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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES “CAMPUS ARAGÓN” INGENIERIA CIVIL “ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXCAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN” T E S I S QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE I N G E N I E R O C I V I L P R E S E N T A : JOEL HERNÁNDEZ TORRES ASESOR: GABRIEL ÁLVAREZ BAUTISTA SAN JUAN DE ARAGÓN, ESTADO DE MÉXICO 2014 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. AGRADECIMIENTOS A MI MADRE Porque detrás de cada gran hombre hay una gran mujer gracias madre (Elena Torres Flores), en esta ocasión tu eres esa gran mujer; gracias, por toda la confianza que pusiste en mí, por todos tus desvelos a mi lado, en resumen por todo el gran esfuerzo que realizaste y que no fue corto por sacarme adelante, aquí te muestro fruto de ello y espero te guste; y como una vez te dije este es otro más de mis triunfos pero no el ultimo, porque mi anhelo más grande es mostrarte que todas tus enseñanzas y buenos deseos no son en vano, espero sea de gran placer para ti esta ocasión tan especial para mi “siéntete orgullosa de este gran triunfo que no es solo mío”. A MI PADRE Gracias por todo el apoyo que siempre me has dado padre (Joel Hernández Ramírez), esa gran compañía que me has brindado, por darme la oportunidad de demostrar que era capaz de ser alguien en esta vida, por esos consejos que influyeron a ser este hombre que hoy en día soy; y al igual que a mi madre, te invito a disfrutar de este uno más de mis triunfos, porque a ustedes les debo todo lo que soy, de verdad gracias. A MIS HERMANOS Sé que a veces hemos tenido momentos muy malos, pero a pesar de ello siempre seremos hermanos, para estar juntos en las buenas y en las malas; gracias por su compañía, apoyo y consejos que me han brindado, siempre estaré con ustedes para lo que necesiten y tratar de guiarlos por el buen camino de la vida, siempre serán una de mis más grandes inspiraciones para seguir adelante como lo he hecho hasta este momento (Isaac Hernández Torres, Abraham Hernández Torres y Ernesto León Torres). A MIS SEGUNDAS MADRES (MIS TIAS Les doy las gracias a mis tías por todos sus consentimientos y cuidados que me han dado desde pequeño, gracias a ustedes he llegado a ser la gran persona que ahora soy con algunos defectos y errores como cualquier ser humano, pero guiado por el buen camino al cual ustedes me llevaron, les agradezco a todas pero especial a Rafaela Torres Flores y Cecilia Tenorio García. A MI FAMILIA Gracias por el apoyo que siempre me brindaron y los buenos consejos con los que siempre conté de todos y cada uno de ustedes, les prometo que nunca olvidare mis orígenes y siempre recordare de dónde vengo y hacia dónde voy, sin perder el camino por el cual ustedes me han guiado. A MIS AMIGOS Gracias por su gran compañía durante este gran trayecto, fueron como una segunda familia a la cual le agradezco de mucho lo bueno y malo que me enseñaron de la vida. A LORE Y TOÑO Con demasiado dolor y felicidad en mi corazón doy gracias a mi prima Lorena Torres Tenorio y a mi mejor amigo y aspirante a Ingeniero Civil Antonio Ricardo García, los cuales ya no están con nosotros y se encuentran en un lugar mejor; porque gracias a su estancia y compañía aquí, pude conocer lo que es tener a mi lado personas tan buenas que te quieren y que se deben disfrutar mientras los tienes, ellos me demostraron que hay que vivir la vida al máximo y disfrutar cada momento como si fuera el ultimo, sea bueno o malo, ya que forma parte de tu vida, y vida solo hay una; gracias mi hermana querida Lorena Torres Tenorio, y gracias mi hermano y amigo Antonio Ricardo García a ti te dedico todo el esfuerzo y empeño que puse en ser el mejor estudiante durante la carrera, ese excelente promedio y éxito logrados son también tuyos. AL ING. GABRIEL ÁLVAREZ ABUTISTA Le quiero agradecer por la gran persona que es, por la amistad que me ha brindado, por la sabiduría que me ha transmitido, pero en esta ocasión en especial le agradezco por toda la confianza y el tiempo invertidos en este proyecto de tesis, a usted le debo la inclinación y parte de mi pasión por la geotecnia; por eso le doy gracias por invertir parte de su tiempo desinteresadamente en la formación de alumnos como yo, ya que con sus grandes enseñanzas llegaremos a ser excelentes profesionistas, gracias de verdad y por ultimo le hago la invitación a seguir por el camino de la docencia cultivando a las nuevas generaciones con lo grandioso que es la geotecnia. A MIS PROFESORES Gracias por todas las buenas enseñanzas que me transmitieron, tanto escolares como personales, gracias por hacer de mi un excelente profesionista competitivo, eficiente, capaz, etc. de demostrar ante las más crítica de las situaciones lo que es capaz de hacer un alumno egresado de la U.N.A.M. - F.E.S. Aragón - Ingeniería Civil. A LA UNIVERSIDAD Gracias por darnos la oportunidad de ser alguien en esta vida con las herramientas que nos proporcionas, al darnos la preparación necesaria con tus excelentes maestros y buenas instalaciones, gracias mi escuela, gracias mi U.N.A.M. - F.E.S. ARAGÓN (por mi raza hablara el espíritu). IV INDICE INTRODUCCIÓN 1. ANTECEDENTES 2. EXPLORACIÓN DEL SUBSUELO Y PRUEBAS DE LABORATORIO 3. DESCRIPCIÓN ESTRATIGRÁFICA DEL SUBSUELO 4. ESTABILIDAD DE TALUDES 5. PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO E INSTRUMENTACIÓN 6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES i INTRODUCCIÓN ii INTRODUCCIÓN En esta ocasión el tema a desarrollar se enfocara en la parte de las cimentaciones, se desarrollara un caso práctico, donde se requiere construir 5 edificios para los cuales se necesitan cuatro cajones de cimentación, por lo cual se requiere realizar una excavación profunda para la construcción de dichos cajones; por ello, el tema principal de esta tesis se enfoca en los sistemas de retención, que servirán para proporcionarle la estabilidad necesaria a los taludes de la excavación y así conseguir la seguridad suficiente al trabajar dentro de ella en la construcción de dichos cajones. La siguiente información nos introduce en el tema acerca de los sistemas de retención, nos habla acerca de: ¿qué son?, ¿para qué sirven?, ¿qué cuestiones hay que tomar en cuenta en su diseño y construcción?, su clasificación, etc., para después entrar de lleno a los capítulos, en los cuales se desarrollaran detalladamente los procesos que conlleva el la elección, diseño y uso de dichossistemas de retención que utilizaremos para nuestro caso práctico; así que la finalidad de esta introducción, es entender con mayor claridad el desarrollo de dichos procesos durante los capítulos, entonces introduzcámonos en estos temas, para después continuar con el desarrollo de nuestro caso práctico. ¿Qué es Ingeniería Civil? Ingeniería civil es la parte de la ingeniería, que se dedica a la planeación, diseño, y control del medio, desarrollo de los recursos naturales, construcciones, servicios de transporte y otras estructuras necesarias para satisfacer las necesidades de las personas, tales como la salud, bienestar, seguridad, empleo y recreación. Cada una de las ramas de la ingeniería civil se relaciona, en alguna forma con la superficie de la tierra, ya que las obras diseñadas por el ingeniero civil están soportadas o localizadas sobre una parte de la corteza terrestre. Geotecnia en la Ingeniería Civil Para el ingeniero civil, el terreno es un material de construcción por medio del cual, sobre el cual y en el cual construye sus estructuras, que deben diseñarse en orden a formar una unidad indispensable, integral, funcional y estética. La necesidad de la geotecnia en la ingeniería civil es pues evidente, ya que la geotecnia es una rama de la ingeniería civil que hace referencia a las técnicas del terreno. Definición de geotecnia Así la ingeniería geotécnica puede definirse como la aplicación de los elementos básicos del suelo y de la ingeniería mecánica, para la evaluación del comportamiento de los materiales térreos generalmente usados en la investigación de ingeniería, diseño y construcción. Las aplicaciones comunes se tienen