja los temas de ingeniería geotécnica un poco cojos, inacabados, ya que faltan las explicaciones que den coherencia al empleo de todos los modelos de cálculo explicados.
4. Ordenamiento de los contenidos A continuación se presentan los capítulos del libro con los contenidos listados en el apartado anterior que se tratan en cada uno. De esta manera se muestra el orden en el que se exponen esos contenidos presentados anteriormente. 1. Clasificación e identificación de las propiedades de los suelos.
- Definición de suelo.
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Smith, G.N. (1990), Elements of soil mechanics
- Clasificación de los suelos según su formación. - Mineralogía de las arcillas. - Granulometría: definición y clasificación de los suelos. - Límites de Atterberg: definición. - Límites de Atterberg: obtención. - Sistemas de clasificación de suelos. - Parámetros de relación entre las fases: definición y relaciones. 2. El agua en el suelo. - Nivel freático. - Capilaridad, fenómeno físico (tensión superficial, ascensión capilar…). - Capilaridad en suelos. - Altura piezométrica. - Velocidad del agua y caudal unitario. - Ley de Darcy: definición. - Permeabilidad: obtención en laboratorio. - Permeabilidad: obtención in situ. - Ec. de flujo: formulación. - Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo. - Sifonamiento. - Drenes. Condiciones de filtro. - Flujo a través de presas de tierras. - Ec. de flujo: resolución con anisotropía. - Ec. de flujo: presentación de los métodos de resolución. - Permeabilidad: suelos estratificados. - Ec. de flujo: resolución en suelo estratificado. 3. Resistencia al corte del suelo. - Definición de estado tensional y deformacional. - Representación del estado tensional con el círculo de Mohr. - El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. - Principio de tensiones efectivas. - El aparato de corte directo. - El aparato triaxial. - Resultados de triaxiales interpretados simplemente como ensayos de rotura. - Tipos de rotura. - Resistencia al corte no drenada. - Cálculo de presión intersticial en situaciones no drenadas. - Estados de tensiones generales (generalización del comportamiento observado en condiciones triaxiales). - Interpretación cualitativa de los triaxiales típicos.
4. Principios del análisis tensional. - Estado tensional en terreno horizontal. - Distribuciones de tensiones y deformaciones bajo cargas en medio elástico. - Tensiones en el contacto estructura - terreno: medio elástico. 5. Estabilidad de taludes. - Planteamiento general del método de superficie de deslizamiento. - Análisis de taludes infinitos. - Tracción en un talud. - Método de las rebanadas. - Ábacos. - Roturas planas. 6. Empujes de tierras. - Empuje activo: método de Rankine. - Empuje activo: método de Coulomb. - Empuje activo: método de Culmann. - Método aproximado para el cálculo de cargas exteriores. - Empuje en reposo. - Definición de K0. - Empuje pasivo: métodos anteriores. 7. Estructuras de contención de tierras. - Tipologías de estructuras de contención rígidas. - Tipologías de estructuras de contención flexibles. - Causas del colapso de estructuras de contención. - Comprobación frente vuelco y deslizamiento. - Método simplificado de cálculo de pantallas en voladizo. - Métodos simplificados de cálculo de pantallas con un apoyo. - Cálculo de muros de tierra armada. 8. Capacidad portante de suelos. - Definición y tipologías de cimentaciones superficiales. - Cálculo de la presión de hundimiento por otros métodos. - Cálculo de la presión de hundimiento por Brinch Hansen. - Cálculo de la presión de hundimiento en terrenos estratificados. - Cálculo de la presión de hundimiento a partir de ensayos in situ. - Definición y tipologías de pilotes. - Descripción de los métodos constructivos de pilotes.
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
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- Pruebas de carga. - Definición de carga de hundimiento y sus componentes. - Cálculo de contribución por punta. - Cálculo de contribución por fuste. - Cálculo frente fricción negativa. - El efecto grupo.
- Determinación de cv en el edómetro. - Métodos numéricos en la geotecnia (aplicación a la determinación del grado de consolidación). - Consolidación radial. 11. Compactación y aspectos de mecánica de suelos para el diseño de carreteras. - Definición de la compactación. - El ensayo Proctor. - Compactación en obra. - Geotecnia de carreteras.
9. Asientos de cimentaciones, compresibilidad de suelos. - Cálculo de asientos por métodos elásticos. - Cálculo de asientos por otros métodos (Schmertmann, Janbu…). - Cálculo de asientos a partir de ensayos in situ. - El edómetro. - Resultado de muestras sometidas a compresión unidimensional. - Representación matemática de la compresión unidimensional. - Cálculo de asientos por el método edométrico. - Cálculo de asientos por el método de Skempton-Bjerrun. - Invariantes y trayectorias de tensiones. - Trayectoria de tensiones en el edómetro. - Definición de tensión admisible. - Asientos admisibles.
13. Teoría de estados críticos. - Representación matemática de la compresión isótropa. - Modelo de comportamiento de muestras normalmente consolidadas: línea de estados críticos y superficie de Roscoe. - Modelo de comportamiento de muestras sobreconsolidadas: línea de estados críticos y superficie de Hvorslev.
10. Evolución de los asientos de una cimentación. - Definición del fenómeno de la consolidación. - Modelo reológico. - Teoría unidimensional de Terzaghi (planteamiento y solución).
14. Reconocimiento y mejora del terreno. - Presentación de los métodos de reconocimiento. - Presentación de los ensayos in situ. - El informe geotécnico: definición y pautas de redacción. - Mejora del terreno.
12. Succión en suelos parcialmente saturados. - Presión capilar y succión. - Compresibilidad de suelos no saturados. - Resistencia al esfuerzo cortante de suelos parcialmente saturados.
Este listado de contenidos, presentados en el orden en el que aparecen en el libro se puede simplificar aunando los capítulos en grandes bloques temáticos de la siguiente manera: • Temas preliminares. 1. Clasificación e identificación de las propiedades de los suelos. • El agua en el terreno. 2. El agua en el suelo. • Comportamiento mecánico de los suelos. 3. Resistencia al corte del suelo. 4. Principios del análisis tensional. • Ingeniería geotécnica. 5. Estabilidad de taludes. 6. Empujes de tierras. 7. Estructuras de contención. 8. Capacidad portante de los suelos.
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Smith, G.N. (1990), Elements of soil mechanics
9. Asientos de cimentaciones, compresibilidad de los suelos. 10. Evolución de los asientos de una cimentación. 11. Compactación y aspectos de mecánica de suelos para el diseño de carreteras. • Otros (capítulos añadidos en la sexta edición). 12. Succión y suelos parcialmente saturados. 13. Teoría de estados críticos. 14. Reconocimiento y mejora del terreno. En un primer análisis del esquema acabado de presentar es fácil observar que los tres últimos capítulos del libro, agrupados en el esquema anterior con el nombre de otros, tratan temas dispares unos con otros, sin estar alineados con la estructura general del libro. Ello es producto de la forma escogida por el autor para ampliar los contenidos del libro en su sexta edición, 21 años después de la primera. Así en la última edición aparte de ampliar los capítulos existentes en las anteriores, se añaden otros capítulos con nuevos temas, pero colocados al final del libro, fuera de la estructura general. Comentado este primer aspecto negativo del orden del libro se prosigue el análisis del mismo, pero prescindiendo de los tres últimos capítulos del libro, por estar fuera de la estructura del mismo y no aportar nada al estudio del ordenamiento de los contenidos de un libro básico de geotecnia. Así los conjuntos de capítulos presentados en el apartado anterior, pueden agruparse a su vez en los siguientes: 1. Introducción o temas preliminares. 2. Mecánica de suelos, correspondiente a las partes anteriores el agua en el suelo y comportamiento mecánico del suelo. 3. Ingeniería geotécnica. Esta estructura general, en la que respecto la anterior simplemente se han unido los dos conjuntos intermedios, es la común en la mayoría de la bibliografía analizada. El primer bloque, introducción, tiene un único objetivo presentar el suelo, para ello emplea un único capítulo en el que explica sus propiedades y clasificaciones. El segundo bloque trata tres temas en el siguiente orden: el flujo de agua en suelo saturado, la resistencia del suelo y el análisis tensional. El explicar el flujo de agua antes de la definición de tensión efectiva (situada en el capítulo de resistencia), limita la comprensión por parte del lector de la importancia de ese capítulo, ya que todavía no es consciente de la trascendencia que tiene en el estudio del terreno los cambios de la presión intersticial. El anteponer el tema dedicado a la resistencia del terreno al del análisis tensional, obliga a anticipar en él muchos conceptos propios del capítulo de tensiones, como la definición de tensión efectiva o las herramientas para caracterizar el estado tensional de un punto. Esto se observa en el contenido del capítulo Principios del análisis tensional, en el que únicamente se explica el cálculo de tensiones en una masa de suelo a través de las fórmulas elásticas y la forma de la ley de tensiones en el contacto suelo estructura. Así y dado que las explicaciones relativas a las relaciones tensión – deformación y a la teoría de la consolidación se reservan para el tema de cimentaciones, aspecto negativo por restarles generalidad, a continuación se muestra el ordenamiento de esta parte del libro que parecería más lógico: 1. Principios del análisis tensional, incluyendo la definición de tensión efectiva, del circulo de Mohr, etc. 2. Resistencia al corte del suelo. 3. El agua en el suelo. Los capítulos que forman el tercer bloque, ingeniería geotécnica, tratan tres temas claramente diferenciados, taludes y estructuras de contención, cimentaciones y mecánica de suelos aplicada al diseño de carreteras. Taludes y estructuras de contención se tratan a lo largo de tres capítulos con contenidos claramente diferenciados y perfectamente ordenados, en primer lugar se dedica uno exclusivamente al cálculo de
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
taludes, le sigue otro en el que se explican diferentes teorías para el cálculo de los empujes de tierras y en el último se explica el proceso de cálculo de muros y pantallas. Las cimentaciones también son tratadas a lo largo de tres capítulos pero en este caso sus contenidos y orden ya no son tan perfectos. En el primero tras exponer los diferentes tipos de cimentaciones existentes, se explica el cálculo de la carga de hundimiento de cimentaciones superficiales y de grupos de pilotes. En el segundo se explican las relaciones tensión – deformación aplicadas al cálculo de asientos, prestando especial atención al caso unidimensional estudiado a través del edómetro. Y en el último se desarrolla la teoría de la consolidación, como herramienta para valorar la evolución de los asientos en el tiempo. Este orden y estos contenidos tienen principalmente dos errores; en primer lugar el explicar en temas de cálculo de estructuras concretas teorías generales de la mecánica del suelo, ya que a esas alturas de un libro generalista simplemente debería explicarse como aplicar las teorías generales desarrolladas con anterioridad, y no ellas en si mismas, porque entonces se pierde de vista su validez en otros casos. El segundo error es explicar en un mismo capítulo conceptos referentes a cimentaciones superficiales y a profundas, a la vez que se separan conceptos del cálculo de cimentaciones superficiales en diferentes capítulos, ello impide que el lector obtenga la visión global de todas las herramientas a emplear en el cálculo de una cimentación y la metodología del proyecto de las mismas. Tras los temas de taludes, estructuras de contención y cimentaciones se dedica uno a la mecánica de suelos aplicada al diseño de carreteras, en el que se explica básicamente la compactación de suelos parcialmente saturados. Esto es una forma innovadora de introducir el tema de la compactación en un libro en el que no se va hacer ninguna referencia más a suelos parcialmente saturados ya que permite a la vez dar unas nociones de los ensayos y la forma de valorar la resistencia y deformabilidad de la explanada.
5. Enfoque Como se ha explicado en el capítulo de introducción de este anejo, es extremadamente difícil debido a la naturaleza de la materia que se expone, dar con un único adjetivo que defina el enfoque de un libro de geotecnia. Por ello a modo de ejemplo en primer lugar se muestra el enfoque con que se ha abordado las explicaciones relativas al principio de tensiones efectivas, a la teoría de la consolidación y a la presión de hundimiento de cimentaciones superficiales. Definiendo el enfoque según el orden en el que aparezcan las partes de la explicación definidas en el capítulo de introducción de este anejo como fenómeno, experimentación, teoría y práctica. En el caso de la tensión efectiva se trata de un enfoque tipo fenómeno, en el de la consolidación fenómeno – teoría – práctica y en el de la presión de hundimiento fenómeno – teoría – práctica. Estos tres ejemplos muestran el enfoque general del libro basado en la explicación del fenómeno, esta es apoyada en ciertos temas de la teoría y en otros de la experimentación, y casi siempre que se puede de la práctica.
6. Estructura En primer lugar, en la siguiente página se presenta la tabla con la información necesaria para analizar la estructura del libro, tal y como se anunciaba en el capítulo introductorio de este anejo. Dada la imposibilidad de analizar los datos presentados en la tabla anterior de forma individual, estos se comentan en el análisis conjunto presentado en el último capítulo. Pero este libro tiene una particularidad que merece ser comentada a nivel individual. Los apartados no están numerados, así la jerarquía entre ellos solamente queda identificada por la tipografía del título, ello es muy negativo ya que dificulta el situar contenidos dentro de la estructura de capítulos muy extensos. El número de apartados reflejado en la tabla, que proporciona un promedio de más de seis hojas por apartado (muy elevado en comparación con el resto de libro) ha sido obtenido de contar los apartados presentados por el autor en el índice del libro, pero esos apartados están mucho más estructurados mediante títulos intermedios, lo que dificulta la interpretación de los datos presentados en la tabla. En definitiva y previo un análisis conjunto la estructura de este libro, en lo que se refiere apartados es un muy mal ejemplo.
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Smith, G.N. (1990), Elements of soil mechanics
Ejemplos o ejercicios con solución
Apartados
Figuras
Páginas
Ejem. o ejerc.
Figuras
1. Clasificación e identificación de las propiedades de los suelos. 2. El agua en el suelo. 3. Resistencia al corte del suelo. 4. Principios del análisis tensional. 5. Estabilidad de taludes. 6. Empujes de tierras. 7. Estructuras de contención. 8. Capacidad portante de los suelos. 9. Asientos de cimentaciones, compresibilidad de los suelos. 10. Evolución de los asientos de una cimentación. 11. Compactación y aspectos de mecánica de suelos para el diseño de carreteras. 12. Succión y suelos parcialmente saturados. 13. Teoría de estados críticos. 14. Reconocimiento y mejora del terreno.
Páginas
Teoría
23
5
8
11
17
4
38 38 11 28 32 19 38 28 25
5 6 4 2 5 4 5 5 4
26 31 10 21 26 14 23 11 20
11 14 7 19 13 7 7 14 9
20 16 12 19 13 4 14 12 12
7 10 6 14 5 4 1 6 2
35
7
14
5
8
3
21 18 16
4 1 4
12 15 5
11 2 1
7 3 1
6 1 0
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Terzagui, K. y Peck, R.B. (1958), Mecánica de suelos en la ingeniería práctica
Terzagui, K. y Peck, R.B. (1958), Mecánica de suelos en la ingeniería práctica. Editorial El Ateneo, Barcelona. 1. Introducción La introducción a este libro requiere en primer lugar una especial referencia a sus autores, debido a su excelencia. Karl Terzagui es considerado universalmente como el padre de la mecánica de suelos por la publicación de su libro Erdbaumechanik en 1925. Terzaghi no sólo inicio la mecánica de suelos sino que hasta su muerte ejerció una profunda influencia en esta ciencia gracias a su incesante actividad investigadora. El Dr. Peck se inicio en el estudio de la mecánica de suelo de la mano de Terzaghi y a los veintitrés años ya representó a éste durante la fase inicial de la construcción del Metropolitano de Chicago. El Dr. Peck ha dedicado sus esfuerzos a la aplicación de la mecánica de suelos al proyecto y construcción de obras, así como a la obtención y presentación de los resultados de investigación de forma adecuada para el uso directo por el ingeniero practicante. La obra analizada en este capítulo se gestó inicialmente como complemento al libro de Terzaghi Theoretical Soil Mechanics de 1943. Concretamente para explicar la aplicación en la ingeniería práctica de todas las teorías en él desarrolladas. Pero finalmente esta obra es totalmente independiente de la anterior, ya que sus autores decidieron iniciarla con unos capítulos en los que se exponen los principios fundamentales de las teorías de la mecánica de suelos. Consiguiendo así, independizando esta obra de la anterior, que fuera de utilidad para estudiantes e ingenieros en ejercicio. Así se trata de una obra completa de geotecnia. Este libro fue publicado por primera vez en 1947 y en 1967 apareció una segunda edición renovada y ampliada. En el siguiente apartado se reproducen los índices de las traducciones de estas dos ediciones, pudiendo observar las diferencias, los años de publicación de estas traducciones son 1958 y 1972. Ello es interesante por tratarse de un libro que se puede clasificar de poseer un valor histórico en la difusión de la mecánica de suelos. Pero los análisis de contenidos, ordenamiento y estructura se realizarán sobre la segunda edición. Por último y antes de comenzar el análisis de este libro, es preciso decir que es doblemente difícil analizar críticamente un libro escrito por Terzaghi con una primera edición en 1947. En primer lugar por el autor, considerado por muchos el padre de la geotecnia moderna, y en segundo lugar por el año, ya que pertenece a los albores de la difusión de los conocimientos de la mecánica de suelos. Ambas razones dan un valor histórico a esta obra que dificulta enormemente el mostrarse crítico con ella.
