ejemplo estudio geotecnico

8/2/2019 ejemplo estudio geotecnico

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INFORME DEFINITIVO

ESTUDIO MECNICA DE SUELOSCOMPLEMENTARIO PARA ELEDIFICIO PRINCIPAL DE LAAMPLIACIN INSTITUTONACIONAL DE CANCEROLOGA AV. SAN FERNANDO N-1,

COLONIATORIELLO GUERRA, DELEGACIN TLALPAN, CD. DEMXICO.

Informe Elaborado para:

Instituto Nacional de Cancerologa

ABRIL, 2010


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ESTUDIO MECNICA DE SUELOS COMPLEMENTARIO AMPLIACIN INSTITUTO NACIONAL DE CANCEROLOGA AV. SAN FERNANDON-1, COL. TORIELLO GUERRA, DELEGACIN TLALPAN, CD. DE MXICO D.F.1

TEA ARQUITECTOS S.A. DE C.V.

Transicin y Evolucin Arquitectnica

1. Introduccin

1.1 Antecedentes

El Instituto Nacional de Cancerologa, INCAN proyecta una nueva ampliacin en un predio

ubicado en la Avenida San Fernando No 1, en la colonia Toriello Guerra, Delegacin Tlalpan,

(figura 1). De acuerdo con lo anterior, el Arq. Jonny Salvador Fisher Garca, Jefe del

Departamento de Mantenimiento, Conservacin y Construccin del INCAN, solicit a TEA,

Arquitectos S.A. de C.V., efectuar los trabajos de exploracin complementarios para el Estudio de

Mecnica de Suelos correspondiente, y de esta forma definir desde el punto de vista geotcnico,

la solucin de cimentacin para la estructura del edificio principal del nuevo proyecto por

construir, as como las recomendaciones para su procedimiento constructivo.

Localizacin del Sitio en EstudioFigura 1


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1.2 Objetivos

En este informe se consignan los trabajos de exploracin complementarios realizados, as comolas observaciones de campo pertinentes; se describen los resultados de la exploracin y ensayes

de laboratorio, as como se revisa y complementa la interpretacin estratigrfica para obtener los

parmetros mecnicos y de deformacin que se emplearon en los anlisis geotcnicos necesarios.Por ltimo, se presenta la solucin de cimentacin ms adecuada para el edificio principal en

proyecto y su procedimiento constructivo. Finalmente, se incluyen las conclusiones y

recomendaciones pertinentes para el diseo y construccin de la cimentacin de la estructuraproyectada.

1.3 Marco Geolgico

La Cuenca de Mxico con una altura promedio de 2240 msnm, se localiza en el borde meridional

de la Mesa Central Sur, sobre el cual se form un tramo de la Zona Neovolcnica

Tranmexicana, esencialmente durante el Plioceno-Holoceno. La Cuenca est alargada endireccin NNE-SSW, con longitud de unos 100 km y anchura de unos 30 km y delimitada en el

norte por la Sierra de Pachuca, en el oriente por la Sierra de Ro Fro y por la Sierra Nevada, en

el sur por la Sierra de Chichinautzin y en el poniente por el Volcn Ajusco y la Sierra de lasCruces.

La Cuenca de Mxico es endorreica de desage artificial y pertenece a las planicies escalonadasque forman parte del Arco Volcnico Transmexicano. Se form al cerrarse el antiguo Valle de

Mxico como resultado de su obstruccin por la actividad andesitico-basltica que edific laSierra de Chichinautzin al sur de la ciudad. El drenaje natural interrumpido, desde la regin de laSierra de Pachuca hacia la cuenca hidrogrfica del Ro Amacuzac en el sur, propici la

formacin de un lago al norte de la Sierra Chichinautzin y su azolvamiento paulatino,

acompaado por eventos volcnicos cortos locales. El azolve o relleno cubri discordantementeel terreno de topografa severamente disectada, por lo que tiene una variacin notable en su

espesor en sentido lateral; no obstante en trminos generales, los espesores aumentan desde el

norte hacia el sur, alcanzando en la parte central de la Cuenca unos 200 m, mientras que en el surunos 500 a 600 m. El relleno est formado por material volcnico retrabajado, nter estratificado

con tobas que se interdigitan con depsitos netamente lacustre hacia las partes centrales de la

Cuenca. La mayor parte de la zona urbana de la Ciudad de Mxico est edificada sobre estos

depsitos lacustres.

1.4 Caracterizacin Regional del Sitio de Estudio

El sitio de inters se encuentra ubicado en la Zona denominada II de Transicin, de acuerdo con

la Zonificacin Geotcnica (figura 2) establecida en las recientes Normas Tcnicas


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Complementarias (NTC) para el Diseo y Construccin de Cimentaciones del Reglamento deConstrucciones para el Distrito Federal (RCDF).

La Zona de Transicin, corresponde a la transicin vecina con la Zona de Lago. En esta Zona seencuentra la Serie Arcillosa Superior con intercalaciones de estratos de arena limosa de origen

aluvial, que se depositaron durante las regresiones del Antiguo Lago. Por lo anterior, puede

decirse que las caractersticas estratigrficas de la parte superior de la Zona de transicin, conespesor igual a menor a 20 m, son similares a la Zona de Lago, pero ligeramente preconsolidada.

Zonificacin geotcnica de la Ciudad de MxicoFigura 2

1.5 Hundimiento Regional

Con objeto de establecer la velocidad del hundimiento regional que se presenta en la zona, se

recopil la informacin posible relacionada con este efecto.


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A partir de las nivelaciones que la Direccin General de Construccin y Operacin Hidrulica(DGCOH) realiza peridicamente en los bancos de nivel a su cargo que se encuentran

distribuidos en todo el Distrito Federal, se localizaron los ms cercanos al sitio de inters.

De acuerdo con la informacin proporcionada, los bancos antes indicados han sido medidos, por

periodos de dos aos desde 1983 y hasta 1998. A partir de la ltima nivelacin disponible, y su

comparacin con respecto a la lectura anterior, se tiene que los bancos manifiestan velocidadesde hundimiento entre 1 y 2 cm/ao.

1.6 Condiciones Particulares del Predio

Como parte inicial de los trabajos se realiz una visita al sitio con objeto de hacer un

reconocimiento y observar las caractersticas y estado que guarda actualmente el lugar, as como

sus alrededores.

El predio en estudio tiene geometra similar a un tringulo con una superficie total aproximada

de 20616 m2

y se localiza en la zona sur de la Cd. de Mxico, en la Av. San Fernando No 1, en lacolonia Toriello Guerra, perteneciente a la Delegacin Tlalpan, en la ciudad de Mxico. La

topografa de la zona donde se localiza este predio es prcticamente plana (ver figura 3).

Durante la visita se observ que el terreno en estudio corresponde a una zona de hospitales y

reas jardinadas, donde se llevaron a cabo los trabajos de exploracin.

El predio colinda hacia el noreste con la Av. San Fernando con un frente de 215 m, hacia el

suroeste con la calle Miguel Hidalgo con un frente de 226 m, hacia el noroeste con el Hospitalsiquitrico Fray Bernardino sobre una longitud de 128 m y hacia el sureste en punta con

Viaducto Tlalpan.

Del recorrido realizado por las inmediaciones del predio en estudio, se pudo observar que en la

zona existen viviendas de uno y dos niveles, plazas comerciales, as como edificios de hasta sieteniveles destinados a uso habitacional y comerciales. Estas construcciones a simple vista

muestran un comportamiento adecuado ya que no se apreciaron en sus muros hundimientos y/o

desplomes.


