Se retirará este documento a solicitud del Sandra Rodriguez Dionisio, Coordinador de carrera de Ingeniería Civil. Fecha de solicitud mediante correo electrónuico 19-09-2019 / La investigación consiste en la evaluación técnico-económica de tres alternativas de cimentación, las cuales son platea de cimentación, sistema de zapatas y micropilotes, estudiadas en tres proyectos situados en un suelo de baja capacidad portante igual a 1.01kg/cm2. Esto con el objetivo de determinar la alternativa de solución más óptima en función a los criterios técnico y económico, teniendo en cuenta que la opción de platea de cimentación es comúnmente la más empleada. En cuanto a los proyectos, estos corresponden a edificios multifamiliares de 4, 6 y 8 pisos, de material de concreto armado, de sistema estructural a base de muros y sin sótanos. Estos ese encuentran situados en un suelo arenoso (SP-SM), sin presencia del nivel freático ni fallas geológicas, perteneciente al distrito de Ica, provincia de Ica, departamento de Ica, Perú. Respecto al diseño de las alternativas de cimentación, estas se rigen bajo las exigencias de las normas de diseño vigentes en el Perú, correspondientes al Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). Asimismo, se utilizaron programas de software como ETABS y SAP2000, para complementar el análisis estructural de los edificios y diseño de las alternativas de cimentación. Posterior al diseño, se realizó la evaluación técnico-económica, proponiendo un plan de ejecución (cronograma) acorde con las características y contexto del proyecto, como también un presupuesto económico para cada caso. Finalmente, mediante un análisis comparativo que contrasta ambos criterios, se concluye la alternativa de cimentación más óptima para cada caso de estudio. / The investigation consists in technical and economic evaluation of foundation alternatives, which are foundation plate, shoe system and micropiles, for three projects located in a low bearing capacity soil of to 1.01kg/cm2. The study objective is determine the best foundation alternative according to technical and economic criteria, taking into account that foundation plate is commonly the most used. Corresponding to the projects, these are multifamily buildings of 4, 6 and 8 floors, of reinforced concrete material, structural system based on walls and without basements. In the same way, these projects are located in a sandy soil (SP-SM), without freatic level presence neither geological fails, located in Ica district, Ica province, Ica department, Peru. On the other hand, according to the foundation alternatives design, these are supported by the requirements of the peruvian design rules “Reglamento Nacional de Edificicaciones” (RNE). In the same way, software programs such as ETABS and SAP2000 were used to complement the study of buildings structural performance and foundation alternatives. After design, the technical-economic evaluation was carried out, proposing an execution plan (schedule) according to the characteristics and context of the projects, and an economic budget for each case. Finally, through a comparative analysis that contrats both criteria, the best foundation alternative por each case is concluded. / Tesis

El hincado de pilotes es un método de instalación de pilotes en el cual, por medio de martillos o impulsoras vibratorias, estos son introducidos dentro del suelo mediante golpes o vibrado, hasta llegar a un estrato del suelo lo suficientemente resistente ante las cargas de la edificación que soporta. El principal problema que se percibe en el proceso de hincado de pilotes es la presencia de deformaciones grandes en el suelo. Estas ocurren cuando se obtienen deformaciones unitarias mayores al 10% en el suelo. Asimismo, al realizar simulaciones numéricas, estas se perciben cuando la geometría del modelo cambia en su totalidad. Las deformaciones grandes causan distorsiones en la discretización elegida para el elemento suelo. Por tanto, es necesario emplear un método numérico que permita solucionar dicho problema. Investigaciones numéricas empleando el Método de Elementos Finitos (MEF) han demostrado ser una fuente confiable para simular problemas geotécnicos en los que se perciben deformaciones grandes. Simulaciones empleando los MEF, apoyados por la formulación acoplada Euleriana-Lagrangiana (CEL), permiten obtener resultados similares a los obtenidos de pruebas experimentales. La formulación CEL hace uso de las ventajas de las formulaciones Lagrangiana y Euleriana para evitar problemas de distorsión de la discretización. En el presente trabajo se simuló el comportamiento del suelo ante el hincado de un pilote. Se empleó el modelo constitutivo de Mohr-Coulomb para describir a un suelo granular, mientras que el pilote fue descrito como un elemento elástico. Ambos elementos fueron acoplados mediante la formulación CEL, en donde se empleó la fricción de la penalidad para describir la interacción suelo-pilote. Con esto, se buscó representar de manera óptima el proceso de instalación del pilote. Con esto, se obtuvo las resistencias unitarias de fricción y en la punta en el pilote individual, así como se cuantificó los esfuerzos y deformaciones que sufre el suelo granular al ser sometido al hincado de un pilote. Posteriormente, se comparó los resultados obtenidos mediante las simulaciones numéricas con resultados analíticos propuestos por diversos autores.