2. Índice 2.1 Índice de la primera edición PARTE A. PROPIEDADES ÍNDICES DE LOS SUELOS. Capítulo 1. Propiedades índices de los suelos. 1.1 Importancia práctica de las propiedades índice. 1.2 Principales tipos de suelos. 1.3 Tamaño y forma de las partículas de los suelos. 1.4 Propiedades de las fracciones muy finas de los suelos. 1.5 Análisis mecánico o granulométrico de los suelos. 1.6 Clasificación de los suelos en función de sus características granulométricas.
1.7 Agregados de suelos. 1.8 Consistencia y sensibilidad de las arcillas. 1.9 Requerimientos mínimos para una descripción adecuada de los suelos. Capítulo 2. Propiedades hidráulicas y mecánicas de los suelos. 2.1 Significado de las propiedades hidráulicas y mecánicas de los suelos. 2.2 Permeabilidad de los suelos. 2.3 Tensión efectiva, tensión neutra, gradiente hidráulico crítico. 2.4 Compresibilidad de estratos confinados de suelo.
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
2.5 2.6 2.7 2.8
6.2 6.3 6.4 6.5
Capítulo 3. Drenaje de los suelos. 3.1 Napa freática, humedad del suelos, fenómenos capilares. 3.2 Formas y tipos de drenaje.
PARTE C. PROBLEMAS DEL PROYECTO Y DE LA CONSTRUCCIÓN. Capítulo 7. Exploración del suelo. 7.1 Propósito y alcance de la exploración del suelo. 7.2 Métodos de exploración del suelo. 7.3 Programa para la exploración del suelo.
Consolidación de capas de arcillas. Resistencia al corte de los suelos. Ensayos de compresión triaxial. Comportamiento al corte de arena fluida y arcilla blanda. 2.9 Tensiones y deformaciones en los suelos. 2.10 Efecto de las vibraciones sobre los suelos.
Cálculo de la filtración. Sifonaje. Teoría de la consolidación. Estabilidad de diques de tierra.
PARTE B. MECÁNICA TEÓRICA DE LOS SUELOS. Capítulo 4. Equilibrio plástico de los suelos. 4.1 Hipótesis fundamentales. 4.2 Estados de equilibrio plástico. 4.3 Teoría de Rankine de empuje de tierras. 4.4 Influencia de la rugosidad del muro en la forma de la superficie de deslizamiento. 4.5 Teoría de Coulomb del empuje activo contra muros de sostenimiento. 4.6 Punto de aplicación del empuje. 4.7 Empuje pasivo en el caso de superficies de contacto rugosas. 4.8 Capacidad de carga de zapatas de fundación poco profundas. 4.9 Capacidad de carga de pilares de fundación y de pilotes. 4.10 Estabilidad de taludes. 4.11 Empuje de la tierra contra entibaciones de excavaciones a cielo abierto. 4.12 Efecto de arco en los suelos.
Capítulo8. Empuje de tierras y estabilidad de taludes. 8.1 Muros de sostenimiento. 8.2 Drenaje de excavaciones. 8.3 Entibación de excavaciones a cielo abierto. 8.4 Estabilidad de laderas y de taludes de desmontes y excavaciones. 8.5 Compactación de suelos. 8.6 Proyecto de terraplenes, malecones y diques de tierra. 8.7 Estabilidad de la base de terraplenes y diques de tierra.
Capítulo 5. Asentamientos y presiones de contacto. 5.1 Introducción. 5.2 Presiones verticales en el suelo situado debajo de las zonas cargadas. 5.3 Asentamiento de fundaciones. 5.4 Presión de contacto y teorías de reacción de la subrasante.
Capítulo 10. Asentamientos debidos a causas no comunes. 10.1 Asentamientos debidos a los procesos constructivos. 10.2 Asentamientos producidos por la depresión de la napa. 10.3 Asentamientos causados por las vibraciones. 10.4 Asentamientos debidos al deterioro del hormigón de la fundación.
Capítulo 6. Hidráulica de los suelos. 6.1 Alcance y objeto de los problemas hidráulicos. 2.2 Índice de la segunda edición PARTE A. PROPIEDADES ÍNDICES DE LOS SUELOS. Capítulo 1. Propiedades índices de los suelos. 1.1 Importancia práctica de las propiedades índice. 1.2 Principales tipos de suelos.
Capítulos 9. Fundaciones. 9.1 Fundaciones de estructuras. 9.2 Fundaciones sobre zapatas. 9.3 Plateas de fundación. 9.4 Fundaciones sobre pilotes. 9.5 Pilares de fundación. 9.6 Fundaciones de diques. 9.7 Seguridad contra el sifonaje.
1.3 Tamaño y forma de las partículas de los suelos. 1.4 Propiedades de las fracciones muy finas de los suelos. 1.5 Análisis mecánico o granulométrico de los suelos.
Anejo VI. Análisis bibliografía
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Terzagui, K. y Peck, R.B. (1958), Mecánica de suelos en la ingeniería práctica
1.6 1.7 1.8 1.9
Agregados de suelos. Consistencia y sensibilidad de las arcillas. Clasificación de los suelos. Requerimientos mínimos para una descripción adecuada de los suelos.
Capítulo 2. Propiedades hidráulicas y mecánicas de los suelos. 2.1 Significado de las propiedades hidráulicas y mecánicas de los suelos. 2.2 Permeabilidad de los suelos. 2.3 Tensión efectiva, tensión neutra, gradiente hidráulico crítico. 2.4 Compresibilidad de estratos confinados de suelo. 2.5 Consolidación de capas de arcillas. 2.6 Tensiones y deformaciones de los suelos. 2.7 Condiciones de rotura de suelos. 2.8 Resistencia al corte de suelos no cohesivos. 2.9 Resistencia al corte de suelos cohesivos. 2.10 Efecto de las vibraciones sobre los suelos. Capítulo 3. Drenaje de los suelos. 3.1 Napa freática, humedad del suelos, fenómenos capilares. 3.2 Formas y tipos de drenaje. PARTE B. MECÁNICA TEÓRICA DE LOS SUELOS. Capítulo 4. Hidráulica de los suelos. 4.1 Alcance y objeto de los problemas hidráulicos. 4.2 Cálculo de la filtración. 4.3 Sifonaje. 4.4 Teoría de la consolidación. Capítulo 5. Equilibrio plástico de los suelos. 5.1 Hipótesis fundamentales. 5.2 Estados de equilibrio plástico. 5.3 Teoría de Rankine de empuje de tierras. 5.4 Influencia de la rugosidad del muro en la forma de la superficie de deslizamiento. 5.5 Teoría de Coulomb del empuje activo contra muros de sostenimiento. 5.6 Punto de aplicación del empuje. 5.7 Empuje pasivo en el caso de superficies de contacto rugosas. 5.8 Capacidad de carga de zapatas de fundación poco profundas. 5.9 Capacidad de carga de pilares de fundación y de pilotes. 5.10 Estabilidad de taludes. 5.11 Estabilidad de diques de tierra. 5.12 Empuje de la tierra contra entibaciones de excavaciones a cielo abierto.
5.13 Efecto de arco en los suelos. Capítulo 6. Asentamientos y presiones de contacto. 6.1 Introducción. 6.2 Presiones verticales en el suelo situado debajo de las zonas cargadas. 6.3 Asentamiento de fundaciones. 6.4 Presión de contacto y teorías de reacción de la subrasante. PARTE C. PROBLEMAS DEL PROYECTO Y DE LA CONSTRUCCIÓN. Capítulo 7. Exploración del suelo. 7.1 Propósito y alcance de la exploración del suelo. 7.2 Métodos de exploración del suelo. 7.3 Programa para la exploración del suelo. Capítulo8. Empuje de tierras y estabilidad de taludes. 8.1 Muros de sostenimiento. 8.2 Drenaje de excavaciones. 8.3 Entibación de excavaciones a cielo abierto. 8.4 Estabilidad de laderas y de taludes de desmontes y excavaciones. 8.5 Compactación de suelos. 8.6 Proyecto de terraplenes, malecones y diques de tierra. 8.7 Estabilidad de la base de terraplenes y diques de tierra. Capítulos 9. Fundaciones. 9.1 Fundaciones de estructuras. 9.2 Fundaciones sobre zapatas. 9.3 Plateas de fundación. 9.4 Fundaciones sobre pilotes. 9.5 Pilares de fundación. Capítulo 10. Asentamientos debidos a causas no comunes. 10.1 Asentamientos debidos a los procesos constructivos. 10.2 Asentamientos producidos por la depresión de la napa. 10.3 Asentamientos causados por las vibraciones. Capítulo 11. Presas y fundaciones de las presas. 11.1 Presas de tierra. 11.2 Presas de escollera. 11.3 Presas de hormigón fundadas sobre sedimentos. 11.4 Supervisión de los embalses durante la construcción.
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Capítulo 12. Observaciones de comportamiento. 12.1 Propósito y amplitud de las observaciones de comportamiento 12.2 Medición de desplazamientos.
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
12.3 Medición de empujes de tierra. 12.4 Medición de la presión de poros. 12.5 Registro de las observaciones de obra y del terreno.
3. Contenidos Empleando el listado presentado en el capítulo introductorio de este anejo, los contenidos del libro analizado son los siguientes. - Interpretación cualitativa de los triaxiales • Temas preliminares. típicos. - Mineralogía de las arcillas. - Resultado de muestras sometidas a - Fuerzas físico-químicas actuantes entre las compresión isótropa. partículas de arcilla. - Cálculo de presión intersticial en situaciones no drenadas. • Propiedades y clasificación de los suelos. - Ensayo de compresión simple. - Granulometría: definición y clasificación de - Relación de los índices de Atterberg y los los suelos. parámetros tenso-deformacionales. - Granulometría: obtención. - Textura de los suelos. • Análisis global del terreno. - Forma de las partículas. - Distribuciones de tensiones y deformaciones - Parámetros de relación entre las fases: bajo cargas en medio elástico. definición y relaciones. - Tensiones en el contacto estructura - terreno: - Límites de Atterberg: definición. medio elástico. - Límites de Atterberg: obtención. - Tensiones en el contacto estructura - terreno: - Sistemas de clasificación de suelos. coeficiente de balasto. Estados de Rankine. • Conceptos básicos de mecánica de medios continuos. • El agua en el terreno. - Representación del estado tensional con el - Nivel freático. círculo de Mohr. - Velocidad del agua y caudal unitario. - Altura piezométrica. • Comportamiento tensión - deformación, suelo - Ley de Darcy: definición. saturado. - Permeabilidad: suelos estratificados. - Definición de tensión total y presión Permeabilidad: obtención en laboratorio. intersticial. Ec. de flujo: formulación. - Principio de tensiones efectivas. - Ec. de flujo: resolución analítica. - Definición de K0. - Ec. de flujo: resolución mediante redes de - Presión de preconsolidación y grado de flujo. sobreconsolidación. - Ec. de flujo: resolución con anisotropía. - Concepto de carga drenada y no drenada. - Sifonamiento. - El edómetro. - Capilaridad, fenómeno físico (tensión - Resultado de muestras sometidas a superficial, ascensión capilar…). compresión unidimensional. Capilaridad en suelos. - Representación matemática de la - Drenes. Condiciones de filtro. compresión unidimensional. - Rebajamiento del nivel freático. - Obtención de la presión de preconsolidación. • Consolidación. - El aparato triaxial. - Definición del fenómeno de la - Resultados de triaxiales interpretados consolidación. simplemente como ensayos de rotura. - Modelo reológico. - El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. - Teoría unidimensional de Terzaghi - Resistencia al corte no drenada. (planteamiento y solución). - Resultados de triaxiales típicos. - Consolidación secundaria. - Trayectorias de tensiones en los triaxiales típicos.
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Terzagui, K. y Peck, R.B. (1958), Mecánica de suelos en la ingeniería práctica
• Comportamiento tensión - deformación, suelo no saturado. - Definición de la compactación. - El ensayo Proctor. • Reconocimiento del terreno. - Presentación de los métodos de reconocimiento. - Presentación de los ensayos in situ. - Planificación del reconocimiento. • Taludes e inestabilidad de laderas. - Tipologías de inestabilidades. - Causas de inestabilidades. - Planteamiento general del método de superficie de deslizamiento. - Método del círculo de rozamiento. - Método de las rebanadas. • Cimentaciones superficiales. - Definición y tipologías de cimentaciones superficiales. - Metodología del proyecto de cimentaciones superficiales. - Definición de tensión admisible. - Cálculo de la presión de hundimiento por otros métodos. - Cálculo de la presión de hundimiento en terrenos estratificados. - Cálculo de la presión de hundimiento a partir de ensayos in situ. - Particularidades del proyecto de losas. • Cimentaciones semiprofundas. - Cimentación por cajones.
- Metodología del proyecto de pilotaje. - Definición de carga de hundimiento y sus componentes. - Cálculo de contribución por punta. - Cálculo de contribución por fuste. - El efecto grupo. - Fórmulas de hinca. - Cálculo de asientos de pilotes. • Empuje de tierras. - Empuje activo: método de Rankine. - Empuje activo: método de Coulomb. - Empuje activo: método de Culmann. - Método aproximado para el cálculo de cargas exteriores. - Empuje pasivo: métodos anteriores. • Estructuras de contención rígidas. - Metodología del proyecto de muros. - Comprobación frente vuelco y deslizamiento. - Comprobación frente hundimiento y estabilidad global. - Detalles constructivos. • Estructuras de contención flexibles. - Métodos de materialización de las entibaciones. - Métodos de cálculo de empujes sobre entibaciones. - Seguridad frente levantamiento del fondo. • Otros estudios geotécnicos. - Instrumentación. - Presas. - Estudio de cargas dinámicas.
• Cimentaciones profundas. En el apartado introductorio se apuntaba que pese a iniciarse la redacción de este libro con la intención de redactar un texto de ingeniería geotécnica éste acabo siendo una obra completa de geotecnia, ello lo demuestra el listado de contenidos acabado de presentar. En él se puede observar como aparecen temas tanto de ingeniería geotécnica como de mecánica de suelos. Si se compara este listado y el presentado en el capítulo introductorio, que recoge todos los conceptos definidos a través del análisis de todos los libros, destacan varias ausencias. En primer lugar se notan a faltar temas preliminares, sorprende que en una obra de esta envergadura no se consuma ningún apartado en definir suelo, ni en explicar la formación de éste. En segundo lugar destaca la ausencia de conceptos básicos de mecánica de medios continuos, de éstos sólo se explica la representación del estado tensional con el círculo de Mohr. Aunque la ausencia de algunos de estos conceptos, como los principios de la teoría de la elasticidad o plasticidad, tampoco es de extrañar ya que no se emplean en ninguna explicación en los apartados dedicados al comportamiento tenso-deformacional de los suelos. En relación con estos temas, evidentemente dado la fecha de publicación de este libro, no se desarrollan aspectos relacionados con los modelos de estado crítico, esto no puede considerarse una ausencia ya que el desarrollo de estos es posterior a la redacción de esta obra. De todas las ausencias destacadas hasta el momento, ninguna ha sido de aspectos propios de mecánica de suelos, y es que en este sentido solamente hay la de temas relacionados con el comportamiento mecánico de suelos no saturados. Respecto los temas de ingeniería
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Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
geotécnica solamente hay una ausencia importante: no se aborda ningún tema relacionado con las estructuras de contención flexibles, excepto el cálculo de entibaciones. Pero salvo esta ausencia hay que destacar la riqueza de esta obra en cuanto a los temas de ingeniería geotécnica, prueba de ello son los apartados dedicados a la estabilidad de laderas con un gran número de casos analizados, el dedicado a la estabilidad de la base de terraplenes o el destinado al proyecto de losas de cimentación. En este sentido también destacan el capítulo dedicado a las presas y sus cimentaciones y, muy especialmente por su originalidad, el dedicado a asientos debidos a causas no comunes, concretamente a procesos constructivos, a la depresión del nivel freático y a los causados por vibraciones. Se puede concluir este análisis destacando la riqueza de esta obra, que aborda aspectos muy concretos como los presentados, no tiene ninguna gran ausencia de temas de mecánica de suelos y sólo se nota a faltar en los de ingeniería geotécnica el estudio de las estructuras de contención flexibles.
