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ISTRIA, S.A. DE C.V. ESTUDIOS Y PROYECTOS DE INGENIERIA
CHIMALHUACAN 51, COL. LOMAS DE CRISTO, TEXCOCO, EDO. MEX. , C.P. 56230 55-22203366, 55-21744656, szemva@gmail.com, istriasa@istriasa.com, ingeniería.istriasa.
PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
ITZICUAROS, EN LA CIUDAD DE MORELIA,
MICHOACAN
INFORME DE ANALISIS DE LOS ASENTAMIENTOS Y LOS
ESFUERZOS EN EL SUBSUELO DE LOS TERRAPLENES
DE ACUERDO CON LOS ESTUDIOS DE MECANICA DE
SUELOS Y NIVELACIONES DISPONIBLES
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ANALISIS DE HUNDIMIENTOS EN LA PTAR ITZICUARO,
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Contenido
RESUMEN Y CONCLUSIONES ........................................................................... 9
RESUMEN .................................................................................................... 9
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:.................................................... 10
SELECCIÓN DE LOS PARAMETROS DE COMPRESIBILIDAD EN FUNCION DE TIEMPO PARA OBTENER LOS HUNDIMIENTOS EN LOS INTERVALOS ESPECIFICADOS ............................................................................................. 12
ESTRATIGRAFIA DEL SITIO ......................................................................... 12
PROCESAMIENTO DE LOS REGISTROS DE LAS PRUEBAS DE CONSOLIDACION UNIDIMENSIONAL EN LOS ESTRATOS COMPRESIBLES DEL SUBSUELO DEL PROYECTO (Pruebas de Consolidación: Anexo 1) ...................................... 13
CURVA REPRESENTATIVA DE RELACION DE DEFORMACION-TIEMPO QUE CARACTERIZA LOS SUELOS COMPRESIBLES DE LA ZONA ........................... 21
CALCULO DE LAS COMPRESIBILIDADES EN FUNCION DE TIEMPO, DE ESTRATOS COMPRESIBLES ......................................................................... 21
CALIBRACION DE LOS PARAMETROS DE CONSOLIDACION OBTENIDOS DE LAS PRUEBAS DE LABORATORIO DE ACUERDO CON LAS MEDICIONES DE CAMPO ...................................................................................................... 25
CALIBRACION DE LOS PARAMETROS DE LABORATORIO CON LOS DATOS DE NIVELACIONES DE CAMPO ........................................................................ 31
RESUMEN DE LOS PARAMETROS DE COMPRESIBILIDAD EN FUNCION DE TIEMPO ..................................................................................................... 32
MATERIAL DE TERRAPLEN ......................................................................... 34
ELABORACION DEL MODELO FISICO DE ESTRUCTURAS DE TIERRA Y DE SUBSUELO ..................................................................................................... 36
RESULTADOS DEL ANALISIS DE ASENTAMIENTOS PARA EL TIEMPO: DOS MESES Y DIEZ DIAS (EL PERIODO DE NIVELACIONES REALIZADAS Y DOCUMENTADAS) ......................................................................................... 50
RESULTADOS DEL ANALISIS DE ASENTAMIENTOS PARA EL TIEMPO: CUATRO MESES ........................................................................................................... 60
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RESULTADOS DEL ANALISIS DE ASENTAMIENTOS PARA EL TIEMPO: UN AÑO, LLENO CON AGUA ......................................................................................... 63
RESUMEN Y CONCLUSIONES ......................................................................... 77
RESUMEN ...................................................... ¡Error! Marcador no definido.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:........ ¡Error! Marcador no definido.
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LISTA DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1. Modelo de subsuelo de la Ptar ................................................. 12
Ilustración 2. La ley línea logarítmica de las curvas de consolidación de suelo compresibles. Se nota que en las pruebas realizadas se manifiesta solamente la consolidación secundaria. .......................................................................... 21
Ilustración 3. Disposición de los puntos de nivelaciones en la superficie de fondo de las lagunas ...................................................................................... 26
Ilustración 4. Nivelaciones de Digestor de Lodos procesadas ........................ 27
Ilustración 5. Nivelaciones de Reactor Sur procesadas .................................. 28
Ilustración 6. Nivelaciones de Reactor Norte procesadas .............................. 29
Ilustración 7. Planta general del sistema de terraplenes ............................... 36
Ilustración 8. Corte longitudinal de terraplenes y subsuelo ........................... 37
Ilustración 9. Sección longitudinal de terraplenes y de subsuelo ................... 38
Ilustración 10. Sección transversal de terraplenes y subsuelo ....................... 39
Ilustración 11. Sección transversal de terraplenes y subsuelo ....................... 40
Ilustración 12. Modelo visto en planta. Escala natural .................................. 41
Ilustración 13. Modelo, vista 3D, sin agua ..................................................... 42
Ilustración 14. Modelo, vista 3D, con agua .................................................... 42
Ilustración 15. Cuerpos de agua, vista 3D, desde abajo ................................. 43
Ilustración 16. Secuencia estratigráfica de subsuelo ..................................... 44
Ilustración 17. Modelo recortado en dos planos de simetria ......................... 45
Ilustración 18. Primera aproximación de distribución de los elementos finitos del tipo SOLID-3D .......................................................................................... 46
Ilustración 19. Primera aproximación de distribución de los elementos finitos del tipo SOLID-3D que modelan el subsuelo .................................................. 46
Ilustración 20. Primera aproximación de distribución de los elementos finitos del tipo SOLID-3D que modelan el terraplén y subsuelo ............................... 47
Ilustración 21. Primera aproximación de distribución de los elementos finitos del tipo SOLID-3D que modelan el subsuelo .................................................. 47
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Ilustración 22. Condiciones de frontera de desplazamiento en los planos verticales. Se restringen los desplazamientos perpendiculares a los planos de frontera: en el sentido horizontal .................................................................. 48
Ilustración 23. Condiciones de frontera de desplazamiento en el plano horizontal en frontera inferior del modelo: se restringen los desplazamientos en x-x, y-y y z-z (translaciones en todas tres direcciones del sistema de coordenadas cartesiano). .............................................................................. 49
Ilustración 24. Configuración deformada del sistema. Los máximos asentamientos se aprecian en el cruce interior de los terraplenes (zonas de máxima concentración de cargas) ................................................................. 50
Ilustración 25. Configuración deformada de la zona critica ........................... 51
Ilustración 26. Configuración deformada de la zona crítica en la región del terraplén ....................................................................................................... 51
Ilustración 27. Configuración deformada de la zona crítica en la región del terraplén, con el mapa de desplazamientos en m ......................................... 52
Ilustración 28. Distribución de los esfuerzos cortantes en el subsuelo del terraplén. El máximo esfuerzo cortante en el estrato superficial de muy baja resistencia al esfuerzo cortante es del orden de . La resistencia por cohesión medida en el laboratorio es del orden de ........................................................................................................ 52
Ilustración 29. Distribución de los esfuerzos cortantes en el primer estrato compresible desde la superficie hasta los 7.5m de profundidad. El máximo esfuerzo cortante en el estrato superficial de muy baja resistencia al esfuerzo cortante es del orden de . La resistencia por cohesión medida en el laboratorio es del orden de . ................ 53
Ilustración 30. Distribución de los esfuerzos cortantes en el segundo estrato compresible desde los 8.5m hasta los 10.4m de profundidad y de espesor de 1.90m. El máximo esfuerzo cortante en este estrato de muy baja resistencia al esfuerzo cortante es del orden de . La resistencia por cohesión medida en el laboratorio es del orden de . ....................................................................................................... 54
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Ilustración 31. Distribución de los esfuerzos cortantes en el cuerpo de terraplén. Los máximos esfuerzos obtenidos son del orden de . .................................................................................................. 55
Ilustración 32. Distribución de los esfuerzos normales horizontales, paralelos al plano de corte de terraplén. Se notan importantes esfuerzos por tensión en la parte inferior del cuerpo del terraplén del orden de 3.0 kg/cm2........... 56
Ilustración 33. Distribución de los esfuerzos principales mayores (en tensión) en el cuerpo de terraplén y en el material de base-subbase. ........................ 57
Ilustración 34. Direcciones de los esfuerzos principales mayores. ................. 57
Ilustración 35. Magnitudes de los esfuerzos principales menores. Puede notarse que existen regiones de materiales térreos con esfuerzos principales menores en tensión ...................................................................................... 58
Ilustración 36. Direcciones de los vectores de los esfuerzos principales menores (+ = tensión, - = compresión) .......................................................... 59
Ilustración 37. Configuración de los desplazamientos de los sistemas .......... 60
Ilustración 38. El mapa de los desplazamientos del sistema. El máximo desplazamiento calculado es del orden de 0.76m ......................................... 61
Ilustración 39. Distribución de los esfuerzos cortantes en el subsuelo del terraplén. El máximo esfuerzo cortante en el estrato superficial de muy baja resistencia al esfuerzo cortante es del orden de . La resistencia cohesión medida en el laboratorio es del orden de ...................................................................................................................... 62
Ilustración 40. Modelo 3D con agua .............................................................. 63
Ilustración 41. Distribución de los elementos finitos en los cuerpos de agua vistos desde la zona inferior .......................................................................... 64
Ilustración 42. Distribución de los elementos finitos en los cuerpos de agua vistos desde la zona superior ........................................................................ 64
Ilustración 43. Condiciones de frontera de desplazamientos: en el plano horizontal en frontera inferior del modelo se restringen los desplazamientos en x-x, y-y y z-z (translaciones en todas tres direcciones del sistema de coordenadas cartesiano) y en los cuatro planos verticales se restringen desplazamientos perpendiculares al mismo plano vertical de frontera ......... 65
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Ilustración 44. Condiciones de frontera de desplazamientos en los cuatro planos verticales se restringen desplazamientos perpendiculares al mismo plano vertical de frontera .............................................................................. 66