[ES] Los encepados sobre pilotes son empleados en las cimentaciones profundas de edificios y puentes para transmitir las solicitaciones del pilar a los pilotes embe-bidos en el terreno. En el caso más habitual de los encepados rígidos, se gene-ran campos tensionales complejos, por lo que se consideran regiones D en su totalidad. Las solicitaciones que transmite el pilar a la cimentación incluyen generalmente combinaciones de esfuerzos axil, flector y cortante. A pesar de tratarse del esta-do de carga más común, no existen hasta la fecha ensayos de encepados de más de dos pilotes con carga vertical no centrada. Existe además cierta falta de consenso sobre la disposición de armado en ence-pados: la proporción entre el armado concentrado en bandas frente al distribui-do en la base, y la necesidad de disponer un armado vertical en cercos atando las bandas. Tampoco existen ensayos experimentales diseñados para estudiar la eficacia de la armadura secundaria vertical. Con objeto de estudiar la influencia del tipo de carga, la configuración de ar-mado, el número de pilotes y la esbeltez, se lleva a cabo una campaña experi-mental de 30 ensayos de encepados de tres y cuatro pilotes a escala real. Los ensayos se realizan bajo carga centrada y excéntrica, sobre especímenes con dis-tintas relaciones vuelo-canto (w/d = [0.56-1.68]). Se comparan además tres con-figuraciones de armado: armado en bandas, armado en banda y distribuido ho-rizontal y armado en bandas, distribuido horizontal y con armadura vertical. Se presenta un modelo de bielas y tirantes tridimensional, válido para cargas excéntricas, que explica la contribución resistente de las armaduras secundarias horizontales y verticales. El modelo forma parte de una propuesta unificada, que relaciona el ángulo de inclinación de las bielas con la comprobación de la capacidad resistente del hormigón en bielas y zonas nodales. Por otra parte, se realiza un estudio del tratamiento normativo (Eurocódigo 2, ACI 318-14) del punzonamiento y cortante en encepados, para evaluar su capa-cidad para predecir la resistencia y modo de fallo en condiciones de carga tanto centrada como excéntrica y con diferentes configuraciones de armado. Este estudio culmina con la aplicación a encepados de la Teoría de la Fisura Crítica, en la que se basa la formulación de punzonamiento del Código Modelo 2010, que ya ha sido extendida con éxito al caso de zapatas. / [CA] Els encepats sobre pilós són emprats en els fonaments profunds d'edificis i ponts per a transmetre les sol·licitacions del pilar als pilós embeguts en el ter-reny. En el cas més habitual dels encepats rígids, es generen camps tensionals complexos, per la qual cosa es consideren regions D íntegrament. Les sol·licitacions que transmet un pilar als fonaments a través de l'encepat inclouen generalment combinacions d'esforços axial, flector i tallant. Malgrat tractar-se de l'estat de càrrega més comuna, no existeixen fins hui assajos de encepats de més de dos pilotes amb càrrega vertical no centrada. Existeix a més certa falta de consens sobre la disposició d'armat en encepats: la proporció entre l'armat concentrat en bandes enfront del distribuït en la base, i la necessitat de disposar un armat vertical (estreps) lligant les bandes. Tampoc existeixen assajos experimentals dissenyats per a estudiar l'eficàcia de l'armadura secundària vertical. A fi d'estudiar la influència del tipus de càrrega, la configuració d'armat, el nú-mero de pilotes i l'esveltesa, es duu a terme una campanya experimental de 30 assajos de encepats de tres i quatre pilotes a escala real. Els assajos es realitzen sota càrrega centrada i excèntrica, sobre espècimens amb diferents relacions d'esveltesa (w/d = [0.56-1.68]). Es comparen a més tres configuracions d'armat: armat en bandes, armat en banda i distribuït horitzontal i armat en bandes, dis-tribuït horitzontal i amb armadura vertical. Es presenta un model de bieles i tirants tridimensional, vàlid per a càrregues excèntriques, que explica la contribució resistent de les armadures secundàries horitzontals i verticals. El model forma part d'una proposta