4. Ordenamiento de los contenidos A continuación se presentan los capítulos del libro con los contenidos listados en el apartado anterior que se tratan en cada uno. De esta manera se muestra el orden en el que se exponen esos contenidos presentados anteriormente. PARTE A. PROPIEDADES ÍNDICES DE LOS SUELOS. 1. Propiedades índices de los suelos. - Granulometría: definición y clasificación de los suelos. - Mineralogía de las arcillas. - Fuerzas físico-químicas actuantes entre las partículas de arcilla. - Granulometría: obtención. - Parámetros de relación entre las fases: definición y relaciones. - Límites de Atterberg: definición. - Límites de Atterberg: obtención. - Sistemas de clasificación de suelos. 2. Propiedades hidráulicas y mecánicas de los suelos. - Altura piezométrica. - Velocidad del agua y caudal unitario. - Ley de Darcy: definición. - Permeabilidad: obtención en laboratorio. - Permeabilidad: suelos estratificados. - Drenes. Condiciones de filtro. - Definición de tensión total y presión intersticial. - Principio de tensiones efectivas. - Sifonamiento. - El edómetro. - Resultado de muestras sometidas a compresión unidimensional. - Representación matemática de la compresión unidimensional. - Presión de preconsolidación y grado de sobreconsolidación. - Obtención de la presión de preconsolidación. - Definición del fenómeno de la consolidación.
-
Modelo reológico. Consolidación secundaria. El aparato triaxial. Resultado de muestras sometidas a compresión isótropa. Concepto de carga drenada y no drenada. Resultados de triaxiales típicos. Trayectorias de tensiones en los triaxiales típicos. Interpretación cualitativa de los triaxiales típicos. Cálculo de presión intersticial en situaciones no drenadas. Ensayo de compresión simple. Representación del estado tensional con el círculo de Mohr. El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. Resultados de triaxiales interpretados simplemente como ensayos de rotura. Resistencia al corte no drenada. Relación de los índices de Atterberg y los parámetros tenso-deformacionales. Estudio de cargas dinámicas.
3. Drenaje de los suelos. - Nivel freático. - Capilaridad, fenómeno físico (tensión superficial, ascensión capilar…). - Capilaridad en suelos. - Desecación de suelos. PARTE B. MECÁNICA TEÓRICA DE LOS SUELOS. 4. Hidráulica de los suelos. - Ec. de flujo: formulación. - Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo. - Ec. de flujo: resolución con anisotropía.
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163
Terzagui, K. y Peck, R.B. (1958), Mecánica de suelos en la ingeniería práctica
- Ec. de flujo: resolución analítica. - Sifonamiento. - Definición del fenómeno de la consolidación. - Teoría unidimensional de Terzaghi (planteamiento y solución). 5. Equilibrio plástico de los suelos. - Estados de Rankine. - Definición de K0. - Empuje activo: método de Rankine. - Empuje activo: método de Coulomb. - Empuje activo: método de Culmann - Empuje pasivo: métodos anteriores. - Cálculo de la presión de hundimiento por otros métodos. - Definición de carga de hundimiento y sus componentes. - Fórmulas de hinca. - Planteamiento general del método de superficie de deslizamiento. - Método del círculo de rozamiento. - Método de las rebanadas. - Métodos de cálculo de empujes sobre entibaciones. - Seguridad frente levantamiento del fondo. 6. Asentamientos y presiones de contacto. - Distribuciones de tensiones y deformaciones bajo cargas en medio elástico. - Tensiones en el contacto estructura - terreno: medio elástico. - Tensiones en el contacto estructura - terreno: coeficiente de balasto. PARTE C. PROBLEMAS DEL PROYECTO Y DE LA CONSTRUCCIÓN. 7. Exploración del suelo. - Presentación de los métodos de reconocimiento. - Presentación de los ensayos in situ. - Planificación del reconocimiento. 8. Empuje de tierras y estabilidad de taludes. - Metodología del proyecto de muros.
- Método aproximado para el cálculo de cargas exteriores. - Comprobación frente vuelco y deslizamiento. - Comprobación frente hundimiento y estabilidad global. - Detalles constructivos. - Rebajamiento del nivel freático. - Métodos de materialización de las entibaciones. - Métodos de cálculo de empujes sobre entibaciones. - Tipologías de inestabilidades. - Causas de inestabilidades. - Definición de la compactación. - El ensayo Proctor. 9. Fundaciones. - Definición y tipologías de cimentaciones superficiales. - Definición de tensión admisible. - Cálculo de la presión de hundimiento a partir de ensayos in situ. - Cálculo de la presión de hundimiento en terrenos estratificados. - Metodología del proyecto de cimentaciones superficiales. - Particularidades del proyecto de losas. - Cálculo de contribución por punta. - Cálculo de contribución por fuste. - El efecto grupo. - Cálculo de asientos de pilotes. - Metodología del proyecto de pilotaje. - Cimentación por cajones. 10. Asentamientos debidos a causas no comunes. - Asientos producidos por procesos constructivos, descensos del nivel freático y vibraciones. 11. Presas y fundaciones de las presas. - Presas. 12. Observaciones de comportamiento. - Instrumentación.
Un rápido análisis del listado acabado de presentar transmite rápidamente la sensación de heterogeneidad en los conceptos tratados en los primeros capítulos de este libro, concretamente los dedicados a mecánica de suelos. Por ejemplo sólo en el capítulo dos se abordan aspectos de flujo, relaciones tensión deformación y consolidación. Ello se debe a la peculiar forma escogida por los autores de ordenar los contenidos de este libro, que corresponde al siguiente esquema formado por tres partes principales: A. Propiedades Físicas de los Suelos.
164
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
B. Mecánica Teórica de los Suelos. C. Problemas del proyecto y de la construcción. La parte A trata de las propiedades físicas y mecánicas de probetas homogéneas de suelos inalterados y de suelos amasados. Para ello emplea tres capítulos. El primero se ocupa de los procedimientos utilizados para diferenciar los distintos suelos y los distintos estados dentro de un mismo suelo. El segundo, trata las propiedades hidráulicas y mecánicas de los suelos y de los métodos experimentales utilizados para determinar valores numéricos representativos de esas propiedades, para ello explica las leyes básicas del comportamiento de los suelos, así al hablar de permeabilidad explica la ley de Darcy o antes de hablar del coeficiente de compresibilidad volumétrica se explican los resultados tensión – deformación del ensayo edométrico. El tercer capítulo estudia los procesos físicos relacionas con el drenaje de los suelos. La parte B explica las bases de las teorías necesarias para resolver problemas ingenieriles. Así en su primer capítulo (Hidráulica de suelos) se explica el flujo de agua en terreno saturado y la teoría de la consolidación. En el segundo, Equilibrio plástico de los suelos, se explican métodos para el cálculo de empujes del terreno, la carga de hundimiento de zapatas, de pilotes y el cálculo de taludes. El tercero y último capítulo de esta parte, Asentamientos y presiones de, se explica justamente lo que enuncia su título. La parte C, Problemas del proyecto y de la construcción, se inicia con un capítulo dedicado al reconocimiento del terreno, y luego se dedica uno al cálculo de muros y taludes en el que se aplican los conocimientos de las partes anteriores, al igual que en el siguiente en el que se explica el cálculo de cimentaciones. En esta parte todos los temas abordados son de ingeniería geotécnica. El principal inconveniente de seguir este ordenamiento para la docencia es que dificulta la visión global de los temas, al dividir las explicaciones de un mismo tema en varias partes. Así las explicaciones de mecánica de suelos, como por ejemplo las de flujo y consolidación, están separadas entre la parte A y la B y las de ingeniería geotécnica entre la B y la C, por ejemplo en el capítulo 5, Equilibrio plástico de los suelos (parte B), se explican las teorías de empujes de tierras y de cálculo de presiones de hundimiento, conceptos que posteriormente en los capítulos 8 y 9, respectivamente Empuje de tierras y estabilidad de taludes y Fundaciones, se utilizan de nuevo. El orden de las explicaciones de mecánica de suelos, en parte, es fruto de extraplar la forma en la que habitualmente se explica el comportamiento tenso-deformacional de los suelos (primero los resultados de ensayos de laboratorio y posteriormente su extensión a toda una masa de suelo) a los temas de flujo y consolidación. Así en la parte A se abordan estos aspectos desde los resultados de laboratorio y en la B desde la masa global de terreno. La separación de temas de ingeniería geotécnica se da al considerar el cálculo en si de la presión de hundimiento o de los empujes del terreno como una rama del comportamiento global del terreno fuera de las explicaciones de cimentaciones y muros respectivamente. Comentado los inconvenientes y razones de la estructura general de esta obra, un último análisis interesante desde el punto de vista del ordenamiento, es ver como los dos primeros capítulos de la parte A siguen uno de los esquemas habituales en las partesde mecánica del suelo: - Permeabilidad. - Tensión efectiva. - Compresibilidad de estratos confinados. - Consolidación de capas de arcilla. - Resistencia al corte. - Ensayos de compresión triaxial. Esto mismo se puede observar en la parte B, lo que demuestra que la forma de presentar los conceptos de mecánica de suelos es más o menos la tradicional pero separando los temas en dos partes, la dedicada a la parte más de laboratorio de la parte de mecánica de suelos más aplicada. Un aspecto muy positivo relacionado con el orden de esta obra es que los autores, en el prólogo, aconsejen como leer el libro concretamente dicen: “…se aconseja que el ingeniero no especializado
Anejo VI. Análisis bibliografía
165
Terzagui, K. y Peck, R.B. (1958), Mecánica de suelos en la ingeniería práctica
empiece a leer el libro por la Parte C y recurra a las Partes A y B sólo para referencia…” con ello se consigue que un mismo manual sirva a dos tipos de estudiantes o lectores. Antes de finalizar este análisis es preciso apuntar que este tipo de ordenamiento general, caracterizado por sus tres partes, original de los autores de esta obra, fue el escogido por J.A. Jiménez Salas para su obra, ya analizada en este anejo, y que tanto la obra ahora analizada de Terzaghi y Peck como la de Jiménez Salas y sus colaboradores son dos de las tres obras más recomendadas en las bibliografías de las asignaturas geotécnicas de las escuelas de ingeniería y arquitectura españolas.
5. Enfoque Como se ha explicado en el capítulo de introducción de este anejo, es extremadamente difícil debido a la naturaleza de la materia que se expone, dar con un único adjetivo que defina el enfoque de un libro de geotecnia. Por ello a modo de ejemplo en primer lugar se muestra el enfoque con que se ha abordado las explicaciones relativas al principio de tensiones efectivas, a la teoría de la consolidación y a la presión de hundimiento de cimentaciones superficiales. Definiendo el enfoque según el orden en el que aparezcan las partes de la explicación definidas en el capítulo de introducción de este anejo como fenómeno, experimentación, teoría y práctica. En el caso de la tensión efectiva se trata de un enfoque tipo experimentación – fenómeno, en el de la consolidación fenómeno – experimentación – teoría y en el de la presión de hundimiento fenómeno – teoría – práctica. Ninguna de las tres explicaciones analizadas coincide en su enfoque, precisamente ello es la característica principal en lo que se refiere al enfoque de esta obra, la heterogeneidad. Ésta se debe principalmente al orden en el que se exponen los contenidos, analizado en el apartado anterior. Así aunque en toda la obra se trabaja mucho el fenómeno, en la parte A se prioriza el enfoque experimental, en la B el teórico y en la C el práctico.
6. Estructura En primer lugar se presenta la tabla con la información necesaria para analizar la estructura del libro, tal y como se anunciaba en el capítulo introductorio de este anejo. Ejemplos o ejercicios con solución
Apartados
Figuras
Páginas
Ejem. o ejerc.
Figuras
1. Propiedades índices de los suelos. 2. Propiedades hidráulicas y mecánicas de los suelos. 3. Drenaje de los suelos. 4. Hidráulica de los suelos. 5. Equilibrio plástico de los suelos. 6. Asentamientos y presiones de contacto. 7. Exploración del suelo. 8. Empuje de tierras y estabilidad de taludes. 9. Fundaciones. 10. Asentamientos debidos a causas no comunes. 11. Presas y fundaciones de las presas. 12. Observaciones de comportamiento.
Páginas
Teoría
41 83 20 27 78 17 72 110 100 19 38 53
9 10 2 4 13 4 3 7 5 3 4 5
12 39 12 11 42 10 30 44 25 12 12 29
1 3 1 2 5 2 0 0 0 0 0 0
6 18 4 12 39 9 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
166
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
Dada la imposibilidad de analizar los datos presentados en la tabla anterior de forma individual, estos se comentan en el análisis conjunto presentado en el último capítulo. Pero a simple vista surgen varios comentarios. En primer lugar la ausencia de ejemplos en los capítulos a dedicados a ingeniería geotécnica. Y en segundo la heterogeneidad del tamaño de los capítulos, con uno de menos de veinte páginas y otro con más de cien.
Anejo VI. Análisis bibliografía
167
Análisis conjunto
ANÁLISIS CONJUNTO 1. Introducción En los capítulos anteriores de este anejo se han analizado de forma individual los contenidos, el orden en que éstos se exponen y el enfoque de las explicaciones, según lo expuesto en el capítulo de introducción, de doce libros, también escogidos según lo explicado en el mismo capítulo. Además de estos análisis en los capítulos anteriores se ha dado una información adicional sobre la estructura de los mismos, concretamente se ha facilitado una tabla en la que para cada capítulo muestra el número de páginas, apartados y figuras dedicados a explicar conceptos y el número de ejemplos y ejercicios con solución que se presentan en él, así como el de páginas y figuras empleados en ellos. En este capítulo se presenta un análisis conjunto de todos estos aspectos (contenidos, ordenamiento, enfoque y estructura) con el principal objetivo de mostrar las tendencias en estos temas en la bibliografía existente y presentar sus ventajas e inconvenientes. Este análisis debe permitir para que en el caso de escribir un nuevo libro que aborde aspectos generales de la geotecnia, se disponga de una herramienta que permita valorar las virtudes y los defectos de los libros ya existentes, pudiendo aprender de ellos.
2. Contenidos Como se ha explicado en el capítulo de introducción y se ha podido ver en el resto, el análisis de contenidos se ha realizado a través de la confección de una lista de contenidos de referencia, que permite describir la materia tratada en todos los libros empleando siempre los mismos conceptos. A continuación se muestra para todos los contenidos del listado que libros los tratan y el número total de de ellos que los desarrolla. Esta información se muestra a través de tablas, cada una de ellas recoge un grupo de contenidos que desarrollan un mismo tema, evidentemente éstos coinciden con los bloques en los que se han agrupado los contenidos en todos los análisis anteriores y en la presentación del listado completo en el capítulo de introducción. A continuación se presenta el índice de estas tablas. Tabla 1 Temas preliminares…………………………………………… Tabla 2 Propiedades y clasificación de los suelos…………………….. Tabla 3 Conceptos básicos de mecánica de medios continuos………... Tabla 4 Comportamiento tensión - deformación, suelo saturado……… Tabla 5 Análisis global del terreno…………………………………...... Tabla 6 El agua en el terreno…………………………………………... Tabla 7 Consolidación…………………………………………………. Tabla 8 Comportamiento tensión - deformación, suelo no saturado…... Tabla 9 Reconocimiento del terreno…………………………………... Tabla 10 Taludes e inestabilidad de laderas…………………………… Tabla 11 Cimentaciones superficiales…………………………………. Tabla 12 Cimentaciones semiprofundas……………………………...... Tabla 13 Cimentaciones profundas…………………………………..... Tabla 14 Cimentaciones especiales……………………………………. Tabla 15 Empuje de tierras…………………………………………...... Tabla 16 Estructuras de contención rígidas……………………………. Tabla 17 Estructuras de contención flexibles………………………...... Tabla 18 Otros estudios geotécnicos…………………………………...
168 168 169 169 172 172 173 174 175 175 176 177 177 178 178 179 179 180
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
168
X
X
X
X
X
X X
X X
2
X X X
X X
3 9 5 7 8
X
X
X X
X
X
X
X
X
X
X X
X X
X X
X
X
X
X
X
X
X X
X
X
X
X X
X X X X
4 2
X X X X
TOTAL
X
Terzagui-Peck (1958)
X
Smith (1990)
X
Serra et al. (1986)
X
Rodríguez el al. (1989)
Jiménez Salas et al.
X
Lambe-Whitman (1972)
Iglesias (1997)
Costet-Sanglerat (1975)
X
Holtz-Kovacs (1981)
Definición de geotecnia y/o mecánica del suelo. Repaso de la historia de la geotecnia. Breve descripción de algunos problemas resueltos por la geotecnia. Estructura del globo terrestre. Definición de suelo. Definición de roca. Tipos de roca. Formación de los suelos. Clasificación de los suelos según su formación. La estratigrafía. Mineralogía de las arcillas. Fuerzas físico-químicas actuantes entre las partículas de arcilla.