Ilustración 45. Configuración deformada del sistema después de llenado con agua. Se aprecia un incremento inmediato de los asentamientos del orden de 0.42m ............................................................................................................ 67
Ilustración 46. Configuración deformada en escala sin el mapeo de asentamientos. Los asentamientos máximos se generan ahora en el centro de las zonas de terraplenes ................................................................................ 68
Ilustración 47. Tendencias de asentamientos después de llenado de las lagunas con agua ........................................................................................... 68
Ilustración 48. Vectores de desplazamiento total .......................................... 69
Ilustración 49. Distribución de los esfuerzos cortantes en el subsuelo del terraplén. El máximo esfuerzo cortante en el estrato superficial de muy baja resistencia al esfuerzo cortante es del orden de . La resistencia cohesión medida en el laboratorio es del orden de ...................................................................................................................... 69
Ilustración 50. Distribución de los esfuerzos cortantes en el primer estrato compresible desde la superficie hasta los 7.5m de profundidad. El máximo esfuerzo cortante en el estrato superficial de muy baja resistencia al esfuerzo cortante es del orden de . La resistencia por cohesión medida en el laboratorio es del orden de . ................ 70
Ilustración 51. Distribución de los esfuerzos cortantes en el segundo estrato compresible desde los 8.5m hasta los 10.4m de profundidad y de espesor de 1.90m. El máximo esfuerzo cortante en este estrato de muy baja resistencia al esfuerzo cortante es del orden de . La resistencia por cohesión medida en el laboratorio es del orden de . ....................................................................................................... 71
Ilustración 52. Distribución de los esfuerzos cortantes en el segundo estrato compresible desde los 8.5m hasta los 10.4m de profundidad y de espesor de 1.90m. El máximo esfuerzo cortante en este estrato de muy baja resistencia al esfuerzo cortante es del orden de . La
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resistencia por cohesión medida en el laboratorio es del orden de . ....................................................................................................... 72
Ilustración 53. Distribución de los esfuerzos cortantes en el cuerpo de terraplén. Los máximos esfuerzos obtenidos son del orden de . .................................................................................................. 73
Ilustración 54. Distribución de los esfuerzos cortantes en el cuerpo de terraplén. Los máximos esfuerzos obtenidos son del orden de ................................................................................................. 74
Ilustración 55. Distribución de los esfuerzos principales mayores (en tensión) en el cuerpo de terraplén y en el material de base-subbase. ........................ 74
Ilustración 56. Direcciones de los vectores de los esfuerzos principales mayores (+ = tensión, - = compresión) .......................................................... 75
Ilustración 57. Magnitudes de los esfuerzos principales menores. Puede notarse que existen regiones de materiales térreos con esfuerzos principales menores en tensión ...................................................................................... 76
Ilustración 58. Direcciones de los vectores de los esfuerzos principales menores (+ = tensión, - = compresión) .......................................................... 77
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Simbología de análisis de curvas de consolidación con la expresión de desarrollo de desplazamientos en función de tiempo para un incremento de carga que se aplica de manera instantánea y después se mantiene sin cambios ......................................................................................................... 13
Tabla 2. Calculo de parámetros de consolidación secundaria, sondeo SM-1, profundidad 3.30m, muestra 6 ...................................................................... 14
Tabla 3. Calculo de parámetros de consolidación secundaria, sondeo SM-1, profundidad 6.40m, muestra 11 .................................................................... 15
Tabla 4. Calculo de parámetros de consolidación secundaria, sondeo SM-1, profundidad 11.50m, muestra 19 .................................................................. 16
Tabla 5. Calculo de parámetros de consolidación secundaria, sondeo SM-2, profundidad 5.10m, muestra 8 ...................................................................... 17
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Tabla 6. Calculo de parámetros de consolidación secundaria, sondeo SM-2, profundidad 10.4m, muestra 16 .................................................................... 18
Tabla 7. Calculo de parámetros de consolidación secundaria, sondeo SM-2, profundidad 13.5 m, muestra 19 ................................................................... 19
Tabla 8. Calculo de parámetros de deformación inmediata y resumen de valores de la pendiente de las rectas de consolidación secundaria ............... 20
Tabla 9. Los valores de las compresibilidades de subsuelo de acuerdo con los resultados de pruebas de laboratorio y nivelaciones de campo .................... 33
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RESUMEN Y CONCLUSIONES
RESUMEN 1. El sitio de la obra es caracterizado por los subsuelos de muy alta compresibilidad y muy
baja resistencia. Es muy probable que existen condiciones hidrodinámicas de agua
subterránea que contribuyen en las magnitudes de los asentamientos. Puede decirse que
las resistencias reportadas al esfuerzo cortante son extremadamente bajas y requieren
extremo cuidado durante las intervenciones de la obras de construcción.
2. Las profundidades de las exploraciones de subsuelo realizadas parecen escasas ya que los
asentamientos teóricos a base de pruebas de laboratorio con los datos disponibles de la
estratigrafía son significativamente menores que los medidos.
3. Los datos referentes a la sismicidad del sitio del proyecto1 son escasas para construir un
espectro de respuesta sísmica tanto del subsuelo como de las estructuras por arriba del
nivel de terreno natural.
4. La instrumentación y mediciones de los desplazamientos, tanto en la superficie de suelo
como en las profundidades2 son escasas y a veces no confiables. No existen las
mediciones de las presiones hidráulicas de agua subterránea en función de profundidad y
tiempo.
5. Combinando los datos disponibles de capas de subsuelo de muy baja resistencia y muy
alta compresibilidad se llegó a un modelo que consiste de tres unidades estratigráficas: el
estrato superior desde el nivel de la superficie de suelo hasta la profundidad de unos
7.5m, la segunda capa desde los 8.5m a 10.4m de profundidad y tercera capa desde los
11.50m a 14.5m de profundidad. En el resto de las profundidades se encuentran las capas
de suelo de alta resistencia y baja compresibilidad.
6. Se procesaron los datos de perfil estratigráfico, de pruebas de laboratorio y nivelaciones
de campo para llegar a un modelo físico con geometría en 3D con las propiedades de
materiales en función de niveles de carga y tiempo.
7. Se fabricó un modelo físico-matemático de elementos finitos tipo SOLID para realizar los
análisis de distribución de los desplazamientos y esfuerzos del problema.
8. Se realizó una serie de análisis para verificar el comportamiento del modelo en los
siguientes intervalos de tiempo:
+ dos meses y diez días a partir de la terminación de los terraplenes, sin agua,
+ cuatro meses, sin agua,
+ un año, lleno de agua.
No se siguió con los análisis subsecuentes por las siguientes razones:
+ En el primer análisis (t = dos meses y diez días, sin agua en los estanques) en primeros
dos estratos blandos se detectaron regiones en estado de esfuerzos que rebasan las
1 Según las normas de diseño sísmico de la CFE de 2008
2 Estratégicas para detectar las tendencias de hundimientos diferenciales en función de profundidad, tiempo
y presiones hidráulicas.
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resistencias de materiales. Estas regiones teóricamente se encuentran en estado de
equilibrio plástico en el cual un incremento infinitesimal de esfuerzos puede provocar un
incremento infinito de deformaciones o flujo plástico. En el cuerpo de los terraplenes se
detectaron regiones con los esfuerzos cortantes que rebasan las resistencias reportadas
de estos materiales (Anexo 2). También, en el cuerpo de terraplenes se detectaron
regiones con los esfuerzo normales en tensión. Adicionalmente se detectaron pequeñas
regiones en estado de esfuerzos en tensión en tres direcciones principales.
+ En el segundo análisis (cuatro meses, sin agua) se detectaron unos pequeños
incrementos de las deformaciones respecto al primer análisis. Los niveles y características
de los esfuerzos obtenidos son similares al primer análisis. Es importante indicar que el
incrementos de asentamientos calculados aún con parámetros calibrados son
significativamente inferiores que los medidos. Esto puede atribuirse a la presencia de
unidades estratigráficas de alta compresibilidad no detectados o a la presencia de flujo
plástico de reacomodo geométrico del sistema. En el caso de los colapsos inminentes la
velocidad de los desplazamientos se incrementa con el tiempo, lo que es difícil de discernir
de los resultados erráticos disponibles de las nivelaciones, que sin embargo, en algunos
puntos, demuestran este comportamiento.
+ El tercer análisis (un año lleno de agua) arrojó los resultados, que indican significantes
problemas relacionados con la estabilidad del sistema. Por el llenado de los estanques, el
incremento inmediato teórico de los asentamientos es del orden de unos 42 cm. El
incremento de los esfuerzos en las capas de material compresible y en el cuerpo de
terraplén rebasa significativamente las resistencias reportadas de estos materiales. En
esta condición de carga el sistema puede declararse con problemas de inestabilidad.
9. Una condición de carga adicional que puede provocar los problemas de estabilidad
adicional son los sismos. Es recomendable implementar un estudio sísmico del sistema de
acuerdo con el Manual de Diseño por Sismo de la Comisión Federal de Electricidad, 2008,
en el cual se indica todo el procedimiento.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: 1. Es recomendable ampliar las exploraciones de campo, las pruebas de laboratorio y
trabajos de gabinete de mecánica de suelos, así como los trabajos de instrumentación, y
mediciones de desplazamientos y presiones hidráulicas de agua subterránea.
2. Según los datos disponibles de exploraciones de campo, de trabajos de laboratorio y
nivelaciones de campo, puede decirse que el sistema de terraplenes sin agua dispone de
zonas en el estado límite de equilibrio plástico.
3. El hecho de agregar la carga que corresponde al agua, puede empeorar esta situación. No
se recomienda esta acción hasta la realización de los siguientes trabajos:
+ la confirmación de la eventual estabilidad del sistema a base de ampliación de estudios
de Mecánica de Suelos y de Instrumentación y Mediciones Geotécnicas.
+ las acciones de estabilización del subsuelo y del cuerpo de terraplenes.