unificada, que rela-ciona l'angle d'inclinació de les bieles amb la comprovació de la capacitat resis-tent del formigó en bieles i zones nodals. D'altra banda, es realitza un estudi del tractament normatiu (Eurocódigo 2, ACI 318-14) del punxonament i tallant en encepats, per a avaluar la seua capaci-tat per a predir la resistència i manera de fallada en condicions de càrrega tant centrada com excèntrica i amb diferents configuracions d'armat. Aquest estudi culmina amb l'aplicació a encepats de la Teoria de la Fissura Crítica, en la qual es basa la formulació de punxonament del Codi Model 2010, que ja ha sigut estesa amb èxit al cas de sabates. / [EN] Pile caps are used as deep foundations of buildings and bridges to transfer col-umn loads to the piles into the ground. Deep pile caps are commonly used in practice. These elements are usually considered as an entire D-region because complex stress fields develop inside them. Although these loads usually consist of a combination of an axial force and bending moments in one or two directions, all the experimental studies carried out to date that analysed pile cap behaviour have only considered centred loads. There is a lack of agreement regarding the proper reinforcement arrangement in pile caps: the proportion between bunched and distributed reinforcement at the pile cap base, and the convenience of a vertical secondary reinforcement in stir-rups. There are also no experimental tests on pile caps designed to study the effectiveness of vertical secondary reinforcement. With the aim of assessing the influence of non-centred loads, the reinforcement arrangement, the number of piles and the slenderness, an experimental cam-paign on 30 real scale pile caps has been conducted. The tests are carried out under centred and eccentric loads. The shear-span ratio ranges from 0.56 to 1.10 for the four-pile caps and from 0.84 to 1.68 for the three-pile caps. Moreover, three reinforcement layouts are compared: bunched reinforcement, bunched in addition with distributed reinforcement and finally, bunched in addition with distributed and vertical secondary reinforcement in stirrups. Two different approaches for the analysis of these results are considered. On the one hand, a unified STM formulation is presented, valid for eccentric loads, which considers the contribution of the horizontal and vertical secondary rein-forcement to the pile cap strength. This model links the strut inclination with the stress verification in struts and nodal zones. On the other hand, punching and shear formulations of Eurocode 2 and ACI 318-14 are studied to assess their ability to predict the strength and failure mode of pile caps, in both centred and eccentric load conditions and with dif-ferent reinforcement configurations. This study ends with the application of the Critical Shear Crack Theory to pile caps. The Model Code 2010 punching for-mulation is based on the CSCT and has already been successfully applied to squat footings. / Agradecer la financiación pública recibida a través del Ministerio de Economía y Competitividad, mediante las Ayudas para contratos predoctorales para la formación de doctores (BES-2013-063409), que me ha permitido una dedicación completa durante cuatro años a esta investigación. Tanto dicha ayuda como la financiación de los ensayos experimentales realizados forman parte del proyecto Estudio experimental y numérico de regiones D tridimensionales de hormigón armado: encepados y cálices (BIA2012-323000). Deseo resaltar la maravillosa experiencia que tuve durante mi estancia de investigación en la University of Surrey. Esta estancia de tres meses fue subvencionada por las Ayudas a la movilidad predoctoral del Ministerio de Economía y Competitividad (EEBB-I-17-12364). / Miguel Tórtola, L. (2018). Estudio de encepados de tres y cuatro pilotes solicitados por cargas centradas y excéntricas: análisis experimental y de las formulaciones de diseño [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/116355