Berry-Reid (1993)
Contenido
Atkinson-Bransby (1978)
Atkinson (1993)
Tabla 1 Temas preliminares.
6 X
4 9
X
5
Lambe-Whitman (1972)
X
X
X
X
X
X
X
X
X X X
X
X
X
X
X
X
X
X X X
X X X
X
X
X X X X
X
X X
X X X
X X X
TOTAL
Jiménez Salas et al.
X
Terzagui-Peck (1958)
Iglesias (1997)
X
Smith (1990)
Holtz-Kovacs (1981)
X
Serra et al. (1986)
Costet-Sanglerat (1975)
X
Rodríguez el al. (1989)
Berry-Reid (1993)
Granulometría: definición y clasificación de los suelos. Granulometría: obtención. Textura de los suelos. Forma de las partículas. Parámetros de relación entre las fases: definición y relaciones. Parámetros de relación entre las fases: obtención. Límites de Atterberg: definición. Límites de Atterberg: obtención. Sistemas de clasificación de suelos.
Atkinson-Bransby (1978)
Contenido
Atkinson (1993)
Tabla 2 Propiedades y clasificación de los suelos.
X
X
X
11
X
X
7 2 2
X
11
X X X
X
X
3 X X
X X X
X X X
X X X
11 8 10
Anejo VI. Análisis bibliografía
169
Análisis conjunto
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X X
X X
X
X
X
X
7
X
X
X
X
3
X
3
X
2
X X
X
4
X
X
6
X
X X
TOTAL
X
Terzagui-Peck (1958)
X
Smith (1990)
X
Serra et al. (1986)
Iglesias (1997)
X
Rodríguez el al. (1989)
Holtz-Kovacs (1981)
X
Lambe-Whitman (1972)
Costet-Sanglerat (1975)
X
Jiménez Salas et al.
Berry-Reid (1993)
Definición de tensión y deformación. Definición de estado tensional y deformacional. Definición de estados tensionales y deformacionales bidimensionales. Representación del estado tensional con el círculo de Mohr. Representación del estado tensional con el tensor de tensiones. Representación del estado deformacional con el círculo de Mohr. Representación del estado deformacional con el tensor de deformaciones. Invariantes y trayectorias de tensión y deformación. Ecuaciones de equilibrio. Ecuaciones constitutivas. Principios de la teoría de elasticidad. Principios de la teoría de plasticidad. Viscosidad y viscoelasticidad.
Atkinson-Bransby (1978)
Contenido
Atkinson (1993)
Tabla 3 Conceptos básicos de mecánica de medios continuos.
X
X
X
X
X
X
X
11
X
X
X
X X X
X X X
X
X
X
5
X
X
2
X
8 2 4 7
X
Lambe-Whitman (1972)
X
X
X
X
X
X X
X X
X X
X X
X X
X
X X
X X
X X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X X
TOTAL
Jiménez Salas et al.
X
Terzagui-Peck (1958)
Iglesias (1997)
X
Smith (1990)
Holtz-Kovacs (1981)
X
Serra et al. (1986)
Costet-Sanglerat (1975)
X
Rodríguez el al. (1989)
Berry-Reid (1993)
Definición de tensión total y presión intersticial. Principio de tensiones efectivas. Definición de K0. Presión de preconsolidación y grado de sobreconsolidación.
Atkinson-Bransby (1978)
Contenido
Atkinson (1993)
Tabla 4 Comportamiento tensión - deformación, suelo saturado.
X
10
X X
11 10
X
10
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
170
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X X
X X
X
X
X
X X X X
X X
5 3 X
6
X
X
11
X
X
X
11
X
X
X
X
11
X
X
X
X
7
X
X
X
X
X
X X X X X
X
10
X
X X
X
X X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
TOTAL
X
Terzagui-Peck (1958)
Rodríguez el al. (1989)
Smith (1990)
X
Lambe-Whitman (1972)
Jiménez Salas et al.
Iglesias (1997)
Holtz-Kovacs (1981)
Costet-Sanglerat (1975)
Berry-Reid (1993) X
Serra et al. (1986)
Estado tensional en terreno horizontal. Descripción de los ensayos de carga. Concepto de carga drenada y no drenada. El edómetro. Resultado de muestras sometidas a compresión unidimensional. Representación matemática de la compresión unidimensional. Obtención de la presión de preconsolidación. El aparato de corte directo. Presentación de resultados de corte directo. El aparato de corte anular. El aparato de corte simple. El aparato triaxial. Realización de un ensayo triaxial. Resultados de triaxiales interpretados simplemente como ensayos de rotura. Tipos de rotura. El criterio de rotura de MohrCoulomb. Resistencia al corte no drenada. Resultados de triaxiales típicos. Trayectorias de tensiones en los triaxiales típicos. Interpretación cualitativa de los triaxiales típicos. Resultado de muestras sometidas a compresión isótropa. Representación matemática de la compresión isótropa. Resultados de muestras de arcillas normalmente consolidadas sometidas a triaxiales de compresión.
Atkinson-Bransby (1978)
Contenido
Atkinson (1993)
Tabla 4 (cont.) Comportamiento tensión - deformación, suelo saturado.
X
5
X
X
X
X
X
X
X
1 3 11 4 8 5
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
11
X
X X
X
X X
X X
X
X X
X X
X
X
X X
11 6
X
X
X
X
X
X
6
X
X
X
X
X
X
8
X
4
X
X
X
X
X
X
X
2
X
1
Anejo VI. Análisis bibliografía
171
Análisis conjunto
Modelo de comportamiento de muestras normalmente consolidadas: línea de estados críticos y superficie de Roscoe. Resultados de muestras de arcillas sobreconsolidadas sometidas a triaxiales de compresión. Modelo de comportamiento de muestras sobreconsolidadas: línea de estados críticos y superficie de Hvorslev. Comportamiento elástico de los suelos. Comportamiento plástico de suelos y cálculo de deformaciones plásticas. Cálculo de presión intersticial en situaciones no drenadas. El modelo Cam-Clay. Estados de tensiones generales (generalización del comportamiento observado en condiciones triaxiales). Relación entre la situación drenada y no drenada, modelado y empleo de cada situación. Ensayo de compresión simple. Triaxiales verdaderos. Efectos de la anisotropía. Relación de los índices de Atterberg y los parámetros tensodeformacionales. Rigidización del suelo. Evolución tensional de un suelo según su proceso de formación. Variación de cu con la profundidad. El método de las trayectorias de tensiones. Introducción al comportamiento de las arenas.
X
3
X
1
X
X
X
X
X
X
X
X
X X
TOTAL
Terzagui-Peck (1958)
Smith (1990)
Serra et al. (1986)
Rodríguez el al. (1989)
Lambe-Whitman (1972)
Jiménez Salas et al.
Iglesias (1997)
Holtz-Kovacs (1981)
X
Costet-Sanglerat (1975)
X
Berry-Reid (1993)
Atkinson-Bransby (1978)
Contenido
Atkinson (1993)
Tabla 4 (cont.) Comportamiento tensión - deformación, suelo saturado.
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X X
X
X
X
3
X
4 3
X
X
X
9 3
X
3
X
X X X
3 X
X
X
6 1 1
X
3
X
1
X
1 X
X
X X
X X
2
X
X
4
X
X
4
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
172
Berry-Reid (1993)
Costet-Sanglerat (1975)
Holtz-Kovacs (1981)
Iglesias (1997)
Jiménez Salas et al.
Lambe-Whitman (1972)
Rodríguez el al. (1989)
Serra et al. (1986)
Smith (1990)
Terzagui-Peck (1958)
TOTAL
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
10
X
X
X
X
X
X
X
X
X
5
X
6
X
2 1 2 5
X
X X
X X
X X
X
Lambe-Whitman (1972)
X X
Jiménez Salas et al.
Distribuciones de tensiones y deformaciones bajo cargas en medio elástico. Tensiones en el contacto estructura terreno: medio elástico. Tensiones en el contacto estructura terreno: coeficiente de balasto. Teoremas de colapso plástico. Equilibrio límite. Método de las características. Estados de Rankine.
Atkinson-Bransby (1978)
Contenido
Atkinson (1993)
Tabla 5 Análisis global del terreno.
Terzagui-Peck (1958)
TOTAL
Serra et al. (1986)
Rodríguez el al. (1989)
Iglesias (1997)
Holtz-Kovacs (1981)
Costet-Sanglerat (1975)
Berry-Reid (1993)
X
Smith (1990)
Nivel freático. Velocidad del agua y caudal unitario. Altura piezométrica. Ley de Darcy: definición. Ley de Darcy: aplicación a problemas 1D. Validez de la ley de Darcy. Permeabilidad: factores que influyen en su valor. Permeabilidad: suelos estratificados. Permeabilidad: suelo anisótropo. Permeabilidad: obtención en laboratorio. Permeabilidad: obtención in situ. Permeabilidad: representatividad de su valor. Ec. de flujo: formulación.
Atkinson-Bransby (1978)
Contenido
Atkinson (1993)
Tabla 6 El agua en el terreno.
X
X
3
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
11
X X
X X
X X
X X
X X
X X
X X
X X
X X
X X
X X
11 11
X
X X
X X
3
X
X
X
5
X
X
X
X
5
X
X X
X X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
6 2
X
X
X
8
X
X
6
X X
X
X
X
X
1 X
X
X
X
9
Anejo VI. Análisis bibliografía
173
Análisis conjunto
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
6 X
4
X
X
11
X
X
X
7
X
X
X
X
3
X X
X
X X
X
TOTAL
X
X
Terzagui-Peck (1958)
X
Smith (1990)
X
Serra et al. (1986)
X
Rodríguez el al. (1989)
Lambe-Whitman (1972)
X
Jiménez Salas et al.
Holtz-Kovacs (1981)
Costet-Sanglerat (1975)
Berry-Reid (1993)
X
Iglesias (1997)
Ec. de flujo: presentación de los métodos de resolución. Ec. de flujo: resolución analítica. Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo. Ec. de flujo: resolución con anisotropía. Ec. de flujo: resolución en suelo estratificado. Ec. de flujo: método de los fragmentos. Superficie libre. Sifonamiento. Hidráulica de pozos. Capilaridad, fenómeno físico (tensión superficial, ascensión capilar…). Capilaridad en suelos. Presión capilar y succión. Drenes. Condiciones de filtro. Rebajamiento del nivel freático. Electroósmosis.
Atkinson-Bransby (1978)
Contenido
Atkinson (1993)
Tabla 6 (cont.) El agua en el terreno.
1
X X
X
X X
X X X
X
X
X
X
X
X
X X
X X
X
X
X
X
X
6
X X X
X X X
7 4 4 2 2
X X X
X X
X
2 11 3
X
Lambe-Whitman (1972)
X
X
X
X
X X
X
X X
TOTAL
Jiménez Salas et al.
X
Terzagui-Peck (1958)
Iglesias (1997)
X
Smith (1990)
Holtz-Kovacs (1981)
X
Serra et al. (1986)
Costet-Sanglerat (1975)
X
Rodríguez el al. (1989)
Berry-Reid (1993)
Definición del fenómeno de la consolidación. Modelo reológico. Teoría unidimensional de Terzaghi (planteamiento y solución). Otras teorías unidimensionales. Consolidación radial. Otros esquemas de consolidación.
Atkinson-Bransby (1978)
Contenido
Atkinson (1993)
Tabla 7 Consolidación.
X
X
X
11
X
X
X
X
X
X
X
X
9
X
X
X
X
X
X
X
X
11
X X
X X X
X X
1 4 3
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
174
X
X X
X
TOTAL
X
Terzagui-Peck (1958)
X X
Smith (1990)
X X X
Serra et al. (1986)
X
Rodríguez el al. (1989)
X X
Iglesias (1997)
X X
Lambe-Whitman (1972)
X
Jiménez Salas et al.
X X
Holtz-Kovacs (1981)
X
Costet-Sanglerat (1975)
Variación del parámetro cv. Determinación de cv en el edómetro. Consolidación secundaria. Otros ensayos de consolidación.
Berry-Reid (1993)
Contenido
Atkinson-Bransby (1978)
Atkinson (1993)
Tabla 7 (cont.) Consolidación.
1 10 6 2
X
Terzagui-Peck (1958)
X X
X X
TOTAL
Smith (1990)
X X
Serra et al. (1986)
Iglesias (1997)
X X
Rodríguez el al. (1989)
Holtz-Kovacs (1981)
X X
Lambe-Whitman (1972)
Costet-Sanglerat (1975)
X X
Jiménez Salas et al.
Berry-Reid (1993)
Definición de la compactación. El ensayo Proctor. El ensayo Harvard. Estructura de los suelos compactados. Compactación en obra. Colapso de los suelos. Hinchamiento de suelos parcialmente saturados. Compresibilidad de suelos no saturados. Resistencia al esfuerzo cortante de suelos parcialmente saturados.
Atkinson-Bransby (1978)
Contenido
Atkinson (1993)
Tabla 8 Comportamiento tensión - deformación, suelo no saturado.
X X X
X X
X
X
X
X
X X
X
X
X
2
X
1
X
X
8 8 1 3
X
X
5 1
3
Anejo VI. Análisis bibliografía
175
Análisis conjunto
Serra et al. (1986)
Smith (1990)
Terzagui-Peck (1958)
TOTAL
X
X
X
X
9
X
X
X X
X X
X
X X
10 4
X
X
X
Smith (1990)
X
X
Serra et al. (1986)
X X
Rodríguez el al. (1989)
X
X
Rodríguez el al. (1989)
X
Lambe-Whitman (1972)
X
Jiménez Salas et al.
X
Iglesias (1997)
Costet-Sanglerat (1975)
Presentación de los métodos de reconocimiento. Presentación de los ensayos in situ. Planificación del reconocimiento. El informe geotécnico: definición y pautas de redacción.
Holtz-Kovacs (1981)
Berry-Reid (1993)
X
Atkinson (1993)
Contenido
Atkinson-Bransby (1978)
Tabla 9 Reconocimiento del terreno.
3
X
X X
X
X
X
Lambe-Whitman (1972)
Jiménez Salas et al.
Iglesias (1997)
Holtz-Kovacs (1981)
TOTAL
X
Costet-Sanglerat (1975)
Berry-Reid (1993)
X X
Terzagui-Peck (1958)
Tipologías de inestabilidades. Causas de inestabilidades. Planteamiento general del método de superficie de deslizamiento. Análisis de taludes infinitos. Roturas planas. Método del círculo de rozamiento. Método de las rebanadas. Método de Morgenstern. Ábacos. Tracción en un talud. Tratamiento de taludes.
Atkinson-Bransby (1978)
Contenido
Atkinson (1993)
Tabla 10 Taludes e inestabilidad de laderas.
X X
4 4
X
8
X X
X X
X
X
X
X
X
X X X X X X X X
X X
X X X
X X X X
X X
X
X X
X
X X
6 5 4 6 1 4 3 1
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
176
X
X
X
X
X
X X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X X X
X
X
X
X
X
X
TOTAL
X
Serra et al. (1986)
X
Rodríguez el al. (1989)
X
Lambe-Whitman (1972)
Jiménez Salas et al.
X
X
Terzagui-Peck (1958)
X
Iglesias (1997)
X
Holtz-Kovacs (1981)
X
Smith (1990)
X
Costet-Sanglerat (1975)
X
Berry-Reid (1993)
Definición y tipologías de cimentaciones superficiales. Metodología del proyecto de cimentaciones superficiales. Definición de tensión admisible. Herramientas para el dimensionamiento previo. Distribución de presiones en el plano de cimentación. Definición y tipologías de hundimiento. Cálculo de la presión de hundimiento por Brinch Hansen. Cálculo de la presión de hundimiento por otros métodos. Cálculo de la presión de hundimiento en terrenos estratificados. Cálculo de la presión de hundimiento a partir de ensayos in situ. El factor de seguridad (valores, variaciones…). Asientos admisibles. Cálculo de asientos por el método edométrico. Cálculo de asientos por métodos elásticos. Cálculo de asientos por el método de Skempton-Bjerrun. Cálculo de asientos por otros métodos (Schmertmann, Janbu…). Cálculo de asientos a partir de ensayos in situ. Particularidades del proyecto de vigas flotantes. Particularidades del proyecto de zapatas combinadas. Particularidades del proyecto de losas.
Atkinson-Bransby (1978)
Contenido
Atkinson (1993)
Tabla 11 Cimentaciones superficiales.