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4. La eventual rehabilitación del sistema puede realizarse de varias maneras, como son por
ejemplo:
la consolidación acelerada con precargas e implementación de drenes
verticales,
implementación de columnas de piedra en estratos blandos, que
simultáneamente aceleran la consolidación e incrementan su resistencia,
el refuerzo del subsuelo por medio de las inyecciones, etc. ,
el cambio de proyecto geométrico y/o funcional,
una combinación de los remedios de rehabilitación.
5. Como medida de emergencia se recomienda implementar un sistema de nivelaciones de
alta confiabilidad y precisión referido a bancos de nivel fijos sobre roca que no se mueve.
La detección de incrementos de velocidades de hundimientos en idénticos intervalos de
tiempo, es el mejor síntoma del inminente colapso de algunas regiones de estructuras o
de subsuelos. Los registros disponibles de hundimientos algunas veces indican el
incremento de velocidades de hundimientos pero de manera errática y se consideran no
confiables.
6. Durante la visita a la obra se reportaron series de agrietamiento tanto en el interior como
en las zonas exteriores de lagunas, por los dos lados de los terraplenes. Estos hechos
confirman los resultados de análisis realizados con el método de elemento finito.
7. Las estructuras de concreto reforzado en el proceso de construcción en fase de
cimentaciones, muros, etc. no mostraron el comportamiento inadecuado a simple vista. El
consecuente desarrollo de los desplazamientos provenientes de estados de equilibrio
elástico y/o plástico podrían provocar los daños como son agrietamientos, pérdida de
niveles de proyecto, desplazamientos angulares (giros) inesperados y provocar la
redistribución de cargas no tomados en cuenta en el diseño original y causar los daños
asociados.
8. La magnitud de la influencia de la obra de terraplenes disminuye de acuerdo con la
distancia del punto más cercano del pie exterior de terraplén: a distancias mayores de
30m la influencia es despreciable. Siempre y cuando no se involucra el flujo de agua
subterránea.
9. Es importante verificar la existencia de fuentes de abatimientos de presiones de agua
subterránea en la zona de proyecto como son los pozos de bombeo, excavaciones
profundas, o cualquier otro accidente geohidrológico que causa las condiciones
hidrodinámicas de subsuelo, ya que este fenómeno puede provocar importantes
hundimientos
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SELECCIÓN DE LOS PARAMETROS DE COMPRESIBILIDAD EN FUNCION DE TIEMPO PARA OBTENER LOS HUNDIMIENTOS EN LOS INTERVALOS ESPECIFICADOS
ESTRATIGRAFIA DEL SITIO
Ilustración 1. Modelo de subsuelo de la Ptar
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PROCESAMIENTO DE LOS REGISTROS DE LAS PRUEBAS DE CONSOLIDACION UNIDIMENSIONAL EN LOS ESTRATOS COMPRESIBLES DEL SUBSUELO DEL PROYECTO (Pruebas de Consolidación: Anexo 1)
Simbología:
esfuerzo inicial que corresponde con cada incremento de carga,
desplazamiento final de micrómetro que corresponde con el para el tiempo de 100,000 segundos.
K = la pendiente de la curva de consolidación de laboratorio,
Ct = la pendiente de la curva de consolidación de campo.
posición inicial de micrómetro que corresponde con el instante de aplicación de incremento de carga,
posición final de micrómetro que corresponde con el instante de aplicación de siguiente incremento de carga,
t = el tiempo de permanencia de una carga en segundos,
el desplazamiento de micrómetro después de 10 segundos de aplicar un
incremento de carga, el cual se toma como la deformación inmediata que corresponde en el campo a intervalo de tiempo de 1.0 hora. Estos valores se consideraron dentro de los rangos de esfuerzos que se espera en el campo.
incremento de esfuerzo que corresponde con las diferencias entre dos incrementos de carga, para el cálculo de los parámetros de deformaciones inmediatas.
el módulo de la deformabilidad secante que corresponde con la deformación
inmediata para cada incremento de carga,
el módulo de la deformabilidad secante promedio que corresponde
con la deformación inmediata para los rangos de esfuerzos que se esperan en el campo,
el módulo de la deformabilidad secante
promedio que corresponde con la deformación inmediata para los rangos de esfuerzos que se esperan en el campo, invariante para todos los estratos compresibles
Tabla 1. Simbología de análisis de curvas de consolidación con la expresión de desarrollo de desplazamientos en función de tiempo para un incremento
de carga que se aplica de manera instantánea y después se mantiene sin cambios
𝛿 𝛿𝑖 𝑠𝑒𝑔 + 𝐾
∗ 𝑙𝑜𝑔 𝑡
ISTRIA, S.A. DE C.V. ESTUDIOS Y PROYECTOS DE INGENIERIA
CHIMALHUACAN 51, COL. LOMAS DE CRISTO, TEXCOCO, EDO. MEX. , C.P. 56230 55-22203366, 55-21744656, szemva@gmail.com, istriasa@istriasa.com, ingeniería.istriasa.com
ANALISIS DE HUNDIMIENTOS EN LA PTAR ITZICUARO,
MORELIA, EDO. MICHOACAN PAG 14/81
M. en I. Slobodan Zemva Tanasijevic
Agosto de 2012
Tabla 2. Calculo de parámetros de consolidación secundaria, sondeo SM-1, profundidad 3.30m, muestra 6
SON
DEO
SM-1
DEF
OR
MA
CIO
N IN
MED
IATA
:
PR
OFU
ND
IDA
D3
.30
0m
MU
ESTR
A6
s'=
1.48
5t/
m2=
0.14
85kg
/cm
2
si
δi
δi
ALT
UR
A D
E
MU
ESTR
Aδ2
δ1
Dd=δ
2-δ
1
d(l
og(
t) =
log(
t 2)-
log(
t 1)
K =
Dd/d(log(t))
Kpr
omed
ioδi(10SEG)
ei
Dsi
Mi(1
0seg
)M
i-pro
med
io(1
0seg
)
kg/c
m2
mm
cmcm
cmcm
cmse
c/se
cm
mkg
/cm
2kg
/cm
2kg
/cm
2
0.00
0-0
.411
-0.0
411
2.04
11-0
.029
3-0
.041
10.
0118
4.00
000.
0030
0.12
5-0
.293
-0.0
293
2.02
93-0
.005
6-0
.029
30.
0237
4.00
000.
0059
0.02
300
0.00
115
0.12
500
108.
7080
.68
0.25
0-0
.056
-0.0
056
2.00
560.
0533
-0.0
056
0.05
894.
0000
0.01
470.
0600
00.
0030
00.
2500
083
.33
0.50
00.
533
0.05
331.
9467
0.11
800.
0533
0.06
474.
0000
0.01
620.
0228
0.10
000
0.00
500
0.25
000
50.0
0
0.75
01.
180
0.11
801.
8820
0.26
790.
1180
0.14
994.
0000
0.03
75
1.50
02.
679
0.26
791.
7321
0.32
750.
2679
0.05
964.
0000
0.01
49
2.00
03.
275
0.32
751.
6725
1.50
03.
262
0.32
621.
6738
0.75
03.
233
0.32
331.
6767
0.50
03.
198
0.31
981.
6802
0.25
03.
176
0.31
761.
6824
0.12
53.
130
0.31
301.
6870
0.00
02.
996
0.29
961.
7004
ISTRIA, S.A. DE C.V. ESTUDIOS Y PROYECTOS DE INGENIERIA
CHIMALHUACAN 51, COL. LOMAS DE CRISTO, TEXCOCO, EDO. MEX. , C.P. 56230 55-22203366, 55-21744656, szemva@gmail.com, istriasa@istriasa.com, ingeniería.istriasa.com
ANALISIS DE HUNDIMIENTOS EN LA PTAR ITZICUARO,
MORELIA, EDO. MICHOACAN PAG 15/81
M. en I. Slobodan Zemva Tanasijevic
Agosto de 2012
Tabla 3. Calculo de parámetros de consolidación secundaria, sondeo SM-1, profundidad 6.40m, muestra 11
SON
DEO
SM-1
PR
OFU
ND
IDA
D6
.40
0m
MU
ESTR
A11
s'=
2.88
0t/
m2 =
0.28
8kg
/cm
2
si
δi
δi
ALT
UR
A D
E
MU
ESTR
Aδ2
δ1
Dd=δ
2-δ
1
d(l
og(
t) =
log(
t 2)-
log(
t 1)
K =
Dd/d(log(t))
Kpr
omed
ioδi(10SEG)
ei
Dsi
Mi(1
0seg
)M
i-pro
med
io(1
0seg
)
kg/c
m2
mm
cmcm
cmcm
cmse
c/se
cm
mkg
/cm
2kg
/cm
2kg
/cm
2
0.00
0-0
.394
-0.0
394
2.03
94-0
.025
5-0
.039
40.
0139
4.00
000.
0035
0.12
5-0
.255
-0.0
255
2.02
550.
0019
-0.0
255
0.02
744.
0000
0.00
69
0.25
00.
019
0.00
191.
9981
0.06
620.
0019
0.06
434.
0000
0.01
610.
0750
00.
0037
50.
2500
066
.67
88.8
9
0.50
00.
662
0.06
621.
9338
0.13
050.
0662
0.06
434.
0000
0.01
610.
1000
00.
0050
00.
2500
050
.00
0.75
01.
305
0.13
051.
8695
0.31
840.
1305
0.18
794.
0000
0.04
700.
0264
0.10
000
0.00
500
0.75
000
150.
00
1.50
03.
184
0.31
841.
6816
0.41
960.
3184
0.10
124.
0000
0.02
53
2.00
04.
196
0.41
961.
5804
1.50
04.
173
0.41
731.
5827
0.75
04.
139
0.41
391.
5861
0.50
04.
097
0.40
971.
5903
0.25
04.
052
0.40
521.
5948
0.12
53.
990.
3990
1.60
10
0.00
03.
869
0.38
691.