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Topografa y condiciones actuales del sitio en estudioFigura 3

1.7 Descripcin General del nuevo Proyecto

De acuerdo con la informacin preliminar proporcionada el nuevo proyecto de la nueva

ampliacin del INCAN, contempla un edificio principal con un rea de construccin deaproximadamente 7280 m2. Este edificio tendr en planta la ubicacin y geometra que se indica

en la figura 4.


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Ubicacin edificio principal conforme al nuevo proyectoFigura 4

Este edificio tendr planta baja y siete niveles superiores con tres stanos y una altura de 39.20

m, sobre el nivel de banqueta. La banqueta tendr un nivel arbitrario de 0.00 y el stano E-1 un

nivel de14.70 m.

En la figura 5 se presenta un croquis del anteproyecto del edificio antes descrito.

Croquis anteproyecto edificios principalFigura 5


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2. Trabajo de Exploracin

Con el fin de complementar las caractersticas estratigrficas del sitio de inters, as como lasvariaciones con la profundidad de la resistencia al corte del subsuelo, se llev a cabo una

campaa de exploracin basada en la perforacin de cinco sondeos de penetracin estndar.

Adems de los anterior se instalaron en los sondeos, tubos testigos de PVC de ranurados, conobjeto de medir el nivel de aguas freticas.

La ubicacin aproximada de las exploraciones antes indicadas se presenta en la figura 6.

Ubicacin aproximada de exploraciones en el sitio de estudioFigura 6

2.1 Sondeos Profundos

Para complementar la informacin correspondiente a las caractersticas del subsuelo bajo el rea

en estudio, as como para recuperar muestras representativas del mismo, se llev a cabo la

ejecucin de cinco sondeos con mquina rotatoria. Estos sondeos se denominaron S-A a S-E, loscuales alcanzaron la profundidad que se indica en la siguiente tabla.

Sondeo Exploratorio Profundidad

alcanzada

Nivel brocal aproximado

No m m

S-A 19.95 1000.900

S-B 25.00 1000.400

S-C 25.45 1000.200

S-D 25.30 1000.200

S-E 25.40 100.200

AMPLIACIONINCAN

S, Sondeo

A'

A'


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En la ejecucin de los sondeos profundos, se emple una mquina perforadora Long-Year 34,bomba para lodos y tubera de perforacin NQ.

Los sondeos consistieron en la determinacin de la resistencia empleando el mtodo depenetracin estndar para llevar a cabo las correlaciones necesarias para obtener los parmetros

de resistencia al esfuerzo cortante y la obtencin de muestras representativas del sitio.

El mtodo de penetracin estndar, se realiz siguiendo las especificaciones indicadas en la

norma establecida en el ASTM (Designation D 1585-67), la cual consiste en dejar caer

libremente desde una altura de 75 cm un martinete con 64 kg de peso sobre un yunque acoplado

a una sarta de tubera de perforacin y en cuyo extremo inferior se encuentra el penetrmetro. Deesta manera se estim en forma cualitativa, la resistencia al esfuerzo cortante del suelo, de

acuerdo al nmero de golpes necesarios para hincar los 30 cm intermedios del penetrmetro.

En las figuras 7 a 11 se muestra la variacin con la profundidad del nmero de golpes obtenidosen la prueba de penetracin estndar.

Corte Estratigrfico Sondeo S-AFigura 7

PROF(m)

CORTE

ESTRATIGRFICO


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Corte Estratigrfico Sondeo S-BFigura 8

PROF(m)

CORTE

ESTRATIGRFICO


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Corte Estratigrfico Sondeo S-C

Figura 9

PROF(m)

CORTE

ESTRATIGRFICO


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Corte Estratigrfico Sondeo S-DFigura 10

PROF(m)

CORTE

ESTRATIGRFICO


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Corte Estratigrfico Sondeo S-EFigura 11

2.2 Correlaciones entre valores de qu, voy Cr

Para calificar la consistencia de los suelos cohesivos o la compacidad de los suelos granulares serecurre a correlaciones empricas a partir de la forma de la grfica y la clasificacin de los suelos,

con lo que se permite conocer la estratigrafa del sitio.

La correlacin entre la resistencia a la penetracin estndar representada por N y la consistencia

de suelos cohesivos se muestra en la figura 12; conocido N se define la posible resistencia a

compresin simple (qu) y la consistencia del suelo, que vara de muy blanda a dursima.

La correlacin emprica entre la resistencia a la penetracin estndar (N) y la compacidad de

suelos granulares se muestra en la figura 13; conocido en nmero de golpes N y el esfuerzo

PROF(m)

CORTE

ESTRATIGRFICO


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efectivo vertical a la profundidad en que se realiza la prueba (vo) se determina un punto en lagrfica; por la zona en que quede se define la compacidad de suelta a muy densa; si N>50 se

define como muy compacta. La compacidad relativa (Cr) se determina interpolando la

interseccin de una recta, que pase por el punto determinado y tenga una inclinacin entre las 2rectas gruesas vecinas, con el eje de las abscisas; puede determinarse tambin de esta grfica el

ngulo de friccin interna () si el material fuera arena media uniforme.

Correlacin entre N y qu

Figura 12

Correlacin entre N, vc y CrFigura 13


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Los depsitos naturales de arena y de limo pueden encontrarse en cualquier estado intermedioentre el suelto y el denso. Dependiendo principalmente de la densidad relativa, el valor del

ngulo de friccin interna, , vara entre extremos bastantes amplios. La distribucin

granulomtrica y la forma de los granos tambin influyen sobre el valor de .

De acuerdo con la Referencia 4, en las siguientes tablas se indican los valores representativos,

tanto para la densidad relativa en funcin del nmero de golpes obtenido pruebas de penetracin

estndar, as como los valores representativos de para arenas y limos para diferentescondiciones de compacidad.

Arenas

Nmero de Densidad Densidad

Golpes Relativa Relativa

No. - Dr

0 - 4 Muy suelta 0.2

4 - 10 Suelta 0.2 - 0.4

10 - 30 Medianamente densa 0.4 - 0.6

30 - 50 Densa 0.6 - 0.8

> 50 Muy densa > 0.8

Tipo de suelo Angulo de friccin, en grados

Suelto Denso

Arenas, granos redondos,

uniformes

27.5 34

Arena, granos angulares, bien

graduados

33 45

Gravas arenosas 35 50Arena limosas 27 a 33 30 a 34

Limo inorgnico 27 a 30 30 a 35

Tomando en cuenta las valores indicados tanto en la grficas como en las tablas anteriores, y deacuerdo con los resultados obtenidos tanto en campo como en el laboratorio, para el depsito de

limo arenoso de compacidad muy alta localizado a partir de 15.0 de profundidad, con nmero de

golpes mayores a 50, se puede considerar un valor conservador de , igual a 35


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3. Ensayes de Laboratorio

3.1 Propiedades ndices

Con el fin de clasificar las muestras del subsuelo obtenidas durante los trabajos de campo, deacuerdo con el Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos, se efectuaron los siguientes

ensayes encaminados a determinar sus propiedades ndices:

a) Contenido natural de agua (ASTM-D2486)

b) Clasificacin visual y al tacto (ASTM-D2487)

c) Anlisis granulomtrico (ASTM-D421)d) Lmites de consistencia lquido y plstico (ASTM-D4318)e) Densidad de slidos (ASTM-D854-58).

En las tablas anexas se presentan algunos de los resultados obtenidos en estos ensayes y en la

figuras 7 a 11, se muestra la variacin del contenido natural del agua con la profundidad, ascomo la clasificacin de laboratorio de los diferentes depsitos del subsuelo en el sitio.

3.2 Propiedades Mecnicas

La determinacin de los parmetros de resistencia para el diseo de cimentaciones se bas en lascorrelaciones existentes con la prueba de penetracin estndar, as como en las muestras

inalteradas de los estratos representativos de suelos de consistencia blanda a media obtenidas en

la primera campaa de exploracin.