X
X
8
X
6
X
7
X
X
2
X
X
4
X
X
6
X
X
X
5
X
X
X
8
X
X
X
X
4
X
X
X
X
7
X
X
3
X
X
X
X
X
X
7
X
X
X
X
X
X
8
X
X
X
X
X
X
9
X
X
X
3
X
X
X
3
X
X
X
5
X
X
X
X
X
3
X
X
X
3
X
X
X
X
4
Anejo VI. Análisis bibliografía
177
Análisis conjunto
TOTAL
X
2 2
TOTAL
Smith (1990)
Serra et al. (1986)
Rodríguez el al. (1989)
Terzagui-Peck (1958)
X X
Terzagui-Peck (1958)
Cimentación por pozos. Cimentación por cajones.
Lambe-Whitman (1972)
Jiménez Salas et al.
Iglesias (1997)
Holtz-Kovacs (1981)
Costet-Sanglerat (1975)
Berry-Reid (1993)
Contenido
Atkinson-Bransby (1978)
Atkinson (1993)
Tabla 12 Cimentaciones semiprofundas.
X
Rodríguez el al. (1989)
Serra et al. (1986)
Smith (1990)
Iglesias (1997)
Lambe-Whitman (1972)
X
Holtz-Kovacs (1981)
Costet-Sanglerat (1975)
Berry-Reid (1993)
X
Jiménez Salas et al.
Definición y tipologías. Descripción de los métodos constructivos de pilotes. Metodología del proyecto de pilotaje. Elección del tipo de pilote. Distribución de cargas dentro del grupo. Cálculo frente resistencia estructural. Definición de carga de hundimiento y sus componentes. Cálculo de contribución por punta. Cálculo de contribución por fuste. El efecto grupo. Fórmulas de hinca. Pruebas de carga. Cálculo de asientos de pilotes. Cálculo frente fricción negativa. Cálculo frente acciones horizontales. Grupos de pilotes en distintas direcciones.
Atkinson-Bransby (1978)
Contenido
Atkinson (1993)
Tabla 13 Cimentaciones profundas.
X
X
X
X
X
7
X
X
X
X
4
X
X
X
X
X
2
X
X
2
X
X
X
X
4
3
X
X
X
X
X
X
X
X
X
9
X X X X
X X X
X X X X X
X X X X X X X
X X X X X
X X X X
X X X X
X X X
X X X X
X X
X
9 9 9 7 4 4 4
X
X X X
X
X
2
X
X
2
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
178
X
3
X
X
2
X
X X X X
X
TOTAL
X
Terzagui-Peck (1958)
X
Smith (1990)
Serra et al. (1986)
Lambe-Whitman (1972)
Jiménez Salas et al.
Iglesias (1997)
Holtz-Kovacs (1981)
X
Rodríguez el al. (1989)
Cimentaciones sobre terrenos expansivos o colapsables. Cimentaciones sobre rellenos. Cimentaciones sometidas a efectos dinámicos. Edificios de gran altura. Puentes y estribos. Depósitos. Patología de cimentaciones.
Costet-Sanglerat (1975)
Berry-Reid (1993)
Atkinson-Bransby (1978)
Contenido
Atkinson (1993)
Tabla 14 Cimentaciones especiales.
2 1 1 1 3
X
X X X
X
X
TOTAL
X
Terzagui-Peck (1958)
X
Smith (1990)
Serra et al. (1986)
Lambe-Whitman (1972)
Jiménez Salas et al.
Iglesias (1997)
Holtz-Kovacs (1981)
Costet-Sanglerat (1975)
Berry-Reid (1993)
X
Rodríguez el al. (1989)
Descripción general de los empujes activo, en reposos y pasivo. Empuje en reposo. Empuje activo: método de Rankine. Empuje activo: método de Coulomb. Empuje activo: método de Culmann. Método aproximado para el cálculo de cargas exteriores. Empuje en muros en L. Empuje en muros paralelos. Empuje pasivo: métodos anteriores. Empuje pasivo: método de la espiral logarítmica.
Atkinson-Bransby (1978)
Contenido
Atkinson (1993)
Tabla 15 Empuje de tierras.
4
X
X X
X
X
X X
X X
X
4 8
X
X
X
X
X
X
X
8
X
X
X
X
X
5
X
X
X
X
X
6
X
X X X
X
2 1 7
X
X
X
X
X
X
1
Anejo VI. Análisis bibliografía
179
Análisis conjunto
X
X
X X
X X
X X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X X
X X
X
X
X
X
X
X
TOTAL
X
Terzagui-Peck (1958)
X
6
X
3 X
5 5 3
X
X
8
X
5 3
X X
X X
X
X
3 4
TOTAL
X
X
Terzagui-Peck (1958)
X
Smith (1990)
Lambe-Whitman (1972)
Jiménez Salas et al.
Iglesias (1997)
Holtz-Kovacs (1981)
Costet-Sanglerat (1975)
X
Serra et al. (1986)
X
Rodríguez el al. (1989)
Tipologías de estructuras de contención rígidas. Causas del colapso de estructuras de contención. Metodología del proyecto de muros. Acciones a considerar en un muro. Herramientas para el dimensionamiento previo. Comprobación frente vuelco y deslizamiento. Comprobación frente hundimiento y estabilidad global. El factor de seguridad (valores, variaciones…). Cálculo de muros de tierra armada. Detalles constructivos.
Berry-Reid (1993)
Contenido
Atkinson-Bransby (1978)
Atkinson (1993)
Tabla 16 Estructuras de contención rígidas.
X
Smith (1990)
X
Lambe-Whitman (1972)
Jiménez Salas et al.
Iglesias (1997)
Holtz-Kovacs (1981)
Costet-Sanglerat (1975)
Berry-Reid (1993) X
Serra et al. (1986)
X
Rodríguez el al. (1989)
Tipologías de estructuras de contención flexibles. Metodología del proyecto de pantallas. Acciones a considerar en una pantalla. Método simplificado de cálculo de pantallas en voladizo. Métodos simplificados de cálculo de pantallas con un apoyo. Método simplificado de cálculo de pantallas con varios niveles de anclaje. Métodos de cálculo semiempíricos.
Atkinson-Bransby (1978)
Contenido
Atkinson (1993)
Tabla 17 Estructuras de contención flexibles.
X
X
X
X
X
3
X
X
3
5
X
X
X
X
X
X
6
X
X
X
X
X
X
6
X
X
X
X
X
3 2
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
180
X
X
4
X
2
X
X
X
3
X
X
X
X
X
5
X
X
X
X
X
X
7
X
X
X
X
X
5
Serra et al. (1986)
Smith (1990)
Terzagui-Peck (1958)
TOTAL
1
Rodríguez el al. (1989)
X
X
TOTAL
X
Terzagui-Peck (1958)
X
Smith (1990)
Serra et al. (1986)
Lambe-Whitman (1972)
Jiménez Salas et al.
Iglesias (1997)
Holtz-Kovacs (1981)
Costet-Sanglerat (1975) X
Rodríguez el al. (1989)
Ejecución de pantallas de hormigón. Estabilidad de una zanja llena de lodo bentonítico. Tablestacas: tipologías y ejecución. Tablestacas: protección contra la corrosión. Métodos de materialización de las entibaciones. Métodos de cálculo de empujes sobre entibaciones. Seguridad frente levantamiento del fondo.
Berry-Reid (1993)
Contenido
Atkinson-Bransby (1978)
Atkinson (1993)
Tabla 17 (cont.) Estructuras de contención flexibles.
X
X
Instrumentación. Mejora del terreno Excavaciones en roca. Voladura. Ataguías celulares. Anclajes. Geotecnia de carreteras. Acción de la helada. Congelación de terrenos. Obras subterráneas. Presas. Silos. Obras marítimas. Terramecánica. Estudio de cargas dinámicas. Métodos numéricos en la geotecnia. Modelos reducidos.
X X
X
X X X
X X X X X X
Lambe-Whitman (1972)
X X
X
X X X X X X X X X
X
X X
Jiménez Salas et al.
Iglesias (1997)
Holtz-Kovacs (1981)
Costet-Sanglerat (1975)
Berry-Reid (1993)
Atkinson-Bransby (1978)
Contenido
Atkinson (1993)
Tabla 18. Otros estudios geotécnicos.
X
X
X
X X
4 5 1 1 1 3 2 2 1 3 1 1 1 4 2 2
Anejo VI. Análisis bibliografía
181
Análisis conjunto
A modo de síntesis de toda la información presentada en las tablas anteriores a continuación se muestran todos los contenidos agrupados en tres categorías en función del número de veces que aparecen en los libros analizados. En el caso de los temas preliminares y de mecánica de suelos como se abordan en once libros de los doce analizados, ya que existe uno exclusivamente dedicado a la ingeniería geotécnica (Rodríguez-Serra-Oteo, 1989), los grupos se definen a través de los siguientes intervalos del número de apariciones 1-4, 5-7 y 8 o más. En el caso de los contenidos de ingeniería geotécnica al existir tres libros dedicados sólo a mecánica de suelos los intervalos son 1-3, 4-5 y 6 o más. Estos tres grupos se podrían denominar a modo de referencia como contenidos muy pocas veces desarrollados, alguna vez desarrollados y desarrollados habitualmente, respectivamente, y permiten observar para cada grupo temático que contenidos consideran más importantes los autores estudiados, al coincidir mayoritariamente en su exposición. Toda esta información, mostrada a continuación, no requiere un análisis específico, y junto con el listado de contenidos en si mismo constituye una herramienta fundamental para la elección de los contenidos de una futura publicación. De nuevo esta información se muestra a través de tablas, cada una dedicada a un conjunto temático de contenidos. A continuación se muestra en índice de estas tablas que se presentan a continuación de él. Tabla 19 Clasificación de los contenidos de temas preliminares…………………. Tabla 20 Clasificación de los contenidos de propiedades y clasificación de los suelos…………………………………………………………………… Tabla 21 Clasificación de los contenidos de conceptos básicos de mecánica de medios continuos……………………………………………………….. Tabla 22 Clasificación de los contenidos de comportamiento tensión deformación, suelo saturado……………………………………………. Tabla 23 Clasificación de los contenidos de análisis global del terreno………….. Tabla 24 Clasificación de los contenidos del agua en el terreno...………………... Tabla 25 Clasificación de los contenidos de consolidación………………………. Tabla 26 Clasificación de los contenidos de comportamiento tensión deformación, suelo no saturado………………………………………… Tabla 27 Clasificación de los contenidos de reconocimiento del terreno……….... Tabla 28 Clasificación de los contenidos de taludes e inestabilidad de laderas…... Tabla 29 Clasificación de los contenidos de cimentaciones superficiales………... Tabla 30 Clasificación de los contenidos de cimentaciones semiprofundas…….... Tabla 31 Clasificación de los contenidos de cimentaciones profundas…………... Tabla 32 Clasificación de los contenidos de cimentaciones especiales…………... Tabla 33 Clasificación de los contenidos de empuje de tierras………………….... Tabla 34 Clasificación de los contenidos de estructuras de contención rígidas…... Tabla 35 Clasificación de los contenidos de estructuras de contención flexibles… Tabla 36 Clasificación de los contenidos de otros estudios geotécnicos.…………
181 182 182 182 183 184 184 184 185 185 185 185 186 186 186 186 187 187
Tabla 19 Clasificación de los contenidos de temas preliminares. Grupo I (1-4) - Definición de geotecnia y/o mecánica del suelo. - Repaso de la historia de la geotecnia. - Breve descripción de algunos problemas resueltos por la geotecnia. - Estructura del globo terrestre. - La estratigrafía.
Grupo II (5-7) - Definición de roca. - Tipos de roca. - Clasificación de los suelos según su formación. - Fuerzas físico-químicas actuantes entre las partículas de arcilla.
Grupo III (8 o más) - Definición de suelo. - Formación de los suelos. - Mineralogía de las arcillas.
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
182
Tabla 20. Clasificación de los contenidos de propiedades y clasificación de los suelos. Grupo I (1-4)
Grupo II (5-7)
- Textura de los suelos. - Granulometría: obtención. - Forma de las partículas. - Parámetros de relación entre las fases: obtención.
Grupo III (8 o más) - Granulometría: definición y clasificación de los suelos. - Parámetros de relación entre las fases: definición y relaciones. - Límites de Atterberg: definición. - Límites de Atterberg: obtención. - Sistemas de clasificación de suelos.
Tabla 21. Clasificación de los contenidos de conceptos básicos de mecánica de medios continuos. Grupo I (1-4) - Definición de estados tensionales y deformacionales bidimensionales. - Representación del estado tensional con el tensor de tensiones. - Representación del estado deformacional con el círculo de Mohr. - Representación del estado deformacional con el tensor de deformaciones. - Ecuaciones de equilibrio. - Ecuaciones constitutivas. - Viscosidad y viscoelasticidad.
Grupo II (5-7)
Grupo III (8 o más)
- Definición de tensión y - Representación del estado deformación. tensional con el círculo de - Definición de estado tensional y Mohr. deformacional. - Invariantes y trayectorias de - Principios de la teoría de tensión y deformación. elasticidad. - Principios de la teoría de plasticidad.
Tabla 22. Clasificación de los contenidos de comportamiento tensión - deformación, suelo saturado. Grupo I (1-4)
Grupo II (5-7)
Grupo III (8 o más)
- Descripción de los ensayos de carga. - El aparato de corte anular. - El aparato de corte simple. - Realización de un ensayo triaxial. - Resultado de muestras sometidas a compresión isótropa. - Representación matemática de la compresión isótropa. - Resultados de muestras de arcillas normalmente consolidadas sometidas a triaxiales de compresión. - Modelo de comportamiento de muestras normalmente consolidadas: línea de estados críticos y superficie de Roscoe.
- Estado tensional en terreno horizontal. - Concepto de carga drenada y no drenada. - Obtención de la presión de preconsolidación. - Presentación de resultados de corte directo. - Tipos de rotura. - Resultados de triaxiales típicos. - Trayectorias de tensiones en los triaxiales típicos. - Ensayo de compresión simple.
- Definición de tensión total y presión intersticial. - Principio de tensiones efectivas. - Definición de K0. - Presión de preconsolidación y grado de sobreconsolidación. - El edómetro. - Resultado de muestras sometidas a compresión unidimensional. - Representación matemática de la compresión unidimensional. - El aparato de corte directo. - El aparato triaxial. - Resultados de triaxiales interpretados simplemente como ensayos de rotura.
Anejo VI. Análisis bibliografía
183
Análisis conjunto
Tabla 22 (cont.) Clasificación de los contenidos de comportamiento tensión - deformación, suelo saturado. Grupo I (1-4)
Grupo II (5-7)
Grupo III (8 o más) - El criterio de rotura de MohrCoulomb. - Resistencia al corte no drenada. - Interpretación cualitativa de los triaxiales típicos. - Cálculo de presión intersticial en situaciones no drenadas.
- Resultados de muestras de arcillas sobreconsolidadas sometidas a triaxiales de compresión. - Modelo de comportamiento de muestras sobreconsolidadas: línea de estados críticos y superficie de Hvorslev. - Comportamiento elástico de los suelos. - Comportamiento plástico de suelos y cálculo de deformaciones plásticas. - El modelo Cam-Clay. - Estados de tensiones generales (generalización del comportamiento observado en condiciones triaxiales). - Relación entre la situación drenada y no drenada, modelado y empleo de cada situación. - Triaxiales verdaderos. - Efectos de la anisotropía. - Relación de los índices de Atterberg y los parámetros tenso-deformacionales. - Rigidización del suelo. - Evolución tensional de un suelo según su proceso de formación. - Variación de cu con la profundidad. - El método de las trayectorias de tensiones. - Introducción al comportamiento de las arenas.
Tabla 23. Clasificación de los contenidos de análisis global del terreno. Grupo I (1-4) - Teoremas de colapso plástico. - Equilibrio límite. - Método de las características.
Grupo II (5-7) - Tensiones en el contacto estructura - terreno: medio elástico. - Tensiones en el contacto estructura - terreno: coeficiente de balasto. - Estados de Rankine.
Grupo III (8 o más) - Distribuciones de tensiones y deformaciones bajo cargas en medio elástico.
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
184
Tabla 24. Clasificación de los contenidos del agua en el terreno. Grupo I (1-4)
Grupo II (5-7)
- Nivel freático. - Ley de Darcy: aplicación a problemas 1D. - Permeabilidad: suelo anisótropo. - Permeabilidad: representatividad de su valor. - Ec. de flujo: resolución analítica. - Ec. de flujo: resolución en suelo estratificado. - Ec. de flujo: método de los fragmentos. - Superficie libre. - Presión capilar y succión. - Drenes. Condiciones de filtro. - Rebajamiento del nivel freático. - Electroósmosis.
- Validez de la ley de Darcy. - Permeabilidad: factores que influyen en su valor. - Permeabilidad: suelos estratificados. - Permeabilidad: obtención in situ. - Ec. de flujo: presentación de los métodos de resolución. - Ec. de flujo: resolución con anisotropía. - Hidráulica de pozos. - Capilaridad, fenómeno físico (tensión superficial, ascensión capilar…). - Capilaridad en suelos.