6131
ISTRIA, S.A. DE C.V. ESTUDIOS Y PROYECTOS DE INGENIERIA
CHIMALHUACAN 51, COL. LOMAS DE CRISTO, TEXCOCO, EDO. MEX. , C.P. 56230 55-22203366, 55-21744656, szemva@gmail.com, istriasa@istriasa.com, ingeniería.istriasa.com
ANALISIS DE HUNDIMIENTOS EN LA PTAR ITZICUARO,
MORELIA, EDO. MICHOACAN PAG 16/81
M. en I. Slobodan Zemva Tanasijevic
Agosto de 2012
Tabla 4. Calculo de parámetros de consolidación secundaria, sondeo SM-1, profundidad 11.50m, muestra 19
SON
DEO
SM-1
PR
OFU
ND
IDA
D1
1.5
00
m
MU
ESTR
A19
s'=
5.17
5t/
m2 =
0.51
75kg
/cm
2
si
δi
δi
ALT
UR
A D
E
MU
ESTR
Aδ2
δ1
Dd=δ
2-δ
1
d(l
og(
t) =
log(
t 2)-
log(
t 1)
K =
Dd/d(log(t))
Kpr
omed
ioδi(10SEG)
ei
Dsi
Mi(1
0seg
)M
i-pro
med
io(1
0seg
)
kg/c
m2
mm
cmcm
cmcm
cmse
c/se
cm
mkg
/cm
2kg
/cm
2kg
/cm
2
0.00
0-0
.286
-0.0
286
2.02
86-0
.003
7-0
.028
60.
0249
4.00
000.
0062
125.
00
0.12
5-0
.037
-0.0
037
2.00
370.
0452
-0.0
037
0.04
894.
0000
0.01
22
0.25
00.
452
0.04
521.
9548
0.13
680.
0452
0.09
164.
0000
0.02
29
0.50
01.
368
0.13
681.
8632
0.22
100.
1368
0.08
424.
0000
0.02
110.
0800
00.
0040
00.
2500
062
.50
0.75
02.
210.
2210
1.77
900.
4348
0.22
100.
2138
4.00
000.
0535
0.08
000
0.00
400
0.75
000
187.
50
1.50
04.
348
0.43
481.
5652
0.54
480.
4348
0.11
004.
0000
0.02
750.
0340
2.00
05.
448
0.54
481.
4552
1.50
05.
419
0.54
191.
4581
0.75
05.
384
0.53
841.
4616
0.50
05.
351
0.53
511.
4649
0.25
05.
277
0.52
771.
4723
0.12
55.
178
0.51
781.
4822
0.00
05.
001
0.50
011.
4999
ISTRIA, S.A. DE C.V. ESTUDIOS Y PROYECTOS DE INGENIERIA
CHIMALHUACAN 51, COL. LOMAS DE CRISTO, TEXCOCO, EDO. MEX. , C.P. 56230 55-22203366, 55-21744656, szemva@gmail.com, istriasa@istriasa.com, ingeniería.istriasa.com
ANALISIS DE HUNDIMIENTOS EN LA PTAR ITZICUARO,
MORELIA, EDO. MICHOACAN PAG 17/81
M. en I. Slobodan Zemva Tanasijevic
Agosto de 2012
Tabla 5. Calculo de parámetros de consolidación secundaria, sondeo SM-2, profundidad 5.10m, muestra 8
SON
DEO
SM-2
PR
OFU
ND
IDA
D5
.10
0m
MU
ESTR
A8
s'=
2.29
5t/
m2 =
0.22
95kg
/cm
2
si
δi
δi
ALT
UR
A D
E
MU
ESTR
Aδ2
δ1
Dd=δ
2-δ
1
d(l
og(
t) =
log(
t 2)-
log(
t 1)
K =
Dd/d(log(t))
Kpr
omed
ioδi(10SEG)
ei
Dsi
Mi(1
0seg
)M
i-pro
med
io(1
0seg
)
kg/c
m2
mm
cmcm
cmcm
cmse
c/se
cm
mkg
/cm
2kg
/cm
2kg
/cm
2
0.00
0-0
.458
-0.0
458
2.04
58-0
.025
4-0
.045
80.
0204
4.00
000.
0051
0.12
5-0
.254
-0.0
254
2.02
540.
0053
-0.0
254
0.03
074.
0000
0.00
770.
0320
00.
0016
00.
1250
078
.13
91.1
8
0.25
00.
053
0.00
531.
9947
0.07
640.
0053
0.07
114.
0000
0.01
780.
0560
00.
0028
00.
2500
089
.29
0.50
00.
764
0.07
641.
9236
0.15
130.
0764
0.07
494.
0000
0.01
870.
0580
00.
0029
00.
2500
086
.21
0.75
01.
513
0.15
131.
8487
0.34
220.
1513
0.19
094.
0000
0.04
770.
1350
00.
0067
50.
7500
011
1.11
1.50
03.
422
0.34
221.
6578
0.40
220.
3422
0.06
004.
0000
0.01
500.
0248
2.00
04.
022
0.40
221.
5978
1.50
04.
000
0.40
001.
6000
0.75
03.
974
0.39
741.
6026
0.50
03.
938
0.39
381.
6062
0.25
03.
889
0.38
891.
6111
0.12
53.
853
0.38
531.
6147
0.00
03.
724
0.37
241.
6276
ISTRIA, S.A. DE C.V. ESTUDIOS Y PROYECTOS DE INGENIERIA
CHIMALHUACAN 51, COL. LOMAS DE CRISTO, TEXCOCO, EDO. MEX. , C.P. 56230 55-22203366, 55-21744656, szemva@gmail.com, istriasa@istriasa.com, ingeniería.istriasa.com
ANALISIS DE HUNDIMIENTOS EN LA PTAR ITZICUARO,
MORELIA, EDO. MICHOACAN PAG 18/81
M. en I. Slobodan Zemva Tanasijevic
Agosto de 2012
Tabla 6. Calculo de parámetros de consolidación secundaria, sondeo SM-2, profundidad 10.4m, muestra 16
SON
DEO
SM-2
PR
OFU
ND
IDA
D1
0.4
00
m
MU
ESTR
A16
s'=
4.68
0t/
m2 =
0.46
8kg
/cm
2
si
δi
δi
ALT
UR
A D
E
MU
ESTR
Aδ2
δ1
Dd=δ
2-δ
1
d(l
og(
t) =
log(
t 2)-
log(
t 1)
K =
Dd/d(log(t))
Kpr
omed
ioδi(10SEG)
ei
Dsi
Mi(1
0seg
)M
i-pro
med
io(1
0seg
)
kg/c
m2
mm
cmcm
cmcm
cmse
c/se
cm
mkg
/cm
2kg
/cm
2kg
/cm
2
0.00
0-0
.318
-0.0
318
2.03
18-0
.011
7-0
.031
80.
0201
4.00
000.
0050
94.0
2
0.12
5-0
.117
-0.0
117
2.01
170.
0161
-0.0
117
0.02
784.
0000
0.00
70
0.25
00.
161
0.01
611.
9839
0.07
070.
0161
0.05
464.
0000
0.01
37
0.50
00.
707
0.07
071.
9293
0.14
180.
0707
0.07
114.
0000
0.01
780.
0650
00.
0032
50.
2500
076
.92
0.75
01.
418
0.14
181.
8582
0.29
600.
1418
0.15
424.
0000
0.03
860.
0233
0.13
500
0.00
675
0.75
000
111.
11
1.50
02.
960.
2960
1.70
400.
3557
0.29
600.
0597
4.00
000.
0149
2.00
03.
557
0.35
571.
6443
1.50
03.
526
0.35
261.
6474
0.75
03.
495
0.34
951.
6505
0.50
03.
466
0.34
661.
6534
0.25
03.
417
0.34
171.
6583
0.12
53.
375
0.33
751.
6625
0.00
03.
206
0.32
061.
6794
ISTRIA, S.A. DE C.V. ESTUDIOS Y PROYECTOS DE INGENIERIA
CHIMALHUACAN 51, COL. LOMAS DE CRISTO, TEXCOCO, EDO. MEX. , C.P. 56230 55-22203366, 55-21744656, szemva@gmail.com, istriasa@istriasa.com, ingeniería.istriasa.com
ANALISIS DE HUNDIMIENTOS EN LA PTAR ITZICUARO,
MORELIA, EDO. MICHOACAN PAG 19/81
M. en I. Slobodan Zemva Tanasijevic
Agosto de 2012
Tabla 7. Calculo de parámetros de consolidación secundaria, sondeo SM-2, profundidad 13.5 m, muestra 19
SON
DEO
SM-2
PR
OFU
ND
IDA
D1
3.5
00
m
MU
ESTR
A19
.000
s'=
6.07
5t/
m2 =
0.60
75kg
/cm
2
si
δi
δi
ALT
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A D
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Aδ2
δ1
Dd=δ
2-δ
1
d(l
og(
t) =
log(
t 2)-
log(
t 1)
K =
Dd/d(log(t))
Kpr
omed
ioδi(10SEG)
ei
Dsi
Mi(1
0seg
)M
i-pro
med
io(1
0seg
)
kg/c
m2
mm
cmcm
cmcm
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c/se
cm
mkg
/cm
2kg
/cm
2kg
/cm
2
0.00
0-0
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-0.0
524
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24-0
.027
7-0
.052
40.
0247
4.00
000.
0062
86.8
1
0.12
5-0
.277
-0.0
277
2.02
770.
0199
-0.0
277
0.04
764.
0000
0.01
19
0.25
00.
199
0.01
991.
9801
0.09
260.
0199
0.07
274.
0000
0.01
82
0.50
00.
926
0.09
261.
9074
0.17
720.
0926
0.08
464.
0000
0.02
120.
0800
00.
0040
00.
2500
062
.50
0.75
01.
772
0.17
721.
8228
0.33
930.
1772
0.16
214.
0000
0.04
050.
1350
00.
0067
50.
7500
011
1.11
1.50
03.
393
0.33
931.
6607
0.41
950.
3393
0.08
024.
0000
0.02
010.
0272
2.00
04.
195
0.41
951.
