AnAílisis-geotA-cnico-para-un-paso-vehicular-deprimido-en-una-importante-intersecciAn-de-vialidades-en-Toluca--Estado-de-MA-xico

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y 
ARQUITECTURA 
UNIDAD ZACATENCO 
 
 
 
 
“ANÁLISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR 
DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCIÓN DE 
VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MÉXICO” 
 
 
T E S I S 
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE 
I N G E N I E R O C I V I L 
P R E S E N T A : 
 
 
MIRIAM MEDINA SEGUNDO 
 
 
ASESOR: ING. BENJAMIN SILVA ZARATE 
 
 
MÉXICO, D.F. 2012 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sabiendo que no existirá forma alguna de agradecer a todas las personas que me han 
ayudado, quiero que sientan que el objetivo alcanzado también es de ustedes y que la fuerza 
que me ayudó a conseguirlo fue su gran apoyo. 
Con todo el amor, le agradezco a mis padres: 
María Segundo Álvarez 
Germán E. Medina González 
 
 
 
 
 
 
Miriam M.S. 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sabiendo que no existirá forma alguna de agradecer a todas las personas que me han 
ayudado, quiero que sientan que el objetivo alcanzado también es de ustedes y que la fuerza 
que me ayudó a conseguirlo fue su gran apoyo. 
Ing. Benjamín Silva Zárate mi más sincero agradecimiento por guiarme con su 
valiosa enseñanza. 
 
 
 
 
 
 
 
Miriam M.S. 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sabiendo que no existirá forma alguna de agradecer a todas las personas que me han 
ayudado, quiero que sientan que el objetivo alcanzado también es de ustedes y que la fuerza 
que me ayudó a conseguirlo fue su gran apoyo. 
Ing. Gonzalo García Rocha, por las facilidades que me brindó para que este trabajo 
fuera posible, mi más sincero agradecimiento 
 
 
 
 
 
 
 
Miriam M.S. 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sabiendo que no existirá forma alguna de agradecer a todas las personas que me han 
ayudado, quiero que sientan que el objetivo alcanzado también es de ustedes y que la fuerza 
que me ayudó a conseguirlo fue su gran apoyo. 
Ing. Ricardo Rodríguez González, este trabajo ha sido posible gracias a ti, por tu 
incondicional apoyo infinitas gracias. 
 
 
 
 
 
 
 
Miriam M.S. 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sabiendo que no existirá forma alguna de agradecer a todas las personas que me han 
ayudado, quiero que sientan que el objetivo alcanzado también es de ustedes y que la fuerza 
que me ayudó a conseguirlo fue su gran apoyo. 
A la Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura, Unidad Zacatenco, que me 
brindó el orgullo de ser politécnico, mi más sincero agradecimiento. 
 
 
 
 
 
 
 
Miriam M.S. 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sabiendo que no existirá forma alguna de agradecer a todas las personas que me han 
ayudado, quiero que sientan que el objetivo alcanzado también es de ustedes y que la fuerza 
que me ayudó a conseguirlo fue su gran apoyo. 
A la Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura, Unidad Zacatenco, que me 
brindó el orgullo de ser politécnico, mi más sincero agradecimiento. 
 
 
 
 
 
 
 
Miriam M.S. 
INDICE 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO i 
 
 
ÍNDICE 
 
ÍNDICE ..................................................................................................................... i 
INTRODUCCIÓN. ................................................................................................... vi 
ANTECEDENTES ................................................................................................... x 
MARCO TEÓRICO ................................................................................................. xi 
METODOLOGÍA. .................................................................................................. xiii 
CAPITULO I. DESCRIPCION DEL PROYECTO. ................................................... 1 
CAPITULO II. GEOLOGÍA ...................................................................................... 5 
II.1. Geología regional .......................................................................................... 5 
II.2. Geología local ............................................................................................... 8 
II.3 Sismicidad ...................................................................................................... 9 
CAPITULO III. TRABAJOS DE CAMPO .............................................................. 11 
III.1 Exploración y muestreo ............................................................................... 11 
III.1.1 Exploración alterada mediante la prueba de penetración estándar ...... 12 
III.1.2 Exploración inalterada mediante el muestreo con tubo Shelby ............ 13 
III.2 Estaciones piezométricas ........................................................................... 13 
III.3. Prueba de permeabilidad tipo Lefranc ....................................................... 16 
III.3.1 Prueba Lefranc de Flujo Constante ................................................... 17 
III.3.2 Prueba Lefranc de Flujo Variable ...................................................... 17 
CAPITULO IV. TRABAJOS DE LABORATORIO ................................................ 21 
IV.1 Ensayes para determinar propiedades índice ............................................ 21 
IV.1.1. Clasificación y contenido de agua. ...................................................... 21 
IV.1.2. Porcentaje de finos. ............................................................................. 22 
IV.1.3. Granulometría...................................................................................... 22 
IV.1.4. Densidad de sólidos. ......................................................................... 22 
IV.1.5. Límites de consistencia. ...................................................................... 23 
IV.1.6. Clasificación del suelo mediante el Sistema Unificado de Clasificación 
de Suelos (SUCS) .......................................................................................... 23 
IV.2 Ensayes para determinar propiedades mecánicas ..................................... 24 
IV.2.1. Compresión axial no confinada, qu ...................................................... 24 
INDICE 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO ii 
 
 
IV.2.2. Compresión triaxial no consolidada no drenada, UU ........................... 25 
CAPITULO V. ESTRATIGRAFIA Y PROPIEDADES ........................................... 34 
CAPITULO VI. ANALISIS GEOTECNICO. ........................................................... 45 
VI.1. Análisis y diseño de la excavación. ........................................................... 45 
VI.2 Estabilidad de taludes .............................................................................. 45 
VI.2.1 Método de Janbu ............................................................................... 46 
VI.2.2 Método de Fellenius: .........................................................................52 
VI.3 Expansiones ............................................................................................. 55 
VI.4 Análisis y diseño geotécnico de muros de retención ................................ 57 
VI.4.1 Presión lateral de tierras .................................................................... 57 
VI.4.2 Estabilidad del muro de retención ...................................................... 65 
VI.5.- Cimentaciones compensadas. .................................................................. 75 
VI.6 Estimación de la permeabilidad ............................................................... 78 
VI.6.1 Obtención de la permeabilidad k ....................................................... 78 
VI.7 Abatimiento del Nivel de Aguas Freáticas ................................................ 80 
VI.7.1 Sistema de Zanjas Filtrantes ................................................................... 81 
VI.8 Cálculo por flotación ................................................................................. 84 
VI.9 Diseño geotécnico estructural de los elementos de Protección del 
monumento a Colón …………………………………………………………….…..85 
VI.9.1 Análisis geotécnico ............................................................................... 86 
VI.9.2 Estimación de empujes sobre elementos de protección. ..................... 87 
VI.9.3 Elementos de protección al monumento ............................................. 87 
CAPITULO VII. PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS GENERALES ............. 90 
VII.1. Zona del deprimido ................................................................................... 90 
VII.2. Protección del monumento. ...................................................................... 92 
CAPITULO VIII. ANALISIS DE RESULTADOS ................................................... 96 
CONCLUSIONES .................................................................................................. xv 
RECOMENDACIONES ......................................................................................... xvi 
BIBLIOGRAFIA ................................................................................................... xvii 
GLOSARIO ........................................................................................................... xxi 
INDICE 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO iii 
 
 
ANEXOS. 
 
Anexo I. Planta General (Plano PG01)…………………………….……………..… 3 
Anexo II. Perfil de Construcción (Plano PG 02)………………………………….... 4 
Anexo III. Ubicación de sondeos……………………………………………………. 20 
Anexo IV. Estratigrafía……………………………………………………………...... 44 
Anexo V. Protección al monumento………………………………………………… 89 
 
 
INDICE DE FIGURAS 
 
Figura 1 Paseo Tollocan y los cruces con dos Paseo Colón y Jesús Carranza ...... vi 
Figura 2 Sección tipo del paso deprimido ............................................................... 2 
Figura 3 Provincias fisiográficas (Raiz, 1964) ......................................................... 7 
Figura 4 Geología regional de Toluca (Raisz, 1964) ............................................... 8 
Figura 5 Zonificación del subsuelo del Valle de Toluca (G. García et al, 2010) ...... 9 
Figura 6 Regionalización sísmica de la República Mexicana (Manual de Diseño de 
Obras Civiles de la CFE, 1993) ............................................................................. 10 
Figura 7 Esquema representativo del tubo partido o penetrómetro estándar. 
Tamez, E., Santoyo, E., Mooser, F. & Gutiérrez, C. (1987). ................................. 12 
Figura 8 Corte del tubo Shelby (Tamez, E., Santoyo, E., Mooser, F. & Gutiérrez, C. 
1987). .................................................................................................................... 14 
Figura 9 Piezómetro Abierto tipo Casagrande, (Tamez, E., Santoyo, E., Mooser, F. 
& Gutiérrez, C.1987) ............................................................................................. 15 
Figura 10 Variación del nivel de agua a través del tiempo .................................... 16 
Figura 11 Representación gráfica de los círculos de Mohr ................................... 25 
Figura 12 Cámara de compresión triaxial .............................................................. 26 
Figura 13 Resultados de la prueba triaxial del SM-2 ............................................. 31 
Figura 14 Resultados de la prueba triaxial del SM-4 muestra 4 ............................ 32 
Figura 15 Resultados de la prueba triaxial del SM-4 muestra 11 .......................... 33 
Figura 16 Perfil estratigráfico SPT-1 ..................................................................... 40 
Figura 17 Perfil estratigráfico del SM-2 ................................................................. 41 
Figura 18 Perfil estratigráfico del SPT-3 ................................................................ 42 
Figura 19 Perfil estratigráfico del SM-4 ................................................................. 43 
file:///C:/Users/Miriam/Desktop/TESIS%2013-05-2012/compilado%2020-05-2012.docx%23_Toc325279973
file:///C:/Users/Miriam/Desktop/TESIS%2013-05-2012/compilado%2020-05-2012.docx%23_Toc325279983
file:///C:/Users/Miriam/Desktop/TESIS%2013-05-2012/compilado%2020-05-2012.docx%23_Toc325279984
file:///C:/Users/Miriam/Desktop/TESIS%2013-05-2012/compilado%2020-05-2012.docx%23_Toc325279985
INDICE 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO iv 
 
