PROYECTO DOCENTE ASIGNATURA: "Geotecnia" Grupo: Grupo 1(973085) Titulacion: Grado en Ingeniería Civil Curso: 2017-2018 DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA/GRUPO Titulación: Año del plan de estudio: Centro: Asignatura: Código: Tipo: Curso: Período de impartición: Grado en Ingeniería Civil 2011 E.T.S. de Ingeniería Geotecnia 2250025 Obligatoria 3º Primer Cuatrimestre Ciclo: Grupo: Créditos: Horas: Área: Departamento: Dirección postal: Grupo 1 (1) 4.5 112.5 Ingeniería del Terreno (Área principal) Estructuras Edific. e Ingeniería Terreno (Departamento responsable) ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE ARQUITECTURA, AVDA. REINA MERCEDES, 2 41012 - SEVILLA Dirección electrónica: COORDINADOR DE LA ASIGNATURA BAUZA CASTELLO, JUAN DIEGO PROFESORADO 1 BAUZA CASTELLO, JUAN DIEGO Curso académico: 2017/2018 Última modificación: 2017-07-04 1 de 7
OBJETIVOS Y COMPETENCIAS Objetivos docentes específicos Familiarización con los elementos de la Mecánica del Suelo y de las Rocas aplicada a las contrucciones reales en su interferencia con el medio. Conocimientos de los procedimientos deductivos e inductivos en que se basa esta ciencia. Aplicación de las teorías de la seguridad al cálculo geotécnico. Identificación de la problemática geotécnica en los ámbitos de diseño, ejecución y explotación de las obras civiles. Conocimiento de los factores relevantes en cada problema que permitan su abordaje con el debido rigor científico. Conocer los modelos de cálculo aplicados a los distintos problemas, así como su justificación y deducción de manera que permitan plantear situaciones particularizadas más complejas y valorar la idoneidad de cada uno de los métodos alternativos existentes. Conocimientos de las técnicas convencionales acreditadas para la resolución de la problemática más habitual en el ámbito de la geotecnia en las obras civiles. Manejo y aplicación de la normativa vigente. El resultado final perseguido con el aprendizaje es que con la información del curso un graduado pueda redactar los documentos geotécnicos de un proyecto u obra de infraestructura civil convencional. Competencias Competencias transversales/genéricas G03) Polivalencia y capacidad de aprendizaje autónomo. G07) Capacidad de diseñar, analizar e interpretar experimentos relevantes en ingeniería civil. Competencias específicas CM15.2) Comprensión de la interacción entre el medio geológico y las obras públicas y capacidad de predicción de los condicionamientos que el medio geológico impone a la viabilidad, diseño, construcción y explotación de las obras públicas. CM21.1) Conocimientos de geotecnia y mecánica de suelos y de rocas, así como su aplicación en el desarrollo de estudios, proyectos, construcciones y explotaciones donde sea necesario efectuar movimientos de tierras, cimentaciones y estructuras de contención. CM21.2) Comprensión y capacidad de aplicación de modelos predictivos de la filtración del agua en suelos y del comportamiento mecánico y el fallo estructural de suelos y rocas. CM24.1) Conocimiento de los conceptos básicos de hidrología superficial y subterránea. CM34.1) Capacidad para la construcción de obras geotécnicas. CONTENIDOS DE LA ASIGNATURA Relación sucinta de los contenidos (bloques temáticos en su caso) Tema 1: Reconocimiento in situ del terreno. Medida de tensiones en macizos rocosos. Tema 2: Modelos geotécnicos para análisis de suelos en servicio y en rotura. Tema 3: Efecto del flujo de agua en suelos saturados. Hidráulica de pozos. Tema 4: Estructuras de contención de empujes de tierras. Parte 1: Muros. Tema 5: Estructuras de contención de empujes de tierras. Parte 2: Entibaciones, tablestacados y pantallas. Tema 6: Estabilidad de taludes y laderas en suelos. Tema 7: Cimentaciones