5805
1.50
04.
152
0.41
521.
5848
0.75
04.
108
0.41
081.
5892
0.50
04.
077
0.40
771.
5923
0.25
04.
027
0.40
271.
5973
0.12
53.
930.
3930
1.60
70
0.00
03.
802
0.38
021.
6198
ISTRIA, S.A. DE C.V. ESTUDIOS Y PROYECTOS DE INGENIERIA
CHIMALHUACAN 51, COL. LOMAS DE CRISTO, TEXCOCO, EDO. MEX. , C.P. 56230 55-22203366, 55-21744656, szemva@gmail.com, istriasa@istriasa.com, ingeniería.istriasa.com
ANALISIS DE HUNDIMIENTOS EN LA PTAR ITZICUARO,
MORELIA, EDO. MICHOACAN PAG 20/81
M. en I. Slobodan Zemva Tanasijevic
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Tabla 8. Calculo de parámetros de deformación inmediata y resumen de valores de la pendiente de las rectas de consolidación secundaria
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CURVA REPRESENTATIVA DE RELACION DE DEFORMACION-TIEMPO QUE CARACTERIZA LOS SUELOS COMPRESIBLES DE LA ZONA
Ilustración 2. La ley línea logarítmica de las curvas de consolidación de suelo compresibles. Se nota que en las pruebas realizadas se manifiesta
solamente la consolidación secundaria.
CALCULO DE LAS COMPRESIBILIDADES EN FUNCION DE TIEMPO, DE ESTRATOS COMPRESIBLES
(ref. L. Zeevaert, FoundationEngineering for Difficult Subsoil Conditions, p. 109)
La formas de las curvas de consolidación unidimensional (CU) de laboratorio (ver los
registros de las pruebas de consolidación unidimensional).:
δt = desplazamiento diferido en función de tiempo de la muestra en consolidómetro,
δB = desplazamiento inmediato de la muestra en consolidómetro,
Ct = pendiente de la curva logarítmica de la relación desplazamiento - logaritmo de tiempo,
tB = 10s, tiempo de i de deformaciones diferidas (δt ) en la probeta de CU, en el cual
ocurre δB
= s
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Desplazamiento del micrómetro de la probeta durante la CU, en donde ocurre solamente la
consolidación secundaria:
δt = δB + Ct log[10(t/tB)]
= cm
Minm = módulo de deformación inmediata del suelo después de la aplicación de carga,
kg/cm2,
= kg/cm2
Δζv = Cambio de esfuerzos efectivos normales efectivos en el sentido vertical despues de
la terminación de la construcción de terraplenes para fines de calculo de parámetros de
compresibilidad en función de niveles de esfuerzos, kg/cm2,
= kg/cm2
εB = deformación inicial de subsuelo compresible después de la aplicación de carga de la
obra de terraplenes.
=
Calculo de los módulos de deformación de subsuelo compresible para los intervalos de
tiempo de eventos importantes de la obra:
TIEMPOS:
t1, t2, t3, t4, = 2 meses y 10 días, 4 meses, 8 meses, 1 año (en segundos)
= s
= s
= s
= s
Hl = espesor de la probeta de laboratorio para la prueba de CU, cm,
= cm
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Hi = espesores de los estratos compresibles, H1, H2, y H3, cm,
= cm
= cm
= cm
M1ti = módulos de la deformación diferida en función de tiempo para los periodos
indicados: t1, t2, t3 y t4, para el estrato No.1,
=
kg/cm2
=
kg/cm2
=
kg/cm2
=
kg/cm2
M2ti = módulos de la deformación diferida en función de tiempo para los periodos
indicados: t1, t2, t3 y t4, para el estrato No.2,
=
kg/cm2
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=
kg/cm2
=
kg/cm2
=
kg/cm2
M3ti = módulos de la deformación diferida en función de tiempo para los periodos
indicados: t1, t2, t3 y t4, para el estrato No.3,
=
kg/cm2
=
kg/cm2
=
kg/cm2
=
kg/cm2
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Mbc = los módulos de deformaciones de los estratos de muy baja compresibilidad,
kg/cm2, >
= kg/cm2
Hbc = espesor de los estratos de muy baja compresibilidad, cm,
= cm
Evaluación preliminar de los asentamientos después del tiempo t1:
δt1 = asentamiento preliminar después de t1, cm,
=
cm
CALIBRACION DE LOS PARAMETROS DE CONSOLIDACION OBTENIDOS DE LAS PRUEBAS DE LABORATORIO DE ACUERDO CON LAS MEDICIONES DE CAMPO
PROCESAMIENTO DE LOS DATOS DE NIVELACIONES DE CAMPO:
Las siguientes Tablas representan el procesamiento de datos de nivelaciones de las
superficies de los fondos de las tres lagunas que se registraron en un lapso de dos meses y
diez días a partir de la terminación de la construcción de los terraplenes (desde el 5 de
marzo de 2012 hasta el 14 de mayo de 2012).
Estas mediciones nos proporcionan la oportunidad de realizar las correlaciones con los
datos de laboratorio para calibrar el análisis de los asentamientos.
Las diferencias entre el campo y laboratorio pueden asociarse a las imperfecciones de las
exploraciones de campo como es la profundidad de exploración, eraticidad de la
estratigrafía, y el desconocimiento de las condiciones hidrodinámicas del agua subterránea
del sitio de proyecto.
En las presentes tablas se eliminaron los datos improbables como son por ejemplo las
expansiones de subsuelo después de aplicar la carga y se calificaron las datos indiferentes
cuando las mediciones resultaron con valor de cero.
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Ilustración 3. Disposición de los puntos de nivelaciones en la superficie de fondo de las lagunas
Simbología:
el incremento probable del hundimiento entre las dos nivelaciones consecutivas, m,
∑ la suma de incrementos de hundimientos desde la fecha de inicio hasta el instante de
la medición reportada.
CODIGO DE COLORES
DATOS INICIALES
DATOS NEUTRALES INDIFERENTES
DATOS IMPROBABLES
DATOS PROBABLES
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Ilustración 4. Nivelaciones de Digestor de Lodos procesadas
DIG
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1883
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25-a
br-
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SDi
14-m
ay-1
2Di
SDi
cm
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118
83.4
60.
000
0.00
018
83.4
60.
000
0.00
018
83.4
30.
030
0.03
018
83.4
0.03
00.
060
1883
.40.
000
0.06
018
83.3
60.
040
0.10
018
83.3
10.
050
0.15
018
83.2
70.
040
0.19
018
83.2
40.
030
0.22
02
06
8
NTE
218
83.4
50.
000
0.00
018
83.4
40.
010
0.01
018
83.4
40.
000
0.01
018
83.4
10.
030
0.04
018
83.4
3-0
.020
0.02
018
83.3
70.
060
0.10
018
83.3
20.
050
0.15
018
83.3
20.
000
0.15
018
83.2
60.
060
0.21
01
16
8
NTE
318
83.4
60.
000
0.00
018
83.4
50.
010
0.01
018
83.4
50.
000
0.01
018
83.4
10.
040
0.05
018
83.4
3-0
.020
0.03
018
83.3
80.
050
0.10
018
83.3
20.
060
0.16
018
83.3
20.
000
0.16
018
83.2
90.
030
0.19
01
16
8
SUR
118
83.4
70.
000
0.00
018
83.4
60.
010
0.01
018
83.4
40.
020
0.03
018
83.3
90.
050
0.08
018
83.4
2-0
.030
0.05
018
83.3
60.
060
0.14
018
83.3
20.
040
0.18
018
83.2
80.
040
0.22
018
83.2
70.
010
0.23
00
17
823
.00
SUR
218
83.4
50.
000
0.00
018
83.4
50.
000
0.00
018
83.4
30.
020
0.02
018
83.4
0.03
00.
050
1883
.42
-0.0
200.
030
1883
.38
0.04
00.
090
1883
.33
0.05
00.
140
1883
.33
0.00
00.
140
1883
.28
0.05
00.
190
11
68
SUR
318
83.4
50.
000
0.00
018
83.4
50.
000
0.00
018
83.4
30.
020
0.02
018
83.4
0.03
00.
050
1883
.42
-0.0
200.
030
1883
.37
0.05
00.
100
1883
.32
0.05
00.
150
1883
.32
0.00
00.
150
1883
.29
0.03
00.
180
21
58
CEN
TRO
118
83.4
70.
000
0.00
018
83.4
8-0
.010
-0.0
1018
83.4
70.
010
0.01
018
83.4
60.
010
0.02
018
83.4
8-0
.020
0.00
018
83.4
70.
010
0.03
018
83.4
40.
030
0.06
018
83.4
20.
020
0.08
018
83.4
20.
000
0.08
00
26
8
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TRO
218
83.4
80.
000
0.00
018
83.5
-0.0
20-0
.020
1883
.50.
000
-0.0
2018
83.4
70.
030
0.03
018
83.4
9-0
.020
0.01
018
83.4
90.
000
0.03
018
83.4
60.
030
0.06
018
83.4
60.
000
0.06
018
83.4
40.
020
0.08
01
34
8
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318
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80.
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018
83.4
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00.
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1883
.49
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200.
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.5-0
.010
0.03
018
83.4
80.
020
0.05
018
83.4
70.
010
0.06
018
83.4
60.
010
0.07
00
44
8
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0.00
018
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30.
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0.03
00.
050
1883
.36
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00.
090
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.37
-0.0
100.
080
1883
.29
0.08
00.
170
1883
.24
0.05
00.
220
1883
.20.
040
0.26
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83.1
90.
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0.27
00
17
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.00
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90.
000
0.00
018
83.4
80.
010
0.01
018
83.4
60.
020
0.03
018
83.4
20.
040
0.07
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83.4
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.010
0.06
018
83.3
70.
060
0.13
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83.3
30.
040
0.17
018
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30.
000
0.17
018
83.2
80.
050
0.22
01
16
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50.
000
0.00
018
83.4
40.
010
0.01
018
83.4
20.