en obras como presas, sistemas de transporte, cimentaciones de estructuras y urbanizaciones. iii Definición de talud Se comprende bajo el nombre genérico de taludes cualesquiera, á superficies inclinadas respecto a la horizontal que hayan de adoptar permanentemente las estructuras de tierra, bien sea en forma natural o como consecuencia de la investigación humana en una obra de ingeniería. Desde este primer punto de vista los taludes se dividen en naturales (laderas) o artificiales (cortes o terraplenes). Sistemas de retención Los sistemas de retención son el conjunto de estructuras diseñadas y construidas para contener terreno u otros materiales en desnivel, soportando el empuje total ejercido por dicho material contenido. Son usados para darle la estabilidad suficiente a los taludes de material confinado evitando que desarrollen su ángulo de reposo natural. Se les utiliza en cambios abruptos de pendiente, cortes y rellenos en carreteras o ferrocarriles, muros de sótanos, alcantarillados, estribos de puentes etc. Existen muchos tamaños y estilos de estructuras de retención, de acuerdo con el ingenio de los seres humanos. Dichas estructuras de retención se pueden utilizar también en combinaciones. Algunos de los tipos más comunes son los siguientes: Muros verticales de concreto, en cantiléver. Muros verticales con contrafuertes de concreto. Tablestacas y estructuras de pilotes verticales e inclinados. Tablestacas libres. Tablestacas con atiesadores o pilotes laminares con atiesadores. Muros de piedra. Contrafuertes de tierras compactadas Muros en formas de tolvas. Muros anclados. Clasificación de las estructuras de retención Las estructuras de retención se pueden dividir en dos grandes grupos, las rígidas y las flexibles. Las rígidas son aquellas que no experimentan cambios en su forma al recibir las acciones del material que contienen. Por lo tanto únicamente experimentan giros y desplazamientos del conjunto considerado como un sólido rígido. Dentro de este grupo se encuentran las estructuras que comúnmente reciben el nombre de muros de contención. Los muros a su vez se clasifican en muros de gravedad y muros en ménsula. Los primeros son aquellos que consiguen la estabilidad necesaria como consecuencia de su propio peso, y se diseñan generalmente de modo que no trabajen a tracción, aunque a veces se pueden admitir pequeñas tracciones compatibles con el material que se use en su ejecución. El muro de gravedad se usa para alturas muy pequeñas, generalmente inferiores a 1.5 metros, iv ya que a alturas superiores es más caro que el de ménsula. Los muros en ménsula se realizan de hormigón armado y constan de una pantalla y de una zapata. Este tipo de muro es adecuado para alturas de 8 metros, siendo una solución intermedia entre el pesado muro de gravedad y el muy ligero de contrafuertes que se utiliza para alturas superiores. Las estructuras flexibles o pantallas son aquellas que experimentan deformaciones apreciables en su forma. Estas se clasifican atendiendo a la forma de ejecución en pantallas realizadas con elementos prefabricados y pantallas ejecución “in situ”. Entre las primeras cabe citar a los tablestacados, que son piezas prefabricadas de madera, hormigón armado o acero que se hincan en el terreno, con el fin de contenerlo para realizar posteriormente la excavación del perímetro cerrado por ellas. Entre las pantallas ejecutadas “in situ” cabe distinguir entre las pantallas continuas de hormigón armado y las pantallas de pilotes, la misión de las pantallas es por un lado contener el terreno exterior a la excavación y por otra impermeabilizar; cuando al realizar el diseño de una pantalla se obtengan movimientos importantes en cabeza, inadmisibles para estructuras colindantes, se hace necesario disponer unos soportes laterales que contrarresten parcialmente el empuje del terreno, y disminuyan la deformación de la pantalla. Comportamiento de las estructuras de retención flexibles La mayor parte de los muros de sostenimiento de gravedad y en voladizo son capaces de girar, con relación a sus bases, lo suficiente para satisfacer los requisitos de deformación, necesarios para que se genere el estado de esfuerzos activo en la cuña de falla. La presión total de tierra contra el muro es entonces la activa. En contraste, las tablestacas ancladas, y los ademes de las excavaciones, anclados o no usualmente son miembros que tienen una rigidez a la flexión relativamente pequeña, pero que están apoyados a varias alturas en anclas o puntales y también por el empotramiento que se les da hincándolos en el suelo, abajo del nivel inferior de la excavación. Los apoyos imponen restricciones al movimiento de los muros. Por tanto, al progresar la excavación frente a los ademes, o al hacer el relleno detrás de las tablestacas, los muros se deforman y se mueven tomando formas características, que son las indicadas por las líneas punteadas en la Figura A, las deformaciones cerca de los extremos superiores de los muros son considerablemente menores que las que corresponden al estado activo de Rankine, mientras que en los extremos inferiores son mayores. En consecuencia, la magnitud de la presión contra los muros difiere algo de la presión activa, y la distribución de la presión con la profundidad puede diferir mucho de la distribución lineal. v La presión real de tierra contra el respaldo de un apoyo vertical flexible y las cargas en los miembros de apoyo dependen en grado considerable no solamente de las propiedades del suelo que se soporta, sino también de la secuencia de las operaciones de construcción. Influye en ellas particularmente la relación entre la profundidad a la que se instalan los apoyos y la profundidad de la excavación, en ese momento. Por tanto, las presiones usadas para el proyecto no pueden determinarse exclusivamente por medio de la teoría, sino que, puesto que influyen en ellas la manera en que se ejecuta el trabajo, deben modificarse por la experiencia y por los resultados de las observaciones durante la construcción. Yaque los sistemas de retención tienen como finalidad resistir las presiones laterales producidas por el material, en el caso de que el análisis indique que la estructura no es satisfactoria, se alteran sus dimensiones y se efectúan nuevos tanteos hasta lograr que la estructura sea capaz de resistir los esfuerzos a que se encuentra sometida. Para llevar a cabo el análisis es necesario determinar las magnitudes de las fuerzas que actúan por encima de la base de la cimentación, tales como empuje de tierra, sobre cargas, peso propio del muro y peso de la tierra, y luego se investiga su estabilidad con respecto a: 1. Volteo. 2. Deslizamiento. 3. Presiones del terreno. 4. Resistencia como estructura. Empuje de tierras Las presiones, que recibe un muro o una pantalla, reciben el nombre de empujes; el empuje total será igual al empuje del agua más el empuje efectivo ejercido por las partículas del suelo. Los empujes pueden ser activos y pasivos. Empuje activo: Es el que ejerce el material retenido por el muro y que para dicho fin se construye este. Empuje pasivo: El empuje pasivo contrarresta la acción del empuje activo, y es el producido por un terreno que absorbe la acción producida por la estructura. Como el empuje pasivo puede comenzar a actuar cuando el muro haya sufrido un pequeño corrimiento se debe tener en cuenta y observar este fenómeno cuando en los cálculos se haya contado con dicho empuje para mantener la estabilidad de la estructura proyectada. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 1 CAPITULO 1 ANTECEDENTES ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 2 1. ANTECEDENTES 1.1. Generalidades 1.1.1. Antecedentes históricos del suelo y origen de la Mecánica de Suelos Con una mirada retrospectiva hacia los escritos sobre construcciones erigidas por los romanos, chinos, egipcios y mayas, se tiene la clara evidencia de la atención que ya, desde tiempos antiguos, nuestros antepasados ponían en las obras de tierra y sobre la tierra. Así, se tienen noticias de como en la dinastía Chou de China (3000 años antes de Cristo) se daban instrucciones claras sobre la construcción de caminos y puentes. La Gran Muralla China, las pirámides de Egipto, las pirámides de Chichen Itzá y otras notables y enormes obras, que hoy contemplamos con admiración, son mudos testigos de los conocimientos que ya se tenían en la antigüedad al respecto. Así mismo, en Egipto, aproximadamente 2000 años antes de Cristo, ya se usaba la piedra en la construcción de cilindros para las estructuras pesadas erigidas sobre suelos suaves. La superficie exterior de los cilindros era aislada para que presentara poca resistencia a la penetración, lo que indica que para entonces ya se tenían nociones acerca de la fricción o rozamiento, y que tanto los romanos como los egipcios ponían mucha atención a ciertas propiedades de los suelos en la estabilidad de las cimentaciones. Sin embargo, a la caída del Imperio Romano y debido a la desorganización social se descuidaron los aspectos técnicos sobre los suelos, llegando a su punto más bajo en el periodo medieval (400 a 1400 años antes de Cristo), lo que provoco que caminos, puentes y diversas obras de tierra quedaran en el abandono, para acción de los agentes de la intemperie. Asociadas a la construcción de puentes y caminos en los siglos pasados, se encuentran obras construidas sobre suelos compresibles que han tenido hundimientos fuertes bajo las pesadas cargas de catedrales, torres y campanarios. Algunos ejemplos de ello son: El Domo de Konigsberg, en Prusia cimentado sobre una capa de suelo orgánico en el año 1330, capa que descansa – según Tiesdemann – sobre otra de 18 m de limo arcilloso, cuya consolidación gradual y continua no ha podido terminar, teniendo ya más de 5m de asentamiento. La Torre de Pisa, cuya construcción fue iniciada en 1174, empezó a ladearse al construirse la tercera galería de las ocho que tiene la estructura. Los trabajos se interrumpieron para modificar planos y luego continuaron, para ser terminada la torre – de 55 m de alto – en el año 1350. En 1910 ya la torre tenía en su parte más alta un desplome de 5.0 m. una investigación del subsuelo indico que la torre fue cimentada por medio de una corona de concreto sobre una capa de arena de 11.00 m de espesor, la cual descansa sobre una capa de arcilla de 8.o m de grueso, que se ha ido consolidando gradualmente debido a las presiones transmitidas por la estructura. Hoy en día es más conocida como la “Torre inclinada de Pisa”. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 3 En Venecia Italia, el “Rialto”, un puente de arco simple, se terminó de construir en 1591 y es, junto con otras estructuras del lugar, ejemplo de dificultad en las operaciones de cimentación debido al suelo suave y pantano, que es afectado grandemente por la acción de pilotaje de las estructuras vecinas. Otra obra asociada a la ingeniería de las cimentaciones del siglo XVII es el famoso mausoleo Taj-Mahal, en las afueras de la ciudad de Agra, India. Su construcción empezó en el año 1632 y fue terminada en 1650. Fue erigido por órdenes de Shah Jahan, emperador de Delhi, en honor de su esposa favorita, Mumtazi-Mahal. Este mausoleo necesito cuidados especiales en su cimentación debido a su proximidad al rio, por lo que emplearon cilindros de mampostería hundidos en el suelo a intervalos cercanos para que el mausoleo descansara en una firme cama. Como ya se mencionó, después de la caída del Imperio Romano se presentó una época de poco interés en el conocimiento de los problemas de los suelos, y no fue sino hasta los siglos XVII y XVIII cuando revivió el interés y se dio nuevo impulso a la solución de los problemas en las cimentaciones. Una de las primeras ramas en ganar interés fue la relativa al empuje de tierras. De hecho, el pionero en formular una guía en esta área fue el ingeniero militar francés Marquis Sebastian le Prestre de Vauban (1633-1707), y posteriormente Charles Agustín Coulomb (1736- 1806), también notable y sobresaliente ingeniero militar francés, a quien se le acredita la primera contribución básica y científica en el cálculo de la estabilidad de muros de retención de tierras. Otra importante contribución en el estudio de la presión de las tierras la aporto William John Macguorn Rankine (1820-1872), ingeniero y físico escoces, más conocido por sus investigaciones en física molecular y uno de los fundadores de la ciencia de la termodinámica. Coulomb y Rankine son los dos ingenieros que más contribuyeron al estudio de los empujes de tierra, destacado también en esta especialidad Jean Víctor Poncelent (1788- 1867), ingeniero y matemático francés y uno de los creadores de la geometría proyectiva, y quien además contribuyo con un método grafico para resolver las presiones de tierra. Sobresale, asimismo, Karl Culmann (1821-1881), ingeniero alemán cuyo método de estática ha sido usado extensamente en problemas de ingeniería y aplicando a la solución de muros de retención de tierras. Otro ingeniero que contribuyo grandemente a la solución de problemas de distribución de presiones en los suelos fue Joseph Valentín Boussinesg (1842-1929). Otto Mohr (1835- 1918) propuso en 1882 un método para analizar esfuerzos en un punto. Su “circulo de Mohr”, como se conoce comúnmente al método, es muy usado en resistencia de materiales y en suelos. Los años comprendidos entre 1900-1925 constituyenla época en que se engendró la Mecánica de Suelos, siendo los pioneros los ingenieros de la Comisión Sueca de Geotecnia de los ferrocarriles suecos, encabezada por el profesor Wolmar Fallenius, a quien el gobierno sueco le encomendó estudiar las causas de las fallas o deslizamientos de tierra ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 4 ocurridos en diferentes puntos de la red ferrocarrilera de la nación, así como buscar y presentar soluciones a los problemas detectados. La investigación realizada por los ingenieros dirigidos por Fellenius culmino en 1922 con la presentación de un informe sobre las fallas y de un procedimiento llamado “Método Sueco” para analizar la estabilidad o inestabilidad de taludes. La proposición de este método, llamado por algunos “Método de Rebanadas”, fue hecha por dos de los ingenieros de la “Comisión Sueca”. Los ingenieros en cuestión fueron K. Petterson y S. Hultin quienes ya habían aplicado dicho método en algunas fallas en el puerto sueco de Goteborg, en el año 1916. A partir de 1925 se inicia el desarrollo más significativo en esta rama de la ingeniería con la presentación del profesor Karl Von Terzaghi (1822-1963) de su libro Erdbaumechanik (Mecánica de Suelos), en donde presenta una nueva filosofía relativa al suelo como material, y muestra cómo tratar las propiedades mecánicas de los suelos y su comportamiento bajo diversas cargas y condiciones de humedad. 1.1.2. Constitución interna del globo terrestre El globo terrestre está constituido, primeramente, por un núcleo formado predominantemente por compuestos de hierro y níquel. El núcleo carece de rigidez y esta característica ha inducido a la mayoría de los investigadores a juzgarlo fluido; existe la opinión, empero no suficientemente comprobada, de que una zona entorno al centro del planeta (sobre unos 1,300 km contra 3,400 km de radio de todo el núcleo) posee alta rigidez, por lo que deberá ser considerada sólida, en vez de fluida. Un manto fluido (magma) rodea el núcleo. Envolviendo al manto mencionado se encuentra la corteza terrestre, capa de densidad hacia la superficie, formada sobre todo por silicatos. Esta capa de espesor medio 30-40 km en las plataformas continentales, está constituida por grandes masas heterogéneas con depresiones ocupadas por los mares y océanos. Toda esta corteza se encuentra aproximadamente en estado de balance isostático, flotando sobre magma terrestre, más denso. La separación entre la parte fluida y la corteza que la envuelve suele considerarse abrupta, antes que gradual (discontinuidad de Mohorovicic). Suprayaciendo a la corteza terrestre propiamente dicha, existe una pequeña capa, formada por la disgregación y descomposición de sus últimos niveles; esta pequeña pátina del planeta “es el suelo”. 