 
Figura 20 Talud analizado por método de Janbu (Nilmar, J., 1954) ...................... 47 
Figura 21 Método de Fellenius (Juárez Badillo, 2005) .......................................... 53 
Figura 22 Talud analizado mediante programa Slide ............................................ 54 
Figura 23 Presión lateral de tierra sobre un elemento de retención (Braja M. 
Das,2001) .............................................................................................................. 58 
Figura 24 Idealización del perfil Geomecánico ...................................................... 59 
Figura 25 Representación gráfica de esfuerzos verticales .................................... 61 
Figura 26 Representación gráfica de esfuerzos horizontales ................................ 62 
Figura 27 División de áreas en diagrama de esfuerzos horizontales .................... 63 
Figura 28, Representación gráfica de la ubicación de la fuerza resultante Po ...... 64 
Figura 29 Muro en voladizo (Braja M. Das, 2001) ................................................. 66 
Figura 30 Revisión del volteo en muro voladizo según Rankine (Braja M. Das, 
2001) ..................................................................................................................... 66 
Figura 31 Revisión del volteo, según Rankine (Braja M. Das, 2001) .................... 67 
Figura 32 Dimensiones máximas en elementos del muro de retención para revisión 
de estabilidad, para altura H máxima de 3.13 m. .................................................. 68 
Figura 33 Revisión de falla por deslizamiento en la base ..................................... 72 
Figura 34 Revisión por capacidad de carga .......................................................... 73 
Figura 35 Dimensionamiento de la estructura en la sección máxima .................... 76 
Figura 36 Dimensionamiento de la estructura considerando una altura de muro de 
7m ......................................................................................................................... 78 
Figura 37 Esquema para la obtención del gasto que entrará en la excavación .... 80 
Figura 38 Sistema de zanjas filtrantes .................................................................. 81 
Figura 39 Construcción de la zona de sedimentación de zanja filtrante ................82 
Figura 40 Vista en planta de un sistema de zanjas Filtrantes ............................... 82 
Figura 41 Vista Frontal de las Zanjas filtrantes ..................................................... 83 
Figura 42 Representación del fenómeno de flotación. .......................................... 85 
Figura 43 Estabilidad del talud donde se localiza el monumento .......................... 87 
 
 
 
 
 
INDICE 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO v 
 
 
INDICE DE TABLAS 
 
Tabla 1 Ubicación y profundidad de los sondeos realizados ................................. 11 
Tabla 2 Profundidad de piezómetros abiertos tipo Casagrande ............................ 14 
Tabla 3 Variación del nivel de agua obtenidos en las estaciones piezométricas .. 16 
Tabla 4 Resumen de datos obtenidos en la primer prueba para el cálculo del 
coeficiente de permeabilidad ................................................................................. 19 
Tabla 5 Resumen de datos de los ensayes realizados en laboratorio 
pertenecientes al sondeo SPT-1 ........................................................................... 27 
Tabla 6 Resumen de datos de los ensayes realizados en laboratorio 
pertenecientes al sondeo SM-2 ............................................................................. 28 
Tabla 7 Resumen de datos de los ensayes realizados en laboratorio 
pertenecientes al sondeo SPT-3 ........................................................................... 29 
Tabla 8 Resumen de datos de los ensayes realizados en laboratorio 
pertenecientes al sondeo SM-4 ............................................................................. 30 
Tabla 9 Resumen de expansiones estimadas (NTCDCCDF,2004) ....................... 56 
Tabla 10 Cálculo de Ko ......................................................................................... 60 
Tabla 11 Cálculo de σ’v ......................................................................................... 60 
Tabla 12 Cálculo de ........................................................................................ 61 
Tabla 13 Resumen de resultados para el análisis de empuje de tierras en reposo
 .............................................................................................................................. 65 
Tabla 14 Resumen de cálculo del momento resistente y su punto de aplicación.. 70 
Tabla 15 Factores de capacidad de carga de Terzaghi ........................................ 74 
Tabla 16 Capacidad de carga admisible ............................................................... 75 
Tabla 17 Resumen de resultados de presión de sobrecompensación .................. 78 
Tabla 18 Resumen de resultados de coeficiente de permeabilidad en la prueba de 
3.50 m a 8.50 m .................................................................................................... 79 
Tabla 19 Resumen de resultados de coeficiente de permeabilidad en la prueba de 
8.50 m a13.40 m ................................................................................................... 80 
Tabla 20 Condiciones favorables para el uso de zanjas filtrantes ......................... 83 
Tabla 21 Condiciones desfavorables para el uso de zanjas filtrantes ................... 84 
 
INTRODUCCIÓN 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO vi 
 
INTRODUCCIÓN. 
 
Las ciudades en los últimos años han sufrido transformaciones y cambios 
significativos en la estructura vial de sus calles y avenidas originadas por el 
aumento de la población, la instalación y desarrollo de industrias y maquiladoras, 
etc. Estos son factores que sin duda funcionan como detonadores del crecimiento 
urbano, los cuales en conjunto provocan incrementos no planificados que saturan 
las vialidades, ocasionando congestionamientos y contaminación. 
 
Entre las principales rutas de la ciudad de Toluca, se han detectado importantes 
demandas en la infraestructura vial existente, especialmente en los horarios de 
máxima circulación, donde se observa que el volumen vehicular ocasiona demoras 
importantes. 
 
Esta problemática ha llevado a realizar estudios y proyectos necesarios para la 
construcción y modificación del actual trazo de dos vialidades; Avenida Paseo 
Colón y Avenida Jesús Carranza en su intersección con Paseo Tollocan (Figura 
1), para su continuación como vía rápida; lo cual implicará la necesidad de 
deprimir la rasante de esta vialidad principal bajo las otras dos avenidas 
mencionadas. 
 
Figura 1 Paseo Tollocan y los cruces con dos Paseo Colón y Jesús Carranza 
INTRODUCCIÓN 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO vii 
 
Derivado del proyecto de construcción del paso deprimido surge la necesidad de 
conocer las características de resistencia y deformación del terreno, a través de un 
análisis geotécnico que permita proyectar la construcción de forma segura y 
costeable. 
 
De igual forma se ha generado la incertidumbre de saber que efectos tendría la 
construcción del paso a desnivel sobre un importante monumento que se ubica 
aledaño al proyecto, toda vez que se encuentre cerca del borde de la excavación 
necesaria para la construcción del deprimido. Por esta razón en este trabajo se 
describirá el análisis geotécnico para plantear un sistema de protección de este 
monumento, con el fin de garantizar su estabilidad, durante el tiempo que dure la 
excavación y construcción de la obra. 
 
El contenido general del presente trabajo es el siguiente: 
 
En el capítulo I se plantean los aspectos generales del proyecto 
 
En el capítulo II se describe la geología regional y local de la zona en estudio, lo 
que dio origen a los suelos del sitio en estudio. 
 
En el capítulo III, relativo a los trabajos de campo realizados, se mencionan 
brevemente los métodos y equipos empleados para la exploración y el muestreo 
de los suelos. 
 
En el capítulo IV correspondiente a trabajos de laboratorio, se mencionan los 
diversos ensayes a los que se sometieron las muestras de suelo obtenidas 
durante la campaña de exploración y muestreo, para determinar sus propiedades 
índice y mecánicas. 
 
 
INTRODUCCIÓN 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO viii 
 
En el capítulo V se describe la estratigrafía encontrada, después de haber 
analizado los diversos resultados de las pruebas de campo y de laboratorio. 
 
El capítulo VI trata sobre la metodología empleada para efectuar los análisis 
geotécnicos de la cimentación de los puentes y los diagramas de empujes sobre 
los elementos de retención. 
 
En el capítulo VII se presenta el análisis de resultados obtenidos a través de los 
estudios realizados en el presente trabajo. 
 
En el capítulo VIII se describen los procedimientos generales de construcción que 
se recomienda seguir para construir la obra con la seguridad adecuada. 
 
Finalmente, se expresan las conclusiones y recomendaciones que se consideran 
más relevantes como resultado del presente estudio. 
 
Objetivos 
 
El objetivo principal de este trabajo es realizar un análisis geotécnico que permita 
preveer la respuesta del paso vehicular deprimido ubicado en las intersecciones 
de Avenida Paseo Tollocan con las Avenidas Paseo Colón y Jesús Carranza 
frente a las solicitaciones a que va a ser sometida, dicho análisis determinará la 
naturaleza y propiedades del terreno, partiendo de una prospección y 
reconocimiento del mismo tomando muestras para su ensayo en laboratorio, que 
permiten definir los parámetros geotécnicos característicos y los fenómenos que 
se presentan en el suelo, una vez que se obtienen los resultadosde los trabajos 
de laboratorio, se determinan las condiciones más favorables para la construcción 
del deprimido. 
 
Este estudio también evitará el aumento en el costo de la obra por un 
sobredimensionamiento innecesario de la estructura originado por la necesidad de 
INTRODUCCIÓN 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO ix 
 
tomar medidas de corrección durante su construcción, que puede derivar de la 
falta de conocimiento del comportamiento del suelo. Este objetivo se cumplirá una 
vez que se hayan analizado varias opciones que analicen el comportamiento y 
dimensionamiento de la estructura, y entre estas opciones se elegirá la que 
cumpla con la seguridad y las medidas mínimas necesarias para su óptimo 
funcionamiento del paso vehicular deprimido a un precio razonable. 
 