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4. Estratigrafa del Sitio

4.1 Estratigrafa General

Con base en la informacin obtenida en los sondeos y pozos a cielo abierto, as como apoyadosen los ensayes de laboratorio, se pueden definir las siguientes caractersticas estratigrficas del

suelo en el que se construir el edificio principal de la ampliacin del INCAN en Av. San

Fernando No 1 (ver figura 14).

Corte estratigrfico general A-AFigura 14

La estratigrafa obtenida en el sitio, como se indic anteriormente, corresponde a una zona de

transicin particular, en donde los espesores de los depsitos determinados no son uniformes


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horizontalmente. De acuerdo con lo anterior a continuacin se indican en forma aproximada losespesores establecidos.

De 0.00 1.00 m se localiza un material de relleno formados por arcillas arenosas caf oscuro congravas aisladas y con races. Este material presenta compacidad media a baja donde el nmero de

golpes N, en la prueba de penetracin estndar vari de 20 a 8. El contenido de humedad

obtenido fue de 20 % en promedio y el de finos de 54 %.

De 1.00 a 4.00 m en promedio, se detect un depsito de arena arcillosa gris oscuro con gravillas

aisladas, de compacidad baja a media, donde el contenido de agua fue de 20 % en promedio y el

de finos de 35 % en promedio El valor del nmero de golpes N, oscil entre 10 y 30.

De 4.00 a 13.00 m en promedio, se encontr un depsito de arcilla limosa con arena y lentes de

arena compactos. Este depsito presenta una consistencia de firme a dura, donde el nmero de

golpes N, en la prueba de penetracin estndar vara de 20 a .30 con valores mximos de 50 enlos lentes de arena compacta. El contenido de humedad obtenido oscil entre 20 y 40 % y el de

finos entre 55 y 95 %, disminuyendo a valores de 25 % en promedio en los lentes de arenacompacta. El lmite plstico LP, vari entre 20 y 30 % y el Lquido, LL entre 45 y 60 %.

De 13.00 a 25.00 m se present un depsito de arena limosa de compacidad alta, donde elnmero de golpes N, en la prueba de penetracin estndar result en general mayor a 50. El

contenido de humedad obtenido descendi con la profundidad de 30 a 15 %.

A la mxima profundidad explorada no se detectaron cavidades o anomalas en el subsuelo.

4.2 Nivel de Aguas Freticas

El nivel de aguas freticas (NAF) en el sitio, no se detect en los sondeos realizados, as como

tampoco en los tubos testigos instalados. Sin embargo se detectaron mantos colgados a unaprofundidad del orden de 6.5 m, con respecto al nivel actual del terreno.

4.3 Zonificacin Ssmica

De acuerdo con los resultados de la interpretacin estratigrfica obtenida en el sondeoexploratorio realizado en el sitio se puede decir que el sitio en estudio se encuentra ubicado en la

Zona II, conforme con la Zonificacin geotcnica de la Ciudad de Mxico, por lo que elcoeficiente ssmico (c), se puede considerar igual a 0.32, para estructuras del grupo B, que son

aquellas estructuras en las que se requiere de un grado de seguridad intermedio. Si las estructuras

se clasifican como del grupo A, entonces habr que considerar un factor de amplificacin de 1.5el coeficiente ssmico.


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5. Anlisis y Diseo Geotcnico

5.1 Propuesta Cimentacin Estructuras en Proyecto

Tomando en cuenta las caractersticas particulares del proyecto y a las condiciones estratigrficasdel sitio estudiado en donde se tienen depsitos de arcilla de consistencia blanda a media con

diferentes espesores, a las cuales le subyacen arena limosa de compacidad alta, como alternativa

para la cimentacin del edificio del nuevo proyecto, el cual tendr planta baja y siete niveles

superiores con 3 stanos, se propone el empleo de pilas de seccin recta empotradas a 28 m deprofundidad con respecto al nivel actual del terreno, dentro de los depsitos de limo con arena

caf de compacidad alta, los cuales se detectaron a una profundidad promedio de 13 m (verfigura 15) .

De acuerdo con lo anterior y considerando que se construirn tres niveles de stanos para

estacionamiento, la longitud efectiva de las pilas ser del orden de 13 m.

Para la cimentacin del edificio en proyecto, y considerando as mismo las condiciones

particulares del subsuelo en el sitio, como alternativa de cimentacin se propone zapatas corridasligadas con trabes, desplantadas dentro del terreno natural a una profundidad mnima de 2 m, con

respecto al nivel de piso terminado (ver figura 16).

Para la construccin de los pisos interiores del las edificaciones, se recomienda realizar unaexcavacin de 0.30 m de profundidad y colocar un relleno formado por tepetate compactado al

95 % de su PVSM y colocar las losas de concreto armado.


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Alternativa cimentacin con pilasFigura 15

Alternativa cimentacin con zapatasFigura 16


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5.2 Capacidad de Carga Cimentaciones Superficiales

La capacidad de carga ltima para zapatas desplantadas sobre suelos cohesivos se calcul con lasiguiente expresin

Donde:

c, parmetro de cohesin, 0.0 t/m2

d, esfuerzo efectivo vertical a nivel de desplante

, peso volumtrico del suelo bajo el nivel de desplante (sumergido en caso de estarbajo el nivel fretico), 1.75 t/m3

B, ancho del cimiento, m

Nc, Nq, N factores de capacidad de carga, propuesto por Vesic (funcin del ngulo de

friccin,

aq, aq, a factores de forma

Tomando en consideracin los parmetros de resistencia promedio antes indicados, se calcul la

capacidad de carga admisible para condiciones estticas, tomando en cuenta un factor deseguridad de 3.

En las graficas 17 y 18 se indican los valores de capacidad de carga tanto para zapatas corridascomo para zapatas aisladas, con diferentes anchos y desplantadas a diferentes profundidades,

Figura 17

10.00

30.00

50.00

70.00

90.00

110.00

130.00

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

CapacidaddeCarga(t/m2)

Ancho Zapata (m)

Capacidad de carga zapatas continuas

Df = 0.00 m Df = 0.20 m Df = 0.40 m Df = 0.80 m Df = 1.20 m Df = 2.00 m

BNaNacNaq qdqccu2

1)1(


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Figura 18

De acuerdo con lo anterior, para zapatas continuas con ancho de 2.0 m desplantadas a 2.0 m de

profundidad, tendrn capacidades de carga admisibles de 90 t/m2, para condiciones estticas y

para zapatas aisladas de 92 t/m2

5.3 Movimientos verticales en zapatas

5.3.1 Hundimientos inmediatos

Los hundimientos debidos a la imposicin de cargas de la estructura del subsuelo sern,

principalmente de carcter elstico en el corto plazo; esto quiere decir que tendrn lugar duranteel proceso constructivo, los cuales se estimaron tomando en cuenta el criterio de Steinbrenner.

De acuerdo con lo anterior se aplic la siguiente expresin(4)

.

s

s

oI

EBqH

21

'

Donde:

H , hundimiento total en m.

qo

, presin aplicada sobre el cimiento, en t/m.

'B , ancho del cimiento, en m.

sE , mdulo de elasticidad del suelo, en t/m.

, relacin de Poisson.

sI, valor de influencia.

10.0

30.0

50.0

70.0

90.0

110.0

130.0

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

Capacidaddecarga(t/m2

)

Ancho Zapata (m)

Capacidad de carga zapatas aisladas

D f= 0.00 m Df = 0.20 m Df = 0.40 m Df = 0.80 m Df = 1.20 m Df = 2.00 m


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A partir de la expresin anterior se calcularon los hundimientos elsticos, tanto para las zapatascontinuas como aisladas, apoyadas el terreno natural. Los valores obtenidos se presentan en las

tablas siguientes:

Hundimientos inmediatos para zapatas apoyadas dentro del suelo natural (Arenaslimosas caf claro de compacidad alta)

Tipo

Cimentacin

Presin de

contacto,

t/m2

Hundimientos inmediatos en cm.

