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Alternativas-de-sistemas-de-retencion-para-una-excavacion-profunda-en-la-Delegacion-Alvaro-Obregon

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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 
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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 
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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 
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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 
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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 
 
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EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN 
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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). 
 
 
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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 
 
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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. 
 
 
 
 
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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. 
 
 
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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 
 
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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 
 
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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: 
 
 
 
 
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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 
 
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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. 
 
 
 
 
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13Imagen 1.-Fotografía aérea del predio de interés. 
 
 
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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). 
 
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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 
 
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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. 
 
 
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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). 
 
 
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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. 
 
 
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19 
 
 
Figura.-6 Corte arquitectónico longitudinal C-1. 
 
 
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Figura 7.- Corte arquitectónico transversal C-2. 
 
 
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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. 
 
 
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22 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPITULO 2 
EXPLORACIÓN DEL SUBSUELO Y PRUEBAS 
DE LABORATORIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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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 
 
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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. 
 
 
 
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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. 
 
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Figura 11.- Perfil estratigráfico de Pozo a Cielo Abierto No.4. 
 
 
Imagen 9.- Perfil estratigráfico de Pozo a Cielo Abierto No.4. 
 
 
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Figura 12.- Perfil estratigráfico de Pozo a Cielo Abierto No.7. 
 
 
Imagen 10.- Perfil estratigráfico de Pozo a Cielo Abierto No.7. 
 
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Figura 13.- Perfil estratigráfico de Pozo a Cielo Abierto No.10. 
 
 
Imagen 11.- Perfil estratigráfico de Pozo a Cielo Abierto No.10. 
 
 
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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. 
 
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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. 
 
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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. 
 
 
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Imagen 14.- Equipo de perforación Long Year 34. 
 
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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. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 17.- Registro de campo Sondeo SPT-1 (Parte 1). 
 
 
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Figura 17.- Registro de campo Sondeo SPT-1 (Parte 2). 
 
 
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Figura 17.- Registro de campo Sondeo SPT-1 (Parte 3). 
 
 
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Figura 18.- Registro de campo Sondeo SPT-3 (Parte 1). 
 
 
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Figura 18.- Registro de campo Sondeo SPT-3 (Parte 2). 
 
 
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Figura 18.- Registro de campo Sondeo SPT-3 (Parte 3). 
 
 
 
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Figura 19.- Registro de campo Sonde SPT-5 (Parte 1). 
 
 
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Figura 19.- Registro de campo Sondeo SPT-5 (Parte 2). 
 
 
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Figura 19.- Registro de campo Sondeo SPT-5 (Parte 3). 
 
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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. 
 
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Figura21.- Perfil estratigráfico SPT-3. 
 
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Figura 22.- Perfil estratigráfico SPT-5. 
 
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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. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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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. 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 23.- Resultados de contenidos de agua de PCA´S (Parte 1). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 24.- Resultados de contenidos de agua de PCA´S (Parte 2). 
 
 
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Figura 25.- Resultados de contenidos de agua de SPT-1 (Parte 1). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 26.- Resultados de contenidos de agua SPT-1 (Parte 2). 
 
 
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Figura 27.- Resultados de contenidos de agua de SPT-1 (Parte 3). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 28.- Resultados de contenidos de agua de SPT-1 (Parte 4). 
 
 
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Figura 29.- Resultados contenidos de agua de SPT-3 (Parte 1). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 30.- Resultados de contenidos de agua de SPT-3 (Parte 2). 
 
 
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Figura 31.- Resultados de contenidos de agua de SPT-3 (Parte 3). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 32.- Resultados de contenidos de agua de SPT-3 (Parte 4). 
 
 
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Figura 33.- Resultados de Porcentajes de finos de SPT-3. 
 
 
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Figura 34.- Resultado de Porcentaje de finos de SPT-5. 
 
 
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Figura 35.- Resultado de Análisis granulométrico de MC PCA-6. 
 
 
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Figura 36.- Resultado de Análisis granulométrico de M-18 SPT-1. 
 
 
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Figura 37.- Resultado de Análisis granulométrico de M-26 SPT-3. 
 
 
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Figura 38.- Resultados de Límites de consistencia de M-17 SPT-1. 
 
 
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EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN 
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Figura 39.- Resultados de Límites de consistencia de M-25 SPT-1. 
 
 
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EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN 
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Figura 40.- Resultados de Limites de consistencia de M-3 SPT-3. 
 
 
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EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN 
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Figura 41.- Resultados de Limites de consistencia de M-20 SPT-3. 
 
 
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EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN 
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Figura 42.- Resultados de Limites de consistencia de M-31 SPT-5. 
 
 
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EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN 
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CAPITULO 3 
DESCRIPCIÓN ESTRATIGRÁFICA DEL 
SUBSUELO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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EXACAVACIÓN PROFUNDA EN LA DELEGACIÓN ÁLVARO OBREGÓN 
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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. 
 
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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,

Otros materiales