Justificación. 
 
Antes de realizar cualquier proyecto u obra de ingeniería civil, es necesario 
conocer las características del terreno involucrado mediante un análisis 
geotécnico. A menudo el conocimiento limitado o nulo del aspecto geotécnico 
genera problemas como los siguientes: construcciones relativamente nuevas 
muestran fisuras, fallas constructivas o de diseño; taludes que no resultan 
estables, falta de control y/o mantenimiento en obras de infraestructura de 
importancia vial, lo que causa su deterioro, hundimientos después de construcción 
de obras, estructuras colapsadas por excavaciones próximas, etc. (SPT 
Geotecnia, 2003), por lo que el presente estudio se estima de gran importancia 
para garantizar la viabilidad del paso vehicular deprimido, materia de este trabajo. 
 
Alcances 
 
El presente trabajo servirá para: 
 
 Anticipar la respuesta que tendrá el suelo cuando sea sometido a la carga 
que le aplicará la estructura durante la construcción y su vida útil. 
 Diseñar de manera adecuada la estructura y evitar sobredimensionarla. 
 Proteger un importante monumento mientras se ejecuten excavaciones 
aledañas a él 
 Evitar daños en la estructura por condiciones imprevistas del suelo. 
ANTECEDENTES 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO x 
 
ANTECEDENTES 
 
Las intersecciones a nivel pueden eliminarse con el uso de estructuras como son 
el paso vehicular a desnivel, que permite el flujo del tránsito cruzado sin 
interrupción a diferentes niveles. La ventaja de este tipo de separación es que se 
eliminan las interferencias de los cruces con el consiguiente ahorro de tiempo y 
aumento en la seguridad para los movimientos de tránsito. 
 
El paso vehicular deprimido puede justificarse por ser una parte del sistema vial 
diseñado para transportar volúmenes considerables de tránsito, estos volúmenes 
de transito son una problemática que se presenta en Toluca, ya que como 
municipio, es el quinto más poblado del Estado de México, además colinda con 
San Miguel Zinacantepec, Metepec, Lerma y San Mateo Atenco, sitios que forman 
el Valle de Toluca y un área industrial, comercial y de servicios de primera 
importancia en el altiplano central de México. 
 
La problemática vial de la zona metropolitana de Toluca actualmente representa 
problemas económicos, de salud y seguridad pública, este fenómeno tiende a ser 
analizado y sus soluciones están enfocadas hacia el mejoramiento de los sistemas 
de transporte y de las redes viales. 
 
Además de las situaciones viales antes mencionadas, la aparición de problemas 
relacionados con la naturaleza y las características del terreno, así como de los 
materiales excavados en él durante la construcción en los deprimidos vehiculares 
u otro tipo de vialidad, ha llevado a que actualmente se considere imprescindible 
realizar reconocimientos del suelo previos a la construcción de dichas vialidades. 
http://es.wikipedia.org/wiki/San_Miguel_Zinacantepec
http://es.wikipedia.org/wiki/Metepec
http://es.wikipedia.org/wiki/Lerma
http://es.wikipedia.org/wiki/San_Mateo_Atenco
MARCO TEORICO 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO xi 
 
MARCO TEÓRICO 
 
Un análisis geotécnico analiza las condiciones físicas del suelo; dicho análisis 
sirve para definir el contexto de la obra: las dimensiones de la estructura; las 
cargas generadas por cimentaciones, excavaciones y rellenos; las cargas 
soportadas por estructuras de contención; que no se produzcan situaciones de 
inestabilidad o movimientos excesivos de las propias estructuras o del terreno, que 
haga peligrar la obra estructural, o funcionalmente (Peralta, 2008). 
 
Lo anterior aplica al paso vehicular deprimido materia de este análisis. Un paso 
vehicular deprimido es una vialidad a desnivel que se define como un conjunto de 
ramales proyectados para facilitar el paso de tránsito entre vialidades que se 
cruzan en niveles diferentes. También se puede describir como la zona en la que 
dos o más carreteras se cruzan a distinto nivel para el desarrollo de todos los 
movimientos posibles de cambio de una vialidad a otra, con el mínimo de puntos 
de conflicto posible (Wright ,1993). 
 
Dicho paso vehicular se construye para aumentar la capacidad o nivel de servicio 
y para mantener las características funcionales de un itinerario sin intersecciones 
a nivel. 
 
En algunos casos como es el del presente estudio, la vialidad a proyectar se 
encuentra muy cerca de otras infraestructuras por lo que se puede hacer uso de 
estudios anteriores para complementar la información. 
 
Una vez obtenidos los datos existentes se realizan los trabajos de campo que 
consisten en sondeos mecánicos con los que se obtienen muestras alteradas e 
inalteradas de suelo pertenecientes a la zona de estudio, estas muestras se 
someten a diferentes pruebas de laboratorio que permiten conocer las 
propiedades índice y mecánicas del material, posteriormente con los resultados se 
proyectan las dimensiones y características adecuadas que debe tener la 
estructura. 
MARCO TEORICO 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO xii 
 
Para la construcción del paso vehicular se hará uso de taludes 0.75:1 para 
estabilizar la excavación necesaria para su construcción. Se comprende bajo el 
nombre genérico de talud cualquier superficie inclinada respecto a la horizontal 
que haya de adoptar permanente y/o temporalmente las estructuras de tierra, ya 
sea en forma natural o como consecuencia de la intervención humana en una obra 
de ingeniería. 
 
El análisis de estabilidad de taludes tiene como finalidad determinar el ángulo 
adecuado del talud, examinando los cambios que pueden tener lugar en las 
condiciones mecánicas de los suelos con los que se construyen estos elementos, 
en las condiciones en las que se encontrará a corto y a largo plazo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
METODOLOGÍA 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO xiii 
 
METODOLOGÍA. 
 
Para el desarrollo del análisis geotécnico del que trata el presente trabajo se 
realizó la recopilación de información existente sobre la zona de estudio, tal como 
cartografía del INEGI, estudios anteriores de la zona, geología regional y local, etc, 
y se ubicaron todos los elementos que se encuentran en las zonas adyacentes al 
lugar del proyecto. 
 
Posteriormente se realizaron los trabajos de exploración y muestreo del suelo, el 
material obtenido fue llevado a laboratorio para obtener, a través de distintas 
pruebas, las propiedades índice y mecánicas del suelo. La información obtenida 
en las pruebas se empleó para desarrollar el análisis geotécnico con él se 
estudiaron las condiciones y propiedades del suelo en el paso deprimidovehicular 
en la intersección de las avenidas Paseo Colón y Jesús Carranza con la avenida 
principal Paseo Tollocan. 
 
Finalmente con los resultados obtenidos y el desarrollo del proyecto geométrico, 
se estableció la dimensión y características adecuadas para la construcción del 
deprimido vehicular, así como la propuesta de un sistema que permitirá proteger el 
monumento que se encuentra muy cercano a la zona del proyecto, y que es de 
gran importancia histórica. 
.
CAPÍTULO I 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 1 
 
CAPITULO I. DESCRIPCION DEL PROYECTO. 
 
Con la finalidad de evitar congestionamiento vehicular en los cruces de la avenida 
principal Paseo Tollocan con las avenidas Paseo Colón y Jesús Carranza, así 
como de dar flujo continuo a la avenida principal, se proyectó la construcción de 
un paso vehicular que pasará por debajo de las Avenidas Paseo Colón y Jesús 
Carranza, de aquí que se denomine en el presente trabajo como Paso Vehicular 
Deprimido. 
 
Es importante hacer notar que en las zonas adyacentes al proyecto se encuentran 
otras vialidades por lo que la estructura a plantear deberá ligarse geométricamente 
a las existentes, tal y como se puede observar en el plano PG-01 (Anexo I) 
 
En los planos PG-01 (Anexo 1) y PG-02 (Anexo 2) se muestran gráficamente la 
planta general y el perfil de construcción respectivamente 
 
La sección tipo en el deprimido es de 22.20 m de ancho de calzada, 10.50 m por 
cada sentido de circulación y barrera separadora de 0.60 m, con dos laterales a 
nivel de 9.50 m de ancho para el cuerpo sur y de 8.00 m para el cuerpo norte, el 
gálibo vertical mínimo es de 5.50 m, así mismo la losa de fondo lleva dos volados 
laterales longitudinalmente de 1.50 m que sirven para lastrar la estructura y evitar 
la falla por subpresión, se muestra esquemáticamente la sección antes descrita en 
la Figura 2. 
CAPÍTULO I 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 2 
 
 
Figura 2 Sección tipo del paso deprimido
1
 
 
Los puentes cruzarán transversalmente la avenida principal en las avenidas Paseo 
Colón y Jesús Carranza, con el nivel de rasante igual al del pavimento actual. En 
los sitios de cruce la profundidad máxima de excavación es del orden de 8.50 m 
medida a la rasante de los puentes, las estructuras se ubicarán en el Km 
0+252.802 al Km. 0+305.992 para la avenida Paseo Colón y del Km 0+531.825 al 
Km 0+563.345 para la avenida Jesús Carranza. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 Información proporcionada por DIIISA, Ingeniero Gonzalo García Rocha. 
CAPÍTULO I 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANEXO I PLANTA GENERAL DE CONTRUCCION 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO I 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANEXO II.- PERFIL GENERAL DE CONSTRUCCIÓN 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GEOLOGIA 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 5 
 
CAPITULO II. GEOLOGÍA 
 
II.1. Geología regional 
 
De acuerdo a la zonificación geológica de la República Mexicana, elaborada por E. 
Raisz (1964) el sitio en estudio se localiza en la provincia Fisiográfica del 
denominado Eje Neovolcánico, como se muestra en la Figura 3, esta provincia 
constituye una franja amplia que cruza toda la República Mexicana en dirección de 
Este a Oeste, que incluye los Estados de Veracruz, Puebla, Hidalgo, Querétaro, 
Guanajuato, Michoacán, Morelos, Jalisco, Nayarit, Colima y la totalidad del Estado 
de México, Tlaxcala y el Distrito Federal. 
 