directas en suelos. Tema 8: Cimentaciones profundas en suelos. Tema 9: Cimentaciones y estabilidad de taludes en roca. Tema 8: Terraplenes y explanaciones en obras lineales. Relación detallada y ordenación temporal de los contenidos INTRODUCCIÓN. (1,0 hora) TEMA 1: RECONOCIMIENTO IN SITU DEL TERRENO. MEDIDA DE TENSIONES EN MACIZOS ROCOSOS. (2,0 horas) Antecedentes y documentación. Reconocimiento superficial: calicatas. Sondeos geotécnicos. Toma de muestras en sondeos. Ensayo de penetración normal. Ensayo de penetración dinámica continua. Ensayo de penetración estática. Ensayo presiométrico. Medida del nivel freático. Pruebas de permeabilidad en sondeos. Prospecciones geofísicas. Ensayo de carga con placa. Ensayo de corte directo in situ. Medida de tensiones en macizos rocosos. TEMA 2: MODELOS GEOTÉCNICOS PARA ANÁLISIS DE SUELOS EN SERVICIO Y EN ROTURA. (6,0 horas) Análisis en servicio y en rotura. Teoría de la elasticidad aplicada a suelos. Conceptos y constantes elásticas. El semiespacio de Boussinesq. Tensiones inducidas en suelos por la aplicación de cargas flexibles. Cálculo de asientos. Cargas rígidas. Parámetros elásticos de suelos y rocas. Análisis en rotura de suelos. Estados de Rankine. Teoremas de la cota inferior y superior. Coeficiente de seguridad. Presiones efectivas y presiones totales, Ley de Terzaghi. Ensayos con y sin drenaje. Tipos de suelos. Propiedades típicas de suelos y rocas. Presiones brutas y presiones netas. Agresividad de los suelos y el agua. Sismicidad. TEMA 3: EFECTO DEL FLUJO DE AGUA EN SUELOS SATURADOS. HIDRÁULICA DE POZOS. (6,0 horas) Conceptos básicos: Presión del agua, altura piezométrica, gradiente hidráulico. Permeabilidad de los suelos y rocas. Interpretación de los ensayos de permeabilidad in situ. Permeabilidad anisotrópica. Permeabilidad en terrenos heterogéneos. Ecuación del flujo de agua. Flujo unidimensional. Redes de filtración. Hidráulica de pozos. Pozos completos en acuíferos libres y confinados. Ensayos de bombeo. Pozos incompletos. Grupos de pozos. Zanjas drenantes. Pozos en línea. Efectos del flujo de agua. Rotura del fondo por subpresión. Sifonamiento. Erosión interna. Tubificación. Métodos de drenaje en excavaciones. Agotamiento de la excavación. Impermeabilización perimetral. Rebajamiento del nivel freático: pozos profundos, lanzas de drenaje. Elección del sistema de drenaje TEMA 4: ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN DE EMPUJES DE TIERRAS. MUROS (6,0 horas) Estructuras de contención rígidas y flexibles. Muros de contención, sostenimiento y revestimiento. Muros de gravedad, aligerados, anclados, arriostrados. Empujes en reposo, activo y pasivo. Estados de Rankine. Teoría de empujes de Rankine. Aplicación de la teoría de Rankine a casos con sobrecargas infinitas, terreno heterogéneo, nivel freático, cohesión y terreno inclinado. Empuje sobre muros en L. Rozamiento muro-terreno. Teoría de empujes de Coulomb. Empuje activo y empuje pasivo. Curso académico: 2017/2018 Última modificación: 2017-07-04 2 de 7
Aplicación de la teoría de Coulomb a casos con sobrecargas infinitas, cohesión y terrenos heterogéneos. Cargas limitadas en el trasdós. Empujes con flujo de agua. Comprobación de la estabilidad un muro: deslizamiento, vuelco rígido, vuelco plástico. Coeficientes de seguridad. Relleno del trasdós de muros. Drenaje de muros. TEMA 5: ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN DE EMPUJES DE TIERRAS. ENTIBACIONES, TABLESTACADOS Y PANTALLAS (3,0 horas) Métodos de excavación bajo rasante: muro berlinés, pantallas de tablestacas, pantallas de pilotes, pantallas continuas de hormigón armado. Construcción de PCHA. Lodos bentoníticos. Método ascendente-descendente. Comprobación de pantallas: estabilidad