Guía Docente 2013/14

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1 Guía Docente 2013/14 TÚNELES Y CIMENTACIONES ESPECIALES Tunnels and Special Foundations Máster en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos Modalidad de enseñanza presencial Universidad Católica San Antonio de Murcia Tlf: (+34) info@ucam.edu

2 Índice TÚNELES Y CIMENTACIONES ESPECIALES Breve descripción de la asignatura... 3 Requisitos Previos... 4 Objetivos Competencias y Resultados de Aprendizaje Metodología... 7 Temario... 7 Relación con otras materias Sistema de evaluación Bibliografía y fuentes de referencia Web relacionadas Recomendaciones para el estudio y la docencia Material necesario Tutorías

3 TÚNELES Y CIMENTACIONES ESPECIALES. Módulo: OPTATIVAS. Materia: ITINERARIO ESTRUCTURAS Y CONSTRUCCIÓN. Carácter: OPTATIVA. Nº de créditos: 4,5 ECTS Unidad Temporal: SEGUNDO CURSO. SEGUNDO SEMESTRE Profesor/a de la asignatura: D. José Rodríguez Segado joserodriguez@ciccp.es Horario de atención a los alumnos/as: al comienzo del curso se colgará en el campus virtual de la asignatura el horario de atención al alumno. Profesor/a coordinador de módulo, materia o curso: Dr. D. Alejandro M. Hernández Díaz Breve descripción de la asignatura Está conformada por dos partes bien diferenciadas, aunque complementarias en varios aspectos. Por una parte, se plantea el estudio del macizo rocoso como soporte de las obras subterráneas, para introducirnos en el cálculo, diseño y construcción de túneles y las grandes obras subterráneas; tanto en entornos urbanos como interurbanos. La parte de cimentaciones especiales se divide a su vez en un recorrido por las diferentes tipologías de cimentaciones existentes y su aplicación en diversos tipos de obras; y en un pormenorizado estudio de los tratamientos del terreno que consolidan y mejoran sus parámetros geotécnicos de cara a conseguir una sólida cimentación. Durante el curso se realizarán ejercicios prácticos relacionados con los temas estudiados y alguna visita a obra donde se esté aplicando alguna de las técnicas estudiadas o se trate de un túnel en construcción. Brief Description Consists of two distinct parts, but complementary in several respects. On the one hand, there is the study of the rock mass to support the underground, to usher in the calculation, design and construction of tunnels and underground works great, both in urban and suburban environments. The special foundations part is divided in turn into a tour of the different types of existing 3

4 foundations and their application in various types of work, and in a detailed study of land treatments that consolidate and improve their geotechnical parameters accordingly to achieve a solid foundation. During the course practical exercises related to the topics studied and a site visit where he is applying some of the techniques studied and it is a tunnel under construction. Requisitos Previos No se establecen requisitos previos. Objetivos. 1. Dominio de los conceptos fundamentales que se manejan en las obras de túneles y excavaciones subterráneas; así como en los diversos tipos de cimentaciones especiales y mejoras del terreno de práctica habitual en las construcciones civiles. 2. Familiarizarse con el manejo de las Clasificaciones Geomecánicas. 3. Capacidad para diseñar y proyectar un procedimiento constructivo para aplicarlo en la construcción de un túnel, definiendo la sección óptima, el sostenimiento a emplear, el revestimiento definitivo y el método de excavación. 4. Conocer las obras de túneles y grandes excavaciones subterráneas más importantes ejecutadas en el mundo y en España. 5. Alcanzar unos conocimientos suficientes sobre cimentaciones habituales en diversas tipologías de obra civil (silos, presas, puentes, obras portuarias, etc.) y los diferentes métodos de mejoras de la calidad del terreno de cimentación. 6. Conocimientos básicos de sismicidad, sus efectos dinámicos y la interacción con el suelo. Competencias y Resultados de Aprendizaje. Competencias transversales Instrumentales: (T1) (T2) (T3) (T4) (T5) Capacidad de análisis y síntesis. Capacidad de organización y planificación. Comunicación oral y escrita. Conocimiento de una lengua extranjera Conocimiento de informática relativo al ámbito de estudio 4