Centro Esquina Mitad lado

largo

Promedio

Zapatas

Corridas (2.0 x

10 m)

90* 6.04 3.02 4.79 5.42

Zapatas

Aisladas (2.0 x

2.0 m)

92.0* 3.04 1.52 2.08 2.56

*Presin considerada para el clculo de hundimientos inmediatos

De acuerdo con los valores antes indicados, se puede observar que los hundimientos inmediatos

promedio que se presentaran durante el proceso constructivo sern en promedio de 5.42 cm parazapatas corridas y de 2.56 cm para zapatas aisladas, ambas con anchos de 2.0 m.

5.3.2 Movimientos diferidos cimentaciones superficiales

Las zapatas se apoyarn sobre depsitos de arena limosa en estado muy compacto, por lo que no

se generarn hundimientos por efectos de consolidacin.

5.4 Esfuerzos inducidos por Sismo en Zapatas

Se deber de revisar que el factor de seguridad en sismo Fs, en las zapatas sea de 2 como

mnimo, calculado con la siguiente ecuacin:

y

i

x

i

vsI

X

I

YMq 3.0


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Con,

M, momento de volteo

Ix, Iy, momentos de inercia de la zapata en las direcciones largo y corto, respectivamente.

Xi, Yi, distancia al centro de la zapata en revisin, medida respecto al centroide de la

cimentacin en las direcciones corto y largo, respectivamente.

As mismo:Ix = Azi yi + ix)

Iy = zi xi+iy)

Donde:

Azi, rea de cada zapata del conjunto

ix, iy, momentos de inercia centroidal de cada una de las zapatas individuales

5.5 Capacidad de Carga en Pilas

Se calcul la capacidad de carga bajo solicitaciones verticales, considerando que las pilas se

desplantarn dentro del depsito de limo con arena compacto localizado a partir de 15.0 m deprofundidad en promedio con respecto al nivel del terreno actual. La capacidad de carga para el

diseo de pilas, Qa apoyadas en un depsito resistente que se extiende al menos una vez el ancho

de la planta de cimentacin, se calcul como la suma de resistencias que comprende la capacidadde carga de punta Qp y de friccin Qf, admisible Qa, de acuerdo con la siguiente expresin:

La suma de resistencias comprende la capacidad de carga de

punta Qp y de friccin Qf.

Qa=Qpu/Fs+Qfu/Fs

LA CAPACIDAD DE CARGA POR PUNTA, Qp SE CALCULA CON LA

SIGUIENTE EXPRESIN:

Qpu=( sd Nq Fre FRP + pd ) Ap

yxII


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De acuerdo con lo anterior, se calcularon los siguientes valores de capacidad de carga por puntapara diferentes dimetros de pilas apoyadas a 28 m de profundidad con respecto al nivel deterreno actual, dentro del depsito de arena limosa de compacidad alta.

donde:

sd, esfuerzos efectivos al nivel de desplante, considerando la

disminucin por friccin negativa DsFN

en su caso.

, ngulo de friccin del suelo 37

Nq*, factor de capacidad de carga minimo 42.92

Nq*, factor de capacidad de carga promedio 90.81

FRP, factor de resistencia por punta 1

Pd, esfuerzos totales al nivel de desplante. Ap, rea transversal de la punta del pilote.

Fre, factor de escala cono-pilote, aplicable nicamente para

elementos de ms de 0.5 m de dimetro:

Fre= (d+0.5/2d)n

donde d es el ancho del pilote expresado en metros y n adquiere valores

de 1,2 3, segn se trate de suelos de compacidad suelta, media o densa,

respectivamente.

, peso volumtrico promedio del terreno, igual a: ...................................... 1.60

Factor de res is tenc ia condic iones estticas, igual a:. .. .. .. ... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 0.35

Factor de res is tenc ia condic iones dinmicas, igual a:. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ... .. .. .. .. .. .. .. 1.33

Dime tro de

la pila

Longitud

efectivaQpu

Qadm

condiciones

estticas

(m) (m) (t) (t)0.40 13.00 237.49 83.12

0.50 13.00 371.08 129.88

0.60 13.00 449.93 157.48

0.80 13.00 630.64 220.721.00 13.00 841.99 294.70

1.20 13.00 1084.01 379.40

1.40 13.00 1356.68 474.84

1.60 13.00 1660.01 581.00


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De acuerdo con lo anterior, se calcularon los siguientes valores de capacidad de carga por

friccin positiva para diferentes dimetros de pilas apoyadas a 23 m de profundidad con respecto

al nivel actual del terreno.

Por lo que la capacidad de carga admisible total (por punta ms friccin) para pilas condiferentes dimetros apoyadas a 28 m de profundidad con respecto al nivel actual del terreno, se

indica en la siguiente tabla.

POR OTRA PARTE, LA CAPACIDAD DE CARGA MEDIA POR FRICCIN Qf SE DETERMINA CON LA SIGUIENTE

EXPRESIN:

Qfu=FRf*Qf

donde:

Qf=wKF /(1-(wkF /3xDf/a))xintegralso dzcon:

w=2pro ro=1.05(d/2) a=p(12ro)2

donde: FRf factor de res istencia por friccin igual 0.7

kF coeficiente de friccin 0.33

d dimetro del pilote(integral) so dz rea del diagrama de esfuerzos efectivos iniciales

verticales en la longitud del pilote.a rea tributaria nominal de influencia.

Df longitud del pilote. 13 m

g peso volumtrico promedio. 1.60 t/m

Dimetro de

la pilaQfu Qadm

condiciones

estticas

m (t) (t)0.40 59.86 41.90

0.50 73.12 51.18

0.60 86.43 60.50

0.80 113.13 79.19

1.00 139.87 97.91

1.20 166.64 116.64

1.40 193.41 135.39

1.60 220.20 154.14


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5.6 Movimientos Verticales en Pilas

El asentamiento bajo carga esttica de las pila trabajando por punta , se evalu con la suma del

acortamiento elstico del elemento trabajado como columna corta c, sumando el asentamiento

originado en el material de apoyo e:

Con:

Donde:

Q, carga media de trabajo de los pilotes.Df, profundidad de desplante.E, mdulo de rigidez representativo del pilote.Es, mdulo de rigidez representativo de los suelos de apoyo de las pilas

, relacin de Poisson.

De acuerdo con lo anterior, el asentamiento , de pilas para diferentes dimetros, es el que seindica en la siguiente tabla, considerando las capacidades de carga indicadas anteriormente por

pila, un valor deEc = 2.2 x 106 t/m y de Es = 4.6 x 103 t/m, as como de de 0.35.

LONGITUD

EFECTIVAd Qu

Qa condiciones

estticas

(m) m (t) (t)

13.00 0.40 253.60 109.7113.00 0.50 388.46 161.5513.00 0.60 447.17 186.7613.00 0.80 578.21 241.9713.00 1.00 726.50 303.2313.00 1.20 891.50 370.3513.00 1.40 1072.91 443.2113.00 1.60 1270.59 521.77

ec

EA

QDf

p

c dE

Q

s

e

2

)1)(43(


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De acuerdo con la tabla anterior, para pilas con dimetro igual a 0.8 m, se tendrn hundimientos

inmediatos, del orden de 2.5 cm, y se presentarn durante la construccin.