1.1.3. Definición de suelo y su origen El término “suelo” ha sido definido de diferentes maneras, ya sea que dicha definición provenga del geólogo, del agrónomo o del ingeniero civil. El geólogo define al suelo como el material resultante de la descomposición y desintegración de la roca por el ataque de agentes atmosféricos (N. J. Chiossi). ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 5 El agrónomo – según G. P. Tschebotarioff – define al suelo como la delgada parte superior del manto de rocas en que penetran las raíces de las plantas y de donde estas toman el agua y las demás sustancias necesarias para su existencia. Algunos ingenieros civiles (A. Rico y H. del Castillo) definen al suelo como el conjunto de partículas minerales, producto de la desintegración mecánica o de la descomposición química de rocas preexistentes. Otro autor, Alfred R. Jumikis, Doctor en ingeniería, lo define como sedimentos no consolidados y depósitos de partículas sólidas derivadas de la desintegración de las rocas. La definición de “suelo” que se considera bastante completa por las conclusiones que de ella pueden obtenerse es: “suelo es una delgada capa sobre la corteza terrestre de material que proviene de la desintegración y/o alteración física y/o química de las rocas y de los residuos de las actividades de los seres vivos que sobre ella se asientan”. Entre los agentes físicos que producen cambios en las rocas figuran el sol, el agua, el viento y los glaciares. Al actuar sobre las rocas, el sol calienta más su exterior que interior, provocando diferencias de expansión que generan esfuerzos muy fuertes, los cuales dan como resultado un rompimiento de la capa superficial y el desprendimiento de la misma. Este proceso es conocido como exfoliación. El agua en movimiento es un importante elemento de erosión, al arrastrar los fragmentos angulosos de las rocas y provocar la fricción de unos con otros, haciéndolos redondeados como los cantos rodados de los ríos. El agua también deja sentir sus efectos cuando, en forma de lluvia, cae en las superficies pétreas, llena sus cavidades, abre grietas y tiende a llenar los espacios huecos de las rocas; si entonces se congela, ejerce fuerte poder de fracturación en la roca que la encierra, y se produce la desintegración en un corto periodo de tiempo. El impacto directo del agua sobre las rocas, como el que provoca el oleaje, también es causa de erosión de las mismas. El viento también contribuye a la erosión del suelo, cuando arrastra arenas, como el caso de los médanos y los loess (suelos eólicos). A pesar de que los agentes físicos son de mucha importancia en la formación de los suelos, ellos no son capaces de reducir los fragmentos rocosos a tamaños individuales a menos de 0.01mm. La desintegración a tamaños menores a 0.01 mm solo puede efectuarse por procesos químicos. De los agentes químicos podemos mencionar como principales la oxidación, la carbonatación y la hidratación. La oxidación es la reacción química que puede ocurrir en las rocas al recibir el agua de lluvia, ya que el oxígeno del aire, en presencia de humedad, reacciona químicamente ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 6 produciéndose el fenómeno de oxidación, principalmente en las rocas que contienen hierro. La carbonatación es el ataque que el ácido carbónico [anhídrido carbónico (CO2) y agua (H2O)] efectúa sobre las rocas que contienen fierro, calcio, magnesio sodio o potasio. Así, las rocas ígneas, que en su mayoría contienen dichos elementos, pueden ser descompuestas de esa manera. La hidratación es la acción y efecto de combinar un cuerpo con agua para formar hidratos, o sea compuestos químicos que contienen agua en combinación. El agua se absorbe y se combina químicamente formando nuevos minerales. La acción de los agentes de intemperismo antes mencionados se conoce más comúnmente en el medio ingenieril como meteorización y alteración que dan origen a los suelos inorgánicos. La meteorización se refiere a los cambios superficiales que sufren las rocas debido a la acción de los agentes atmosféricos, y la alteración designa los cambios internos de las rocas que se presentan en forma de hidratación y motivan que se formen nuevos minerales dentro de la masa pétrea, conservando su individualidad y su identificación geológica. Se completara ahora nuestra definición de suelo y se analizara su última parte: suelo es una delgada capa sobre la corteza terrestre de material que proviene de la desintegración y/o alteración, física y/o química de las rocas y de los residuos de las actividades de los seres vivos que sobre ella se asientan. Como se puede observar, la última parte de la definición nos indica que losrestos de la vegetación y otros restos orgánicos, al ser descompuestos por la acción de microorganismos para su propia nutrición, dejan como residuo partículas finas de tamaño coloidal denominadas humus. El humus se mezcla en diferentes proporciones con las partículas minerales, formándose de esa manera los suelos orgánicos. 1.1.4. Definición de roca Una roca es toda masa natural que forma una parte apreciable de la corteza terrestre. La mayor parte de las rocas son mezclas físicas de minerales. Los elementos químicos de los minerales están combinados químicamente en proporciones determinadas, pero los minerales de las rocas están nada más unidos físicamente, en variadas proporciones. Algunas rocas están formadas solamente por un mineral. Son pocas las rocas que están formadas por materias orgánicas o por vidrios volcánicos en vez de por minerales, y algunas otras, contienen las tres clases. 1.1.5. Definición de mineral Un mineral es una sustancia homogénea que tiene una composición química definida, cuyos átomos están dispuestos en ordenamiento geométrico y se ha originado por procesos inorgánicos naturales; estos compuestos naturales cristalinos y sus asociaciones constituyen la totalidad de las rocas que integran la corteza terrestre. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 7 1.1.6. Clases de rocas Por su origen las rocas se clasifican en tres grupos generales. I. Ígneas: Son las formadas por solidificación de materias fundidas que se produjeron dentro de la tierra. Los principales componentes minerales de las rocas ígneas son: feldespato, cuarzo, piroxenos, anfíboles, olivino y micas. II. Sedimentarias: Son las rocas que se derivan, en su mayor parte, de la meteorización de los productos de destrucción de rocas más antiguas (rocas ígneas, principalmente). III. Metamórficas: Producto de la transformación de rocas previas, ígneas o sedimentarias, alteradas en su composición mineral o en su estructura, o bien en ambas cosas, por recristalización bajo la influencia de alta presión, alta temperatura y fluidos calientes dentro de la tierra. 1.1.7. Ciclo de las rocas James Hall, en 1859, propuso que las rocas sedimentarias se hundieran en la corteza terrestre y serian sometidas a un aumento tanto de presión como de temperatura, sufriendo diversos procesos de deformación, recristalización y cristalización, transformándose en rocas metamórficas. Las rocas metamórficas podían ser sometidas a presiones y temperaturas cada vez mayores hasta fundirse parcial o totalmente, originando magmas. Durante los procesos orgánicos o en otros momentos, los magmas ascenderían hasta que a cierta profundidad originarían las rocas plutónicas y filonianas, y en la superficie las rocas volcánicas. Luego la erosión pondría de nuevo al descubierto algunas de estas rocas y actuaria sobre ellas, con lo que ciclo podría volver comenzar; en la Figura 1 se puede apreciar la descripción gráfica del ciclo de las rocas. Figura 1.- Ciclo de las rocas. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 8 1.1.8. Principales tipos de suelos De acuerdo con el origen de sus elementos (aspectos que ya se han desglosado en la definición), los suelos se dividen en dos amplios grupos: suelos cuyo origen se debe a la descomposición física y/o química de las rocas, o sea los suelos inorgánicos, y suelos cuyo origen es principalmente orgánico. Si en los suelos inorgánicos el producto del intemperismo de las rocas permanece en el sitio donde se formó, da origen a un suelo residual; en caso contrario, forman un suelo transportado, cualquiera que haya sido el agente transportador (por gravedad: talus; por agua; aluviales o lacustres; por viento: eólicos; por glaciares: depósitos glaciares). En cuanto a los suelos orgánicos, ellos se forman casi siempre in situ. Muchas veces la cantidad de materia orgánica, ya sea en forma de humus o de materia no descompuesta, o en su estado de descomposición, es tan alta con relación a la cantidad de suelo inorgánico que las propiedades que pudieran derivar de la porción mineral quedan eliminadas. Esto es muy común en las zonas pantanosas, en las cuales los restos de vegetación acuática llegan a formar verdaderos depósitos de gran espesor, conocidos con el nombre genérico de turbas. Se caracterizan por su color negro o café oscuro, por su poco peso cuando están secos y su gran compresibilidad y porosidad. La turba es el primer paso de la conversión de la materia vegetal en carbón. A continuación se describen los suelos más comunes con los nombres generalmente utilizados por el ingeniero civil para su identificación. 1.1.8.1. Suelos gruesos En los suelos gruesos se tiene las gravas (G) y las arenas (S) de tal modo que un suelo pertenece al grupo de las gravas (G) si más de la mitad de la fracción gruesa es retenida por la malla N°4, y pertenece al grupo de las arenas (S) en caso contrario. Tanto las gravas como las arenas se dividen en cuatro grupos (GW, GP, GM, GC) y (SW, SP, SM, SC). En el símbolo GW, el prefijo G (gravel) se refiere a las gravas y W (well graded) quiere decir bien graduado. De igual modo, el símbolo GP indica gravas pobremente o mal graduadas (poorly graded gravel), el símbolo GM indica gravas limosas, en la que el sufijo M proviene del sueco mo, y el símbolo GC indica gravas arcillosas. El sufijo C indica arcilla (clay). Asimismo, los símbolos SW, SP, SM y SC indican arenas (sands) bien graduadas. Arenas mal graduadas, arenas limosas y arenas arcillosas respectivamente. I. Gravas Las gravas son acumulaciones sueltas de fragmentos de rocas y que tienen más de dos milímetros de diámetro. Dado el origen, cuando son acarreados por las aguas, las gravas ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 9 sufren desgaste en sus aristas y son, por lo tanto redondeadas. Como material suelto suele encontrársele en los lechos, en los márgenes y en los conos de deyección de los ríos, también en muchas depresiones de terrenos rellenadas por el acarreo de los ríos y en muchos otros lugares a los cuales las gravas han sido retransportadas. Las gravas ocupan grandes extensiones, pero casi siempre se encuentran con mayor o menor proporción de cantos rodados, arenas, limos y arcillas. Sus partículas varían desde 7.62 cm (3”) hasta 2.0mm. II. Arenas La arena el nombre que se le da a los materiales de granos finos procedentes de la denudación de las rocas o de su trituración artificial, y cuyas partículas varían entre 2 mm y 0.05 mm de diámetro. El origen de las arenas es análogo a la de las gravas; las dos suelen encontrarse juntas en el mismo depósito. La arena de rio contiene muy a menudo proporciones relativamente grandes de grava y la arcilla. Las arenas estando limpias no se contraen al secarse, no son plásticas, son mucho menos compresibles que la arcilla y si se aplica una carga en su superficie, se comprimen casi de manera instantánea. 1.1.8.2. Suelos finos También en los suelos finos, el sistema unificado los considera agrupados en tres grupos para los limos y arcillas con límite liquido menor de 50%, en tres grupos para los limos y arcillas con límite mayor de 50% y en un grupo para los suelos finos altamente orgánicos. Si el limite liquido del suelo es menor de 50%, es decir, si el suelo es de compresibilidad baja o media, se añade el sufijo L (low compresibility) a los prefijos M, C y O, obteniéndose de ese modo los símbolos ML (limos inorgánicos de baja compresibilidad) y CL (arcillas inorgánicasde baja compresibilidad) y OL (limos orgánicos de baja compresibilidad). Si el limite liquido es mayor de 50%, es decir, si el suelo es de compresibilidad alta, se añade el sufijo H (hight compresibility) a los prefijos M, C y O, obteniéndose así los símbolos MH (limos orgánicos de alta compresibilidad), CH (arcillas inorgánicas de alta compresibilidad) y OH (arcillas orgánicas de alta compresibilidad). Los suelos altamente orgánicos, como las turbas, se designan con el símbolo P. I. Limos Los limos son suelos de granos finos con poca o ninguna plasticidad, pudiendo ser limo inorgánico como el producido en canteras, o limo orgánico como el que suele encontrarse en los ríos, siendo en este último caso de características plásticas. El diámetro de las partículas de los limos, está comprendido entre 0.05mm y 0.005mm. Los limos sueltos y saturados son completamente inadecuados para soportar cargas por medio de zapatas. Su color varía desde gris claro a muy oscuro. La permeabilidad de los limos orgánicos es muy ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 10 baja y su compresibilidad muy alta. Los limos, de no encontrarse en estado denso, a menudo son considerados como suelos pobres para cimentar. II. Arcillas Se da el nombre de la arcilla a las partículas sólidas con diámetro menor de 0.005 mm y cuya masa tiene la propiedad de volverse plástica al ser mezclada con agua. Químicamente es un silicato de alúmina hidratado, aunque en no pocas ocasiones contiene también silicatos de hierro o de magnesio hidratados. La estructura de estos minerales es, generalmente, cristalina y complicada, y sus átomos están dispuestos en forma laminar. De hecho se puede decir que hay dos tipos clásicos de tales láminas: uno de ellos del tipo silícico y el otro del tipo aluminico. 1.1.9. Propiedades y características elementales de los suelos Algunas de las propiedades y características elementales de los suelos son las siguientes: Granulometría La granulometría de un suelo indica la distribución por tamaños de las partículas que componen el mismo. Porosidad (índice de poros) Todo suelo se puede considerar como un sistema de tres fases: solida (partículas de suelo), liquida (agua) y gaseosa (aire). El ensamblaje o unión de las partículas sólidas deja entre ellas huecos o poros que son rellenados por aire y/o agua. La fracción del volumen total de una muestra de suelo ocupada por los poros se define como porosidad que varía entre 0 y 1. Otro valor ligado al anterior, es el índice de poros e, que se define como la razón entre el volumen de poros y el ocupado por las partículas sólidas. Humedad (grado de saturación) Se define como humedad gravimétrica de un suelo, al cociente entre el peso del agua que contienen los poros y el peso del suelo seco. Por otra parte el grado de saturación de un suelo indica la fracción del volumen de poros que está ocupada por agua. Peso especifico Al ser el suelo un sistema multifásico, existen diversos conceptos de peso específico, como se muestra a continuación: ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 11 a) Peso específico de las partículas sólidas Se define como peso específico de las partículas sólidas, a la razón entre el peso de los granos de suelo, y el volumen ocupado por los mismos. b) Peso específico aparente Se define como peso específico aparente de un suelo al cociente entre el peso de una muestra de suelo, incluyendo por lo tanto el peso de las partículas sólidas, del agua y del aire (despreciable) y el volumen total que ocupa la muestra. c) Peso específico seco Corresponde a aquella situación en que los poros del suelo estén rellenos de aire. d) Peso específico saturado Se produce cuando todos los poros están ocupados por agua. e) Peso específico sumergido Será el caso cuando el suelo se halle por debajo del nivel freático, experimentando un empuje ascendente por el principio de Arquímedes, igual al volumen de agua desalojado. Plasticidad (Limites Atterberg) Plasticidad es la propiedad que presentan los suelos de poder deformarse, hasta cierto límite, sin romperse. Por medio de ella se mide el comportamiento de los suelos en todas las épocas. Para conocer la plasticidad de un suelo se hace uso de los límites de Atterberg, quien por medio de ellos separo los cuatro estados de consistencia de los suelos coherentes como se muestra en la Figura 2. Figura 2.