Esta provincia fisiográfica está caracterizada por ser una altiplanicie situada a más 
de 2000 metros sobre el nivel del mar de la que sobresalen numerosos cerros de 
varios cientos de metros de altura, la mayoría de los cuales representan aparatos 
volcánicos con sus respectivas lavas, brechas y cenizas, cuya composición 
litológica va de rocas basálticas a riolíticas. Las emisiones lávicas tienen edades 
que varían desde el plioceno tardío hasta el reciente, observándose gran variedad 
en su estado de erosión. Entre los cerros volcánicos se abren llanuras y cuencas 
que están formadas en gran parte por rellenos aluviales o lacustres que están 
mezcladas con cenizas volcánicas. 
 
Los principales fenómenos en esta provincia están representados por las fallas y 
fracturas que acompañan a las emisiones volcánicas. La dirección principal del 
fracturamiento regional es aproximadamente E-W 
 
En el caso que nos ocupa, las épocas de vulcanismo del Terciario, rellenaron de 
productos cineríticos (andesíticos y basálticos) a las cuencas preexistentes que 
ocupaban zonas extensas del Valle de México, la posterior disminución de la 
actividad geológica volcánica generó la alteración de los depósitos pétreos y junto 
con la erosión y las lluvias abundantes se produjeron rellenos aluviales. 
GEOLOGIA 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 6 
 
Las principales rocas que constituyen esta región son lavas, tobas, brechas y 
aglomerados de tipo andesítico y basáltico. 
 
Las formaciones geológicas en esta zona son de origen aluvial y volcánico, 
también se encuentran suelos correspondientes a las series clásticas fluvial y 
aluvial, los depósitos de las formaciones de la Sierra de las Cruces, así como de 
las Sierras menores (Tepotzotlán y Guadalupe). 
 
Las series clásticas fluvial y aluvial están constituidas por materiales granulares 
aluviales y por depósitos superficiales de formación lacustre y principalmente 
arcillosos, con intercalaciones de pómez, arena negra y vidrio volcánico. 
 
El valle de Toluca forma la meseta más elevada de la República Mexicana a una 
altitud promedio de 2650 m. El terreno presenta una suave pendiente que varía 
desde 2600 m a 2700 m sobre el nivel del mar. Las grandes cuencas lacustres 
que ocupaban extensas zonas de los valles de México y Toluca, preexistentes a 
tres épocas de vulcanismo del Terciario, fueron casi en totalidad rellenadas de 
productos cineríticos procedentes de las citadas series de erupciones volcánicas. 
 
La configuración general del relieve topográfico de la capital del Estado de México, 
se señaló desde la primera erupción, siendo la lava de tipo andesítico. En la 
segunda época del vulcanismo, los derrames incrementaron la altura y extensión 
de las serranías originales; la tercera serie eruptiva que se derramó también en 
áreas considerables, tuvo la peculiaridad de propiciar corrientes lávicas de tipo 
basáltico que escapaban a través de pequeñas aberturas o cráteres, pues las 
frecuentes inyecciones de lavas andesíticas de las dos primeras series, habían 
cerrado gradualmente las grandes aberturas y dislocaciones. 
 
GEOLOGIA 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 7 
 
 
F
ig
u
ra
 3
 P
ro
v
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c
ia
s
 f
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io
g
rá
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c
a
s
 (
R
a
iz
, 
1
9
6
4
) 
GEOLOGIA 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 8 
 
Durante períodos de escasa actividad volcánica, en los cuales la alteración y 
erosión de las rocas fueron acompañadas de lluvias abundantes, se produjeron los 
rellenos aluviales que aparecen depositados en los valles o en los cauces de los 
ríos, Figura 4. 
 
Figura4 Geología regional de Toluca (Raisz, 1964) 
 
II.2. Geología local 
 
La zona en estudio se localiza sobre Paseo Tollocan, en la intersección con las 
avenidas Paseo Colón y Jesús Carranza, en la Ciudad de Toluca, abarcando un 
área de aproximadamente de 22,000 m2. Además, como ya se mencionó, forma 
parte de la meseta más alta de la República Mexicana con altura poco menor a 
2,650 m. 
 
La estratigrafía encontrada en la zona donde se proyecta la construcción de la 
obra en estudio, indica que al menos parte de ella se asienta sobre el lecho de un 
antiguo río, lo que se evidencia por la existencia de abundante grava de forma sub 
GEOLOGIA 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 9 
 
redondeada. La zona definida en el sitio en estudio es Tipo III: Terreno Aluvial, 
Figura 5. 
 
Figura 5 Zonificación del subsuelo del Valle de Toluca (G. García et al, 2010) 
 
II.3 Sismicidad 
 
De acuerdo con el catálogo de sismos ocurridos en la República Mexicana, se 
encontró que entre 1900 y 1990, en un radio de 90 km en torno a Toluca, tuvieron 
su epicentro 46 sismos de intensidad comprendida entre 4° y 5° en la escala de 
Richter; no obstante, como el Estado de México colinda parcialmente al Sur con el 
Estado de Guerrero, existe la probabilidad de que pueden presentarse sismos de 
intensidad mayor a 5° Richter. Según la zonificación de la República Mexicana, 
tanto Toluca como la Ciudad de México quedan incluidas en la Zona B, 
correspondiente a sismos frecuentes, como se muestra en la Figura 6. 
GEOLOGIA 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 10 
 
Figura 6 Regionalización sísmica de la República Mexicana (Manual de Diseño de Obras 
Civiles de la CFE, 1993) 
 
 
 
 
 
TRABAJOS DE CAMPO 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 11 
 
CAPITULO III. TRABAJOS DE CAMPO 
 
Con el objeto de conocer la estratigrafía detallada, propiedades índice, mecánicas 
e hidráulicas de los materiales que constituyen el subsuelo de la zona donde se 
proyectó el paso vehicular deprimido, se desarrolló un programa de exploración y 
muestreo, consistente en 2 sondeos mixtos (SM) y dos sondeos de penetración 
estándar (SPT), una serie de pruebas de permeabilidad tipo Lefranc y la 
instalación de pozos de observación, para este fin se utilizó una máquina 
perforadora rotaria Longyear 34 y una bomba de lodos marca Moyno modelo 3L6; 
a continuación se describe detalladamente cada uno de los trabajos mencionados: 
 
III.1 Exploración y muestreo 
 
Para la clasificación preliminar de un suelo, o para determinar sus propiedades en 
el laboratorio, es necesario contar con porciones o muestras del mismo. Para 
obtener dichas muestras se realizó un programa de exploración y muestreo, 
acorde a las características de la obra a ejecutar. 
 
En el caso del presente estudio se realizaron sondeos mixtos y sondeos de 
penetración estándar. Las características de ubicación y profundidad del muestreo 
se indican en la Tabla 1 y se pueden observar en el Anexo III. 
 
 
Tabla 1 Ubicación y profundidad de los sondeos realizados
2
 
 
Los sondeos mixtos se llevaron a cabo alternando el muestreo alterado mediante 
la prueba de penetración estándar y muestreos inalterados a base de tubos de 
 
2 Información proporcionada por DIISA, Ing. Gonzalo García Rocha 
No. DE SONDEO CADENAMIENTO COTA DEL BROCAL PROFUNDIDAD
SPT-1 0+436.79 m 96.818 m 20.10 m
SM-2 0+371.07 m 97.576 m 20.00 m
SPT-3 0+218.42 m 99.041 m 20.40 m
SM-4 0+287.67 m 98.985 m 24.30 m
TRABAJOS DE CAMPO 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 12 
 
pared delgada tipo Shelby, el procedimiento de estos dos tipos de sondeo se 
describe a continuación: 
 
III.1.1 Exploración alterada mediante la prueba de penetración estándar 
 
El muestreo alterado se obtuvo mediante la prueba de penetración estándar, la 
cual consiste en hincar en el suelo un muestreador denominado tubo liso partido, 
de pared gruesa de 3 cm de diámetro y 60 cm de longitud, con un martinete de 64 
Kg, el cual se deja caer libremente de una altura constante de 75 cm. Se cuenta el 
número de golpes (N) necesarios para avanzar los 30 cm centrales del tubo 
muestreador, esto es debido a que, no se toman en cuenta los primeros y últimos 
15 cm del tubo por las alteraciones que llega a tener la muestra, cumpliendo con lo 
establecido en la norma ASTM D 1586. En la Figura 7 se puede observar un 
esquema representativo del tubo partido o penetrómetro estándar. 
 
 
Figura 7 Esquema representativo del tubo partido o penetrómetro estándar. Tamez, E., 
Santoyo, E., Mooser, F. & Gutiérrez, C. (1987). 
TRABAJOS DE CAMPO 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 13 
 
Después de haber introducido el tubo partido se extrae con ayuda de un 
malacate, se desatornilla el tubo quedando dividido en dos partes, la muestra 
obtenida se deposita en bolsas de polietileno, para que no pierdan humedad, 
identificándose debidamente con todos los datos necesarios como son: el número 
de sondeo, dirección del muestreo y número de muestra correspondiente, la 
profundidad, fecha y clasificación de campo. 
 