5.7 Capacidad de Carga a la Tensin en Pilas

La friccin en el fuste de las pilas para revisar tensiones en las mismas, se calcula con laexpresin que se presenta a continuacin, obtenindose los valores que se indican en la siguiente

tabla:

Dimetro pila, d Friccin en elfuste, Fu

Fadm condicionesestticas

m (t) (t)

0.40 66.31 19.890.50 82.89 24.870.60 99.47 29.840.80 132.63 39.791.00 165.78 49.741.20 198.94 59.681.40 232.10 69.631.60 265.25 79.58

5.8 Revisin de Grupo de Pilas

Al realizar la revisin por grupo de pilas, se deber de verificar que la resistencia en condicionesestticas del conjunto de pilas sea mayor que la suma de resistencias de las pilas individuales, a

fin de cumplir con las condiciones de trabajo de los elementos.

Dimetro pila Carga media Area pila c s m t m2 m m m

0.40 109.71 0.13 4.37E-03 0.0204976 0.0250.50 161.55 0.20 4.11E-03 0.0241464 0.0280.60 186.76 0.28 3.30E-03 0.0232621 0.0270.80 241.97 0.50 2.41E-03 0.0226041 0.0251.00 303.23 0.79 1.93E-03 0.0226615 0.0251.20 370.35 1.13 1.64E-03 0.0230647 0.0251.40 443.21 1.54 1.44E-03 0.0236591 0.0251.60 521.77 2.01 1.30E-03 0.0243711 0.026

zou dF 3.0


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Debido a que bajo el estrato de apoyo de las pilas no existe un depsito de suelos blandos, no sepresentarn problemas de estabilidad general, ni falla por extrusin bajo el efecto de la carga

total de todos los elementos.

5.9 Mdulo de Reaccin de las Pilas

El mdulo de reaccin de las pilas es el esfuerzo aplicado en la cabeza de la pila necesario paragenerar un asentamiento unitario, el cual se calcul con la siguiente expresin:

dEED

EEk

csf

Sc

)1()43(8

8

Donde:

Ec es el mdulo de rigidez del concreto y

Df es la profundidad de desplante de las pilas

Las dems literales ya fueron definidas

El mdulo de reaccin as calculado para pilas de 0.80 m de dimetro, es de 19.25 kg/cm3.

5.10 Esfuerzos inducidos por Sismo en Pilas

Se deber de revisar que el factor de seguridad en sismo Fs, en las zapatas sea de 2 comomnimo, calculado con la siguiente ecuacin:

Con,

M, momento de volteo

Ix, Iy, momentos de inercia de la zapata en las direcciones largo y corto, respectivamente

Xi, Yi, distancia al centro de la zapata en revisin, medida respecto al centroide de la

cimentacin en las direcciones corto y largo, respectivamente.

y

i

x

i

vsI

X

I

YMq 3.0


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As mismo:

Ix = Azi yi + ix)

Iy = zi xi+iy)

Donde:

Azi, rea de cada zapata del conjunto

ix, iy, momentos de inercia centroidal de cada una de las zapatas individuales

5.11 Empotramiento por Solicitaciones Laterales en Pilas

Las pilas debern empotrarse cuando menos un metro dentro del terreno natural, con objeto de

absorber las solicitaciones laterales (empuje, agua, viento, sismo, etc.)

Para tal efecto deber revisarse que:

PH H

Donde:

PH, es la componente horizontal de la combinacin de acciones ms

desfavorables.H, capacidad carga del suelo bajo este tipo de solicitacin.

5.12 Trabajo Estructural de la Cimentacin

Las pilas soportarn la totalidad de las solicitaciones trasmitidas por la estructura, por lo que

debern disearse estructuralmente para soportar las cargas axiales de trabajo de compresin y

tensin del anlisis estructural, as como los incrementos de carga resultantes de la transferenciade carga pilas-suelo por friccin en el fuste. Asimismo, deber garantizarse la continuidad

estructural entre columnas y muros de rigidez y sus pilas de apoyo; la estructura deber ser capaz

de soportar los asentamientos diferenciales entre grupo de pilas adyacentes, los cuales ocurrirn

principalmente durante la construccin.

5.13 Talud mximo permisible

El anlisis de estabilidad de los taludes de la excavacin para los stanos se efectu con losparmetros de resistencia de los suelos.

yx II


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Considerando la etapa crtica de la excavacin se definieron los mecanismos de falla posibles deacuerdo a la estratigrafa y propiedades del subsuelo. La estabilidad del talud critico se revis

con un anlisis al lmite suponiendo una superficie de falla cilndrica y dividiendo la masa del

suelo deslizante en dovelas sin interaccin entre ellas. De esta forma se analiz la posibilidad defalla en bloque cuando el piso de la excavacin alcance los 14.70 m, es decir la condicin ms

desfavorable a partir de la cual se defini el talud mximo permisible.

El anlisis descrito demuestra que la excavacin es estable con un talud de 0.75:1 (horizontal a

vertical), siendo necesario protegerlo para evitar variaciones en el contenido de agua de los

materiales de corte.

En la figura 19 se indican los factores de seguridad obtenidos, de acurdo a lo antes descrito.

Estabilidad de taludesFigura 19


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6. Empujes sobre Muros

Para el diseo estructural de los muros de los stanos se evalu la magnitud del empuje de tierrasinducido sobre ellos por el suelo.

De acuerdo con lo anterior, en la figura 20 se muestra la variacin de la distribucin de presionescon la profundidad, para muros de hasta 15.0 m.

Empuje de tierras sobre muros de los stanosFigura 20

Profundidad, Z

Peso

Volumtrico, E, empuje(m) (t/m

3) (t/m

2)

0.00 0.000 0.000.50 1.812 0.691.00 1.812 1.392.00 1.812 2.774.00 1.596 5.5484.00 1.596 1.3846.00 1.596 4.5768.00 1.596 7.7689.00 1.560 2.040

10.00 1.560 3.60011.00 1.560 5.16012.00 1.762 13.54414.00 1.762 17.068

15.00 1.762 18.830

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0

Profundidad,m

Distri bucin de presiones sobre muros, t/m2

E, Empuje de tierras


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7. Recomendaciones Generales para elProcedimiento Constructivo de Cimentaciones.

7.1 Excavacin que alojar a los tres niveles de stanos del edificio principal

Debido a que no se cont con el proyecto arquitectnico del edificio, a continuacin se indica en

forma general el procedimiento constructivo para la excavacin que alojar a los tres niveles de

stanos, considerando las caractersticas geomtricas de la misma excavacin a realizar,

tomando en cuenta que la losa de fondo ser desplantada sobre una plantilla de concreto pobre de7 cm de espesor; as como las condiciones estratigrficas y fsicas del subsuelo, en particular la

resistencia medias de los materiales en que se realizar la excavacin, considerando adems la

existencia de acuferos confinados a 6.50 m de profundidad, respecto al nivel de la superficie delterreno.

Una vez realizada la demolicin de las estructuras existentes en el predio y la limpiezadel terreno y con el propsito de retirar las cimentaciones antiguas interiores dentro del

mismo, se efectuar en el terreno que corresponde al rea donde se desplantar el

edificio, una excavacin a 0.80 m de profundidad. La excavacin se podr efectuar conretroexcavadora operando desde el nivel de banqueta.

Posteriormente se efectuar la instalacin de la instrumentacin que se requiera parallevar el control de los movimientos durante la construccin de la cimentacin y la

estructura. Esta instrumentacin deber estar perfectamente localizada y protegida para

evitar su destruccin durante los trabajos de excavacin. La instrumentacin permitir conocer el comportamiento del suelo en que se efectuar la

excavacin a travs de la evolucin de las deformaciones verticales con respecto altiempo, conforme avance la excavacin y la construccin de la cimentacin.