- Limites de Atterberg. Los mencionados límites son: limite liquido (L.L.), limite plástico (L.P.) y límite de contracción (L.C.), y mediante ellos se puede dar una idea del tipo de suelo en estudio. Todos los límites de consistencia se determinan empleando suelo que pase por la malla N°. 40. La diferencia entre los valores del límite líquido (L.L.) y del límite plástico (L.P.) da el llamado índice plástico (I.P.) del suelo. Los límites líquido y plástico dependen de la ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 12 cantidad y tipo de arcilla del suelo, pero el índice plástico depende generalmente de la cantidad de arcilla. a) Limite líquido (L.L) Se define como el contenido de humedad expresado en por ciento con respecto al peso seco de la muestra, con el cual el suelo cambia del estado líquido al plástico. De acuerdo con esta definición, los suelos plásticos tienen en el límite líquido una resistencia muy pequeña al esfuerzo de corte, pero definida, y según Atterberg es de 25g/cm 2 . b) Limite plástico (L.P.) El limite plástico (L.P.) se define como el contenido de humedad, expresado en por ciento con respecto al peso seco de la muestra secada al horno, para el cual los suelos cohesivos pasan de un estado semisólido a un estado plástico. c) Índice de plasticidad (I.P.) Se denomina índice de plasticidad o índice plástico a la diferencia numérica entre los límites líquido y plástico, e indica el margen de humedades dentro del cual se encuentra en estado plástico tal como lo definen los ensayes. d) Límite de contracción (L.C.) Se define como el por ciento de humedad con respecto al peso seco de la muestra, con el cual una reducción de agua no ocasiona ya disminución en el volumen de suelo. La diferencia entre el límite plástico y el límite de contracción se llama índice de contracción (I.C.) y señala el rango de humedad para el cual el suelo tiene una consistencia semisólida. e) Contracción lineal (C.L.) Se define como el porciento de contracción con respecto a la dimensión original que sufre una barra de suelo de 2cm x 2cm x 10 cm al secarse en un horno a 100-110°C desde una humedad equivalente a la humedad del límite liquido hasta el límite de contracción. 1. 2 Antecedentes del proyecto 1.2.1. Descripción del sitio de localización Se realizó la ejecución de un Estudio de Mecánica de Suelos en la Av. Adolfo López Mateos No.723, en la Colonia Cove, Delegación Álvaro Obregón , México D.F., donde se proyectó la construcción de edificios constituidos por cuatro sótanos y veintidós niveles superiores para uso habitacional. El área considerada para este estudio es aproximadamente de 12,523 m 2 . La localización del sitio de interés se indica en la Figura 3. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 13Imagen 1.-Fotografía aérea del predio de interés. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 14 Imagen 2.- Fotografía panorámica del sitio de interés (1). Imagen 3.- Fotografía panorámica del sitio de interés (2). Imagen 4.- Fotografía panorámica del sitio de interés (3). ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 15 Figura 3.- Ubicación del predio de interés. De acuerdo a la zonificación Geotécnica el sitio de interés se ubica en la Zona I denominada de Lomas, que se caracteriza básicamente por tener depósitos tobaceos y materiales pumíticos, que fueron explotados en forma subterránea durante las décadas 60 y 70 (Zonas Minadas), por lo que fue necesario realizar sondeos profundos que permitieron evaluar las condiciones de continuidad, resistencia y compacidad de los depósitos profundos por debajo de las estructuras proyectadas, y de acuerdo a los resultados obtenidos se dictamino la alternativa y el desplante de la cimentación más adecuado que garantizaría la estabilidad de la misma. Las denominadas “Zonas Minadas” de la Zona Metropolitana, son en las cuales los depósitos naturales del subsuelo fueron explotados a cielo abierto y en forma subterránea, modificando la topografía de la superficie del terreno, de forma aleatoria y posteriormente las áreas deprimidas explotadas, fueron rellenadas en distintas épocas y ocupando diferentes áreas, sin ningún control en cuanto a la calidad de los materiales de relleno, ni en su procedimiento de colocación, dando lugar a rellenos heterogéneos tanto en su constitución como en su compacidad, que actualmente constituyen los materiales que afloran a la superficie del terreno cercano al Periférico. ZONA DE ESTUDIO ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 16 1.2.2. Topografía El predio de interés tiene forma de polígono irregular y la superficie del terreno consta aproximadamente 12,523m 2 , distribuidos en diversas plataformas con desniveles variables con respecto al nivel del acceso principal del Boulevard Adolfo López Mateos (Cota 2270.50) (Ver Figura 4). Figura 4-. Topografía del predio de interés. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 17 1.2.3. Condiciones actuales Actualmente el predio se encuentra ocupado por estructuras de planta baja y un nivel y una estructura de planta baja y dos niveles, constituidas por trabes y columnas de concreto, además se tienen armaduras que soportan techos de lámina. Imagen 5.-Condiciones actuales del sitio de interés (1). Imagen 6.- Condiciones actuales del sitio de interés (2). Imagen 7.- Condiciones actuales del sitio de interés (3). ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 18 1.2.4. Descripción del proyecto El proyecto arquitectónico contempla la construcción de cinco Torres constituidas por 22 niveles superiores a excepción de la Torre 5 que tendrá 19 niveles, todos destinados para departamentos, y ocupando toda el área del terreno se tendrá 4 niveles de sótanos que se utilizaran como estacionamiento. El edificio estará estructurado mediante columnas, trabes y losas de concreto armado; la carga estimada que transmitirá la estructura al subsuelo, es de 30.8ton/m 2 que incluye el peso de la cimentación; por lo cual fue necesario conocer las condiciones reales del subsuelo y definir el comportamiento que tendría la estructura. En la Figura 5 se muestra una planta del sembrado arquitectónico, y en las Figuras 6 y 7 se pueden observar dos cortes arquitectónicos longitudinales. Figura 5.- Sembrado arquitectónico. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 19 Figura.-6 Corte arquitectónico longitudinal C-1. g. ' . . ' ...... ' .. - .. ' .. . , I . , . . .. ' - , ' !I~ 1 Fes ...... ¡¡ón ~~~t~~~~t~~~~t~~~~t~~~~1 ~! t¡~!~ I I I I I I I I J J ~ 11 11 1 11 1 ~ I I I 1 I I I I I 1- ! ....... I (,) ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 20 Figura 7.- Corte arquitectónico transversal C-2. g. ' . . ' ...... ' .. - .. ' .. . , I . , . . .. ' - , ' ~ w cr: g N W Si g ((((((((((((f((((({{( ! I~ 1 Fes ...... ¡¡ón ~ § i ~ g w Ii:: O O ~ N I O ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 21 1.2.5. Colindancias El sitio de interés colinda de la siguiente manera: Al Norte colinda con un estacionamiento de la fábrica BACO y con la calle Colibrí. Al Sur colinda con estructuras de planta baja y una estructura de planta baja y un nivel. Al Poniente colinda con una calle privada de estructuras de 3 a 4 niveles, patio de estructuras de 2 y 3 niveles que es considerado un inmueble histórico, y un callejón llamado Molino de Santo Domingo. Al Oriente colinda con la Ciclopista y la calle Javier Rosales (F.C. de Cuernavaca). La descripción anterior se puede observar en la Figura 8: Figura 8.- Colindancias del predio de interés. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 22 CAPITULO 2 EXPLORACIÓN DEL SUBSUELO Y PRUEBAS DE LABORATORIO ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 23 2. EXPLORACIÓN DEL SUBSUELO Y PRUEBAS DE LABORATORIO En este apartado haremos énfasis en los métodos de exploración y muestreo que se utilizaron en el proyecto, además de las pruebas de laboratorio que se realizaron para determinar las propiedades de las muestras obtenidas con dicha exploración y muestreo realizados en el predio en estudio: 2.1. Exploración del subsuelo 2.1.1. Generalidades Los tipos principales de sondeos que se usan en mecánica de suelos para fines de muestreo y conocimiento del subsuelo, en general, son los siguientes: Métodos de exploración de carácter preliminar: 1. Pozos a cielo abierto, con muestreo alterado o inalterado. 