Un pilote se ve afectado por diferentes solicitaciones de cargas (vertical, horizontal y momentos). La investigación analiza un pilote bajo una carga horizontal con los métodos analíticos/numéricos y un ensayo de campo. El ensayo para analizar comportamiento experimental fue realizado en Chilca, donde el ensayo de carga a escala real proporciona una base sólida para la comprensión del problema. El pilote cilíndrico, de acero A572 grado 50 de 24” de diámetro (½” de espesor). La profundidad enterrada del pilote es de 8.80 m y la carga lateral se aplica a una distancia de 0.40 m de la superficie. El ensayo siguió los lineamientos de la norma ASTM D3966. La caracterización geotécnica del sitio fue realizada en conjunto con la empresa. Con los ensayos de campo SPT y refracción sísmica se obtuvieron las propiedades mecánicas del suelo. Las propiedades del pilote de acero son conocidas por tratarse de un acero normalizado. Con estos datos se realizaron los análisis. Los cálculos analíticos y numéricos se compararon con las mediciones experimentales a través de gráficas de desplazamientos y momentos flexionantes a lo largo del pilote. El método de curvas p-y (Matlock y Reese) proporciona resultados aproximados y modela adecuadamente la distribución de cargas laterales y desplazamientos del pilote. El Método de Elementos Finitos (MEF) con el programa comercial Abaqus® se usa como herramienta para solucionar el problema. El modelo constitutivo elastoplástico de Mohr Coulomb es usado para analizar el comportamiento del suelo. El MEF modela la interacción suelo-pilote y simula aceptablemente bien el desplazamiento del pilote bajo la acción de la carga lateral. Finalmente, fue realizado un análisis paramétrico con el fin de conocer la influencia de los parámetros del suelo y pilote para entender mejor las respuestas del problema.

Dos de las opciones de cimentaciones profundas más usadas para la transferencia de cargas a suelos de bajos esfuerzos admisibles son: los pilotes excavados y los micropilotes. Las dos opciones tienen diferencias en su capacidad estructural individual, en los materiales usados y en los procedimientos de construcción. Dichas diferencias tienen un impacto en el costo directo y en el plazo de ejecución de dichas opciones de cimentación profundas. El objetivo principal de esta tesis es hacer una comparación técnica, del costo directo, y de los tiempos de ejecución, y en base a ello obtener la opción de cimentación profunda más eficiente para una zapata del centro comercial de la ciudad de Tumbes. La metodología de la presente tesis plantea un análisis comparativo entre las dos opciones basadas en los resultados obtenidos del diseño estructural, geotécnico y de su incidencia en el costo directo y plazo de ejecución. Se identifica un perfil estratigráfico para la zapata más cargada que incluye suelos arcillosos y arenosos de bajos esfuerzos admisibles, los cuales según el análisis de licuefacción son licuables hasta una profundidad de 13.3 metros con respecto del nivel del terreno. Esta condición implica que se debe de utilizar cimentaciones profundas para cimentar la estructura. Utilizando las solicitaciones de carga vertical de la estructura, se diseñó la cimentación profunda de una zapata utilizando las siguientes dos opciones: pilotes excavados y micropilotes. Con el diseño se obtuvo los costos y tiempos de ejecución de cada solución. Las partidas más importantes son la perforación, el suministro y colocación del concreto y mortero, y el suministro y colocación de la armadura. El análisis comparativo realizado indica que el diseño con pilotes excavados es 61.6% menos costoso que el diseño con micropilotes e implica un plazo de ejecución 30.8% más corto que la opción de cimentación con micropilotes. Por lo tanto, dicha opción de cimentación profunda es más eficiente y se deberá hacer uso para cimentar las zapatas del proyecto.

No autorizada por el autor a ser publicada a texto completo / El objetivo general del presente trabajo de título es evaluar la implementación de un sistema de aislamiento sísmico en una estructura de pilotes de acero-tablero de hormigón de un muelle transparente típico para transferencia de carga de contenedores. El estudio se focaliza en el caso de los sitios 3, 2 y 1 del Puerto de Valparaíso. Inicialmente, se evalúa un aumento en seguridad sísmica y operativa del terminal post-sismo de gran magnitud, para luego evaluar la factibilidad de operar, tanto grúas de mayor rendimiento para naves Post-Panamax., así como grúas de menor certificación sísmica, más económicas y disponibles en el mercado. En el comercio marítimo, la seguridad y confiabilidad de mantener operativo los terminales portuarios post sismo de gran magnitud, surge como una necesidad en lo que significa reducir el endeudamiento en primas y seguros, por parte de las empresas portuarias para enfrentar estos desastres eventuales. Por otro lado, los principales países proveedores de equipos industriales en el mundo, poseen una línea de fabricación cuya demanda esta orientada principalmente a países de baja actividad sísmica. La demanda internacional de equipos certificados para operar en zonas sísmicas altas es menor, por lo que adquirir equipamiento de este tipo, implica diseñar y construir, por parte de los proveedores, fuera de su línea de producción masiva, hecho que resulta en mayores costos y plazos de entrega. En el estudio se modeló la estructura de muelle transparente con dos grúas ZPMC Post-Panamax, de forma convencional y con aislamiento sísmico. Se determinó la estructuración adecuada en planta de aisladores sísmicos y se diseño el sistema de aislamiento de acuerdo a la norma Nch2745; se verificó el diseño de forma lineal y no-lineal. Se realizó un estudio de costos directos e indirectos para determinar el porcentaje de incidencia en el proyecto total. Como resultado se obtuvo un sistema de aislamiento hibrido compuesto por aisladores elastoméricos y con pilotes verticales. Se logró una disminución de aceleraciones sísmicas horizontales de un 80% en el muelle y de un 90% en las grúas. El aislamiento sísmico posibilita la instalación de equipamiento estándar en zonas sísmicas altas y tiene una baja incidencia en la inversión, logrando un aumento considerable de la seguridad sísmica portuaria, para un sismo de gran magnitud. Se concluye que es técnica y económicamente factible disponer de aislamiento sísmico en estructuras de muelle transparente, y que la alternativa desarrollada es una solución para el diseño sísmico en Chile en infraestructura portuaria.