global, hundimiento, sifonamiento, rotura por subpresión, rotura del terreno adyacente, estabilidad de la pantalla. Métodos de equilibrio límite: pantalla en voladizo, pantalla con apoyos. Métodos de base libre y empotrada. Diagrama de seguridad. Otros métodos: coeficiente de balasto, elementos finitos. Comprobación de anclajes de pantallas: rotura por tracción, deslizamiento y arrancamiento del bulbo. Deformación de las pantallas y movimientos en el entorno. TEMA 6: ESTABILIDAD DE TALUDES Y LADERAS EN SUELOS. (3,0 horas) La estabilidad global en taludes de suelo. Tipos de inestabilidades en suelos y rocas. Coeficiente de seguridad. Métodos de cálculo de la estabilidad en suelos. Taludes infinitos: Deslizamiento paralelo a un talud. Efecto del flujo de agua. Taludes finitos. Método de las superficies de deslizamiento. Método del círculo de rozamiento: Ábacos de Taylor, Ábacos de Hoek y Bray. Método de las rebanadas: Método de Bishop y Bishop simplificado. Otros métodos. Técnicas de contención en taludes en suelos. TEMA 7: CIMENTACIONES DIRECTAS EN SUELOS. (6,0 horas) Elección de la cimentación. Cota de apoyo. Tipos de cimentación. Zapatas aisladas, zapatas combinadas, pozos de cimentación y losas continuas. Estados límite de las cimentaciones directas. Hundimiento. Tipos de mecanismos de rotura. Teoría de Prandtl. Influencia de la forma de la cimentación, resistencia del terreno superior, inclinación del terreno e inclinación de la carga. Fórmula de Brinch-Hansen. Aplicación ante cargas excéntricas y terrenos estratificados. Presencia de nivel freático. Situaciones de comprobación y coeficientes de seguridad. Cálculo de la presión de hundimiento a partir de ensayos in situ. SPT, presiómetros, ensayos de penetración estática. Cálculo de asiento de cimentaciones. Método elástico. Método edométrico. Asientos admisibles. Cimentaciones continuas sobre losas. Rigidez de las losas. Cálculo de losas flexibles: coeficiente de balasto. TEMA 8: CIMENTACIONES PROFUNDAS EN SUELOS. (4,5 horas) Tipos de cimentaciones profundas. Objeto de los pilotes. Tipos de pilotes. Materiales. Procedimientos constructivos. Forma de trabajo. Aspectos constructivos: pilotes prefabricados de hormigón, pilotes perforados hormigonados in situ. Comprobación del pilote aislado. Carga de hundimiento de un pilote: método de presiones totales; métodos de presiones efectivas; obtención a partir de ensayos in situ; pruebas de carga. Resistencia a tracción de pilotes. Tope estructural. Ensayos de integridad de pilotes. Grupos de pilotes. Coeficiente de eficacia. Distribución de cargas entre pilotes. Asiento. Rozamiento negativo. Pilotes bajo carga lateral. Introducción a los micropilotes. TEMA 9: CIMENTACIONES Y ESTABILIDAD DE TALUDES EN ROCA(1,5 horas) Cimentaciones directas en roca. Presión admisible. Cimentación mediante pilotes en roca. Estabilidad de taludes en rocas. Deslizamiento plano. Rotura en cuña. Rotura por vuelco. Técnicas de contención. TEMA 10: TERRAPLENES Y EXPLANACIONES EN OBRAS LINEALES. (1,5 horas) Materiales para rellenos: pedraplenes, escolleras y terraplenes. Tipos de suelos. Estabilidad de terraplenes. Asiento de terraplenes. Estructuras de suelo reforzado: definición y aspectos constructivos. Estructuras enterradas. Teoría de Marston. Cuñas de transición. ACTIVIDADES FORMATIVAS Relación de actividades formativas del cuatrimestre Clases teóricas Horas presenciales: Horas no presenciales: 30.0 45.0 Metodología de enseñanza-aprendizaje: Las enseñanzas en el aula se plantearán exponiendo el profesor la teoría del tema en cuestión, complementándose con la realización de ejercicios y aplicaciones sencillas. En las explicaciones se primarán los aspectos prácticos de resolución de los problemas geotécnicos en mayor medida que los razonamientos teóricos. El planteamiento y desarrollo de estas clases seguirá el siguiente patrón: 1. Impartir las clases teóricas (o prácticas) mediante el método expositivo basado principalmente en el desarrollo del contenido en la pizarra, de manera que las distintas teorías y fórmulas sean deducidas de manera racional, permitiendo al alumno la toma de apuntes que aseguran su compresión. 