III.1.2 Exploración inalterada mediante el muestreo con tubo Shelby 
 
Las muestras inalteradas se obtuvieron mediante la utilización de tubos de pared 
delgada o tubo Shelby de 4” de diámetro nominal. En la Figura 8 se muestra un 
corte del tubo Shelby, su procedimiento consiste en hincar el muestreador a 
presión estática libremente, mediante la presión que ejerce el mismo peso de la 
máquina perforadora, hasta que se llena de material, posteriormente se extrae con 
la utilización de un malacate, se desacopla el tubo de las barras y se sella 
herméticamente con la aplicación de brea y cera en sus extremos, con el propósito 
de evitar al máximo la alteración de las condiciones naturales de la muestra del 
suelo, sobre todo el contenido de agua, ya que de lo contrario se provocaría un 
cambio en las propiedades mecánicas de las muestras al realizar los ensayes 
correspondientes. 
 
III.2 Estaciones piezométricas 
 
Con el fin de determinar la presión de poro en el subsuelo de la zona en estudio y 
así poder calcular la presión efectiva correspondiente, se instalaron dos 
estaciones piezométricas: una junto al sondeo SM-2 y la otra junto al sondeo SM-4 
(Ver Anexo III). 
 
En cada estación se colocaron dos piezómetros abiertos tipo Casagrande, la 
profundidad de su bulbo de medición que se indica en la Tabla 23: 
 
3 Información proporcionada por DIISA, Ing. Gonzalo García Rocha 
TRABAJOS DE CAMPO 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 14 
 
 
Tabla 2 Profundidad de piezómetros abiertos tipo Casagrande 
 
Figura 8 Corte del tubo Shelby (Tamez, E., Santoyo, E., Mooser, F. & Gutiérrez, C. 1987). 
 
Los piezómetros instalados en las estaciones son instrumentos que se utilizan 
para conocer la variación en los niveles y presión de agua dentro del subsuelo. 
Están formados básicamente por una columna de tubos de PVC de 19 mm de 
diámetro unidos con coples del mismo material. En su parte inferior tienen 
acoplado un bulbo ranurado de 100 cm de longitud, cuya ubicación dentro del 
barreno está en función del perfil estratigráfico del suelo durante la etapa de 
perforación. La cámara piezométrica del aparato se forma colocando un filtro 
PIEZÓMETRO No.
SONDEOCERCANO
PROFUNDIDAD DEL 
BULBO, m
PZ-1 SM-2 6
PZ-2 SM-2 12
PZ-3 SM-4 6,3
PZ-4 SM-4 12,3
TRABAJOS DE CAMPO 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 15 
 
alrededor del bulbo; después se colocan materiales arenosos de transición y 
finalmente se pone un tapón superior con lechada de cemento. La Figura 9 
muestra la conformación de las partes de un Piezómetro Abierto tipo Casagrande. 
 
Una vez que se terminaron de perforar los sondeos mecánicos SPT-1 y SPT-3, los 
barrenos se lavaron perfectamente con agua limpia con el fin de utilizarlos como 
pozos de observación. La medición del nivel de aguas freáticas se realizó 
diariamente a partir del siguiente día a la terminación de los sondeos. 
 
Las mediciones de la profundidad del agua en cada sondeo o piezómetro a través 
del tiempo y la interpretación de los resultados obtenidos se resumen en la Tabla 3 
y la Figura 10. 
 
Figura 9 Piezómetro Abierto tipo Casagrande, (Tamez, E., Santoyo, E., Mooser, F. & 
Gutiérrez, C.1987) 
 
De la Tabla 34 se puede concluir que el nivel del agua tendió a descender 
gradualmente en todos los puntos medidos y sólo sufrió un pequeño ascenso 
durante la temporada de lluvias, pero después volvió a descender gradualmente y 
 
4 Información proporcionada por DIISA, Ing. Gonzalo García Rocha 
TRABAJOS DE CAMPO 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 16 
 
continuó bajando el nivel del agua hasta la última medición realizada, por lo que se 
prevé que el nivel freático durante la etapa de excavación máxima estará a mayor 
profundidad que en las mediciones realizadas. De acuerdo con la gráfica de la 
Figura 10 se concluye que el agua detectada en la zona se trata de un manto 
colgado que es alimentado por el agua que se infiltra por los estratos arenosos 
durante la temporada de lluvias. 
 
 
 
Tabla 3 Variación del nivel de agua obtenidos en las estaciones piezométricas 
 
 
 
Figura 10 Variación del nivel de agua a través del tiempo 
 
III.3. Prueba de permeabilidad tipo Lefranc 
 
Las pruebas Lefranc se aplican en materiales granulares, sedimentos mal 
consolidados, rocas muy alteradas o deleznables y ocasionalmente en rocas muy 
4,60tapado 3,70 5,40 3,60
PZ-1
13-sep
29-nov tránsito 5,22 tapado
1,63 4,94
tapado
tapado 2,11 4,88
tapado
PZ-3
PIEZÓMETROS
-
SM-4
4,18
2,46
SONDEOS
3,60 3,25 3,61
2,35 tapado tapado 1,88
PZ-2
tapado
4,90 - 4,13
27-sep 3,31 2,34 tapado - 4,06
20-sep 2,97
4,65 lavado 4,01
04-oct 3,45 3,55 tapado
25-oct 3,50 4,40 tapado
2,58 4,76
tapado 2,70 4,66tapado
3,00 4,84 3,44 4,12
tapado 2,76 4,80 3,45
08-nov tránsito 4,72 tapado
4,09
03-nov 3,35 4,64 tapado tapado
tapado 3,00 5,16 3,52 4,16
tapado
22-nov tránsito 4,75 tapado
15-nov tránsito 4,72 tapado
4,04
4,40tapado 3,32 5,17 3,50
3,28 5,15 3,50 4,42
20-oct 3,50 3,88
13-oct 3,30
3,38
PZ-4
11-oct 3,20 3,97
4,89 - 4,10
tapado
4,05
tapado 2,48
FECHA
SPT-1 SM-2 SPT-3
4,09 3,44tapado
0,00 
1,00 
2,00 
3,00 
4,00 
5,00 
6,00 
31-ago 10-sep 20-sep 30-sep 10-oct 20-oct 30-oct 09-nov 19-nov 29-nov 09-dic
P
R
O
F
U
N
D
ID
A
D
 D
E
L
 A
G
U
A
, m
e
tr
o
s
TIEMPO, meses
VARIACIÓN DEL NIVEL DE AGUA vs TIEMPO
SONDEO SM-2
SONDEO SPT-1
PIEZOMETRO PZ-1
PIEZOMETRO PZ-2
PIEZOMETRO PZ-3
PIEZOMETRO PZ-4
TRABAJOS DE CAMPO 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 17 
 
fracturadas. Se realizan en barrenos hechos durante la exploración, construcción y 
eventualmente en el mantenimiento de las obras civiles. Para garantizar una 
permeabilidad confiable dichos barrenos se realizan empleando agua limpia como 
fluido de perforación. 
 
Esta prueba mide la conductividad hidráulica (k) en materiales granulares, para lo 
cual se utilizan algunas de las formas de la ecuación de Darcy. Según la mayor o 
menor conductividad se efectúan principalmente dos modalidades: de flujo 
constante y de flujo variable, con ascenso y/o descenso del nivel del agua. 
 
III.3.1 Prueba Lefranc de Flujo Constante 
 
Básicamente consiste en agregar o extraer agua del barreno con un volumen 
conocido en un cierto tiempo (gasto) y manteniendo un nivel de agua constante. 
 
III.3.2 Prueba Lefranc de Flujo Variable 
 
Consiste en extraer o agregar agua a un barreno para luego medir el ascenso o 
descenso del nivel dentro del mismo, en intervalos iguales de tiempo. Por lo tanto, 
las pruebas de flujo variable se subdividen a su vez en de “ascenso” y “descenso”. 
 
Este último tipo de prueba se utilizó en el presente trabajo a fin de conocer el 
coeficiente de permeabilidad (k) de la zona por excavar. Las pruebas se realizaron 
ademando el pozo con tubería de acero de 3” de diámetro interior y dejando libre 
un tramo de prueba de 5 m. Las mediciones del descenso del agua agregada al 
pozo se realizaron en tiempos de 1, 2, 3, 4, 5, 10, 20 y 30 minutos. Utilizando la 
teoría de Darcy como se había mencionado antes. Para el cálculo del coeficiente 
de permeabilidad se utilizó la Ecuación 1: 
 
…………..………………………….(1) 
 
Donde: 













2
1
2 2
8 h
h
Ln
d
L
Ln
Lt
d
k
TRABAJOS DE CAMPO 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 18 
 
k= Coeficiente de permeabilidad, en cm/s 
d= diámetro del pozo, en cm 
h1, h2 = altura de la carga hidráulica respecto al nivel freático, en cm 
L= Longitud de la cámara filtrante, en cm 
t= tiempo de descenso del agua agregada al pozo de h1 a h2, en s 
 
Los datos obtenidos en una de las pruebas se muestran a continuación, así como 
el resumen de coeficientes de permeabilidad obtenidos (Tabla 4)5 
 
Prueba de campo de 3.50 m a 8.50 m 
 
 
 
 
5 Información proporcionada por DIISA, Ing. Benjamín Silva Zárate 
Esquema típico en campo:
Datos de Campo:
NAF a = 4,5 m = 450 cm
L = 2 m = 200 cm
d = 2 15/16" m = 7,5 cm
h1 RESULTADOS DE LAS PRUEBAS DE CAMPO
Prueba de 10.20 m a 12.20 m
Tiempo h1 hprom
h3 (min) (cm) (cm)
 NAF 1,0 2,0 2,25
2,0 3,0 3,00
3,0 3,5 3,75
 L 4,0 4,0 4,25
5,0 4,5 6,75
10,0 8,0 8,75
20,0 16,0 18,00
30,0 24,0 27,50
 d
h2
2,5
3,0
31,0
(cm)
4,5
9,0
9,5
20,0
4,0
TRABAJOS DE CAMPO 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 19 
 