020
0.03
018
83.3
70.
050
0.08
018
83.3
70.
000
0.08
018
83.3
10.
060
0.14
018
83.2
60.
050
0.19
018
83.2
60.
000
0.19
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83.1
70.
090
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02
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83.4
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0.04
018
83.4
30.
000
0.04
018
83.3
80.
050
0.09
018
83.3
9-0
.010
0.08
018
83.3
10.
080
0.17
018
83.2
30.
080
0.25
018
83.1
80.
050
0.30
018
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CHIMALHUACAN 51, COL. LOMAS DE CRISTO, TEXCOCO, EDO. MEX. , C.P. 56230 55-22203366, 55-21744656, szemva@gmail.com, istriasa@istriasa.com, ingeniería.istriasa.com
ANALISIS DE HUNDIMIENTOS EN LA PTAR ITZICUARO,
MORELIA, EDO. MICHOACAN PAG 28/81
M. en I. Slobodan Zemva Tanasijevic
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70.
020
0.13
018
83.2
8-0
.010
0.13
00
35
8
CEN
TRO
218
83.3
40.
000
0.00
018
83.3
40.
000
0.00
018
83.3
5-0
.010
0.00
018
83.3
20.
030
0.03
018
83.3
5-0
.030
0.03
018
83.3
0.05
00.
080
1883
.30.
000
0.08
018
83.2
90.
010
0.09
018
83.2
90.
000
0.09
02
24
8
CEN
TRO
318
83.3
30.
000
0.00
018
83.3
30.
000
0.00
018
83.3
30.
000
0.00
018
83.3
0.03
00.
030
1883
.33
-0.0
300.
030
1883
.30.
030
0.06
018
83.2
80.
020
0.08
018
83.2
60.
020
0.10
018
83.2
7-0
.010
0.10
00
26
8
OTE
118
83.3
20.
000
0.00
018
83.2
70.
050
0.05
018
83.2
60.
010
0.06
018
83.2
10.
050
0.11
018
83.2
0.01
00.
120
1883
.14
0.06
00.
180
1883
.08
0.06
00.
240
1883
.07
0.01
00.
250
1883
.05
0.02
00.
270
00
88
27
.00
OTE
218
83.3
10.
000
0.00
018
83.2
80.
030
0.03
018
83.3
-0.0
200.
030
1883
.25
0.05
00.
080
1883
.26
-0.0
100.
080
1883
.22
0.04
00.
120
1883
.16
0.06
00.
180
1883
.16
0.00
00.
180
1883
.15
0.01
00.
190
12
58
OTE
318
83.3
50.
000
0.00
018
83.3
30.
020
0.02
018
83.3
20.
010
0.03
018
83.2
70.
050
0.08
018
83.2
50.
020
0.10
018
83.1
80.
070
0.17
018
83.1
0.08
00.
250
1883
.10.
000
0.25
018
83.0
60.
040
0.29
01
07
829
.00
PTE
118
83.3
30.
000
0.00
018
83.2
70.
060
0.06
018
83.2
30.
040
0.10
018
83.1
80.
050
0.15
018
83.1
70.
010
0.16
018
83.1
20.
050
0.21
018
83.0
80.
040
0.25
018
83.0
80.
000
0.25
018
83.0
80.
000
0.25
02
06
8
PTE
218
83.3
0.00
00.
000
1883
.29
0.01
00.
010
1883
.28
0.01
00.
020
1883
.24
0.04
00.
060
1883
.25
-0.0
100.
060
1883
.20.
050
0.11
018
83.1
80.
020
0.13
018
83.1
80.
000
0.13
018
83.1
80.
000
0.13
02
15
8
PTE
318
83.3
10.
000
0.00
018
83.2
60.
050
0.05
018
83.2
50.
010
0.06
018
83.2
0.05
00.
110
1883
.20.
000
0.11
018
83.2
0.00
00.
110
1883
.12
0.08
00.
190
1883
.12
0.00
00.
190
1883
.08
0.04
00.
230
30
58
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En las últimas columnas, con los números enteros se indican el número de lecturas de nivelaciones que entran en alguna de las tres categorías: datos neutrales, datos improbables, datos probables.
Tomando en cuenta los factores como son los datos improbables, datos indiferentes y datos probables, así como sus frecuencias, se llegó a las la conclusión que el asentamiento promedio probable en el intervalo de mediciones es del orden de 27cm, que sirvió como base de corrección de los parámetros de compresibilidad calculados a base de pruebas de laboratorio.
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CALIBRACION DE LOS PARAMETROS DE LABORATORIO CON LOS DATOS DE NIVELACIONES DE CAMPO
LOS REGISTROS DE LAS MEDICIONES DE ASENTAMIENTOS DE CAMPO
INDICAN UN ASENTAMIENTO UNIFORME PROMEDIO:
δcp = asentamiento promedio uniforme medido en la obra,
= cm
CONCLUSION: COMO MEDIDA DE CALIBRACION DE CALCULO DE
ASENTAMIENTOS DIFERIDOS SE APLICARA UN FACTOR DE CORRECCION:
Fcorr = factor de corrección suponiendo que los asentamientos medidos son totales,
=
EL FACTOR DE CORRECCION ADICIONAL SE APLICARA POR LA AUSENCIA
DE LAS MEDICIONES DE LOS ASENTAMIENTOS INMEDIATOS QUE
OCURRIERON DURANTE LA CONSTRUCCION DE LOS TERRAPLENES (SE
SUPONE EL MISMO FACTOR)
δBc = asentamiento inmediato en el campo a base de pruebas de laboratorio, cm,
= cm
δct1 = fracción de los asentamientos diferidos, calculados para el tiempo t1, cm,
=
cm
Fcorr1 = factor de corrección suponiendo que los asentamientos medidos son diferidos
ocurridos en el periodo t1,
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=
δBco = Probable asentamiento inmediato durante la construcción de los terraplenes
utilizando el factor Fcorr1,
=
cm
El factor probable de reducción de los módulos de compresibilidad calculados es Fcorr1
=11.721
RESUMEN DE LOS PARAMETROS DE COMPRESIBILIDAD EN FUNCION DE TIEMPO
TOMANDO EN CUENTA LAS DIFERENCIAS ENTRE LAS PROPIEDADES DE
DEORMABILIDAD CALCULADAS A BASE DE PRUEBAS DE LABORATORIO Y
EXTRAPOLACIONES DE CAMPO SE OBTIENEN LOS SIGUIENTES PARAMETROS
DE COMPRESIBILIDAD DE ESTRATOS BLANDOS, PARA LOS INTERVALOS DE
TIEMPO:
t1, t2, t3, t4, = 2 meses y 10 días, 4 meses, 8 meses, 1 año
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Tabla 9. Los valores de las compresibilidades de subsuelo de acuerdo con
los resultados de pruebas de laboratorio y nivelaciones de campo
70 dias 4 meses 8 meses 1 año 70 dias 4 meses 8 meses 1 año
FACTOR DE CORRECCION
11.721 poison
ESTRATO COMPRESIBLE 1 ESTRATO COMPRESIBLE 1
M1t1 M1t2 M1t3 M1t4 G1 G2 G3 G4
KG/CM2 KG/CM2 KG/CM2 KG/CM2
TEORICO 85.94 83.18 79.87 78.06
CORREGIDO 7.33 7.10 6.81 6.66
CORREGIDO EN N/m2 733,214 709,666 681,426 665,984 0.2 305,506 295,694 283,928 277,493
70 dias 4 meses 8 meses 1 año
ESTRATO COMPRESIBLE 2 ESTRATO COMPRESIBLE 2
M2t1 M2t2 M2t3 M2t4
KG/CM2 KG/CM2 KG/CM2 KG/CM2
TEORICO 73.5 71.45 69.02 67.66
CORREGIDO 6.27 6.10 5.89 5.77
CORREGIDO EN N/m2 627,080 609,590 588,858 577,255 0.2 261,283 253,996 245,357 240,523
70 dias 4 meses 8 meses 1 año
ESTRATO COMPRESIBLE 3 ESTRATO COMPRESIBLE 3
M3t1 M3t2 M3t3 M3t4
KG/CM2 KG/CM2 KG/CM2 KG/CM2
TEORICO 69.5 67.68 65.48 64.35
CORREGIDO 5.93 5.77 5.59 5.49
CORREGIDO EN N/m2 592,953 577,425 558,655 549,015 0.2 247,064 240,594 232,773 228,756
ESTRATOS DE BAJA COMPRESIBILIDAD
M
KG/CM2
2511
EN N/m2 251,100,000 0.2 104,625,000
MATERIAL DE TERRAPLEN
M
KG/CM2
446
EN N/m2 44,600,000 0.2 18,583,333
DENSIDAD DE MASAS:
PESO VOLUM
KG/M3
1360
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FIGURA 1. Diagrama de los valores de las compresibilidades de subsuelo de acuerdo con los resultados de pruebas de laboratorio y nivelaciones de
campo en función de tiempo
EC = ESTRATO COMPRESIBLE,
EBC = ESTRATO DE MUY BAJA COMPRESIBILIDAD
MATERIAL DE TERRAPLEN PROPIEDADES DE COMPRESIBILIDAD DE LOS MATERIALES DE TERRAPLEN
CALCULADAS DESDE LAS PRUEBAS DE LABORATORIO DISPONIBLES:
Mci = módulo de compresibilidad de material = Δζi/Δεi, kg/cm2,
Δζi = incremento de esfuerzo desviador durante la prueba triaxial UU, kg/cm2,
Δεi = incremento de la deformación unitaria en dirección de la aplicación del esfuerzo
desviador como resultados de la aplicación del Δζi,
>
> >
Mcpi = promedio del módulo de compresibilidad de material,
= kg/cm2
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νt = relación de Poison de material de terraplén,
=
γdmt = pesos volumétrico del material de terraplén (se incluyen los materiales de base y
subase), kg/m3,
= kg/m3
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ELABORACION DEL MODELO FISICO DE ESTRUCTURAS DE TIERRA Y DE SUBSUELO
Ilustración 7. Planta general del sistema de terraplenes
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Ilustración 8. Corte longitudinal de terraplenes y subsuelo
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Ilustración 9. Sección longitudinal de terraplenes y de subsuelo
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Ilustración 10. Sección transversal de terraplenes y subsuelo
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Ilustración 11. Sección transversal de terraplenes y subsuelo
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Ilustración 12. Modelo visto en planta. Escala natural
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Ilustración 13. Modelo, vista 3D, sin agua
Ilustración 14. Modelo, vista 3D, con agua
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Ilustración 15. Cuerpos de agua, vista 3D, desde abajo
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Ilustración 16. Secuencia estratigráfica de subsuelo
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Ilustración 17. Modelo recortado en dos planos de simetria
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Ilustración 18. Primera aproximación de distribución de los elementos finitos del tipo SOLID-3D
Ilustración 19. Primera aproximación de distribución de los elementos finitos del tipo SOLID-3D que modelan el subsuelo
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Ilustración 20. Primera aproximación de distribución de los elementos finitos del tipo SOLID-3D que modelan el terraplén y subsuelo
Ilustración 21. Primera aproximación de distribución de los elementos finitos del tipo SOLID-3D que modelan el subsuelo
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Ilustración 22. Condiciones de frontera de desplazamiento en los planos
verticales. Se restringen los desplazamientos perpendiculares a los planos de frontera: en el sentido horizontal
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Ilustración 23. Condiciones de frontera de desplazamiento en el plano
horizontal en frontera inferior del modelo: se restringen los desplazamientos en x-x, y-y y z-z (translaciones en todas tres direcciones
del sistema de coordenadas cartesiano).