Grupo III (8 o más) - Velocidad del agua y caudal unitario. - Altura piezométrica. - Ley de Darcy: definición. - Permeabilidad: obtención en laboratorio. - Ec. de flujo: formulación. - Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo. - Sifonamiento.
Tabla 25. Clasificación de los contenidos de consolidación. Grupo I (1-4)
Grupo II (5-7)
- Otras teorías unidimensionales. - Consolidación secundaria. - Consolidación radial. - Otros esquemas de consolidación. - Variación del parámetro cv. - Otros ensayos de consolidación.
Grupo III (8 o más) - Definición del fenómeno de la consolidación. - Modelo reológico. - Teoría unidimensional de Terzaghi (planteamiento y solución). - Determinación de cv en el edómetro.
Tabla 26. Clasificación de los contenidos de comportamiento tensión - deformación, suelo no saturado. Grupo I (1-4) - El ensayo Harvard. - Estructura de los suelos compactados. - Colapso de los suelos. - Hinchamiento de suelos parcialmente saturados. - Compresibilidad de suelos no saturados. - Resistencia al esfuerzo cortante de suelos parcialmente saturados.
Grupo II (5-7) - Compactación en obra.
Grupo III (8 o más) - Definición de la compactación. - El ensayo Proctor.
Anejo VI. Análisis bibliografía
185
Análisis conjunto
Tabla 27. Clasificación de los contenidos de reconocimiento del terreno. Grupo I (1-3) - El informe geotécnico: definición y pautas de redacción.
Grupo II (4-5) - Planificación del reconocimiento.
Grupo III (6 o más) - Presentación de los métodos de reconocimiento. - Presentación de los ensayos in situ.
Tabla 28. Clasificación de los contenidos de taludes e inestabilidad de laderas. Grupo I (1-3) - Método de Morgenstern. - Tracción en un talud. - Tratamiento de taludes.
Grupo II (4-5) -
Tipologías de inestabilidades. Causas de inestabilidades. Roturas planas. Método del círculo de rozamiento. - Ábacos.
Grupo III (6 o más) - Planteamiento general del método de superficie de deslizamiento. - Análisis de taludes infinitos. - Método de las rebanadas.
Tabla 29. Clasificación de los contenidos de cimentaciones superficiales. Grupo I (1-3)
Grupo II (4-5)
Grupo III (6 o más)
- Herramientas para el dimensionamiento previo. - El factor de seguridad (valores, variaciones…). - Cálculo de asientos por el método de Skempton-Bjerrun. - Cálculo de asientos por otros métodos (Schmertmann, Janbu…). - Particularidades del proyecto de vigas flotantes. - Particularidades del proyecto de zapatas combinadas.
- Distribución de presiones en el plano de cimentación. - Cálculo de la presión de hundimiento por Brinch Hansen. - Cálculo de la presión de hundimiento en terrenos estratificados. - Cálculo de asientos a partir de ensayos in situ. - Particularidades del proyecto de losas.
- Definición y tipologías de cimentaciones superficiales. - Metodología del proyecto de cimentaciones superficiales. - Definición de tensión admisible. - Definición y tipologías de hundimiento. - Cálculo de la presión de hundimiento por otros métodos. - Cálculo de la presión de hundimiento a partir de ensayos in situ. - Asientos admisibles. - Cálculo de asientos por el método edométrico. - Cálculo de asientos por métodos elásticos.
Tabla 30. Clasificación de los contenidos de cimentaciones semiprofundas. Grupo I (1-3) - Cimentación por pozos. - Cimentación por cajones
Grupo II (4-5)
Grupo III (6 o más)
Geotecnia para Ingeniería Civil y Arquitectura
186
Tabla 31. Clasificación de los contenidos de cimentaciones profundas. Grupo I (1-3) - Elección del tipo de pilote. - Distribución de cargas dentro del grupo. - Cálculo frente resistencia estructural. - Cálculo frente acciones horizontales. - Grupos de pilotes en distintas direcciones.
Grupo II (4-5) - Descripción de los métodos constructivos de pilotes. - Metodología del proyecto de pilotaje. - Pruebas de carga. - Cálculo de asientos de pilotes. - Cálculo frente fricción negativa.
Grupo III (6 o más) - Definición y tipologías. - Definición de carga de hundimiento y sus componentes. - Cálculo de contribución por punta. - Cálculo de contribución por fuste. - El efecto grupo. - Fórmulas de hinca.
Tabla 32. Clasificación de los contenidos de cimentaciones especiales. Grupo I (1-3)
Grupo II (4-5)
Grupo III (6 o más)
- Cimentaciones sobre terrenos expansivos o colapsables. - Cimentaciones sobre rellenos. - Cimentaciones sometidas a efectos dinámicos. - Edificios de gran altura. - Puentes y estribos. - Depósitos. - Patología de cimentaciones. Tabla 33. Clasificación de los contenidos de empuje de tierras. Grupo I (1-3) - Empuje en muros en L. - Empuje en muros paralelos. - Empuje pasivo: método de la espiral logarítmica.
Grupo II (4-5) - Descripción general de los empujes activo, en reposos y pasivo. - Empuje en reposo. - Empuje activo: método de Culmann.
Grupo III (6 o más) - Empuje activo: método de Rankine. - Empuje activo: método de Coulomb. - Método aproximado para el cálculo de cargas exteriores. - Empuje pasivo: métodos anteriores.
Tabla 34. Clasificación de los contenidos de estructuras de contención rígidas. Grupo I (1-3) - Causas del colapso de estructuras de contención. - Herramientas para el dimensionamiento previo. - El factor de seguridad (valores, variaciones…). - Cálculo de muros de tierra armada.
Grupo II (4-5) - Metodología del proyecto de muros. - Acciones a considerar en un muro. - Comprobación frente hundimiento y estabilidad global. - Detalles constructivos.
Grupo III (6 o más) - Tipologías de estructuras de contención rígidas. - Comprobación frente vuelco y deslizamiento.
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Análisis conjunto
Tabla 35. Clasificación de los contenidos de estructuras de contención flexibles. Grupo I (1-3) - Metodología del proyecto de pantallas. - Acciones a considerar en una pantalla. - Método simplificado de cálculo de pantallas con varios niveles de anclaje. - Métodos de cálculo semiempíricos. - Estabilidad de una zanja llena de lodo bentonítico. - Tablestacas: tipologías y ejecución. - Tablestacas: protección contra la corrosión.
Grupo II (4-5) - Tipologías de estructuras de contención flexibles. - Ejecución de pantallas de hormigón. - Métodos de materialización de las entibaciones. - Seguridad frente levantamiento del fondo.
Grupo III (6 o más) - Método simplificado de cálculo de pantallas en voladizo. - Métodos simplificados de cálculo de pantallas con un apoyo. - Métodos de cálculo de empujes sobre entibaciones.
Tabla 36. Clasificación de los contenidos de otros estudios geotécnicos. Grupo I (1-3) - Excavaciones en roca. Voladura. - Ataguías celulares. - Anclajes. - Geotecnia de carreteras. - Acción de la helada. - Congelación de terrenos. - Obras subterráneas. - Presas. - Silos. - Obras marítimas. - Terramecánica. - Métodos numéricos en la geotecnia. - Modelos reducidos.
Grupo II (4-5) - Instrumentación. - Mejora del terreno. - Estudio de cargas dinámicas.
Grupo III (6 o más)
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3. Ordenamiento de los contenidos En este apartado se analizan las diferentes formas en que los autores han ordenado, en sus obras, los contenidos estudiados en el apartado anterior. Concretamente se identifican las diferentes alternativas en ese ordenamiento y se presentan las virtudes y defectos de cada una de ellas. En primer lugar se estudia la organización general de las obras en grandes bloques temáticos. La mayoría de autores escogen un sistema basado en tres partes, la primera dedicada a temas introductorios o preliminares, la segunda a mecánica de suelos y la tercera a ingeniería geotécnica. Pero algunos modifican esta estructura desdoblando algunas de estas partes, por ejemplo unos dividen la de mecánica de suelos en dos, una abordando todos los temas desde su estudio en laboratorio y la otra desarrollando de cada tema las teorías generales aplicables a escala geotécnica. Todas estas alternativas se presentan junto con la primera opción y se analizan sus ventajas e inconvenientes. Como, de forma unitaria o desdoblada, todos estos sistemas presentan correlativamente los temas introductorios, los de mecánica de suelos y los de ingeniería geotécnica, tras el análisis anterior se estudian las diferentes posibilidades de ordenamiento de los contenidos de cada una de estas tres partes por separado. También se realiza un análisis individual de la forma de realizar la transición entre la parte de mecánica de suelos y la de ingeniería geotécnica. Cada uno de los análisis o estudios presentados corresponde a uno de los siguientes subapartados que se desarrollan a continuación: 3.1 Ordenamiento general de los libros. 3.2 Orden de los temas preliminares. 3.3 Orden de los temas de mecánica de suelos. 3.4 Transición de los temas de mecánica de suelos a los de ingeniería geotécnica. 3.5 Orden de los capítulos de ingeniería geotécnica. 3.1 Ordenamiento general de los libros Como primer nivel de análisis del ordenamiento de los contenidos de los libros, tal como se ha anunciado en la anterior introducción, se toma el estudio del orden de los grandes grupos temáticos en los que se aúnan los capítulos. La mayoría de los libros analizados responden al esquema presentado en la figura 1, en el cual se pueden agrupar todos los contenidos en tres grandes partes. En la primera se presenta la geotecnia y los problemas ingenieriles que se pueden resolver con ella, se explica la formación de los suelos, su composición mineralógica, sus propiedades físicas y los sistemas de clasificarlos. Así se trata de una presentación de la disciplina geotécnica y su material de trabajo, el suelo. En la segunda parte se tratan los contenidos de mecánica de suelos. Y en la tercera se desarrollan los aspectos aplicados de la geotecnia, temas de ingeniería geotécnica. PARTE I TEMAS PRELIMINARES ↓ PARTE II MECÁNICA DE SUELOS ↓ PARTE III INGENIERÍA GEOTÉCNICA Figura 1. Este sistema de ordenamiento general es totalmente consistente, mostrando en primer lugar una serie de temas introductorios, posteriormente la base teórica de la disciplina a estudiar, la mecánica de suelos, explicando tema por tema sin desdoblarlos como se verá a continuación que plantean algunos autores, y, por último, desarrollando la aplicación de las teorías generales a la resolución de problemas ingeneiriles. Un sistema alternativo al anterior es el de los libros de Terzaghi y Peck y de Jiménez Salas. En ellos de nuevo los contenidos se agrupan en tres partes, las mostradas en la figura 2, Terzaghi y Peck las
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Análisis conjunto
denominan propiedades índices de los suelos a la primera, mecánica teórica de los suelos a la segunda y problemas del proyecto y la construcción a la tercera, Jimenez Salas alternativamente propiedades de los suelos y de las rocas, mecánica del suelo y de las rocas y cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia, respectivamente. PARTE I PROPIEDADES DE LOS SUELOS Y DE LAS ROCAS o
PORPIEDADES ÍNDICE DE LOS SUELOS ↓ PARTE II MECÁNICA DEL SUELO Y DE LAS ROCAS o
MECÁNICA TEÓRICA DE LOS SUELOS ↓ PARTE III CIMENTACIONES, EXCAVACIONES Y APLICACIONES DE LA GEOTECNIA o
PROBLEMAS DEL PROYECTO Y DE LA CONSTRUCCIÓN Figura 2. En el primer bloque, a parte de abordar aspectos preliminares a modo de introducción, se desarrollan los temas de mecánica de suelos presentando únicamente de ellos los ensayos de laboratorio con los que se estudian los resultados de los mismos y las propiedades de los suelos que de ellos se deducen. En la segunda parte se presentan los mismos temas de mecánica de suelos pero pasando de la escala de laboratorio a la geotécnica. Así se desarrollan las teorías de mecánica de suelos aplicables a toda una masa de suelo, en principio las necesarias para resolver aspectos ingenieriles. La última parte, como sus dos denominaciones especifican claramente, se reserva para estudiar todos los contenidos de ingeniería geotécnica. A modo de ejemplo y para finalizar la presentación de este modelo de organización de los capítulos de un libro de geotecnia, se presentan algunos de los contenidos del tema de flujo clasificados según la parte en la que correspondería su explicación en este modelo: I. Propiedades de los suelos y de las rocas o propiedades índice de los suelos. - Velocidad del agua y caudal unitario. - Altura piezométrica. - Ley de Darcy: definición. - Ley de Darcy: aplicación a problemas 1D. - Validez de la ley de Darcy. - Permeabilidad: factores que influyen en su valor. - Permeabilidad: obtención en laboratorio. - Permeabilidad: representatividad de su valor. II. Mecánica del suelo y de las rocas o mecánica teórica de suelos. - Ec. de flujo: formulación. - Ec. de flujo: presentación de los métodos de resolución. - Ec. de flujo: resolución analítica. - Ec. de flujo: resolución mediante redes de flujo. - Ec. de flujo: resolución en suelo estratificado. - Sifonamiento. III. Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la geotecnia o problemas de la construcción. - Drenes. Condiciones de filtro. - Rebajamiento del nivel freático. - Electroósmosis.
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El principal inconveniente de seguir este ordenamiento para la docencia de la geotecnia es dificultar la visión global de los temas, especialmente de los de mecánica de suelos, aunque de los de ingeniería geotécnica también, porque en las dos obras que presentan este esquema aspectos como el cálculos de la presión de hundimiento o el desarrollo de las teorías de empuje del terreno se consideran temas de mecánica del suelos, así se introducen en la segunda parte, pero su utilidad en el proyecto de cimentaciones y de estructuras de contención, respectivamente, no se ve hasta la tercera. La última propuesta de ordenamiento general de los capítulos de un libro de geotecnia viene de la obra de Lambe y Whitman. Su esquema se muestra en la figura 3 y consta de cinco bloques. El primer bloque es una introducción a la mecánica de suelos, en el segundo se presentan las propiedades intrínsecas del suelo, desarrollándose su estudio a nivel partícula y de las propiedades indentificativas de una masa de suelo. Los tres últimos bloques repiten un mismo esquema (comportamiento tensión–deformación, cálculo de empujes y estructuras de contención y cálculo de cimentaciones superficiales), pero en el tercer bloque se desarrolla para suelo seco, en el cuarto para suelo saturado y procesos de carga drenados y en el quinto para suelo saturado pero procesos de carga no drenados. En cada una de las tres últimas partes se incluyen, en el esquema común presentado, algunos temas más específicos de cada una, por ejemplo en la cuarta parte se explican las leyes del flujo de agua en el terreno y en la quinta la teoría de la consolidación. PARTE I INTRODUCCIÓN ↓ PARTE II LA NATURALEZA DEL SUELO ↓ PARTE III EL SUELO SECO ↓ PARTE IV SUELOS CON AGUA - REGIMEN ESTÁTICO O FLUJO ESTABLECIDO ↓ PARTE V SUELOS CON FLUJO DE AGUA EN REGIMEN VARIABLE
→ 1. 2. → 3. 4. 5. → 6.
Cálculo de tensiones en la masa de suelo. Aspectos generales del comportamiento tensión – def. Resistencia al corte. Relaciones tensión – deformación. Cálculo de empujes y est. de contención. Cálculo de cimentaciones superficiales.
Figura 3. Del ordenamiento de este libro lo que merece especial atención son las tres últimas partes, ya que en ellas se presenta una respuesta original a uno de los problemas más complejos a los que debe hacer frente la docencia de la ingeniería geotécnica, la comprensión de las diferencias y similitudes entre el comportamiento del suelo en procesos drenados y en no drenados. Pero, este ordenamiento que en principio puede parecer una respuesta adecuada al problema docente planteado, puede ser contraproducente si el lector entiende cada una de las situaciones como aisladas, sin relacionarlas entre ellas y aprende comportamientos independientes. Otro problema, en la misma dirección, es que el hecho de dedicar tres capítulos diferentes y separados al mismo tema, no facilita que el lector tenga una visión global del problema, lo que es especialmente grave en los temas dedicados a cimentaciones superficiales y estructuras de contención. El mismo problema, pero al revés, sucede con los temas que únicamente aparecen en una parte, como el de cimentaciones profundas que exclusivamente se trata en la última parte, el lector puede llegar a entender que sólo se emplean en la situación que representa esa parte. Así a parte de alertar de la importancia del problema de la comprensión de las explicaciones ligadas a los procesos drenados y no drenados y de la necesidad de resolverlo, este ordenamiento general no presenta ninguna virtud respecto los anteriores.