 
Tabla 4 Resumen de datos obtenidos en la primer prueba para el cálculo del coeficiente de 
permeabilidad 
 
kmax=0.00034 cm/s 
 
Prueba No. 3, de 12.00 a 15.00 m
P = 0.10 m
Tiempo H2/t H1 h1 H2 h2 t k
(min) (m/seg) (cm) (cm) (cm) (cm) (seg) cm/seg
0.5 0.01 0.0 249.0 23.5 225.5 30.0 0.00034
1.0 0.01 23.5 225.5 37.5 211.5 30.0 0.00022
2.0 0.01 37.5 211.5 59.5 189.5 60.0 0.00019
4.0 0.01 59.5 189.5 97.0 152.0 120.0 0.00019
10.0 0.00 97.0 152.0 176.0 73.0 360.0 0.00021
20.0 0.00 176.0 73.0 221.0 28.0 600.0 0.00016
30.0 0.00 221.0 28.0 239.5 9.5 600.0 0.00018
TRABAJOS DE CAMPO 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 20 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANEXO III UBICACIÓN DE SONDEOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TRABAJOS DE LABORATORIO 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 21 
 
CAPITULO IV. TRABAJOS DE LABORATORIO 
 
Con el fin de determinar las propiedades índice y mecánicas del subsuelo del área 
en estudio, se realizaron los siguientes ensayes de laboratorio: 
 
IV.1 Ensayes para determinar propiedades índiceLos ensayes realizados fueron los siguientes: 
 
 Clasificación y contenido de agua, 
 Porcentaje de finos, %F 
 Granulometría 
 Densidad de sólidos, Ss 
 Límites de consistencia, Líquido, Plástico y de Contracción (LL%, LP% y 
LC%) 
 
Con todos los datos anteriores se hizo una clasificación de acuerdo al Sistema 
Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS). Los resultados de los ensayes de 
laboratorio se presentan en la 
Tabla 5, 6, 7 y 8 incluidas al final de este capítulo. 
 
A continuación se hace una breve descripción de los ensayes realizados 
 
IV.1.1. Clasificación y contenido de agua. 
 
La clasificación macroscópica visual y al tacto de cada una de las muestras tiene 
como objeto de determinar las características del suelo siguientes: 
 
 Color 
 Textura 
 Olor 
 Dilatancia (movilidad del agua). 
TRABAJOS DE LABORATORIO 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 22 
 
El contenido de agua se obtiene restando el peso del material en estado húmedo 
al peso obtenido después de secarlo en el horno 24 horas aproximadamente a los 
105°C, y dividiéndolo entre el peso de los sólidos. 
 
IV.1.2. Porcentaje de finos. 
 
Este análisis se obtiene haciendo pasar la muestra de suelo por la malla No 200. 
Para esto se requiere agua para ayudar al paso de la muestra de suelo mediante 
el procedimiento de lavado. 
 
IV.1.3. Granulometría. 
 
Este análisis se usa primero para obtener las fracciones correspondientes a los 
tamaños mayores del suelo a la malla No 200. La muestra de suelo se hace pasar 
sucesivamente a través de un juego de mallas de aberturas descendentes, hasta 
la malla No. 200, los retenidos en cada malla se pesan y el porcentaje que 
representan respecto al peso de la muestra total se suma a los porcentajes 
retenidos en todas las mallas de mayor tamaño. 
 
IV.1.4. Densidad de sólidos. 
 
Se define como densidad de la fase solida de un suelo, la relación entre el peso 
específico de la materia que constituye las partículas del suelo y el peso especifico 
del agua destilada a 4°C. 
 
La densidad de los sólidos se obtiene en la práctica como la relación entre el peso 
de los sólidos y el volumen de agua que desalojan a la temperatura ambiente 
Las partículas gruesas contienen, generalmente, aire entrampado en poros 
impermeables, que solo podría eliminarse rompiendo las partículas en granos más 
finos. La densidad obtenida en esos casos es una densidad de sólidos aparente, 
por lo que para obtener un valor más confiable se aplica vacío para eliminar el aire 
atrapado en los huecos 
TRABAJOS DE LABORATORIO 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 23 
 
IV.1.5. Límites de consistencia. 
 
Las propiedades de un suelo formado por partículas muy finas, como una arcilla, 
dependen de su contenido de agua, la cual modifica las fuerzas de interacción 
entre partículas, por lo tanto, influye sobre el comportamiento del material. 
 
Atterberg marcó las fronteras de los tres estados en que pueden presentarse los 
materiales muy finos; para ello estableció los límites siguientes: límite líquido, 
plástico y de contracción. El primero es la frontera entre el estado líquido y el 
plástico; el segundo entre el plástico y el semisólido; el tercero separa el estado 
semisólido del sólido. A estos límites se les llama de consistencia. 
 
Límite líquido es el contenido de agua (expresado como porcentaje del peso seco) 
que debe tener un suelo remoldeado para que una muestra en que se haya 
practicado una ranura de dimensiones normalizadas se cierre, sin resbalar en su 
apoyo, al someterla a un impacto de 25 golpes bien definidos. 
 
Límite plástico es el contenido de agua con el que se rompe en fragmentos de 
diversos tamaños definido un rollo de 3.2 mm de diámetro formado con el suelo al 
rodarlo, con la palma de la mano sobre una superficie plana de vidrio. 
 
La diferencia entre el límite líquido y el plástico se llama índice de plasticidad y 
mide el intervalo de contenido de agua en el cual el suelo es plástico. 
 
IV.1.6. Clasificación del suelo mediante el Sistema Unificado de Clasificación 
de Suelos (SUCS) 
 
Este sistema cubre los suelos gruesos y finos distinguiendo ambos tipos por el 
cribado a través de la malla 200. Se considera grueso un suelo cuando más del 
50% de sus partículas son gruesas, y fino, si más de la mitad de sus partículas, en 
peso son finas. La clasificación del suelo mediante el sistema SUCS está 
establecida de manera general de la siguiente forma 
TRABAJOS DE LABORATORIO 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 24 
 
La categorización de las muestras obtenidas se realizó apoyándose en la Carta 
del Sistema Unificado para la Clasificación de Suelos. (Juárez Badillo, E. y Rico 
Rodríguez, A., 1981) 
 
IV.2 Ensayes para determinar propiedades mecánicas 
 
En muestras inalteradas seleccionadas se procedió a determinar las propiedades 
mecánicas. Los ensayes realizados fueron los siguientes: 
 
 Compresión axial no confinada, qu 
 Compresión triaxial rápida UU (no consolidada no drenada) 
 
A continuación se describen los ensayes mecánicos realizados. 
 
IV.2.1. Compresión axial no confinada, qu 
 
Esta prueba se realiza aplicando un esfuerzo axial a un espécimen de prueba de 
suelo inalterado. En el cilindro de suelo los esfuerzos confinantes son nulos y el 
agua en su interior adquiere una magnitud igual, teóricamente, a la presión de 
preconsolidación que el suelo tuviere en la naturaleza; esta tensión del agua 
comunica a la estructura sólida los esfuerzos efectivos necesarios para que la 
muestra mantenga su volumen (Ecuación 2). 
 
u = wz………………..……………………………..(2) 
 
Posteriormente, la muestra es llevada a la falla con la aplicación de un esfuerzo 
desviador aplicado axialmente que mide su resistencia en este tipo de prueba, 
originando a la vez una presión neutral adicional (u2). La presión de poro total al 
final de la prueba, en el momento de la falla se expresa con la Ecuación 3. 
 
u = u1+u2…….……………………………………..(3) 
 
TRABAJOS DE LABORATORIO 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 25 
 
IV.2.2. Compresión triaxial no consolidada no drenada, UU 
 
La prueba de compresión triaxial consiste en aplicar presiones laterales y axiales 
diferentes a un espécimen cilíndrico de suelo inalterado predominantemente 
cohesivo, y estudiar su comportamiento, para determinar las características de 
esfuerzo-deformación y de resistencia de los suelos. En este tipo de pruebas el 
esfuerzo aplicado en el émbolo vertical es el esfuerzo principal mayor σ’1 y el 
esfuerzo σ’3 corresponde a la presión lateral aplicada a través del fluido confinante. 
Los esfuerzos totales se representan gráficamente con los círculos de Mohr 
(Figura 11). 
 
Figura 11 Representación gráfica de los círculos de Mohr 
 
Como parte de la prueba se determina la densidad de sólidos y el contenido de 
agua del suelo, así como las deformaciones y esfuerzos durante la prueba. La 
parte superior e inferior de la muestra pueden conectarse a piedras porosas con 
válvulas de paso, con el fin de controlar el drenaje del espécimen y medir la 
presión de poro generada (Figura 12). 
 
Durante la compresión triaxial no consolidada-no drenada (UU), usada para el 
caso particular de este estudio, en este tipo de prueba no se permite en ninguna 
etapa la consolidación de la muestra. 
 
En la primera etapa de la prueba se aplica al espécimen una presión hidrostática 
confinante, no permitiéndole que se consolide, de inmediato se procede a la 
segunda etapa en la que se hace fallar al suelo con unarápida aplicación de la 
TRABAJOS DE LABORATORIO 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 26 
 
carga axial impidiendo en todo momento el drenaje, y en consecuencia la 
disipación de la presión de poro. 
 
La prueba no consolidada-no drenada permite determinar la resistencia de una 
arcilla saturada sometida a cargas aplicadas a una velocidad tal que no de tiempo 
para que se hayan disipación las presiones de poro generadas. 
 