2. Perforaciones con posteadora, barrenos helicoidales o métodos similares. 3. Métodos de lavado. 4. Método de penetración estándar. 5. Método de penetración cónica. 6. Perforaciones en boleos y gravas (con barretones, etc.). Métodos de sondeo definitivo: 1. Pozos a cielo abierto, con muestreo inalterado. 2. Métodos con tubo de pared delgada. 3. Métodos rotatorios para roca. Métodos geofísicos: 1. Sísmico. 2. De resistencia eléctrica. 3. Magnético y gravimétrico. 2.1.2. Resumen y objetivos de la exploración y muestreo Con el objeto de conocer las características estratigráficasy físicas del subsuelo hasta la profundidad en que son significativos los esfuerzos producidos por las cargas que transmitirán las estructuras que se proyectó construir, se realizó la siguiente exploración: Se efectuaron cinco sondeos de tipo penetración estándar realizados a 30 metros de profundidad con maquinaria rotatoria Long Year 34, distribuidos estratégicamente, empleando el muestreador de penetración estándar, mediante el cual se obtuvieron muestras ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 24 representativas alteradas y se midió el número de golpes necesarios que oponen los materiales a ser atravesados permitiendo determinar el índice de resistencia de estos. Se excavaron catorce pozos a cielo abierto a profundidades variables entre 0.80 y 3.80m, con respecto al nivel actual que guarda el terreno, obteniendo muestras representativas de los materiales y determinando la estratigrafía en las paredes de los pozos. La ubicación dentro del predio de los pozos excavados y de los sondeos se muestra en la Figura 9: Figura 9.- Ubicación de Sondeos de Penetración Estándar y PCA’S. 2.1.3. Pozos a cielo abierto Este sondeo es de los comúnmente empleados y recomendados para determinar las propiedades del subsuelo, debido a que las muestras obtenidas son prácticamente inalteradas. El procedimiento consiste en realizar excavaciones a cielo abierto dentro del predio en estudio de exactamente 0.8m x 1.50m y profundidad tal que permita determinar las características de los depósitos superficiales (rellenos) y la profundidad a la que se tiene el N.A.F. (Nivel de Agua Freática) que en este caso no se detectó hasta la máxima profundidad explorada. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 25 En las Figuras 10 a 15 podemos observar algunos ejemplos de los perfiles estratigráficos de los 14 pozos a cielo abierto excavados en el predio en estudio, para la obtención de muestras cubicas inalteradas, y posteriormente realizar las pruebas de laboratorio necesarias para la obtención de sus propiedades: Figura 10.- Perfil estratigráfico de Pozo a Cielo Abierto No.-1. Imagen 8.- Perfil estratigráfico de Pozo a Cielo Abierto No.-1. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 26 Figura 11.- Perfil estratigráfico de Pozo a Cielo Abierto No.4. Imagen 9.- Perfil estratigráfico de Pozo a Cielo Abierto No.4. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 27 Figura 12.- Perfil estratigráfico de Pozo a Cielo Abierto No.7. Imagen 10.- Perfil estratigráfico de Pozo a Cielo Abierto No.7. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 28 Figura 13.- Perfil estratigráfico de Pozo a Cielo Abierto No.10. Imagen 11.- Perfil estratigráfico de Pozo a Cielo Abierto No.10. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 29 Figura 14.- Perfil estratigráfico de Pozo a Cielo Abierto No.13 cara 1. Imagen 12.- Perfil estratigráfico de Pozo a Cielo Abierto No.13 cara 1. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 30 Figura 15.- Perfil estratigráfico de Pozo a Cielo Abierto No.13 cara 2. Imagen 13.- Perfil estratigráfico de Pozo a Cielo Abierto No.13 cara 2. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 31 De acuerdo a la exploración con los pozos a cielo abierto realizados, se efectúo una zonificación con los espesores de rellenos encontrados en cada uno de ellos, como se indica en la Figura 16, y que serán de utilidad para el movimiento de tierras. Figura 16.- Zonificación de rellenos de mala calidad. 2.1.4. Sondeos con equipo mecánico Se efectuaron en el sitio de interés cinco sondeos profundos de tipo penetración estándar a 30m de profundidad cada uno, denominados SPT-1, SPT-2, SPT-3, SPT-4 y SPT-5, obteniendo datos confiables de los depósitos profundos, que son de gran ayuda en el cálculo de la capacidad de carga y de los asentamientos máximos esperados. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 32 Imagen 14.- Equipo de perforación Long Year 34. u·' .'.·.·'~·. '·.· , I . , . . 'O" , _. ' ,- ' " !I~ 1 Fes ...... ¡¡ón ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 33 2.1.4.1.-Método de penetración estándar Con este método se obtiene principalmente muestras alteradas de suelo, la importancia y utilidad mayores de la prueba de penetración estándar radican en las correlaciones realizadas en el campo y en el laboratorio en diversos suelos, sobre todo en arenas, que permiten relacionar aproximadamente la compacidad, el ángulo de fricción interna () y el valor de la resistencia a la compresión simple (qu) en arcillas. La prueba se realiza dejando caer un martillo que pesa 63.5kg sobre la barra de perforación, desde una altura de 76cm el número de golpes N necesarios para producir una penetración de 30cm se considera la resistencia a la penetración. Por considerar la falta de apoyo, los golpes de los primeros 15cm de penetración no se toman en cuenta; en cambio se cuentan los golpes necesarios para la penetración de los siguientes 30cm, es decir entre 15 y 45cm, que constituyen el valor de N. A continuación se presenta una tabla que correlaciona el número de golpes con la compacidad relativa, en el caso de las arenas, y la consistencia, en el caso de las arcillas, según Terzaghi y Peck: ARENAS (BASTANTE SEGURAS) ARCILLAS (RELATIVAMENTE INSEGURA) No. DE GOLPES POR 30 CM. N COMPACIDAD RELATIVA No. DE GOLPES POR 30 CM. N CONSISTENCIA 0 - 4 MUY SUELTA MENOS DE 2 MUY BLANDA 5 - 10 SUELTA 2 - 4 BLANDA 11 - 30 MEDIA 5 - 8 MEDIA 31 - 50 COMPACTA 9 - 15 FIRME MAS DE 50 MUY COMPACTA 15 - 30 MUY FIRME MAS DE 30 DURA Tabla 1.- Correlación entre la resistencia a la penetración y las propiedades de los suelos a partir de la prueba de penetración estándar. En las figuras 17, 18 y 19 podemos observar como ejemplo, 3 de los registros de campo, de los 5 sondeos realizados para este proyecto. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 34 Figura 17.- Registro de campo Sondeo SPT-1 (Parte 1). ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 35 Figura 17.- Registro de campo Sondeo SPT-1 (Parte 2). ALTERNATIVASDE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 36 Figura 17.- Registro de campo Sondeo SPT-1 (Parte 3). ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 37 Figura 18.- Registro de campo Sondeo SPT-3 (Parte 1). ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 38 Figura 18.- Registro de campo Sondeo SPT-3 (Parte 2). ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 39 Figura 18.- Registro de campo Sondeo SPT-3 (Parte 3). ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 40 Figura 19.- Registro de campo Sonde SPT-5 (Parte 1). ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 41 Figura 19.- Registro de campo Sondeo SPT-5 (Parte 2). ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 42 Figura 19.- Registro de campo Sondeo SPT-5 (Parte 3). ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 43 En las Figuras 20 a 22 se presentan en forma gráfica como ejemplo 3 de los perfiles estratigráficos y los resultados de las pruebas de laboratorio efectuadas en las muestras de los sondeos de tipo penetración estándar realizados en el sitio de interés y considerados para este proyecto, incluyendo los valores del índice de resistencia a la penetración estándar de los depósitos atravesados. Figura 20.- Perfil estratigráfico SPT-1. u·' .'.·.·'~·. '·.· , I . , . . 