5 (T6) (T7) Capacidad de gestión de la información Resolución de problemas. Personales: (T9) Trabajo en equipo (T10) Trabajo en equipo de carácter interdisciplinar (T11) Trabajo en un contexto internacional (T14) Razonamiento crítico. (T15) Compromiso ético Sistémicas: (T16) Aprendizaje autónomo (T17) Adaptación a nuevas situaciones (T18) Creatividad e innovación (T19) Liderazgo (T22) Sensibilidad hacia temas medioambientales (T23) Capacidad de reflexión. Competencias UCAM: (CTUCAM1) Considerar los principios del humanismo cristiano como valores esenciales en el desarrollo de la práctica profesional. (CTUCAM2) Ser capaz de proyectar los conocimientos, habilidades y destrezas adquiridos para promover una sociedad basada en los valores de la libertad, la justicia, la igualdad y el pluralismo Competencias específicas Correspondientes a módulo optativo: (CESOP6) Capacidad para diseñar y proyectar túneles, y conocimiento de técnicas especiales de cimentación y de métodos de mejora del terreno. Competencias generales del titulo 5

6 Marco Común Europeo de Referencia para las Lenguas: (MCER5) Comprender los puntos principales de textos claros y en lengua estándar si tratan sobre cuestiones que le son conocidas, ya sea en situaciones de trabajo, de estudio o de ocio. (MECER7) Producir textos sencillos y coherentes sobre temas que le son familiares o en los que tiene un interés personal. (MECER8)Describir experiencias, acontecimientos, deseos y aspiraciones, así como justificar brevemente sus opiniones o explicar sus planes. Marco Español de Calificaciones para la Educación Superior: (MECES3) Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio. (MECES4) Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios. (MECES5) Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones (y los conocimientos y razones últimas que las sustentan) a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades. (UCAM 1) Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo. (UCAM2) Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación. 6

7 Metodología Metodología Horas Horas de trabajo presencial Horas de trabajo no presencial Exposición Teórica 22,5 Grupos de discusión, seminarios 9 45 horas (40 %) Tutoría 9 Evaluación en el AULA 4,5 Estudio personal 35 Preparación de trabajo y exposición 15 Análisis de artículos científicos 10 67,5 horas (60 %) Búsquedas bibliográficas 7,5 TOTAL 112, ,5 Temario Programa de la enseñanza teórica PARTE 1) TÚNELES TEMA 1. TÚNELES. GENERALIDADES. Introducción Evolución histórica Tipología y morfología Estadística de túneles. Situación en España TEMA 2.- MECÁNICA DE ROCAS 7

8 Propiedades básicas de las rocas Consideraciones del terreno. El macizo rocoso Respuesta del Macizo. Clasificaciones Geomecánicas Criterios de rotura Geología y Geotecnia TEMA 3.- CÁLCULO Y DISEÑO El proyecto del túnel. Aspectos básicos y seguimiento Estimaciones para anteproyecto El sistema Túnel-Terreno. Planteamiento teórico Métodos de cálculo Tensiones Internas Tensiones inducidas por la perforación. Sistema túnel-terreno Estabilidad Sostenimiento de la cavidad Sistemas de entibación Cerchas Bulonado Hormigón o mortero proyectado (gunita) Sistemas mixtos de entibación-revestimiento o o Nuevo Método Austríaco El sistema Bernold Sostenimientos al avance Estandarización de los revestimientos El revestimiento definitivo Influencia de los métodos de excavación 8

9 Auscultación Subsidencia Drenaje e impermeabilización Tratamientos del terreno Túneles en condiciones especiales TEMA 4.- TÚNELES ESPECIALES Galerías a presión Túneles urbanos TEMA 5.- CONSTRUCCIÓN DE TÚNELES Métodos de excavación Maquinaria de arranque Máquinas puntuales Máquinas integrales Generalidades Máquinas integrales para roca dura ( Topos) Máquinas integrales para roca blanda ( Escudos) Máquinas integrales tipo mixto Elección del método de excavación y sostenimiento TEMA 6.- GRANDES OBRAS SUBTERRANEAS Generalidades Procedimientos constructivos Diseño y cálculo APÉNDICE I. RECORDATORIO DE TEORÍA DE LA ELASTICIDAD 9