Figura 12 Cámara de compresión triaxial 
 
Los ensayes de laboratorio se efectuaron de acuerdo a los procedimientos 
indicados en el Manual de Mecánica de Suelos editado por la Comisión Nacional 
del Agua a través del Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. En las Tablas 5, 
6, 7 y 8 se resumen los datos obtenidos de las pruebas arriba mencionadas, así 
mismo se muestran las gráficas con los resultados de las pruebas realizadas a las 
muestras inalteradas obtenidas de los sondeos SM-2 (Figura 13)6 y el SM-4 
(Figuras 14 y 15).6 
 
 
6 Información proporcionada por DIISA, Ing. Ricardo Rodríguez González 
TRABAJOS DE LABORATORIO 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 27 
 
 
Tabla 5 Resumen de datos de los ensayes realizados en laboratorio pertenecientes al 
sondeo SPT-1
7
 
 
7 Información proporcionada por DIISA, Gonzalo García 
PROYECTO:
REALIZÓ: Miriam Medina Segundo ASESOR: Ing. Benjamín Silva Zárate
SONDEO MUESTRA DENSIDAD
No. No. DE A FINOS ARENA GRAVA L.LIQUIDO L. PLASTICO I. PLASTICIDAD
SPT-1 1 0,30 0,90 21% 29% 50% 22%
SPT-1 2 0,90 1,50 23% 3% 41% 56%
SPT-1 3 1,50 2,10 25% 10% 30% 60% 27% 18% 9%
SPT-1 4 2,10 2,70 24% 6% 34% 61%
SPT-1 5 3,30 3,90 24% 5% 43% 52%
SPT-1 6 3,90 4,50 22% 19% 34% 47%
SPT-1 7 4,50 5,10 22% 12% 51% 37% 20% 18% 2% 2,702
SPT-1 8 5,10 5,70 26% 6% 42% 52%
SPT-1 9 6,30 6,90 18% 18% 51% 31% 2,768
SPT-1 10 7,50 8,10 19% 12% 55% 33%
SPT-1 11 8,10 8,70 20% 20% 53% 27% 21% 16% 5% 2,546
SPT-1 12 8,70 9,30 17% 31% 44% 26%
SPT-1 13 9,30 9,90 19% 20% 54% 26%
SPT-1 14 9,90 10,50 20% 14% 58% 29% 23% 20% 2% 2,768
SPT-1 15 10,50 11,10 15% 38% 42% 20%
SPT-1 16 11,10 11,70 17% 22% 52% 26% 21% 20% 1% 2,684
SPT-1 17 11,70 12,30 19% 15% 56% 29%
SPT-1 18s 12,90 13,20 18% 6% 52% 42%
SM-2 18i 13,20 13,50 30%
SPT-1 19 13,50 14,10 28%
SPT-1 20 14,10 14,70 29%
SPT-1 21 14,70 15,30 27% 34% 23% 11% 2,691
SPT-1 22 15,30 15,90 18% 4% 72% 24%
SPT-1 23a 15,90 16,10 21%
SM-2 23b 16,10 16,30 24%
SPT-3 23c 16,30 16,50 30% 6% 72% 22%
SPT-1 24 16,50 17,10 33% 41% 28% 13% 2,680
SPT-1 25 17,10 17,70 32% 12% 21% 67%
SPT-1 26 17,70 18,30 17% 49% 34% 17%
SPT-1 27 18,30 18,90 14% 49% 40% 11%
SPT-1 28 18,90 19,50 26% 2% 30% 68% 34% 24% 10%
SPT-1 29 19,50 20,10 28%
PROF. GRANULOMETRIA LIMITES DE CONSISTENCIA
RESUMEN DE ENSAYES DE LABORATORIO
CONTENIDO 
NATURAL DE 
AGUA 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES 
EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO
TRABAJOS DE LABORATORIO 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 28 
 
 
 
Tabla 6 Resumen de datos de los ensayes realizados en laboratorio pertenecientes al 
sondeo SM-2
8
 
 
8 Información proporcionada por DIISA, Gonzalo García 
PROYECTO:
REALIZÓ: Miriam Medina Segundo ASESOR:
SONDEO MUESTRA
No. No. DE A FINOS ARENA GRAVA L.LIQUIDO L. PLASTICO I. PLASTICIDAD
SM-2 1 0,00 0,60 21%
SM-2 2 0,60 1,20 10% 30% 61% 10%
SM-2 3 1,20 1,80 14% 8% 40% 52%
SM-2 4 1,80 2,40 21% 4% 39% 57% 23% 18% 5%
SM-2 5 2,40 3,00 21% 12% 33% 55%
SM-2 6 3,00 3,80 11% 59% 20% 20% 19% 18% 0% 2,681
SM-2 7 3,80 4,40 13% 44% 31% 25%
SM-2 8 4,40 5,00 20% 8% 47% 45%
SM-2 9s 5,00 5,15 12% 33% 50% 18%
SM-2 9i 5,15 5,60 23% 2% 35% 63%
SM-2 10s 5,60 5,75 14% 12% 66% 22%
SM-2 10i 5,75 6,20 17% 16% 42% 43%
SM-2 11 6,20 6,80 13% 45% 35% 20%
SM-2 12 6,80 7,40 22% 16% 55% 30% 24% 22% 2% 2,583
SM-2 13 7,40 8,00 20% 12% 59% 29%
SM-2 14 8,00 8,60 21% 19% 54% 28%
SM-2 15 8,60 9,20 22% 13% 57% 29%
SM-2 16 9,20 9,80 21% 14% 73% 14%
SM-2 17 9,80 10,40 22% 15% 59% 27% 20% 14% 6% 2,761
SM-2 18 10,40 11,00 16% 34% 45% 21%
SM-2 19 11,00 11,60 18% 22% 21% 2% 2,776
SM-2 20 11,60 12,20 17% 24% 53% 23%
SM-2 21 12,20 12,80 20% 12% 70% 19%
SM-2 22 12,80 13,40 17% 24% 51% 25%
SM-2 23 13,40 14,00 33%
SM-2 24 14,00 14,60 35% 45% 29% 16%
SM-2 25 14,60 15,20 27%
SM-2 26 15,20 15,80 26%
SM-2 27s 15,80 16,10 30% 5% 29% 66% 2,450
SM-2 27i 16,10 16,40 16% 19% 56% 24%
SM-2 28s 16,40 16,80 22% 3% 49% 47%
SM-2 28i 16,80 17,00 42%
SM-2 29 17,00 17,60 29%
SM-2 30 17,60 18,20 34%
SM-2 31 18,20 18,80 32% 40% 28% 12%
SM-2 32 18,80 19,40 28%
SM-2 33 19,40 20,00 32% 39% 26% 13% 2,690
GRANULOMETRIA
RESUMEN DE ENSAYES DE LABORATORIO
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES 
EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO
Ing. Benjamín Silva Zárate
PROF. CONTENIDO 
NATURAL DE 
AGUA 
LIMITES DE CONSISTENCIA
DENSIDAD
SONDEO MUESTRA
No. No. DE A
SM-2 6 3.00 3.80 0.550 1.400 11° 5.60 2.050
ESFUERZO 
NORMAL (qu)
COHESION (C) 
ANGULO 
FRICCION 
INTERNA
MODULO DE 
ELASTICIDAD
PESO 
VOLUMETRICO
PROF.
TRABAJOS DE LABORATORIO 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 29 
 
 
Tabla 7 Resumen de datos de los ensayes realizados en laboratorio pertenecientes al 
sondeo SPT-3
9
 
 
 
 
9 Información proporcionada por DIISA, Gonzalo García 
PROYECTO:
REALIZÓ: Miriam Medina Segundo ASESOR: Ing. Benjamín Silva Zárate
SONDEO MUESTRA DENSIDAD
No. No. DE A FINOS ARENA GRAVA L.LIQUIDO L. PLASTICO I. PLASTICIDAD
SPT-3 1 0,00 0,60 11% 39% 34% 27%
2 0,60 1,20 17% 43% 32% 25%
3 1,20 1,80 17% 42% 34% 24%
4 1,80 2,25 12% 48% 42% 10% 2,601
5 2,40 2,70 10% 56% 35% 9%
6-Sup 3,00 3,30 9% 55% 34% 11%
6-Inf 3,00 3,30 17% 24% 39% 37% 2,629
7 3,60 4,20 14% 47% 24% 29% 23% 18% 5%
8 4,20 4,53 15% 40% 34% 26%
9 4,80 5,05 11% 53% 30% 16% 2,666
10 5,40 6,00 21% 16% 57% 27% 21% 21% 1%
11 6,00 6,60 18% 25% 48% 27%
12 6,60 7,20 22% 11% 58% 31% 22% 18% 4%
13 7,20 7,65 17% 21% 51% 28%
14 7,80 8,40 22% 12% 57% 31% 2,563
15 8,40 8,55 20% 8% 57% 35%
16 9,00 9,60 17% 27% 48% 25% 2,651
17 9,60 10,20 15% 44% 34% 22%
18 10,20 10,80 18% 19% 54% 27% 19% 17% 2%
19 10,80 11,40 19% 16% 54% 30%
20 11,40 12,00 18% 17% 56% 27% 2,701
21 12,00 12,60 28% 39% 29% 10%
22 12,60 13,20 33% 2,460
23 13,20 13,65 27% 37% 29% 8%
24 13,80 14,15 29%
25 14,40 14,80 29% 3% 39% 59% 2,099
26 15,00 15,06 17% 5% 71% 24%
27 16,20 16,80 26% 40% 22% 17%
28 16,80 17,40 30% 2,533
29 17,40 17,84 16% 11% 64% 24%
30 18,00 18,12 36% 40% 46% 13%
31 19,20 19,80 23% 4% 41% 56% 30% 21% 9%
32 19,80 20,40 22% 3% 34% 63% 35% 21% 13%
RESUMEN DE ENSAYES DE LABORATORIO
PROF. GRANULOMETRIA LIMITES DE CONSISTENCIACONTENIDO 
NATURAL DE 
AGUA 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES 
EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO
TRABAJOS DE LABORATORIO 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 30 
 
