RECIMENTACIÓN DE LA CATEDRAL METROPOLITANA

LUIS FERNANDO LÓPEZ HURTADO

RECIMENTACIÓN DE LA CATEDRAL METROPOLITANA

1

IINNSSTTIITTUUTTOO PPOOLLIITTEECCNNIICCOO NNAACCIIOONNAALL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

TESIS:

““RREECCIIMMEENNTTAACCIIÓÓNN DDEE LLAA CCAATTEEDDRRAALL MMEETTRROOPPOOLLIITTAANNAA””

DIRECTOR DE TESIS:

ING. CARLOS GARCIA ROMERO

PRESENTA:


DICIEMBRE 2004



2

Ingeniería Civil INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

DDeeddiiccaattoorriiaa

CON AMOR DEDICO ESTA TESIS A MI MADRE, PATRICIA HURTADO URIBE, CON QUIEN HE COMPARTIDO TRIUNFOS Y TROPIESOS Y A QUIEN NUNCA PODRÉ COMPENSAR LOS ESFUERZOS REALIZADOS, POR SER MI MADRE, GRACIAS. A MIS HERMANAS HANNA MARIA, MARA PATRICIA, Y A MI SOBRINA AIRAM FERNANDA, QUIENES ME ENSEÑARON EL VERDADERO SENTIDO DE LA VIDA. A MIS AMIGOS, CLAUDIA GABRIELA, ISRAEL Y ROZBEH, QUIENES CON SU CARIÑO Y ENTREGA ME INCURSIONARÓN EN UNA AMISTAD VERDADERA. A TODOS AQUELLOS QUE ME BRINDARÓN LA OPORTUNIDAD DE CONOCERLOS, Y DE ESTIMARLOS, GRACIAS….

FERNANDO



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AAggrraaddeecciimmiieennttoo

GRACIAS A DIOS, POR PERMITIRME LA OPORTUNIDAD DE ESCALAR UN PELDAÑO MÁS EN LA ESCALERA DE LA VIDA. AL INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL, POR HABERME ALBERGADO EN SUS AULAS Y DADO LA OPORTUNIDAD DE FORMAR PA RTE DE ESTA GRAN FAMILIA. AL INGENIERO CARLOS GARCIA ROMERO, POR BRINDARME UNA AMISTAD SINCERA, AL INGENIERO CARLOS IZQUIERDO LÓPEZ Y LUCINO BARÓN AGUILAR, A TODOS ELLOS, POR HABER ESTADO CONMIGO A LARGO DE LA CARRERA. AL INGENIERO SERGIO J. MARTINEZ GRA CIDA NAVARRO, LA SEÑORA CELIA, IRENE, GABI, Y TODO EL PERSONAL DEL DEPARTAMENTO DE INFORMATICA, POR HABERME ACOGIDO COMO UN MIEMBRO MÁS DE SU FAMILIA. AL ING. EDMUNDO BAEZA Y LA ARQ. MARTHA CASAS, POR SU AMISTAD Y LAS FACILIDADES OTORGADAS DURANTE LA ELABORACIÓN DE LA PRESENTE TESIS. A TODO AQUEL QUE SIEMPRE MUESTRE EMPEÑO POR HACER BIEN LAS COSAS, GRACIAS…

FERNANDO



4


CCoonntteenniiddoo

IInnttrroodduucccciióónn CCAAPPIITTUULLOO 11.. GGEENNEERRAALLIIDDAADDEESS II..11 GGeeoollooggííaa ggee nnee rraa ll ddee VVaallllee ddee MMéé xxiiccoo 11 I.1.1. ANTECEDENTES 1 I.1.2. ESTRATIGRAFÌA 3 I.1.3. ZONIFICACIÓN GEOTECNICA DEL VALLE DE MÉXICO 9 II..22 OOrrííggee nneess yy ccaa uu ssaass ddee lloo ss aa ssee nnttaa mmiiee nnttoo ss rreeggiioonnaallee ss 1111 I.2.1. ANTECEDENTES Y ORIGEN 11 I.2.2. ASENTAMIENTOS EN LAS CIMENTACIONES 12 I.2.2.1 Causas que originan asentamientos I.2.2.2. Asentamientos totales y diferenciales I.2.2.3. Deformación estructural, debido a asentamientos relativos I.2.2.4. Asentamientos diferenciales