2. Comenzar con una introducción en la que se hace una breve referencia a lo que ya se ha impartido anteriormente, así como un esquema de lo que se va a desarrollar, a fin de que el alumno se sitúe en el contexto apropiado. 3. A continuación se expondrá el tema resaltando las hipótesis y simplificaciones, así como destacando los puntos importantes, aspectos críticos y cuestiones abiertas y realizando unos esquemas en pizarra que sean claros y visibles. 4. Al mismo tiempo, se solventarán las dudas que surjan en el transcurso de la clase. 5. Debido a la dispersión bibliográfica del contenido de la asignatura, y aunque se facilitan referencias complementarias para su consulta durante el curso y aplicación en un futuro, el contenido de la asignatura se facilitará en forma de presentaciones integrales, unificadas, coherentes y ordenadas que se proporcionarán en soporte informático. 6. No obstante y con la salvedad de documentos especiales como tablas, listados, etc., los apuntes que el alumno pudiera tomar durante las clases deberían constituir un material suficiente para la preparación de la asignatura para aquellos que hayan seguido el curso con regularidad. 7. En temas específicos de aplicación más práctica, para fijar las ideas adquiridas en la exposición verbal, se ilustrarán con imágenes y detalles reales, lo que hará más atractiva la clase. Curso académico: 2017/2018 Última modificación: 2017-07-04 3 de 7
Competencias que desarrolla: G01 Capacidad para la resolución de problemas G04 Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica G07 Capacidad de análisis y síntesis G15 Capacidad para el razonamiento crítico G24 Desarrollar aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía Resolución de problemas de aplicación Horas presenciales: Horas no presenciales: 12.5 18.75 Metodología de enseñanza-aprendizaje: Las enseñanzas teóricas en el aula se complementarán con sesiones específicas intercaladas secuencialmente tras finalizar cada tema en los que se expondrá la realización de ejercicios y aplicaciones más complejos que los referidos en las sesiones teóricas. Estos ejercicios pueden ser, unos sobre teoría complementaria de algún tema, de relaciones entre las fórmulas de las teorías expuestas o de aplicación práctica cuyo fin principal será arraigarlas racionalmente. El desarrollo de las clases será mediante el método expositivo, resolviendo el profesor los problemas en la pizarra en su detalle permitiendo al alumno que además de tomar los apuntes necesarios identifique sus dudas, que serán resueltas sobre la marcha. El objetivo es dotar al alumno de material práctico de referencia que le sirva para resolver otros problemas de manera autónoma. Además se facilitará un cuaderno de enunciados de aplicación para que el alumno puede ejercitar los conocimientos adquiridos y profundizar en ellos, preparándose para las pruebas prácticas. En dicho cuaderno se incluyen ejercicios planteados en exámenes de convocatorias anteriores. El cuaderno es de realización libre y voluntaria, no evaluable dado que se considera un instrumento de trabajo para las horas no presenciales. Para facilitar la autocorrección de los ejercicios, incluyen la solución numérica de cada apartado, si bien el profesor estará a disposición de los alumnos para su explicación en el horario de tutorías. Como parte del sistema de