 
 
 
Tabla 8 Resumen de datos de los ensayes realizados en laboratorio pertenecientes al 
sondeo SM-4
10
 
 
10 Información proporcionada por DIISA, Ing. Gonzalo García 
PROYECTO:
REALIZÓ: Miriam Medina Segundo ASESOR:
SONDEO MUESTRA
No. No. DE A FINOS ARENA GRAVA L.LIQUIDO L. PLASTICO I. PLASTICIDAD
SM-4 1-Sup 0,60 1,20 22% 4% 53% 43%
1-Inf 0,60 1,20 19%
21,20 1,80 22%
3 1,80 2,40 20% 30% 21% 10%
4-Sup 2,40 2,70 22% 6% 43% 51% 2,555
4-Inf 2,40 2,70 14% 32% 40% 28% 23% 20% 3%
5 2,70 3,30 11% 32% 40% 28%
6 3,30 3,90 16% 4% 53% 43% 12% 19% -7%
7 3,90 4,50 11% 52% 41% 7%
8 4,50 5,10 23% 3% 37% 60% 22% 18% 4%
9 5,10 5,70 22% 26% 45% 29%
10 5,70 6,30 23% 25% 50% 25%
11 6,30 6,90 25% 8% 49% 43% 22% 20% 2% 2,680
12 6,90 7,50 23% 10% 60% 29%
13 7,50 7,75 14% 13% 61% 26% 13% 19% -6%
14 8,10 8,40 12% 38% 44% 19%
15 8,70 9,10 14% 10% 62% 28%
16-Sup 9,30 9,90 18% 17% 55% 28%
16-Inf 9,30 9,90 29%
17 9,90 10,50 18% 18% 53% 29%
18 10,50 11,10 18% 15% 53% 32% 21% 21% 0%
19 11,10 11,55 14% 18% 55% 27%
20 11,70 12,30 19% 16% 57% 27%
21 12,30 12,90 2%
22 13,50 14,10 31% 54% 29% 24%
23 14,10 14,65 27%
24 14,70 15,15 29%
25 15,30 15,90 28% 37% 24% 13%
26 15,90 16,20 17% 16% 57% 28%
27 16,50 17,10 28%
28 17,10 17,70 28%
29 17,70 18,30 32% 44% 24% 21%
30 18,30 18,90 27%
31 18,90 19,50 28% 32% 24% 8%
32 19,50 20,10 30%
33-Sup 20,10 20,70 38%
33-Inf 20,10 20,70 24%
34 20,70 21,30 32% 37,20% 21,43% 15,77%
35 21,90 22,50 30%
36
37 23,10 23,70 1,00% 54,48% 44,52%
38-Sup 23,70 24,80 1,32% 67,87% 30,81% 34,50% 33,97% 0,53%
RESUMEN DE ENSAYES DE LABORATORIO
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES 
EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO
Ing. Benjamín Silva Zárate
PROF. CONTENIDO 
NATURAL DE 
AGUA 
GRANULOMETRIA LIMITES DE CONSISTENCIA
DENSIDAD
SONDEO MUESTRA
No. No. DE A
SM-4 4-Sup 2.40 2.70 0.550 0.500 28° 396.000 1.800
11 6.30 6.90 0.550 3.200 4° 250.000 1.890
ESFUERZO 
NORMAL (qu)
COHESION (C) 
ANGULO 
FRICCION 
INTERNA
MODULO DE 
ELASTICIDAD
PESO 
VOLUMETRICO
PROF.
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ESTRATIGRAFIA DEL SITIO 
 
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CAPITULO V. ESTRATIGRAFIA Y PROPIEDADES 
 
Tomando en cuenta los resultados obtenidos durante la exploración y muestreo, 
así como de los ensayes del laboratorio, se elaboraron los perfiles estratigráficos 
de los sondeos mecánicos SPT-1, SM-2, SPT-3, SM-411, que se muestran en las 
Figuras No. 17 a la 20 En el Anexo IV7 se muestra un corte estratigráfico 
longitudinal a través de los sondeos 1 a 4. 
 
A continuación se describe la estratigrafía y las propiedades índices y mecánicas 
encontradas para cada uno de los sondeos, tomando como base la información 
resumida del corte estratigráfico longitudinal antes indicado: 
 
SONDEO SPT-1, KM. 437.79 m 
 
PROF. (m) DESCRIPCIÓN 
0.00 a 0.12 Carpeta asfáltica. 
0.12 a 1.00 Capas de base y sub-base de la estructura del pavimento hasta 40 
cm de profundidad, el resto es suelo arena limosa compacta (SM). 
1.00 a 3.90 Limo arenoso de baja plasticidad (ML), consistencia blanda a 
media (4<N<7), color café oscuro, intercalado por lentes de arena 
y grava limosas de compacidad suelta a media, de color café claro. 
El contenido de agua es en promedio de 22%, el porcentaje de 
finos varía de 56 a 61%, 29 a 41% de arena y 3 a 14% de grava. 
El número de golpes en la prueba de penetración estándar varía 
entre 4 y 7. 
3.90 a 13.20 Arena fina limosa (SM) de compacidad media a compacta 
(9<N>50), de color café verdoso, con abundante grava. El 
contenido de agua es en promedio de 20%, el porcentaje de finos 
varía de 20 a 47%, 33 a 58% de arena y 6 a 31% de grava. El 
 
11 Información proporcionada por DIISA, Ing. Ricardo Rodríguez González. 
 
ESTRATIGRAFIA DEL SITIO 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 35 
 
número de golpes en la prueba de penetración estándar varía 
entre 9 a más de 50. La densidad relativa de sólidos varía de 
2.546 a 2.768. 
13.20 a 15.30 Arcilla arenosa de baja plasticidad (CL) y de consistencia muy 
firme a dura (39<N>50), color café oscuro, con grava. El contenido 
de agua es en promedio de 28%, el porcentaje de finos varía de 57 
a 83%, 17 a 43% de arena y 0% de grava. El número de golpes en 
la prueba de penetración estándar varía entre 39 a más de 50 La 
densidad relativa de sólidos es de 2.691. 
15.30 a 16.20 Arena limosa (SM) compacta (N>50).de color café. El contenido 
de agua promedio es de 20%, el porcentaje de finos es variable de 
22 a 24%, 72% de arena y 5% de grava. El número de golpes en 
la prueba de penetración estándar es mayor de 50 
16.20 a 17.70 Limo arenoso de baja plasticidad (ML) y de consistencia muy firme 
a firme (N>50) color café oscuro. El contenido de agua varía de 14 
a 17%, el porcentaje de finos es variable de 11 a 17%, 34 a 40% 
de arena y 49% de grava. El número de golpes en la prueba de 
penetración estándar es mayor de 50. La densidad relativa de 
sólidos es de 2.68. 
17.70 a 18.90 Grava areno-limosa compacta a muy compacta (12<N<30), color 
café claro. El contenido de agua varía de 23 a 33%, el porcentaje 
de finos es variable de 60 a 77%, 12 a 21% de arena y 11% de 
grava. El número de golpes en la prueba de penetración estándar 
varía de 12 a 30. 
18.90 a 20.10 Limo arenoso de baja plasticidad (ML) y de consistencia muy firme 
a firme (14<N<20) color café claro. El contenido de agua promedio 
es de 26%, el porcentaje de finos es variable de 64 a 68%, 30% de 
arena y 2% de grava. El número de golpes en la prueba de 
penetración estándar varía de 14 a 20. 
 
 
ESTRATIGRAFIA DEL SITIO 
 
ANALISIS GEOTECNICO PARA UN PASO VEHICULAR DEPRIMIDO EN UNA IMPORTANTE INTERSECCION DE VIALIDADES EN TOLUCA, ESTADO DE MEXICO 36 
 
SONDEO SM-2, KM. 371.07 m 
 
PROF. (m) DESCRIPCION 
0.00 a 0.60 Relleno. 
0.60 a 1.20 Arena arcillosa muy compacta (SC), café oscuro (N>50). El 
contenido de agua y porcentaje de finos es de 10%, 61% de arena 
y 29% de grava. El número de golpes en la prueba de penetración 
estándar es mayor de 50 
1.20 a 3.00 Limo arenoso de baja plasticidad (ML) y consistencia media 
(6<N<13) color café oscuro, con grava aisladas. El contenido de 
agua varía de 14 a 21%, el porcentaje de finos es variable de 52 a 
57%, 32 a 40% de arena y 4 a 12% de grava. El número de golpes 
en la prueba de penetración estándar varía de 6 a 13 
3.00 a 4.40 Grava de compacidad suelta a media (GM), empacada en una 
matriz limo arenosa (N=21) de color café oscuro. El contenido de 
agua promedio es de 11%, el porcentaje de finos varía de 20 a 
25%, 20 a 31% de arena y 44 a 59% de grava. El número de 
golpes en la prueba de penetración estándar es de 21. 
4.40 a 13.40 Arena limosa compacta (SM) de color café oscuro (20<N>50), con 
lentes intercalados de grava y limo, con abundante grava. El 
contenido de agua promedio es de 20%, el porcentaje de finos 
varía de 17 a 42%, 41 a 72% de arena y 8 a 34% de grava. El 
número de golpes en la prueba de penetración estándar varía de 
20 a más de 50. 
13.40 a 20.00 Limo arenoso (ML) de color café claro y consistencia firme 
(0<N>50) con un lente de arena limosa compacta, con abundante 
grava. El contenido de agua promedio