Posteriormente a la instalacin de la instrumentacin, se efectuar la excavacin, envarias etapas iniciando en la parte central del predio.

En caso de ser necesario, para el control de los acuferos confinados que se localizaron enalgunos sitios a 6.50 m de profundidad en promedio a partir del nivel actual del terreno,

se recomienda la instalacin de un sistema de bombeo mediante tubos captadores de 1.25

cm de dimetro hincados horizontalmente 50 cm en su parte inferior; estos tubos debernde descargar a una canaleta perimetral de 10 cm.

Las zonas por excavar se llevarn hasta 5.0 m estabilizando con concreto lanzado yanclas. Posteriormente se llevar la excavacin en las diferentes zonas hasta14.70 con taludes

perimetrales de 0.75:1 (horizontal :vertical).

Una vez realizado lo anterior, se proceder a la construccin de las pilas de cimentacinen su caso. (figura 21).


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Figura 21

O se proceder a abrir las cajas al pie del talud para la construccin de los zapatas, en sucaso (figura 22)

Figura 22

Se construye la estructura de los stanos hasta los ejes que coincidan o quede cercanos alpie del talud y hasta la elevacin5.0 m.

DOS TROQUELES POR EJE

ANCLAS

ANCLAS

DOS TROQUELES POR EJE

ANCLAS

ANCLAS


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Se excavar el talud por etapas, estabilizando con concreto lanzado y anclas conforme seavance, para obtener un talud vertical hasta11.0 m.

Se instalarn troqueles, dos por cada eje apoyados en las columnas cercanas construidas

del stano. Se contina la excavacin en talud vertical por etapas, estabilizando con concreto lanzadoy anclas, hasta alcanzar el nivel -14.70 m (profundidad mxima de excavacin).

Se completa la estructura de stanos construyendo con un procedimiento convencional deabajo hacia arriba; los troqueles se retiran cuando se haya completado la losa del nivel

10 m.

Se colocar una capa de mejoramiento que permita el transito del equipo de excavacin,debindose llevar como mximo 0.30 m arriba del nivel de mxima excavacin. Esteltimo tramo se excavar con herramienta manual, pico y pala, para evitar el remoldeo

del material de apoyo de la cimentacin.

Conformando el fondo de la excavacin, se colocar una cama de tezontle de 10 cm de

espesor y sobre esta, la plantilla de concreto pobre (fc = 100 kg/cm

2

), la cual como seindic anteriormente, tendr un espesor de 7 cm.

Para la construccin de las trabes por debajo de la losa de fondo del cajn decimentacin, se realizarn excavaciones en zanjas mediante cortes verticales que alojen a

la seccin de las trabes, cubriendo esta superficie con una membrana de polietileno.

Alternativamente, se podr incluir el sobre ancho indispensable para la construccin delelemento, mismo que deber ser rellenado con materiales inertes compactados una vez

realizado el colado.

Se armar y colar la losa de fondo del stano en la zona excavada. El colado se realizaren lo posible en una sola etapa; de no ser as se ejecutar en el menor nmero de etapas

posibles, debiendo colocar elementos aislantes en las juntas constructivas, que eviten la

filtracin del agua del subsuelo a su interior. En esta etapa se considerarn laspreparaciones necesarias para la liga con los diferentes tramos de colado.

La excavacin no podr permanecer abierta ms de una semana sin que se inicie laconstruccin, por lo que deber preverse todo lo necesario para el inicio de la

constriccin de manera inmediata al termino de la excavacin. Los muros debern disearse para soportar las presiones laterales impuestas por los

empujes de tierra y las presiones aplicadas en su superficie.

La cimentacin de las estructuras colindantes y del cajn, deber quedar completamentedesligadas para lo que se podr colocar entre ellas lminas de Celotex o poliestireno de 3

cm de espesor.

Deber de evitarse colocar sobrecargas en el permetro de las excavaciones para evitarproblemas de derrumbes en las paredes.

Los procedimientos constructivos debern de someterse a una continua supervisin y losmateriales a utilizar a un continuo y estricto control de calidad.

Las lecturas peridicas de los piezmetros y las nivelaciones de precisin sobre losbancos y referencias superficiales sern los que en ltima instancia den la pauta a seguir

para corregir cualquier anomala oportunamente. El programa de nivelaciones y plomos,

consistir en lecturas topogrficas dos veces por semana y los resultados sernsistemticamente registrados en formatos ex profeso. Las nivelaciones se extendern a


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dos por mes en la etapa de la construccin de la superestructura y se espaciarn a una pormes en los seis meses inmediatos al trmino de la obra negra.

Alternativas de cimentacin del edificio

7.2 Con pilas

Las pilas se desplantarn al nivel 28.0 m con respecto al nivel del terreno natural, lascuales sern de seccin recta (sin ampliacin de base), y se utilizarn acero y concreto

para su construccin. El contratista deber garantizar la estabilidad de las paredes de la perforacin, por lo que

se podr utilizar lodo bentontico o si se presenta inestabilidad en las paredes, se deber

instalar ademe metlico recuperable de dimetro tal que permita continuar la perforacina travs del mismo con el dimetro de la pila especificado en el diseo.

El equipo de perforacin deber tener la capacidad de aplicar presin a travs delbarretn para lograr una mayor eficiencia de ataque en los materiales, empleando brocascon elementos de ataque adecuados. En caso de que los materiales presenten resistencias

importantes a ser perforados con un dimetro igual al del fuste de la pila, se perforar

inicialmente con una broca de dimetro menor y posteriormente se ampliar laperforacin al dimetro del proyecto.

Al llegar la perforacin a la profundidad de desplante de la pila, autorizada por lasupervisin, se realizar una inspeccin directa del fondo de la excavacin par verificar

que corresponda al terreno natural y que todos los azolves hayan sido removidos

mediante una bomba tipo air lift. Se verificar que en la verticalidad de la perforacin, ladesviacin no deber ser mayor de 3/100.

El acero de refuerzo deber cumplir con las especificaciones como elemento estructural ymantener sus caractersticas geomtricas durante la colocacin del concreto. El armado,

con sus respectivos separadores, deber colocarse en la perforacin evitando su

distorsin, pandeo o deformacin, por lo que la maniobra de izaje deber apoyarse envarios puntos del armado y as mismo, se evitar golpear con ste las paredes de la

perforacin.

El armado deber fijarse en la perforacin, de manera que su extremo inferior quede auna distancia de 15 a 25 cm del fondo de la perforacin. No deber tener posibilidad deelevarse durante la operacin del vaciado del concreto.

La resistencia del concreto deber ser la especificada por el responsable del proyectoestructural, pero no menor de fc = 250 kg/cm2. Se deber garantizar que el concreto sedeposite en forma continua, en toda la longitud de la pila. Se recomienda que el tamao

del agregado no sea mayor de 2/3 partes de la abertura mnima en el acero de refuerzo o

el espesor de recubrimiento (se recomienda 7.5 cm). Se sugiere un revenimiento de 15 a20 cm, y el empleo de aditivos con el fin de mejorar las caractersticas del manejo del

concreto y retardar el fraguado durante el colado. El concreto debe colocarse en una sola

operacin continua para evitar juntas fras.


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El colado de las pilas se realizar utilizando tubera tipo Tremie en tramos de 1.0 a 2.0, eldimetro del tubo Tremie deber ser seis veces mayor (20 a 25 cm de dimetro) que el

tamao mximo del agregado. La tubera debe ser lisa por dentro y por fuera, para

facilitar el flujo continuo y uniforme del concreto durante el colado y evitar que la tuberase atore en el armado al ser extrada. La tubera estar rematada en su parte superior por

tolva de forma cnica.