Un problema frecuente en la construcción de viviendas en el cono sur de Lima es el proceso constructivo de la cimentación. Al ser suelos en su mayoría arenosos y al excavar los cimientos en este tipo de suelo, se evidencia un peligro de deslizamiento del talud y, por consiguiente, un riesgo para la vida de los trabajadores. Ello se agrava con mayor intensidad cuando los trabajadores de estas obras no tienen los conocimientos técnicos necesarios para realizar una buena práctica constructiva en cimentaciones. La presente tesis tiene como objetivo contribuir a que estas construcciones tengan una adecuada cimentación de forma segura para todos, por lo que se condujo un estudio de zonificación geotécnica y se obtuvieron los tipos de suelo preponderantes en el distrito. El análisis se realizó en el distrito de Villa María del Triunfo, para lo cual se ejecutaron más de 500 calicatas, se realizaron los respectivos ensayos de laboratorio, se elaboró para cada calicata un perfil estratigráfico, se zonificó todo el distrito, se analizaron los tipos de suelos predominantes, y se ejecutaron los estudios pertinentes de estabilidad de taludes, para, finalmente, calcular las profundidades de cimentación de las tablestacas que puedan soportar excavaciones de hasta dos metros de profundidad. Por último, se concluye que la tablestaca de madera logra asegurar la estabilidad de los taludes en las excavaciones de hasta dos metros de profundidad en los tres tipos de arenas preponderantes en el distrito de VMT. / A frequent problem that arises when building homes in Lima’s Cono Sur is the process of building foundations. As the soils are mostly sandy and as this type of soil is excavated for the foundations, the risk of slope failure becomes evident, and consequently, so does the risk at which the workers’ lives are. This is more intensely aggravated when the workers at these worksites do not have the necessary technical knowledge to execute a good foundation-building process. The objective of this thesis is to help these constructions have adequate foundations safely for everyone, thus a geotechnical zoning study was conducted and the predominant types of soils in the district were obtained. The analysis was carried out in the Villa María del Triunfo district, hence over 500 trial pits were dug, respective laboratory tests were performed, a stratigraphic profile for each trial pit was developed, the entire district was zoned, the predominant types of soils were analyzed, and corresponding slope stability studies were undertaken, in order to, in the end, calculate the sheet pile foundation depths that can support excavations up to two meters deep. Finally, the conclusion shows that wood sheet piles managed to ensure slope stability in excavations up to two meters deep in the three different types of sand that are predominant in the VMT district. / Tesis

En el país es poco común el uso de energías renovables, por ello es importante que se difundan las tecnologías asociadas al uso de este tipo de recursos. La energía geotérmica superficial es un recurso que se puede aprovechar prácticamente en toda la corteza terrestre, no proporciona una cantidad de energía elevada, pero si tiene aplicaciones que reducen la producción de CO2 (por sistemas de calefacción) y el consumo de energía. En la investigación se analizan los sistemas geotérmicos de baja entalpia, específicamente las cimentaciones termoactivas, las cuales consisten en incorporar el intercambiador de calor en la estructura de la cimentación, esto aunado a la bomba de calor y el sistema de distribución constituye un uso importante de la energía geotérmica somera en los sistemas de calefacción de edificaciones. Para desarrollar las cimentaciones termoactivas es necesario realizar estudios previos tales como, estudio de características geotécnicas y térmicas del suelo, hidrogeología y geología. / The use of renewable energies is rare in the country, so it is important that the technologies associated with the use of this type of resources be disseminated. Surface geothermal energy is a resource that can be used practically throughout the earth's crust, it does not provide a high amount of energy but it does have applications that reduce CO2 production (by heating systems) and energy consumption. The research analyzes low enthalpy geothermal systems, specifically thermoactive foundations, which consist of incorporating the heat exchanger in the foundation structure, this together with the heat pump and the distribution system constitutes an important use of shallow geothermal energy in building heating systems. To develop thermoactive foundations it is necessary to carry out previous studies such as a study of the geotechnical and thermal characteristics of the soil, hydrogeology and geology. / Tesis