10 APÉNDICE II. ALGUNOS TÚNELES EMBLEMÁTICOS Y SU PROBLEMÁTICA CONSTRUCTIVA PARTE 2) CIMENTACIONES ESPECIALES TEMA 7.- CIMENTACIONES DE EDIFICIOS Cimentaciones directas. Zapatas aisladas, zapatas corridas, grupos de zapatas Losas de cimentación Cimentaciones semiprofundas: pozos de cimentación Cimentaciones profundas: pilotes, grupos de pilotes, encepados TEMA 8.- CIMENTACIONES ESPECIALES Pantallas Tablestacas Anclajes Micropilotes TEMA 9.- TRATAMIENTO Y MEJORA DEL TERRENO Introducción y aspectos teóricos Vibroflotación Vibrosustitución Columnas de grava Compactación dinámica Mechas drenantes Jet-Grouting Precarga Estabilidad y contención de taludes TEMA 10.- CIMENTACIONES DE OBRAS PORTUARIAS Banquetas Pilotes 10

11 TEMA 11.- CIMENTACIONES EN OBRAS SINGULARES Silos Puentes Centrales de energía Ferrocarriles Presas Edificios de gran altura TEMA 12.- EFECTOS DINÁMICOS Y SÍSMICOS Programa de la enseñanza práctica Seminario 1.- Identificación de los parámetros geomecánicos de un macizo rocoso y su clasificación geomecánica. Seminario 2.- A partir de ciertas magnitudes geotécnicas, diseño completo y elección del procedimiento de construcción-a nivel de anteproyecto- de un túnel, o una parte del mismo: tipo de sostenimiento, método de excavación, maquinaria a utilizar, posibilidad de empleo de tuneladoras, Seminario 3.- Dada la descripción de una unidad de obra concreta, determinar las posibles soluciones de cimentación que se pueden aplicar. Seminario 4.- Determinación del método óptimo (o combinación de varios) aplicable a un caso concreto de patología de una obra civil o problema geotécnico. Relación con otras materias Patología y vida útil de estructuras Puentes Sistema de evaluación El sistema de evaluación se concreta en tres ítem: dos pruebas parciales (ponderando su calificación 80%), y un tercer ítem de trabajos individuales o en grupo (máx. 2 personas y ponderando su 11

12 calificación 20%). Se considera como condición inexcusable la de obtener un mínimo de calificación de 4 puntos sobre 10 en cada uno de los ítem. Convocatoria de Febrero/Junio - Parte teórica: 80% del total de la nota. - Parte práctica: 20% del total de la nota. Convocatoria de Septiembre - Parte teórica: 80% del total de la nota. - Parte práctica: 20% del total de la nota. Bibliografía y fuentes de referencia. Bibliografía básica INGEOTUNELES / [editor, Carlos López Jimeno]-- Madrid : u.d. proyectos, E.T.S.I. Minas, Universidad Politécnica de Madrid, d.l Jiménez Salas, José Antonio. Geotecnia y Cimientos Tomos. Ed. Rueda. Madrid. Ministerio de Fomento. Guía de cimentaciones en obras de carreteras. Madrid. Ministerio de Fomento, ROM 05.94, Recomendaciones geotécnicas para el proyecto de obras marítimas y portuarias. Puertos del Estado. Madrid. Bibliografía complementaria AENOR. Eurocódigo 7. Bases del proyecto geotécnico Romana, M. Recomendaciones de excavación y sostenimiento para túneles. Revista de Obras Públicas. Nº Año Marzo. Serón Gáñez, José B. Apuntes de Geotecnia y Cimientos. Introducción a la mecánica de rocas.2008.departamento de Ingeniería del terreno. E.T.S. I.C.C.P. UPV. Serrano, A. Elementos de estática de los túneles. Apuntes de la E.T.S.I.C.C.P. de Madrid. Febrero Web relacionadas 12

13 Recomendaciones para el estudio y la docencia Se recomienda la asistencia a clase y seguir las pautas marcadas por el profesor. Evaluación Continua. También es importante la asistencia a las tutorías Material necesario Equipos informáticos básicos. Material de dibujo Tutorías Durante las tutorías se procederá a resolver personalmente las dudas que puedan tener, respecto a la materia, los alumnos que acudan a aquellas; así como la aclaración de los ejercicios prácticos resueltos en las clases habituales. Se realizarán en un aula dispuesta a tal efecto con todo el material didáctico necesario para la completa exposición de las resoluciones a las dudas planteadas. 13