Al inicio del colado, el extremo inferior de la tubera debe estar 0.50 m arriba del fondode la perforacin, colocando en el interior de la tubera un dispositivo neumtico, con el

objeto de impedir que se contamine el concreto con el lodo bentontico. La vlvula

separadora que sirve de frontera entre el concreto y el lodo debe ajustarse con precisin al

dimetro interior del tubo, para permitir la salida del concreto y tapn deslizante (queevita la segregacin del concreto). Durante la colocacin del concreto, el extremo inferior

de la tubera debe permanecer embebido en el concreto, 1.0 m debajo del nivel del

mismo, para evitar su contaminacin con lodo bentontico. Al avanzar la colocacin del

concreto se tendr un desplazamiento continuo del lodo por la deferencia de densidadesentre el concreto y el lodo bentontico.

Conforme avanza el colado se levanta la tubera desacoplando tamos de tubo mediantellaves apropiadas para el dimetro de la tubera; la elevacin de la tubera debe estar

controlada tanto por el volumen terico de la perforacin en funcin de los metros

cbicos dentro de la perforacin. El nivel del concreto deber llevarse a 1.0 m por arriba del nivel inferior de la trabe de

rigidizacin en la zona de la pila, con el propsito de tener concreto de buena calidad, no

contaminado con lodo bentontico en las uniones de las pilas y trabes. Debe determinarse el volumen terico de concreto necesario para cada pila y compararlo

con el volumen real de colado. Para determinar si se produjo un aumento en la seccin

de la pila, lo que se traduce en mayor consumo de concreto o que los azolves de laperforacin no fueron complemente desalojados. (volumen de concreto menor al terico

estimado.

Adems se llevar un registro de la localizacin de las pilas, las dimensiones de laperforaciones, las fechas de perforacin y colado de cada pila, la profundidad y el espesorde los estratos encontrados y las caractersticas de los materiales de apoyo.

7.3 Con zapatas.

Se realizarn las excavaciones para alojar a la cimentacin mediante zapatas hasta elnivel de desplante recomendado. Los taludes podrn tener una inclinacin vertical.

El acero de refuerzo para las zapatas deber ser proporcionado por el Ingenieroestructurista del proyecto y deber estar colocado en la parte central de los elementos

colados para un adecuado funcionamiento.

Una vez coladas las zapatas, se proceder al relleno de los espacios que queden entre elconcreto y el corte, utilizando material de banco y colocando en capas con espesor no

mayor a 20 cm y compactando con equipo adecuado hasta alcanzar el 95% de su peso

volumtrico seco mximo Proctor Modificada.


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La supervisin del desplante de las cimentaciones ser muy importante y se debergarantizar que no queden azolves, material suelto o suelos arcillosos expansivos en el

desplante. Si el fondo de la excavacin no se limpia adecuadamente antes de la

colocacin de la plantilla de concreto pobre, la capacidad de carga se desarrollar despusde que ocurran asentamientos provocados por la expulsin o compresin de azolves

dejados en el fondo de las excavaciones.

Para proteccin de las cimentaciones, los rellenos de confinamiento de las cepas debenser estrictamente controlados, cuidando que el material producto de excavacin sea

compactado por lo menos al 95% de su Peso Volumtrico Seco Mximo Proctor

Modificada, a fin de que las propiedades mecnicas de dicho relleno sean equiparables a

las del suelo circundante las superen. Las cimentaciones se desplantarn sobre una plantilla de concreto simple. La plantilla

ser de concreto con una resistencia de 100 kg/cm2, con espesor de 5 cm, dimensin

mxima del agregado grueso: 19 mm (3/4).

As mismo se debers de evitar la saturacin de los suelos de apoyo mediante un drenajeeficiente que ayude al desalojo rpido de las aguas pluviales o barreras impermeables


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8. Conclusiones y Recomendaciones Generales

En el presente informe se describen los trabajos geotcnicos adicionales que se llevaron a cabopara el proyecto de cimentacin del edificio principal de la nueva Ampliacin del Instituto

Nacional de Cancerologa que se construir en la Av. San Fernando No 1, en la colonia Toriello

Guerra perteneciente a la Delegacin Tlalpan. En la Cd. de Mxico.

Los trabajos de exploracin del subsuelo consistieron en la ejecucin de cinco sondeos de

penetracin estndar con mquina perforadora, los cuales se denominaron S-A, S-B, S-C, S-D yS-E y se llevaron a profundidades entre 20 y 25 m.

La estratigrafa obtenida en el sitio, como se indic anteriormente, corresponde a una zona de

transicin particular, en donde se pudo verificar que los espesores de los depsitos determinadosno son uniformes horizontalmente. De acuerdo con lo anterior a continuacin se indican en

forma aproximada los espesores establecidos. De 0.00 1.00 m se localiza un material de relleno

formados por arcillas arenosas caf oscuro con gravas aisladas y con races. Este materialpresenta compacidad media a baja donde el nmero de golpes N, en la prueba de penetracin

estndar vari de 20 a 8. El contenido de humedad obtenido fue de 20 % en promedio y el de

finos de 54 %. De 1.00 a 4.00 m en promedio, se detect un depsito de arena arcillosa grisoscuro con gravillas aisladas, de compacidad baja a media, donde el contenido de agua fue de 20

% en promedio y el de finos de 35 % en promedio El valor del nmero de golpes N, oscil entre

10 y 30. De 4.00 a 13.00 m en promedio, se encontr un depsito de arcilla limosa con arena ylentes de arena compactos. Este depsito presenta una consistencia de firme a dura, donde el

nmero de golpes N, en la prueba de penetracin estndar vara de 20 a .30 con valores mximosde 50 en los lentes de arena compacta. El contenido de humedad obtenido oscil entre 20 y 40 %y el de finos entre 55 y 95 %, disminuyendo a valores de 25 % en promedio en los lentes dearena compacta. El lmite plstico LP, vari entre 20 y 30 % y el Lquido, LL entre 45 y 60 %.

De 13.00 a 25.00 m se present un depsito de arena limosa de compacidad alta, donde el

nmero de golpes N, en la prueba de penetracin estndar result en general mayor a 50. Elcontenido de humedad obtenido descendi con la profundidad de 30 a 15 %.

A la mxima profundidad explorada no se detectaron cavidades o anomalas en el subsuelo.

El nivel de aguas freticas (NAF) en el sitio, no se detect en los sondeos realizados, as como

tampoco en los tubos testigos instalados; sin embargo se detectaron mantos colgados a unaprofundidad del orden de 6.5 m, con respecto al nivel actual del terreno.

Para fines del diseo ssmico de las cimentaciones, el sitio en estudio se encuentra ubicado en la

Zona II, de acuerdo con Zonificacin del D.F. para fines de Diseo por Sismo, por lo elcoeficiente ssmico c, se puede tomar igual a 0.32.


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Tomando en cuenta las caractersticas particulares del proyecto y a las condiciones estratigrficasdel sitio estudiado en donde se tienen depsitos de arcilla de consistencia blanda a media con

diferentes espesores, a las cuales le subyacen arena limosa de compacidad alta, como alternativa

para la cimentacin del edificio del nuevo proyecto, el cual tendr planta baja y siete nivelessuperiores con 3 stanos, se propone el empleo de pilas de seccin recta empotradas a 28 m de

profundidad con respecto al nivel actual del terreno, dentro de los depsitos de limo con arena

caf de compacidad alta, los cuales se detectaron a una profundidad promedio de 15 m. Deacuerdo con lo anterior y considerando que se construirn tres niveles de stanos para

estacionamiento, la longitud efectiva de las pilas ser del orden de 13 m. Para la cimentacin del

edificio en proyecto, y considerando as mismo las condiciones particulares del subsuelo en el

sitio, como alternativa de cimentacin se propone zapatas corridas ligadas con trabes,desplantadas dentro del terreno natural a una profundidad mnima de 2 m, con respecto al nivel

de piso terminado.