El concepto moderno de la técnica de suelo reforzado data de inicios de la década de los 60. En el tiempo en que esta práctica viene siendo empleada y estudiada, ha gozado de gran popularidad debido a sus relativos bajos costos en comparación con sistemas tradicionales equivalentes, el grado de fiabilidad del sistema, su aspecto y su diversidad arquitectónicos. En el año 2001, la Federal Highway Administration de Estados Unidos desarrolló el manual de diseño y construcción de muros TEM, actualmente FHWA-NHI-10-024 y FHWA-NHI-10-25, los cuales brindan instrucciones y recomendaciones para el diseño y construcción de estas estructuras, basados en las instrucciones de la norma AASHTO LRFD. Estas fuentes incluyen una serie de supuestos, entre los cuales se encuentra el asumir la base del muro como una cimentación equivalente. La norma AASHTO LRFD lo establece de la siguiente manera: “(…) se deberá asumir una cimentación equivalente cuya longitud sea la longitud del muro y cuyo ancho sea la longitud de la cinta de refuerzo al nivel de la fundación. Las presiones a soportar deberán ser modeladas empleando una distribución uniforme de carga en la base, aplicado en un ancho efectivo (B’= L-2e)”. AASHTO LRFD (2010). La presente investigación pretende analizar el modo como se realiza la transferencia de esfuerzos al suelo de fundación de un muro de suelo reforzado con el fin de verificar en que modo dicho supuesto es técnicamente correcto, así como analizar la posibilidad de reducir la extensión del refuerzo empleado por medio de una optimización del cálculo a través de un modelo más cercano a la realidad. Para ello, se pretende realizar un Análisis por Elementos Finitos empleando un Modelo Constitutivo que incorpore al modelo el comportamiento no-lineal del suelo, tanto para el material de relleno como para el suelo de fundación. / The modern concept of the reinforced earth technique dates to the early 1960s. In the time this practice has been used and studied, it has enjoyed great popularity due to its relatively low costs compared to equivalent traditional systems, the degree of reliability of the system, its architectural appearance and diversity. In 2001, the United States Federal Highway Administration developed the MSE wall design and construction manual, currently FHWA-NHI-10-024 and FHWA-NHI-10-25, which provide instructions and recommendations for the design and construction of these structures, based on the instructions of the AASHTO LRFD standard. These sources include a series of assumptions, among which is the assumption of the base of the wall as an equivalent foundation. The AASHTO LRFD standard states it as follows: “(…) An equivalent footing shall be assumed whose length is the length of the wall, and whose width is the length of the reinforcement strip at the foundation level. Bearing pressures shall be computed using a uniform base pressure distribution over an effective width (B ’= L-2e)”. AASHTO LRFD (2010). The present research aims to analyze the way in which stresses are transferred to the foundation soil of a reinforced soil wall to verify in which way that assumption is technically correct. As well as to analyze the possibility of reducing the extension of the reinforcement used, by means of an optimization of the calculation through a model closer to reality. To do this, it is intended to carry out a Finite Element Analysis using a Constitutive Model that incorporates the non-linear behavior of the soil into the model, both for the filling material and for the foundation soil. / Tesis