'O" , _. ' ,- ' " !I~ 1 Fes ...... ¡¡ón ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 44 Figura21.- Perfil estratigráfico SPT-3. g. ' .. ' ...... ' .. - .. ' .. . , I . , . . .. '- , ' I .T.". Obr03: VIl-.OUCTO Y I'atlfER CO lccdt.::rb"!:fil'UD . . .f;1JQ 1I0 ID PE 1.1 ,".llDO #12l "",o rle Ocnlto: 00 109) ECTAIO Jo R,OPT- 3 • Cm ' I.".F.: - !I~ 1 Fes ...... ¡¡ón . .0.1' . ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 45 Figura 22.- Perfil estratigráfico SPT-5. g. ' . . ' ...... ' .. - .. ' .. . , I . , . . .. ' - , ' !I~ 1 Fes ...... ¡¡ón ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 46 2.1.5. Factibilidad de existencia de cavernas Como el sitio de interés se encuentra dentro del área denominada como Zona Minada, se requirió determinar la existencia de cavidades y la existencia de materiales pumíticos en él. I. La primera metodología que se ocupo fue mediante “el sondeo profundo de inspección” realizado en el predio de interés, se investigó la existencia de capas de materiales pumíticos o de bocaminas o indicios de la explotación subterránea de estos materiales. II. La segunda metodología ocupada fue mediante “recorridos de inspección”, en los cuales se tomaron en consideración los siguientes aspectos, los cuales permiten orientar de una manera adecuada la localización de posibles cavidades: a) Todas las cavidades son de origen artificial, excavadas por el hombre, por lo que sus dimensiones originales debían permitirle su acceso, es decir, del orden de 1.5 a 2.0m tanto de altura, como ancho; las cavidades debieron tener siempre una entrada o boca en la superficie y desarrollo continúo a partir de ella. b) Se observan con mayor atención los niveles en los que se conoce la existencia de capas de materiales pumíticos. c) Usualmente las minas arrancan de barrancas o de cortes, a partir de los que se podían reconocer aquellos mantos o lentes de materiales útiles para la construcción. d) La explotación se efectuaba a través de túneles o galerías, cuyo desarrollo variaba desde un solo túnel sencillo, hasta una verdadera red intrincada y compleja, pudiendo estar las galerías alojadas en un mismo manto o en varios situados a diferentes niveles. Donde los materiales eran particularmente aptos para su explotación, se llegaron a excavar salones de grandes dimensiones horizontales que dependiendo de las características de los materiales de su bóveda, podían salvar claros grandes. Considerando la información recopilada mediante la investigación de las características del subsuelo realizada en la zona de interés, de acuerdo a los sondeos profundos realizados, no se encontró una capa de materiales pumíticos, ni se detectaron indicios de la existencia de cavidades en el subsuelo dejadas por la explotación de estos mantos ni en forma subterránea, ni a cielo abierto, en general observando la morfología y accidentes del terreno como depresiones o agrietamientos del terreno, concluyéndose por lo cual que la probabilidad de la existencia de cavidades en el subsuelo en el predio de interés, es baja. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 47 2.2 Pruebas de laboratorio Las pruebas de laboratorio realizadas en las muestras obtenidas de los sondeos antes mencionados, se realizaron siguiendo las especificaciones establecidas en el Manual de Laboratorio de la Secretaría de Recursos Hidráulicos. 2.2.1. Muestras alteradas A las muestras representativas alteradas se les efectuaron las siguientes pruebas de laboratorio: Propiedades Índice 1.- Clasificación Visual y al Tacto. 2.- Contenido de Humedad. 3.- Límites de Consistencia o de Atterberg. 2.2.2 Muestras inalteradas A las muestras cúbicas inalteradas obtenidas además de las pruebas anteriores también se les realizo la siguiente prueba: Propiedades Mecánicas 1.- Resistencia al Esfuerzo Cortante a) Compresión Triaxial Rápida UU Todas las muestras obtenidas se clasificaron en forma visual y al tacto, en estado húmedo y seco mediante pruebas del Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS), se determinó también su contenido natural de agua. En estratosrepresentativos se hicieron límites de consistencia o granulometría por mallas según se tratara de suelos finos o gruesos. Para conocer los parámetros de resistencia del suelo, se efectuaron en muestras inalteradas ensayes de compresión triaxial no consolidada-no drenada (pruebas UU). En las Figuras 23 a 42 podemos apreciar como ejemplo algunos de los resultados obtenidos de las pruebas de laboratorio antes mencionadas, que se realizaron en las muestras obtenidas con la exploración y muestreo, esto para conocer las propiedades del suelo en estudio. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 48 Figura 23.- Resultados de contenidos de agua de PCA´S (Parte 1). Figura 24.- Resultados de contenidos de agua de PCA´S (Parte 2). ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 49 Figura 25.- Resultados de contenidos de agua de SPT-1 (Parte 1). Figura 26.- Resultados de contenidos de agua SPT-1 (Parte 2). ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 50 Figura 27.- Resultados de contenidos de agua de SPT-1 (Parte 3). Figura 28.- Resultados de contenidos de agua de SPT-1 (Parte 4). ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 51 Figura 29.- Resultados contenidos de agua de SPT-3 (Parte 1). Figura 30.- Resultados de contenidos de agua de SPT-3 (Parte 2). ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 52 Figura 31.- Resultados de contenidos de agua de SPT-3 (Parte 3). Figura 32.- Resultados de contenidos de agua de SPT-3 (Parte 4). ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 53 Figura 33.- Resultados de Porcentajes de finos de SPT-3. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 54 Figura 34.- Resultado de Porcentaje de finos de SPT-5. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 55 Figura 35.- Resultado de Análisis granulométrico de MC PCA-6. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 56 Figura 36.- Resultado de Análisis granulométrico de M-18 SPT-1. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 57 Figura 37.- Resultado de Análisis granulométrico de M-26 SPT-3. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 58 Figura 38.- Resultados de Límites de consistencia de M-17 SPT-1. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 59 Figura 39.- Resultados de Límites de consistencia de M-25 SPT-1. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 60 Figura 40.- Resultados de Limites de consistencia de M-3 SPT-3. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 61 Figura 41.- Resultados de Limites de consistencia de M-20 SPT-3. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 62 Figura 42.- Resultados de Limites de consistencia de M-31 SPT-5. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 63 CAPITULO 3 DESCRIPCIÓN ESTRATIGRÁFICA DEL SUBSUELO ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 64 3.- DESCRIPCIÓN ESTRATIGRÁFICA DEL SUBSUELO 3.1.- Generalidades. El área de interés forma parte de la Sierra de las Cruces, ubicada al Occidente de la Cuenca del Valle de México, conocida como zona de Lomas de acuerdo a la zonificación de los materiales del subsuelo y geotécnicamente como la formación Tarango (Ver Figura 43). Figura 43.- Zonificación geotécnica. ALTERNATIVAS DE SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA UNA EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN U.N.A.M. – F.E.S. ARAGÓN – INGENIERÍA CIVIL 65 En general los depósitos que constituyen la formación Tarango presentan un conjunto estratificado a veces regular, a veces irregular y hasta lenticular, ligeramente inclinado (4 º ), constituido en la zona de interés por horizontes de cenizas volcánicas de distintas granulometrías (tobas) intercalados por capas de erupciones pumíticas. Los materiales que constituyen al subsuelo en esta zona son producto de la depositación de abanicos volcánicos de la Sierra de las Cruces, comprenden la acumulación de materiales piroclásticos que se depositaron a los pies de diferentes aparatos volcánicos durante la vida explosiva de estos, surcados superficialmente en la dirección de la pendiente,
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