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Análisis conjunto
A continuación se muestran los grupos temáticos de materias a tratar en un libro de geotecnia, con los que se ha trabajado en el análisis de contenidos del apartado anterior, clasificados en temas preliminares, de mecánica de suelos o de ingeniería geotécnica, según la opinión mayoritaria de los autores analizados. Pese a que esta clasificación siga el esquema de ordenamiento general presentado anteriormente en primer lugar, en ella también es han tenido en cuenta los libros que no lo siguen, ya que en ellos las partes de mecánica del suelos e ingeniería geotecnia se mantienen aunque en el ordenamiento de Terzaghi-Peck y Jiménez Salas se desdoblan las explicaciones de mecánica de suelos y en la de Lambe-Whitman se triplican tanto las de mecánica de suelos como las de ingeniería geotécnica. Así los contenidos mayoritarios de los tres grandes grupos temáticos empleados por casi todos los autores son: Parte I. Temas preliminares o introductorios. • Temas preliminares. • Propiedades y clasificación de los suelos. Parte II. Mecánica de suelos. • Conceptos básicos de mecánica de medios continuos. • Comportamiento tensión - deformación, suelo saturado. • Análisis global del terreno. • El agua en el terreno. • Consolidación. • Comportamiento tensión - deformación, suelo no saturado. Parte III. Ingeniería geotécnica • Reconocimiento del terreno. • Taludes e inestabilidad de laderas. • Cimentaciones superficiales. • Cimentaciones semiprofundas. • Cimentaciones profundas. • Cimentaciones especiales. • Empuje de tierras. • Estructuras de contención rígidas. • Estructuras de contención flexibles. • Otros estudios geotécnicos. Estos contenidos asociados a cada uno de los tres bloques son los presentados por la mayoría de los libros, pero existen algunos autores que cambian de situación algunos temas, a continuación se presentan estos casos: • El libro de Atkinson (1993) dedica en el primer bloque (Temas preliminares) un capítulo a recordar los principios de la mecánica y otro al comportamiento de los materiales, en el que se desarrollan conceptos básicos de mecánica de medios continuos. Estos, aún ser realmente temas preliminares, tienen más sentido tratarlos cerca de los capítulos de comportamiento mecánico de los suelos, como lo hacen la mayoría de los autores y no separados de ellos. • En el libro de Costet-Sanglerat (1975) y el de Berry-Reid (1993) en los capítulos dedicados al comportamiento mecánico del suelo, concretamente en aquellos en que se explica la relación tensión deformación en el caso unidimensional, se tratan aspectos prácticos del cálculo de asientos. Esto tiene dos problemas, el primero es perder la visión global del proyecto de una cimentación, ya que los conceptos que en él intervienen se explican diseminados por todo el texto, ya que el cálculo de la presión de hundimiento se mantiene en el tercer bloque. El segundo es que se pueden perder de vista las muchas más aplicaciones de las teorías de relación tensión – deformación, aparte de la del cálculo de asientos de zapatas.
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• El libro de Smith (1990) presenta el problema inverso, explica la relación tensión - deformación en el caso unidimensional y la consolidación junto con las explicaciones propias del cálculo de asientos en el tercer bloque. Esto igualmente es un error porque induce al lector a pensar que la consolidación sólo aparece en el caso de cimentaciones superficiales. • Atkinson (1993) presenta el tema de la formación de los suelos junto con el de reconocimiento del terreno, normalmente tratados por los autores como un tema preliminar y uno de ingeniería geotécnica respectivamente, en el bloque de mecánica de suelos. El hecho de presentar los dos temas juntos puede ser positivo ya que como uno de los objetivos del reconocimiento es identificar la estructura del terreno, saber como se ha formado ésta ayuda a la interpretación de los resultados. Además explicar los procesos de formación de suelos tras los temas de comportamiento mecánico de los suelos, permite explicar la evolución tensional de los suelos durante su formación. Pero el hecho que esta última información no sea importante en los estudios geotécnicos como se ha visto en el análisis de contenidos y que la situación de estos temas en medio de los de mecánica de suelos interrumpe el flujo natural de las explicaciones de éstos, desaconseja la opción de ordenamiento presentada en este libro. • Uno de los temas en los que hay más desacuerdo entre autores respecto su situación es en el de comportamiento mecánico del suelo no saturado. Ello se debe a que muchas veces los contenidos de este tema se reducen a las explicaciones relativas a la compactación. En los casos en los que se abordan otros temas, aparte de éste tan específico, no hay ninguna duda, su situación es en el bloque de mecánica de suelos, pero ello sólo ocurre en la obra de Jiménez Salas, y se sitúa concretamente en su primera parte. Cuando del comportamiento mecánico del suelo no saturado solamente se aborda el tema de compactación aparecen dos alternativas en su situación. En primer lugar en el bloque de temas preliminares, esta opción se muestra en el libro de Holt-Kovacs (1981), al tratarse éste de una obra íntegramente dedicada a la mecánica del suelo la opción de los autores presenta una ventaja pedagógica, ya que el presentar un tema de marcado carácter práctico antes de iniciar el desarrollo de los capítulos de mecánica de suelos, más teóricos, puede hacer motivar al estudiante haciéndole ver un aspecto aplicado de la materia que estudia. Pero aparte de esta ventaja no existe ninguna otra razón más que justifique esta opción. La segunda alternativa es la situación del tema de compactación en el bloque de ingeniería geotécnica, ello tiene razón de ser cuando este contenido se presenta como una aplicación de la geotécnica a la construcción de carreteras. Así en Iglesias (1999) existe un capítulo denominado Geotecnia vial o en Smith (1990) uno titulado Compactación y aspectos de mecánica de suelos para el diseño de carreteras. • Un último contenido, mucho más concreto, sobre el que no existe consenso en su situación es en la explicación del coeficiente de empuje al reposo. Existen autores que optan por explicar este concepto tras el principio de tensiones efectivas abriendo un apartado dedicado al estado tensional del terreno (Serra et al., 1986). Otros lo introducen al explicar el comportamiento tenso-deformacional en el caso unidimensional (Atkinson-Bransby, 1978). Y por último, los hay que esperan al bloque de ingeniería geotécnica y desarrollan este concepto en los capítulos dedicados al cálculo de empujes (Berry-Reid, 1993). La complejidad de la situación de este apartado se hace patente al ver todas estas posibilidades existentes. La mejor opción es su inclusión en los apartados dedicados al estado tensional del terreno, pero es importante tener en cuenta que esta situación es compatible con la última presentada. En muchos libros al explicar los empujes del terreno solamente desarrollan las explicaciones relativas al empuje pasivo y al activo, olvidándose del empuje en reposo al cual se ven sometidas muchas estructuras. 3.2 Orden de los temas preliminares Todos los contenidos posibles a tratar en este bloque, según el listado de contenidos utilizado a lo largo de todos los análisis presentados en este anejo, son los siguientes: • Temas preliminares. - Definición de geotecnia y/o mecánica del suelo.
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Repaso de la historia de la geotecnia. Breve descripción de algunos problemas resueltos por la geotecnia. Estructura del globo terrestre. Definición de suelo. Definición de roca. Tipos de roca. Formación de los suelos. Clasificación de los suelos según su formación. La estratigrafía. Mineralogía de las arcillas. Fuerzas físico-químicas actuantes entre las partículas de arcilla.
• Propiedades y clasificación de los suelos. - Granulometría: definición y clasificación de los suelos. - Granulometría: obtención. - Textura de los suelos. - Forma de las partículas. - Parámetros de relación entre las fases: definición y relaciones. - Parámetros de relación entre las fases: obtención. - Límites de Atterberg: definición. - Límites de Atterberg: obtención. - Sistemas de clasificación de suelos. El orden más lógico de exponer estos contenidos, que es el seguido por todos los autores excepto por Lambe-Whitman, es presentar en primer lugar la materia de la que trata el libro y le da título, dentro de esta explicación evidentemente es necesario definir suelo, aunque sea de forma somera. A continuación es el momento de desarrollar, si se quiere, una breve historia de la evolución de esa materia y presentar ejemplos reales de su aplicabilidad. Una vez presentada la disciplina y su utilidad es el momento de describir más concretamente su material de estudio, el suelo. En primer lugar, desde una óptica más geológica, definiendo sus procesos de formación y su clasificación según éstos. Y, en segundo lugar desde una óptica ingenieril, a través de la explicación de los parámetros de relación entre fases, la granulometría, los límites de Atterberg y los sistemas de clasificación según estos últimos parámetros. La excepción a este orden es el libro de Lambe-Whitman, en él se introduce en los temas preliminares un capítulo dedicado a introducir el comportamiento del terreno en el que se exponen de forma resumida conceptos como el principio de tensiones efectivas, el sifonamiento o la consolidación. Y, a continuación de este capítulo, se anteponen las explicaciones relativas a la descripción de los suelos desde una óptica ingenieril a las de la geológica. Este sistema de ordenamiento no tiene ninguna virtud y únicamente se entiende en el marco de la peculiar estructura de este libro, explicada anteriormente. Dentro del orden perfectamente establecido y seguido por todos los autores excepto por Lambe-Whitman, tal como se acaba de ver, existe un grupo de contenidos con los que no existe unanimidad sobre su situación, son los referentes a la mineralogía de las arcillas y a las fuerzas físico-químicas actuantes entre las partículas de arcilla. Básicamente en los libros en que se abordan se observan tres alternativas en su situación, la primera en capítulos dedicados a la formación de los suelos y su composición, en los que se abordan junto con la formación de los suelos y la clasificación según ésta, como en Iglesias (1999). La segunda opción es junto con las explicaciones relativas a los límites de Atterberg, ésta es la presente en la obra de Jiménez Salas y en Serra et al. (1986). Por último en Holtz-Kovacs (1981) se tratan con tanta profundidad estos contenidos que con ellos solos se genera un capítulo situado al final de los temas introductorios, tras explicar los parámetros de relación entre fases, la granulometría, los límites de Atterberg y los sistemas de clasificación según estos últimos parámetros. Una última observación sobre el ordenamiento de los temas preliminares surge de la obra de Iglesias (1999), en ella se desarrollan en un capítulo independiente las explicaciones de los parámetros de relación entre fases y en otro las relativas a la granulometría, los límites de Atterberg y los sistemas de
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clasificación según estos últimos parámetros. Esto presenta un aspecto positivo, separa la propiedades identificativas de los tipos de suelos, de las que simplemente caracterizan el estado de un mismo tipo de suelo en función de por ejemplo la cantidad de agua que tenga. 3.3 Orden de los temas de mecánica de suelos Los temas a tratar en este bloque, tal como se han presentado anteriormente, son los siguientes: • Conceptos básicos de mecánica de medios continuos. • Comportamiento tensión - deformación, suelo saturado. • Análisis global del terreno. • El agua en el terreno. • Consolidación. • Comportamiento tensión - deformación, suelo no saturado. El ordenamiento de estos grupos de contenidos no es nada fácil, en especial la posición relativa entre las explicaciones del agua en el terreno, las de consolidación y las de comportamiento tensión-deformación en suelo saturado, y concretamente dentro de este último grupo hay que diferenciar entre la explicación del principio de tensiones efectivas y el resto, como se verá más adelante. Respecto el resto de temas su situación no es tan problemática: • Conceptos básicos de mecánica de medios continuos. Normalmente, estos contenidos los autores los introducen a medida que los requieren, así aparecen junto con las explicaciones del comportamiento tensión – deformación del suelo saturado. • Análisis global del terreno. Los contenidos de este tema, como en el caso anterior, los autores no los constituyen como un bloque, por si solos, dentro del de mecánica de suelos, de forma que permita discutir su situación. Normalmente se sitúan en el caso de comportamiento en servicio junto con el comportamiento tensión-deformación y el comportamiento global en rotura junto con los temas de ingeniería geotécnica. No obstante al final de este apartado se realiza un pequeño análisis de su posición. • Comportamiento tensión - deformación, suelo no saturado. Como se ha comentado en el apartado dedicado al ordenamiento general de los libros, estos contenidos sólo en un libro analizado se tratan dentro del bloque mecánica de suelos, así que su orden dentro de él no se puede analizar. A continuación se exponen los factores a tener en cuenta en el ordenamiento de las explicaciones relativas al principio de tensiones efectivas, el resto de contenidos sobre el comportamiento tensión-deformación de suelos saturados, el agua en el terreno y consolidación. Los siguientes factores responden a una lógica rigurosa, en la que cada apartado incluye la materia relativa a la misma temática, basada en definiciones y conceptos previamente explicados, pero como se verá todos no se pueden satisfacer a la vez. Estos factores son: • El principio de tensiones efectivas debería explicarse en el capítulo dedicado al comportamiento mecánico del suelo, por ser su base. • El capítulo de consolidación debería estar tras el de comportamiento mecánico del terreno, así podría entenderse más claramente el proceso en si, así como el tránsito entre la situación no drenada o a corto plazo y la drenada o a largo plazo. • El capítulo dedicado al agua en el terreno debe desarrollarse antes que el dedicado a la consolidación, pues para explicar esta es necesario haberse explicado la teoría de flujo de agua. • El principio de tensiones efectivas debe explicarse con anterioridad al flujo de agua, para poder comprender parte de la necesidad del estudio del flujo de agua en el terreno (concretamente el cálculo de las presiones intersticiales) y poder explicar correcta y fácilmente el fenómeno del sifonamiento. El no poder satisfacer todas estas condiciones a la vez, hacen que la mayoría de autores ordene los cuatro grupos de forma diferente. Si prescindimos de donde se colocan los conceptos relacionados con el principio de tensiones efectivas, se han detectado tres posibilidades de ordenar los tres grupos restante:
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• La presentada por la mayoría de los autores, que explica en primer lugar el flujo de agua en el suelo, posteriormente el comportamiento mecánico de los suelos y por último la consolidación. Esta no tiene, en principio, ningún problema con los cuatro factores antes desarrollados. • La presentada por Atkison (1993) que explica en primer lugar el comportamiento mecánico de los suelos, luego la consolidación y por último el flujo de agua en el terreno. El hecho de explicar consolidación antes del flujo el autor lo consigue porque ha introducido en capítulos anteriores la ley de Darcy y el concepto de gradiente hidráulico. Esto no es positivo ya que esos conceptos son propios del tema de flujo, y no es hasta él cuando los desarrolla con profundidad, así hace uso de ellos sin estar bien explicados. • La última forma detectada corresponde a la del libro de Iglesias (1999), que tras el comportamiento mecánico de los suelos explica el flujo de agua y por último la consolidación. El único defecto que presenta esta ordenación es la de separar el tema de consolidación del de comportamiento mecánico del suelo. La forma más adecuada es la presentada por la mayoría de los autores (Flujo → Comportamiento Mecánico → Consolidación), a continuación se presenta la forma de incluir en ella el principio de tensiones efectivas, básicamente se han detectado tres: • Una primera opción es incluir el principio de tensiones efectivas en el capítulo dedicado al flujo de agua en el terreno. Ésta presenta el inconveniente que lo aleja de su situación natural con los capítulos dedicados al comportamiento mecánico del terreno. Un segundo problema es que el hecho que aparezca en el interior de un capítulo dedicado al agua en el terreno, quizá haga que el lector no preste suficientemente importancia al principio básico de la mecánica de suelos. Esta opción es presentada por Costet-Sanglerat (1975) y por Holtz (1981). • La segunda opción es la de incluirlo en los capítulos dedicados al comportamiento mecánico de los suelos. Esto hace, como se explicaba anteriormente, que no se comprenda parte de la necesidad del estudio del flujo de agua en el terreno (concretamente el cálculo de las presiones intersticiales) y dificulta la explicación del fenómeno del sifonamiento, al desarrollarse el capítulo de flujo antes que la explicación del principio de tensiones efectivas. Está opción es la presentada por Smith (1990). • La última posibilidad, presentada por Atkinson (1993), Atkinson-Bransby (1978) y por Berry-Reid (1993), se trata de anteponer al tema de flujo uno dedicado al principio de tensiones efectivas, junto con explicaciones relativas al cálculo de tensiones y otras características importantes y diferenciales del comportamiento mecánico del suelo. Esta parece la solución correcta, ya que su único problema es alejar las explicaciones del principio de tensiones efectivas de los temas dedicados al comportamiento mecánico de los suelos, pero lo hace dándole mucha importancia a su explicación. Dentro del análisis de las diferentes formas de llevar a la práctica el ordenamiento más común entre los autores de las explicaciones correspondientes al flujo de agua en el terreno, el comportamiento mecánico del suelo y la consolidación, que se trata precisamente del mismo orden en el que se acaban de presentar los tres temas, debe estudiarse como se tratan las explicaciones de la consolidación. Existen básicamente dos formas de hacerlo, incluyéndolas en el tema del comportamiento mecánico de los suelos, junto el desarrollo del comportamiento del suelo bajo compresión confinada, o en un tema a parte. De ambas posibilidades evidentemente es mucho mejor la segunda, pues la primera resta generalidad a un tema tan importante como la consolidación, e incluso puede hacer que el lector entienda como una misma teoría el modelo de comportamiento bajo compresión confinada y la propia teoría de la consolidación, incluso llegando a confundir su aparato matemático. Analizados todos los posibles ordenamientos de las explicaciones más difíciles de situar en el bloque de mecánica de suelos, sólo queda analizar como sitúan los autores analizados las explicaciones relativas al comportamiento global del terreno. En cuatro obras se dan suficiente autonomía a estos contenidos para formar capítulos con ellos, son las de Atkinson (1993), Smith (1990), Jiménez Salas y Terzaghi-Peck (1958). Atkinson (1993) finaliza el bloque de mecánica de suelos con dos capítulos dedicados a los dos métodos de análisis global en rotura que trata. Smith (1990) también cierra su parte de mecánica de suelos con un capítulo dedicado al análisis global, pero en este caso en servicio, concretamente se titula Principio del análisis tensional. Jiménez Salas y Terzaghi-Peck dentro del segundo bloque de su ordenamiento global tan particular dedican un capítulo al análisis global en servicio y otro al de rotura, y