Para la construccin de los pisos interiores del las edificaciones, se recomienda realizar unaexcavacin de 0.30 m de profundidad y colocar un relleno formado por tepetate compactado al

95 % de su PVSM y colocar las losas de concreto armado.

Para pilas de seccin recta y 0.80 m de dimetro se obtuvieron capacidades de carga admisibles

de 578 t y hundimientos inmediatos del orden de 2.5 cm.

Para zapatas continuas con ancho de 2.0 m desplantadas a 2.00 m de profundidad, se tendrn

capacidades de carga admisibles de 90 t/m2, para condiciones estticas y para zapatas aisladas de

92 t/m2; para tomar en cuenta las acciones ssmicas se podr incrementar la capacidad de carga

en un 25%.

Los hundimientos inmediatos promedio que se presentaran durante el proceso constructivo, sern

en promedio de 5.12 cm para zapatas corridas y de 2.56 cm para zapatas aisladas, ambas con

anchos de 2.0 m y bajo el centro de cada elemento.

En todas las etapas de excavacin se deber de vigilar estrictamente que se cumpla con las

caractersticas de excavacin que se especifiquen en el proyecto ejecutivo del procedimiento de

excavacin.

Asimismo deber realizarse observaciones diarias del comportamiento de la excavacin, para

juzgar la necesidad de efectuar ajustes en la secuencia de excavacin o en los avances mximospermisibles.

La deformacin lateral causada por la disminucin de confinamiento durante la excavacin,

genera pequeas grietas en la corona del taled, reflejando la movilizacin de la resistencia de lossuelos, necesaria para mantener la estabilidad: los movimientos inducidos deben de ser mnimos,

para evitar una reduccin de la resistencia por deformacin excesiva del talud.


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Las grietas deben sellarse continuamente para evitar acumulacin de agua en su interior, lo cualgenerara presin hidrosttica suficiente para provocar la falla.

Las especificaciones que se indiquen en el proyecto ejecutivo de excavacin, se debern deseguir estrictamente; cualquier propuesta de modificacin de analizarse cuidadosamente con

apoyo de los estudios de mecnica de suelos.

Es importante la colocacin oportuna del concreto lanzado, para evitar el intemperismo y erosin

de los suelos, que eventualmente puedan generar desconchamientos locales que propicien fallas

mayores.

El ataque de las arcillas deber de llevarse a cabo por secciones y se deber de proteger

totalmente con concreto lanzado y con anclas, diseadas estas en forma eficiente.

Las probables grietas de la corona del talud que se generen, debern de sellarse frecuentemente.

Debe prohibirse la colocacin de sobrecargas en la corona del taled, en una franja de 5 m medidaa partir del hombreo; especialmente, debe evitarse la presencia de equipo como gras,

revolvedoras, compresores, etc., en esta zona.

El sistema de drenes para desalojar las aguas del acufero debe mantenerse limpio, tanto los

tubos de PVC como el canal de recoleccin localizados al pie del taled; por ningn motivo

deber de permitirse la acumulacin de agua en esta zona, ya que podra favorecerse la fallaprogresiva del talud.

Deben de revisarse las condiciones de drenaje superficial de la obra para evitar que se formenencharcamientos durante las lluvias.

Diariamente se tomarn lecturas de las lneas de colimacin, manteniendo una grfica

actualizada en la obra; en caso de encontrarse desplazamientos mayores de 1 mm entre doslecturas consecutivas, debern de verificarse inmediatamente; si se comprueba que estas

mediciones son correctas, deber juzgarse la necesidad de revisar el procedimiento, reduciendo

los tableros de excavacin y modificando la secuencia de ataque.

Se recomienda la instalacin de inclinmetros hasta 18 m de profundidad en le permetro de la

excavacin, para estar en posibilidades de medir los posibles desplazamientos de la masa delsuelo durante el proceso de excavacin.

Se considera necesario que el detalle de la bajada de cargas, as como los planos arquitectnicos

y los estructurales de la cimentacin, sean enviados a esta empresa para su revisin geotcnicafinal correspondiente y elaboracin del proyecto ejecutivo de excavacin en su caso..


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Como se mencion anteriormente las caractersticas de excavacin indicadas en esteinforme son de carcter general, las cuales se debern de ajustar y precisar en el proyectoejecutivo de excavacin, el cual no se consider en los alcances del presente informe

As mismo las especificaciones y recomendaciones indicadas en este informe, debern de ser

verificadas por un ingeniero especializado en geotecnia, durante la construccin de la

cimentacin.

Las dimensiones y geometra propuesta en este informe deber de sujetarse a la revisin del

proyectista de la estructura, en caso de que las cargas y proyecto de la estructura aqu

considerados cambien en forma importante.

El diseo de pisos y pavimentos y las recomendaciones constructivas se indican en el captulo 8

de este informe.

Se considera importante mencionar que las aguas que se reciban en el rea de predio (pluviales o

de irrigacin) se conduzcan adecuadamente al drenaje municipal, a fin de evitar su acumulacine infiltracin al terreno, lo cual podra provocar deformaciones adicionales en los suelos

existentes en el sitio.

En el caso de presentarse alguna anomala del subsuelo no detectada en este estudio, se deber de

avisar oportunamente a Tea Arquitectos S.A. de C.V., con el fin verificar las condiciones

geotcnicas del sitio y garantizar la completa satisfaccin tcnica y constructiva del proyecto.

Se comenta que dado que el proyecto se encuentra en su etapa inicial, no es posible particularizar

a detalle las recomendaciones geotcnicas que en su totalidad pudieran requerirse, por lo quequeda en espera para atender cualquier consulta que al respecto pudiera solicitarse.

Elaboraron:

Ing. Luis Edgardo Franco Alfaro Arq. Joel Lpez Garca

Enero 2010


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Referencias

1.- Planos de Hundimiento medio anual. Periodo 1983- 1994.- Secretara General de Obras;D.D.F.- DGCOG.- 1994

2.- Normas Tcnicas Complementarias (NTC) para el Diseo y Construccin de Cimentaciones

del Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal (RCDF), Gaceta Oficial del Distrito

Federal, octubre 2004.3.- Manual de Diseo Geotcnico, Vol I.- Tamez E, et al.- COVITUR, 1987

4. - Foundation Engineering For Difficult Subsoil Conditions, Dr. Leonardo Zeevaert W. Ed.Krieger, Reprint, 1979.

5.- C.F.E. Instituto de Investigaciones Elctricas.- Manual de Diseo de Obras Civiles.- Diseo

por sismo (1993).6.- C.F.E. Instituto de Investigaciones Elctricas.- Manual de Diseo de Obras Civiles.

Geotecnia B.2.4.- Cimentaciones en Suelos (1980).


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ESTUDIO COMPLEMENTARIO AMPLIACIN DEL INCAN

AV. SAN FERNANDO N1, COL. TORIELLO GUERRA


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REPORTE FOTOGRFICO




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Vista del sitio donde se llev a cabo la ejecucin del sondeoexploratorio S-A. FOTO-1

Otra vista del sondeo S-A.FOTO-2


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Vista del sitio donde se llev a cabo la ejecucin del sondeoexploratorio S-B. FOTO-3

Otra vista del sondeo S-B.FOTO-4


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Vista del sitio donde se llev a cabo la ejecucin del sondeo

exploratorio S-C. FOTO-5

Otra vista del sondeo S-C.FOTO-6


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Vista del sitio donde se llev a cabo la ejecucin del sondeo

exploratorio S-D. FOTO-7

Otra vista del sondeo S-D.FOTO-8


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REPORTES DIARIO DE PERFORACIN




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