evaluación se propondrán al alumno entre 3 y 4 ejercicios complejos para su resolución individual que deberán ser entregados y cuya calificación formará parte de la evaluación del trabajo por curso en la primera convocatoria. Competencias que desarrolla: G01 Capacidad para la resolución de problemas G02 Capacidad para tomar de decisiones G03 Capacidad de organización y planificación G04 Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica G07 Capacidad de análisis y síntesis G15 Capacidad para el razonamiento crítico G24 Desarrollar aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía Exámenes Horas presenciales: Horas no presenciales: 2.5 3.75 BIBLIOGRAFÍA E INFORMACIÓN ADICIONAL Información adicional Se proveerá al alumno de forma previa de todas las diapositivas empleadas en las presentaciones a través de la plataforma de enseñanza virtual. Con este material el alumno y las explicaciones de clase tendrá en principio suficiente para superar la materia. De modo orientativo se apuntan los siguientes documentos de consulta adicionales: MINISTERIO DE FOMENTO, 2006. Código Técnico de la Edificación SE-C JIMENEZ SALAS, J.A. Y JUSTO, J.L., 1975. Geotecnia y Cimientos. Vol. I: Propiedades de los suelos y de las rocas. 2ª edición. Edit. Rueda. Madrid. JIMENEZ SALAS, J.A., JUSTO, J.L., 1975. Geotecnia y Cimientos. Vol. II: Mecánica Teórica de los suelos y las Rocas. 2ª edición. Edit. Rueda. Madrid. JIMENEZ SALAS, J.A. et al.1980. Geotecnia y Cimientos. Vol. III: Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones de la Geotecnia. Edit. Rueda. Madrid. MINISTERIO DE FOMENTO Dirección General de Carreteras (1989): Manual para el proyecto y ejecución de estructuras de suelo reforzado. MINISTERIO DE FOMENTO Dirección General de Carreteras (2001): Guía para el diseño y la ejecución de anclajes al terreno en obras de carreteras. MINISTERIO DE FOMENTO Dirección General de Carreteras (2002): Tipología de muros de carretera. MINISTERIO DE FOMENTO Dirección General de Carreteras (2003): Guía para el diseño y la ejecución de anclajes al terreno en obras de carretera (2.ª edición y sucesivas). MINISTERIO DE FOMENTO Dirección General de Carreteras (2005): Guía para el proyecto y la ejecución de micropilotes en obras de Curso académico: 2017/2018 Última modificación: 2017-07-04 4 de 7
carretera. MINISTERIO DE FOMENTO Dirección General de Carreteras (2006): Guía para el proyecto y la ejecución de muros de escollera en obras de carretera. PUERTOS DEL ESTADO Recomendaciones Geotécnicas para Obras Marítimas y Portuarias, ROM 0.5-05 (2005) MINISTERIO DE FOMENTO Guía de Cimentaciones en Obras de Carretera. González de Vallejo y otros. Ingeniería Geológica. Ed. Pearson Ayala, F y otros. Manual de Ingeniería de Taludes. Publicado por el Instituto Geológico y Minero de España. Sistema de evaluación Examen La evaluación del examen final en cada convocatoria se compondrá de los resultados de una prueba escrita compuesta de 2 o 3 partes diferenciadas. En dicha prueba el estudiante deberá poner de manifiesto conocer no sólo los Principios, los Teoremas y los Métodos propios de la Geotecnia que se desarrollan en el programa sino también los procedimientos necesarios para su aplicación. 1. La primera parte de la prueba será teórica, centrada en la respuesta a cuestiones conceptuales esenciales, bien mediante definición de conceptos bien mediante preguntas simples tipo test. Se trata de evaluar la compresión y capacidad de análisis crítico adquirida. De tratarse de una prueba tipo test, en su calificación se aplicarán los métodos de corrección adecuados para eliminar el efecto del azar, por ejemplo, mediante la valoración negativa de respuestas incorrectas. 