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además algunos aspectos vuelven a explicarlos en su tercer bloque cuando son de utilidad en algún tema de ingeniería geotecnia. La mayoría del resto de autores las explicaciones relativas al estudio global en servicio las desarrollan en los capítulos dedicados al comportamiento mecánico del suelo saturado, en especial aquellos autores que en la parte de mecánica de suelos crean capítulos en los que explican asientos, compresibilidad y consolidación, como Berry-Reid (1993), Costet-Sanglerat (1975) y Holtz-Kovacs (1981). RodríguezSerra-Oteo (1989) y Serra et al. (1986) prefieren desarrollar estas explicaciones en los capítulos de ingeniería del terreno dedicados al cálculo de asientos de cimentaciones superficiales y al proyecto de losas y vigas flotantes. Para finalizar este análisis, la opción mayoritaria de muchos autores de desarrollar las explicaciones relativas a los estados de Rankine en los temas dedicados a estructuras de contención. 3.4 Transición de los temas de mecánica de suelos a los de ingeniería geotécnica Los libros analizados presentan tres formas de realizar la transición entre los temas de mecánica de suelos y los de ingeniería geotécnica, estos corresponden al empleo de los temas empuje de tierras y estructuras de contención, taludes y reconocimiento del terreno. A continuación se presentan en que casos y que virtudes y defectos presentan cada una de estas opciones: • Empuje de tierras y estructuras de contención. En los tres libros en que es empleada esta opción (Berry-Reid, 1993; Costet-Sanglerat, 1975; Lambe-Whitman, 1972) el capítulo que cierra la parte de mecánica de suelos trata temas de resistencia del terreno, así la transición se plantea en términos de la explicación de los empujes del terreno, tema situado en la frontera, considerado por muchos como propio de la mecánica de suelos por ser un aspecto concreto del comportamiento global del terreno en rotura y por otros de ingeniería del terreno por ser un aspecto aplicado al cálculo de un tipo de estructura geotécnica. • Taludes. Las obras que utilizan este tema finalizan la parte dedicada a mecánica de suelos con capítulos dedicados al comportamiento global del terreno, en el caso de Atkinson (1993) temas de rotura global y en el de Smith (1990) de comportamiento en servicio. Así en ambos casos el tema de taludes, que puede considerarse una aplicación concreta de aspectos de rotura global del terreno se presenta como una continuación natural a los temas de mecánica de suelos desarrollados por estas obras. • Reconocimiento del terreno. Las obras que inician las explicaciones de ingeniería del terreno con estos contenidos son Rodríguez-Serra-Oteo (1989), Serra et al. (1986) y Terzaghi-Peck (1958). En este caso, a diferencia de los anteriores, este tema no da una continuidad a las explicaciones de mecánica de suelos, pero presenta dos virtudes, en primer lugar el iniciar el bloque de ingeniería geotécnica con el mismo tema con el que se inician los proyectos de ingeniería del terreno y en segundo lugar que permite repasar aquellos aspectos fundamentales del comportamiento del terreno a medida que se explican los ensayos in situ con los que se obtienen los parámetros de proyecto. Además, iniciar con este tema los desarrollos de ingeniería geotécnica es una forma muy clara de mostrar las diferencias entre el enfoque más científico de los temas de mecánica de suelos del enfoque más técnico de éstos, como por ejemplo a través de una brevísima comparación entre los ensayos in situ y los de laboratorio. A parte de estas tres formas de realizar la transición entre los temas de mecánica de suelos y los de ingeniería geotécnica, seguidas por más de un autor de los analizados, en la obra de Jiménez Salas se plantea una forma diferente muy original. Ésta consiste en interponer un capítulo, dedicado a la explicación de los conceptos de factor de seguridad y análisis de estabilidad a corto y a largo plazo, entre el último capítulo propiamente de mecánica de suelos, dedicado a la consolidación, y el primero de ingeniería geotécnica en el que se desarrollan los fenómenos de inestabilidad de taludes. Las explicaciones relativas al factor de seguridad son una buena idea para romper con el enfoque más científico de la parte de mecánica de suelos e introducir la orientación más técnica de las explicaciones de ingeniería geotécnica. Al igual sucede con el estudio del análisis de estabilidad a corto y largo plazo, además éste es un tema ligado a las explicaciones de mecánica de suelos de difícil comprensión y muy importante, por todo ello es muy adecuado dedicarle unas explicaciones específicas a él.
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Análisis conjunto
3.5 Orden de los capítulos de ingeniería geotécnica Los temas a tratar en este bloque, tal como se ha presentado anteriormente, son: • Reconocimiento del terreno. • Cimentaciones superficiales. • Cimentaciones semiprofundas. • Cimentaciones profundas. • Cimentaciones especiales. • Taludes e inestabilidad de laderas. • Empuje de tierras. • Estructuras de contención rígidas. • Estructuras de contención flexibles. • Otros estudios geotécnicos. Pero para al estudio de su ordenamiento se puede resumir en los siguientes: • Reconocimiento del terreno. • Cimentaicones: superficiales, semiprofundas, profundas y especiales. • Taludes e inestabilidad de laderas. • Estructuras de contención: empuje de tierras, rígidas y flexibles. • Otros estudios geotécnicos. En el ordenamiento de estos aspectos la mayoría de autores coinciden en presentar los temas de taludes junto con los de estructuras de contención, bien antes o después, y en presentar aquellos apartados que incluye el título otros estudios geotécnicos, como mejora del terreno o instrumentación, al final del bloque. Habiendo diferencias entre las posiciones relativas que se representan en la figura 4 y a continuación se desarrollan sus ventajas e inconvenientes.
Reconocimiento del terreno Cimentaciones 2
Taludes 1
3
Estructuras de contención
Figura 4. 1. Posición relativa entre las explicaciones de taludes y estructuras de contención. Pocos son los aspectos que pueden hacer decidir el orden más conveniente entre estos dos temas. Uno de éstos es la inclusión en las comprobaciones de cálculo de estructuras de contención la rotura global que emplea las mismas herramientas de cálculo que coincide en método con la comprobación principal en el cálculo de taludes. Así teniendo en cuenta este aspecto, y sin entrar en consideraciones sobre el tema antecedente y el precedente a estos dos, parece mejor situar en primer lugar el tema de taludes al de estructuras de contención. 2. Posición relativa entre los temas de cimentaciones y los de estructuras de contención junto las de taludes.
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Al tratarse de temas muy independientes, de nuevo, existen pocos factores que ayuden a decidir objetivamente cual de los dos debe explicarse primero. Uno de éstos es que el cálculo de estructuras de contención requiere la comprobación de hundimiento que se explica en el capítulo de zapatas superficiales, así parece lógico colocar en primer lugar los capítulos dedicados a las cimentaciones. 3. Colocación al inicio o al final del tema reconocimiento del terreno. En el apartado anterior se han presentado dos ventajas de iniciar el bloque de ingeniería del terreno con el tema de reconocimiento, estas eran en primer lugar que su desarrollo era idóneo para repasar los aspectos fundamentales de mecánica de suelos, aspecto muy interesante al iniciar este bloque, y en segundo lugar que de esta manera el orden del bloque sigue el del proyecto geotécnico. Además su situación en primer lugar permite en los temas referidos a estructuras geotécnicas desarrollar los métodos de cálculo basado en los ensayos in situ, ya que estos han sido explicados con anterioridad. La situación al final del bloque solamente tiene un punto a favor, que permite conocer al desarrollar los temas de planificación del reconocimiento los diferentes parámetros que requieren para su cálculo las estructuras geotécnicas.
4. Enfoque En los capítulos anteriores se ha analizado el enfoque de las explicaciones relativas al principio de tensiones efectivas, a la consolidación y a la presión de hundimiento de cimentaciones superficiales. A continuación, en la tabla 37, se resume el resultado de estos análisis, mostrando el orden en el que se suceden las diferentes partes de las explicaciones, definidas con anterioridad y denominadas fenómeno, teoría, experiencia y práctica. Tabla 37 Comparativa de los enfoques empleados en las explicaciones del principio de tensiones efectivas, la consolidación y la presión de hundimiento (F, fenómeno; E, teoría; P, práctica, E, experiencia). Presión de Obra Tensiones efectivas Consolidación hundimiento Atkinson (1993) E→F→T→P F→T F→T Atkinson-Bransby (1978) F→P F→T→P Bewrry-Reid (1993) T→F F→T→P F→T→P Costet-Sanglerat (1975) F→T E→F→T→P F→T→P Holtz-Kovacs (1981) F→P→T F→P Iglesias (1999) F→T→P F→T Jiménez Salas T→F E→F→T F→E→T Lambe-Whitman (1972) F→T E→F→T→P F→T→P Rodríguez-Serra-Oteo (1989) F→P Serra et al. (1986) T→P F→P F→T→P Smith (1990) F F→T→P F→T→P Terzaghi-Peck (1958) E→F F→E→T F→T→P Puede observarse que el enfoque más utilizado es el caracterizado por iniciar la explicación definiendo el fenómeno, continuar desarrollando la teoría para modelar el fenómeno y finalizar exponiendo la práctica. Este enfoque es totalmente lógico y parece el más pedagógico, sin tener en cuenta la ausencia en las explicaciones de la experimentación. En los datos de la tabla 37 también se observa que la parte de las explicaciones dedicada a la experimentación es la menos utilizada. Ello demuestra la coincidencia de muchos autores con la idea expresada por Atkinson en el prólogo de su obra (Atkinson, 1993). En él justifica el no presentar datos reales de laboratorio presentando directamente el comportamiento idealizado para conseguir un texto más sencillo, claro y directo, lo que en general cree lo hace más útil para el alumno.
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Análisis conjunto
5. Estructura Los datos recopilados sobre la estructura de los libros permiten realizar análisis en dos direcciones, primeramente sobre parámetros como el número de páginas por capítulo o el número de páginas por figura, y en segundo lugar sobre el porcentaje de obra destinado a cada bloque de contenidos. Respecto los parámetros que pueden ser de interés, éstos son los destinados a medir el grado de estructuración de la obra (páginas/capítulo y páginas/apartado), en segundo lugar aquellos que son indicadores del grado de ilustración (figuras/capítulo y páginas/figura) y, por último, los indicadores sobre el número de ejemplos como el número de éstos por capítulo. En la tabla 38 se muestra el resultado de los parámetros referidos a capítulos, ya que éstos han sido la unidad sobre las que se han tomado los datos representados en los capítulos anteriores, de esta forma sólo de ellos se puede calcular la varianza directamente. En la tabla 39 se muestran los parámetros calculados indirectamente, como medias, por lo que únicamente se puede ofrecer su valor. Tabla 38 Valores de los parámetros referidos a capítulos. Páginas/Capítulo Figuras/Capítulo Ejemplos/Capítulo Obra Media Varianza Media Varianza Media Varianza Atkinson (1993) 11.25 11.41 11.08 24.34 2.25 2.98 Atkinson-Bransby (1978) 18.31 73.96 15.12 101.85 3.00 3.06 Berry-Reid (1993) 30.44 72.77 14.88 32.86 10.66 41.25 Costet-Sanglerat (1975) 51.75 234.38 25.41 62.81 3.66 16.24 Holtz-Kovacs (1981) 40.81 928.76 2.09 467.44 9.18 68.76 Iglesias (1997) 43.77 588.02 25.30 323.23 0.00 0.00 Jiménez Salas et al. 68.98 2832.16 44.62 1534 0.00 0.00 Lambe-Whitman (1972) 12.55 24.8 13.79 42.41 3.17 18.63 Rodríguez el al. (1989) 29.37 225.12 29.87 524.41 0.00 0.00 Serra et al. (1986) 61 724 36.62 317.98 26.00 37.71 Smith (1990) 26.43 79.03 16.85 59.67 11.28 35.29 Terzagui-Peck (1958) 54.83 1080.88 23.16 176.70 7.33 134.33
Tabla 39 Valores de otros indicadores sobre la estructura y la ilustración de las obras. Obra Páginas/Apartado Páginas/Figura Atkinson (1993) 1.32 1.01 Atkinson-Bransby (1978) 1.78 1.21 Berry-Reid (1993) 4.64 2.04 Costet-Sanglerat (1975) 2.62 2.03 Holtz-Kovacs (1981) 4.44 1.76 Iglesias (1997) 1.65 1.73 Jiménez Salas et al. 3.30 1.54 Lambe-Whitman (1972) 1.80 0.91 Rodríguez el al. (1989) 1.51 0.98 Serra et al. (1986) 1.52 1.66 Smith (1990) 6.06 1.56 Terzagui-Peck (1958) 9.54 2.36 De un análisis de los datos representados en las tablas anteriores difícilmente se pueden extraer conclusiones interesantes para los objetivos de este trabajo, dadas las enormes variaciones existentes entre obras, únicamente se puede entrar en comparaciones relativas entre libros y en valoraciones subjetivas sobre el óptimo de algunos de estos parámetros tan dependientes del contenido que se explica en cada capítulo. Así simplemente se puede emplear todos estos datos como una información adicional.
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Respecto los porcentajes del total de las obras dedicados a cada bloque de contenidos, en la tabla 40 se muestran los destinados a cada uno de los tres bloques identificables con mayor o menor facilidad en la mayoría de las obras, que son temas introductorios o preliminares, mecánica de suelos e ingeniería geotécnica. En estos datos se observa una gran diversidad que dificulta, como en el caso anterior su análisis. El siguiente paso en la misma dirección sería estudiar el porcentaje dedicado a cada uno de los grupos de contenidos definidos para cada uno de los tres bloques. La definición de los datos que deben permitir este estudio es compleja ya que muchos de estos grupos de contenidos se presentan mezclados entre si en un mismo capítulo y en ocasiones en más de uno. En la tabla 41 se muestra esta información pero únicamente para dos grupos de contenidos, uno del bloque de mecánica de suelos, el agua en el terreno, y otro de ingeniería geotécnica, reconocimiento del terreno. La diversidad mostrada por estos datos desaconseja la obtención del resto y su posterior análisis, ya que no van a permitir llegar a conclusiones relevantes de utilidad para este trabajo. Así, de nuevo en este caso, los datos presentados se tienen que tomar como una información adicional de carácter complementario y orientativo, simplemente.
Berry-Reid (1993)
Costet-Sanglerat (1975)
Holtz-Kovacs (1981)
Iglesias (1997)
Jiménez Salas et al.
Lambe-Whitman (1972)
Rodríguez el al. (1989)
Serra et al. (1986)
Smith (1990)
Terzagui-Peck (1958)
I. Temas preliminares o introductorios II. Mecánica de suelos III. Ingeniería geotécnica
Atkinson-Bransby (1978)
Parte
Atkinson (1993)
Tabla 40 Porcentaje de las obras destinados a los bloques principales de contenidos.
10
4
14
6
19
23
3
15
0
7
6
6
64 26
96 0
40 46
37 57
81 0
42 35
23 74
50 35
0 100
14 79
41 53
34 60
Terzagui-Peck (1958)
Smith (1990)
11.0 0.0 3.5 11.5
Serra et al. (1986)
Lambe-Whitman (1972)
4.7 3.1
Rodríguez el al. (1989)
Jiménez Salas et al.
10.6 7.7 16.3 13.5 7.6 10.0 0.0 12.8
Iglesias (1997)
7.8 0.0
Holtz-Kovacs (1981)
3.7 4.8
Costet-Sanglerat (1975)
Berry-Reid (1993)
El agua en el terreno Reconocimiento del terreno
Atkinson-Bransby (1978)
Grupo de contenidos
Atkinson (1993)
Tabla 41. Porcentaje de las obras destinados a el agua en el terreno y a reconocimiento del terreno.
4.1 6.1
10.3 8.7 4.3 12.0
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