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RESULTADOS DEL ANALISIS DE ASENTAMIENTOS PARA EL TIEMPO: DOS MESES Y DIEZ DIAS (EL PERIODO DE NIVELACIONES REALIZADAS Y DOCUMENTADAS)
Ilustración 24. Configuración deformada del sistema. Los máximos asentamientos se aprecian en el cruce interior de los terraplenes (zonas de
máxima concentración de cargas)
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Ilustración 25. Configuración deformada de la zona critica
Ilustración 26. Configuración deformada de la zona crítica en la región del terraplén
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Ilustración 27. Configuración deformada de la zona crítica en la región del terraplén, con el mapa de desplazamientos
en m
Ilustración 28. Distribución de los esfuerzos cortantes en el subsuelo del
terraplén. El máximo esfuerzo cortante en el estrato superficial de muy baja
resistencia al esfuerzo cortante es del orden de
. La
resistencia por cohesión medida en el laboratorio es del orden de
z
y
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Ilustración 29. Distribución de los esfuerzos cortantes en el primer
estrato compresible desde la superficie hasta los 7.5m de profundidad. El máximo esfuerzo cortante en el estrato superficial de muy baja resistencia
al esfuerzo cortante es del orden de
. La resistencia por
cohesión medida en el laboratorio es del orden de
.
Puede notarse que los niveles de esfuerzos cortantes en la masa de suelo son mayores que la resistencia lo que implica la formación de las regiones en estado de equilibrio plástico que pueden iniciar el flujo plástico.
z
y
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Ilustración 30. Distribución de los esfuerzos cortantes en el segundo
estrato compresible desde los 8.5m hasta los 10.4m de profundidad y de espesor de 1.90m. El máximo esfuerzo cortante en este estrato de muy baja
resistencia al esfuerzo cortante es del orden de
. La
resistencia por cohesión medida en el laboratorio es del orden de
.
Puede notarse que los niveles de esfuerzos cortantes en la masa de suelo son mayores que la resistencia lo que implica la formación de las regiones en estado de equilibrio plástico que pueden iniciar el flujo plástico.
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Ilustración 31. Distribución de los esfuerzos cortantes en el cuerpo de terraplén. Los máximos esfuerzos obtenidos son del orden de
.
La resistencia de material es del orden del:
+ [
]
Donde:
= el esfuerzo normal de compresión en el plano de referencia donde ocurre el esfuerzo cortante.
El esfuerzo normal en el cuerpo del terraplén es del orden de 0.5 kg/cm2.
Así la resistencia resulta del orden de:
+ [
]
.
Puede notarse que el estado de esfuerzos actuantes resultan ser ligeramente mayores que la resistencia del material que constituye el cuerpo de terraplén.
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Ilustración 32. Distribución de los esfuerzos normales horizontales, paralelos al plano de corte de terraplén. Se notan importantes esfuerzos por tensión en la parte inferior del cuerpo del terraplén del orden de 3.0
kg/cm2
Los esfuerzos a tensión son iniciadores del agrietamiento de materiales térreos.
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Ilustración 33. Distribución de los esfuerzos principales mayores (en tensión) en el cuerpo de terraplén y en el material de base-subbase.
El máximo esfuerzo de tensión es del orden de 4.5 kg/cm2 implica la formación de grietas en los planos de actuación de los mismos esfuerzos.
Ilustración 34. Direcciones de los esfuerzos principales mayores.
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Ilustración 35. Magnitudes de los esfuerzos principales menores. Puede notarse que existen regiones de materiales térreos con esfuerzos
principales menores en tensión
Existen regiones con el máximo esfuerzo a compresión es del orden de 5.20 kg/cm2.
También se notan las regiones con esfuerzos principales menores en tensión, lo que implica el estado de esfuerzos en todas las tres dimensiones en tensión. Este fenómeno implica la formación de sistema de agrietamientos en tres dimensiones.
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Ilustración 36. Direcciones de los vectores de los esfuerzos principales menores (+ = tensión, - = compresión)
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RESULTADOS DEL ANALISIS DE ASENTAMIENTOS PARA EL TIEMPO: CUATRO MESES
Ilustración 37. Configuración de los desplazamientos de los sistemas
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Ilustración 38. El mapa de los desplazamientos del sistema. El máximo desplazamiento calculado es del orden de 0.76m
Puede notarse un pequeño incremento de los desplazamientos del orden de 2.0 cm por los efectos de la consolidación secundaria.
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Ilustración 39. Distribución de los esfuerzos cortantes en el subsuelo del
terraplén. El máximo esfuerzo cortante en el estrato superficial de muy baja
resistencia al esfuerzo cortante es del orden de
. La
resistencia cohesión medida en el laboratorio es del orden de
Puede decirse que no se notan incrementos de los esfuerzos apreciables en el sistema.
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RESULTADOS DEL ANALISIS DE ASENTAMIENTOS PARA EL TIEMPO: UN AÑO, LLENO CON AGUA
Ilustración 40. Modelo 3D con agua
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Ilustración 41. Distribución de los elementos finitos en los cuerpos de agua
vistos desde la zona inferior
Ilustración 42. Distribución de los elementos finitos en los cuerpos de agua vistos desde la zona superior
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Ilustración 43. Condiciones de frontera de desplazamientos: en el plano horizontal en frontera inferior del modelo se restringen los
desplazamientos en x-x, y-y y z-z (translaciones en todas tres direcciones del sistema de coordenadas cartesiano) y en los cuatro planos verticales se
restringen desplazamientos perpendiculares al mismo plano vertical de frontera
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Ilustración 44. Condiciones de frontera de desplazamientos en los cuatro planos verticales se restringen desplazamientos perpendiculares al mismo
plano vertical de frontera
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RESULTADOS DE ANALISIS
Ilustración 45. Configuración deformada del sistema después de llenado con agua. Se aprecia un incremento inmediato de los asentamientos del
orden de 0.42m
Puede notarse un incremento brusco de asentamientos del orden de:
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Ilustración 46. Configuración deformada en escala sin el mapeo de asentamientos. Los asentamientos máximos se generan ahora en el centro
de las zonas de terraplenes
Ilustración 47. Tendencias de asentamientos después de llenado de las lagunas con agua
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Ilustración 48. Vectores de desplazamiento total
Ilustración 49. Distribución de los esfuerzos cortantes en el subsuelo del
terraplén. El máximo esfuerzo cortante en el estrato superficial de muy baja
resistencia al esfuerzo cortante es del orden de
. La
resistencia cohesión medida en el laboratorio es del orden de
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Se aprecia un incremento muy pequeño y despreciable de esfuerzos cortantes en el primer estrato blando, que se extiende desde la superficie hasta los 7.5m de profundidad. Los esfuerzos calculados rebasan el nivel de resistencia por unos 115%. Este hecho implica la formación de las regiones en el estado de equilibrio plástico.
Ilustración 50. Distribución de los esfuerzos cortantes en el primer estrato compresible desde la superficie hasta los 7.5m de profundidad. El
máximo esfuerzo cortante en el estrato superficial de muy baja resistencia
al esfuerzo cortante es del orden de
. La resistencia por
cohesión medida en el laboratorio es del orden de
.
También en este caso se nota que los esfuerzos actuantes son mayores de la resistencia.
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Ilustración 51. Distribución de los esfuerzos cortantes en el segundo
estrato compresible desde los 8.5m hasta los 10.4m de profundidad y de espesor de 1.90m. El máximo esfuerzo cortante en este estrato de muy baja
resistencia al esfuerzo cortante es del orden de
. La
resistencia por cohesión medida en el laboratorio es del orden de
.
En el presente caso, el incremento de esfuerzos cortantes por el llenado es de unos 23%.
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Ilustración 52. Distribución de los esfuerzos cortantes en el segundo estrato compresible desde los 8.5m hasta los 10.4m de profundidad y de
espesor de 1.90m. El máximo esfuerzo cortante en este estrato de muy baja
resistencia al esfuerzo cortante es del orden de
. La
resistencia por cohesión medida en el laboratorio es del orden de
.
También, se presentan las regiones con el esfuerzo cortante que excede el límite de resistencia.
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Ilustración 53. Distribución de los esfuerzos cortantes en el cuerpo de
terraplén. Los máximos esfuerzos obtenidos son del orden de
.