2. Una o más partes adicionales de la prueba consistirán en el desarrollo de ejercicios prácticos de aplicación. Para ellos se permitirá el empleo de todo el material desarrollado durante al curso, así como de bibliografía, si bien tan sólo en formato impreso, pues se pretende evaluar la capacidad de aplicación de los conceptos en un futuro ante un problema real. No se permitirá el uso de material informático que pudiera facilitar una conexión con el exterior del aula. La evaluación de la asignatura se basará fundamentalmente en este ejercicio escrito que se desarrollará al final del cuatrimestre en la fecha indicada por Jefatura de Estudios y que representará el 80% de la nota de la asignatura en el caso de la evaluación por curso, y el 100% en las restantes convocatorias. Para aprobar la asignatura por curso será imprescindible alcanzar una nota mínima de 4 en la prueba escrita, sin la cual no se realizará media con los trabajos de curso. Trabajo de curso Para la calificación por curso será imprescindible realizar una serie de trabajos prácticos individuales que se propondrán a lo largo del curso para que el alumno aplique los conocimientos desarrollados, con el objetivo de propiciar un proceso de aprendizaje y poder realizar un seguimiento del alumno. La valoración y los criterios para establecer la misma se definirán junto con el enunciado de cada uno de estos trabajos. Los trabajos deberán entregarse en soporte papel debidamente desarrollados en el plazo propuesto como fecha límite. El resultado de estos trabajos puntuará un 20% en la calificación final obtenida por curso. Dado que esta nota se considera ilustración del trabajo del alumno durante el curso concreto en que se obtiene, no se tendrá en cuenta en sucesivas convocatorias ni se mantendrá para otros cursos. En todo caso es imprescindible la entrega en el plazo establecido de todos y cada uno de los ejercicios planteados como prueba de haber seguido la asignatura, sin que se considere válido a estos efectos una entrega en blanco o similar ni una entrega tardía. Calificación global El sistema de evaluación por curso en la primera convocatoria se compondrá de la suma de las calificaciones obtenidas en un examen final y de los trabajos prácticos individuales realizados a lo largo del cuatrimestre. La calificación en el resto de convocatorias tan sólo se deducirá del examen correspondiente. La calificación de las prácticas realizadas durante un curso no se guardarán ni aplicarán para otras convocatorias o cursos. CALENDARIO DE EXÁMENES La información que aparece a continuación es susceptible de cambios por lo que le recomendamos que la confirme con el Centro cuando se aproxime la fecha de los exámenes. CENTRO: E.T.S. de Ingeniería 1 ª Convocatoria 24/1/2018 Hora: Curso académico: 2017/2018 Última modificación: 2017-07-04 5 de 7
CENTRO: E.T.S. de Ingeniería 2 ª Convocatoria 26/6/2018 Hora: CENTRO: E.T.S. de Ingeniería Diciembre 19/12/2017 Hora: TRIBUNALES ESPECÍFICOS DE EVALUACIÓN Y APELACIÓN Presidente: Vocal: Secretario: Primer suplente: Segundo suplente: Tercer suplente: PERCY DURAND NEYRA RAUL CARRASCO ROMERO ANTONIO MORALES ESTEBAN MANUEL VAZQUEZ BOZA JOSE JAIME MORELL SASTRE CRISTINA SORIANO CUESTA ANEXO 1: HORARIOS DEL GRUPO DEL PROYECTO DOCENTE Los horarios de las actividades no principales se facilitarán durante el curso. GRUPO: Grupo 1 (973085) Calendario del grupo CLASES DEL PROFESOR: BAUZA CASTELLO, JUAN DIEGO Martes Del 18/09/2017 al 20/09/2017 Hora: De 10:50 a 12:20 Miércoles Del 18/09/2017 al 20/09/2017 Hora: De 09:00 a 10:30 Martes Del 21/09/2017 al 12/01/2018 Hora: De 10:50 a 12:20 Miércoles Del 21/09/2017 al 12/01/2018 Hora: De 09:00 a 10:30 Curso académico: 2017/2018 Última modificación: 2017-07-04 6 de 7
Curso académico: 2017/2018 Última modificación: 2017-07-04 7 de 7