La resistencia de material es del orden del:
+ [
]
Donde:
= el esfuerzo normal de compresión en el plano de referencia donde ocurre el esfuerzo cortante.
El esfuerzo normal en el cuerpo del terraplén es del orden de 0.5 kg/cm2.
Así la resistencia resulta del orden de:
+ [
]
.
Puede notarse que el estado de esfuerzos actuantes resultan ser ligeramente mayores que la resistencia del material que constituye el cuerpo de terraplén.
Las zonas críticas se encuentran en las zonas de los pies de terraplenes de bordes que no tienen presión de agua por dos lados.
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Ilustración 54. Distribución de los esfuerzos cortantes en el cuerpo de terraplén. Los máximos esfuerzos obtenidos son del orden de
Puede notarse que los niveles de esfuerzos actuantes resultan ser ligeramente mayores que la resistencia del material que constituye el cuerpo de terraplén.
Ilustración 55. Distribución de los esfuerzos principales mayores (en tensión) en el cuerpo de terraplén y en el material de base-subbase.
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El máximo esfuerzo de tensión es del orden de 2.1 kg/cm2 implica la formación de grietas en los planos de actuación de los mismos esfuerzos.
Ilustración 56. Direcciones de los vectores de los esfuerzos principales mayores (+ = tensión, - = compresión)
Estos esfuerzos a tensión se presentan predominantemente en las regiones centrales de contacto de terraplenes con el estrato superficial de muy baja resistencia y muy alta compresibilidad.
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Ilustración 57. Magnitudes de los esfuerzos principales menores. Puede notarse que existen regiones de materiales térreos con esfuerzos
principales menores en tensión
Existen regiones con el máximo esfuerzo a compresión es del orden de 4.12 kg/cm2.
También se notan las regiones con esfuerzos principales menores en tensión, lo que implica el estado de esfuerzos en todas las tres dimensiones en tensión. Este fenómeno causa la formación de sistema de agrietamientos en tres dimensiones.
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Ilustración 58. Direcciones de los vectores de los esfuerzos principales menores (+ = tensión, - = compresión)
RESUMEN Y CONCLUSIONES
RESUMEN 1. El sitio de la obra es caracterizado por los subsuelos de muy alta compresibilidad y muy
baja resistencia. Es muy probable que existen condiciones hidrodinámicas de agua
subterránea que contribuyen en las magnitudes de los asentamientos. Puede decirse que
las resistencias reportadas al esfuerzo cortante son extremadamente bajas y requieren
extremo cuidado durante las intervenciones de la obras de construcción.
2. Las profundidades de las exploraciones de subsuelo realizadas parecen escasas ya que los
asentamientos teóricos a base de pruebas de laboratorio con los datos disponibles de la
estratigrafía son significativamente menores que los medidos.
3. Los datos referentes a la sismicidad del sitio del proyecto3 son escasas para construir un
espectro de respuesta sísmica tanto del subsuelo como de las estructuras por arriba del
nivel de terreno natural.
4. La instrumentación y mediciones de los desplazamientos, tanto en la superficie de suelo
como en las profundidades4 son escasas y a veces no confiables. No existen las
mediciones de las presiones hidráulicas de agua subterránea en función de profundidad y
tiempo.
3 Según las normas de diseño sísmico de la CFE de 2008
4 Estratégicas para detectar las tendencias de hundimientos diferenciales en función de profundidad, tiempo
y presiones hidráulicas.
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5. Combinando los datos disponibles de capas de subsuelo de muy baja resistencia y muy
alta compresibilidad se llegó a un modelo que consiste de tres unidades estratigráficas: el
estrato superior desde el nivel de la superficie de suelo hasta la profundidad de unos
7.5m, la segunda capa desde los 8.5m a 10.4m de profundidad y tercera capa desde los
11.50m a 14.5m de profundidad. En el resto de las profundidades se encuentran las capas
de suelo de alta resistencia y baja compresibilidad.
6. Se procesaron los datos de perfil estratigráfico, de pruebas de laboratorio y nivelaciones
de campo para llegar a un modelo físico con geometría en 3D con las propiedades de
materiales en función de niveles de carga y tiempo.
7. Se fabricó un modelo físico-matemático de elementos finitos tipo SOLID para realizar los
análisis de distribución de los desplazamientos y esfuerzos del problema.
8. Se realizó una serie de análisis para verificar el comportamiento del modelo en los
siguientes intervalos de tiempo:
+ dos meses y diez días a partir de la terminación de los terraplenes, sin agua,
+ cuatro meses, sin agua,
+ un año, lleno de agua.
No se siguió con los análisis subsecuentes por las siguientes razones:
+ En el primer análisis (t = dos meses y diez días, sin agua en los estanques) en primeros
dos estratos blandos se detectaron regiones en estado de esfuerzos que rebasan las
resistencias de materiales. Estas regiones teóricamente se encuentran en estado de
equilibrio plástico en el cual un incremento infinitesimal de esfuerzos puede provocar un
incremento infinito de deformaciones o flujo plástico. En el cuerpo de los terraplenes se
detectaron regiones con los esfuerzos cortantes que rebasan las resistencias reportadas
de estos materiales (Anexo 2). También, en el cuerpo de terraplenes se detectaron
regiones con los esfuerzo normales en tensión. Adicionalmente se detectaron pequeñas
regiones en estado de esfuerzos en tensión en tres direcciones principales.
+ En el segundo análisis (cuatro meses, sin agua) se detectaron unos pequeños
incrementos de las deformaciones respecto al primer análisis. Los niveles y características
de los esfuerzos obtenidos son similares al primer análisis. Es importante indicar que el
incrementos de asentamientos calculados aún con parámetros calibrados son
significativamente inferiores que los medidos. Esto puede atribuirse a la presencia de
unidades estratigráficas de alta compresibilidad no detectados o a la presencia de flujo
plástico de reacomodo geométrico del sistema. En el caso de los colapsos inminentes la
velocidad de los desplazamientos se incrementa con el tiempo, lo que es difícil de discernir
de los resultados erráticos disponibles de las nivelaciones, que sin embargo, en algunos
puntos, demuestran este comportamiento.
+ El tercer análisis (un año lleno de agua) arrojó los resultados, que indican significantes
problemas relacionados con la estabilidad del sistema. Por el llenado de los estanques, el
incremento inmediato teórico de los asentamientos es del orden de unos 42 cm. El
incremento de los esfuerzos en las capas de material compresible y en el cuerpo de
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terraplén rebasa significativamente las resistencias reportadas de estos materiales. En
esta condición de carga el sistema puede declararse con problemas de inestabilidad.
9. Una condición de carga adicional que puede provocar los problemas de estabilidad
adicional son los sismos. Es recomendable implementar un estudio sísmico del sistema de
acuerdo con el Manual de Diseño por Sismo de la Comisión Federal de Electricidad, 2008,
en el cual se indica todo el procedimiento.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: 1. Es recomendable ampliar las exploraciones de campo, las pruebas de laboratorio y
trabajos de gabinete de mecánica de suelos, así como los trabajos de instrumentación, y
mediciones de desplazamientos y presiones hidráulicas de agua subterránea.
2. Según los datos disponibles de exploraciones de campo, de trabajos de laboratorio y
nivelaciones de campo, puede decirse que el sistema de terraplenes sin agua dispone de
zonas en el estado límite de equilibrio plástico.
3. El hecho de agregar la carga que corresponde al agua, puede empeorar esta situación. No
se recomienda esta acción hasta la realización de los siguientes trabajos:
+ la confirmación de la eventual estabilidad del sistema a base de ampliación de estudios
de Mecánica de Suelos y de Instrumentación y Mediciones Geotécnicas.
+ las acciones de estabilización del subsuelo y del cuerpo de terraplenes.
4. La eventual rehabilitación del sistema puede realizarse de varias maneras, como son por
ejemplo:
la consolidación acelerada con precargas e implementación de drenes
verticales,
implementación de columnas de piedra en estratos blandos, que
simultáneamente aceleran la consolidación e incrementan su resistencia,
el refuerzo del subsuelo por medio de las inyecciones, etc. ,
el cambio de proyecto geométrico y/o funcional,
una combinación de los remedios de rehabilitación.
5. Como medida de emergencia se recomienda implementar un sistema de nivelaciones de
alta confiabilidad y precisión referido a bancos de nivel fijos sobre roca que no se mueve.
La detección de incrementos de velocidades de hundimientos en idénticos intervalos de
tiempo, es el mejor síntoma del inminente colapso de algunas regiones de estructuras o
de subsuelos. Los registros disponibles de hundimientos algunas veces indican el
incremento de velocidades de hundimientos pero de manera errática y se consideran no
confiables.
6. Durante la visita a la obra se reportaron series de agrietamiento tanto en el interior como
en las zonas exteriores de lagunas, por los dos lados de los terraplenes. Estos hechos
confirman los resultados de análisis realizados con el método de elemento finito.
7. Las estructuras de concreto reforzado en el proceso de construcción en fase de
cimentaciones, muros, etc. no mostraron el comportamiento inadecuado a simple vista. El
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consecuente desarrollo de los desplazamientos provenientes de estados de equilibrio
elástico y/o plástico podrían provocar los daños como son agrietamientos, pérdida de
niveles de proyecto, desplazamientos angulares (giros) inesperados y provocar la
redistribución de cargas no tomados en cuenta en el diseño original y causar los daños
asociados.
8. La magnitud de la influencia de la obra de terraplenes disminuye de acuerdo con la
distancia del punto más cercano del pie exterior de terraplén: a distancias mayores de
30m la influencia es despreciable. Siempre y cuando no se involucra el flujo de agua
subterránea.
9. Es importante verificar la existencia de fuentes de abatimientos de presiones de agua
subterránea en la zona de proyecto como son los pozos de bombeo, excavaciones
profundas, o cualquier otro accidente geohidrológico que causa las condiciones
hidrodinámicas de subsuelo, ya que este fenómeno puede provocar importantes
hundimientos
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