I.2.3. DETERMINACIÓN DE LOS ASENTAMIENTOS EN SUELOS ARCILLOSOS 17

CCAAPPIITTUULLOO 22.. CCRRIITTEERRIIOOSS DDEE RREENNIIVVEELLAACCIIÓÓNN YY RREECCIIMMEENNTTAACCIIÓÓNN EENN EELL VVAALLLLEE DDEE MMÉÉXXIICCOO

IIII ..11 IInnttrroodduucccciióónn 20 IIII ..22 EEvvaa lluuaacciióónn ddee llaa ss cciimmeennttaa cciioonnee ss 21

IIII ..33 EEssttuuddiiooss ddee mm ee ccáánniiccaa ddee ssuuee lloo ss 22 IIII ..44 RReenniivveellaa cciióónn 23 II.4.1. RENIVELACIÓN CON LASTRE 23 II.4.2 RENIVELACIÓN, MÉTODO SUBEXCAVACIÓN 24 II.4.3 MEJORAMIENTO, POR MEDIO DE INYECCIÓN 25 II.4.4 RENIVELACIÓN A BASE DE PILOTES DE CONTROL 26

II.4.4.1 Capacidad de carga por punta II.4.4.2 Condición estática

II.4.4.3 Condición sísmica



5

IIII ..55 RReecciimm eennttaa cciióónn 2299 II.5.1. INTRODUCCIÒN 29 II.5.2. RECIMENTACIÓN EN EXCAVACIONES 30 II.5.3. RECIMENTACIÓN CON ZAPATAS CORRIDAS 31 II.5.4 RECIMENTACIÓN CON PILAS 32

II.5.5 RECIMENTACIÓN CON PILOTES 33 II.5.5.1 Vigas en cubierta

II.5.6 ESTABILIZACIÓN POR CONGELAMIENTO 35

CCAAPPIITTUULLOO 33.. CCAATTEEDDRRAALL MMEETTRROOPPOOLLIITTAANNAA DDEE LLAA CCIIUUDDAADD DDEE MMÉÉXXIICCOO

IIII II ..11 IInnttrroodduucccciióónn 3366 IIII II ..22 CCiimm ee nnttaa cciióónn 3399 III.2.1. COMPORTAMIENTO DE LA CIMENTACIÓN ORIGINAL 41

III.2.1.1 Evaluación de los asentamientos

IIII II ..33 IInnffoorrmmaa cciióónn ggee oottéé ccnniiccaa 4433 III.3.1 ANTECEDENTES 45 III.3.2 ESTRATIGRAFÍA DEL SUBSUELO 45

IIII II ..44 RRee nniivveellaa cciióónn 5555 III.4.1 SUBEXCAVACIÓN 55

IIII II ..55 RRee cciimmee nnttaa cciióónn 6699 III.5.1.- RECIMENTACIÓN MEDIANTE PILAS 69 III.5.2. RECIMENTACIÓN MEDIANTE PILOTES 70 IIII II ..66 MMoonnii ttoorree oo ee iinnssttrruumm eennttaa cciióónn 7788 III.6.1.- INSTRUMENTACIÓN DE LA ESTRUCTURA 78 III.6.2.- INSTRUMENTACIÓN DEL SUBSUELO 81

CCAAPPIITTUULLOO 44.. CCOONNCCLLUUSSIIOONNEESS YY RREECCOOMMEENNDDAACCIIOONNEESS IIVV..11 IInnttrroodduucccciióónn 8844 IV.1.1 REVISIÓN DE LA CIMENTACIÓN 84 IIVV..22 CCiimm ee nnttaa cciióónn hhaa cciiaa 11998899 8888 IV.2.1. ANTECEDENTES 88

IV.2.2. ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN 88 IV.2.3. CLASIFICACIÓN DE LOS PILOTES 89 IIVV..33 CCoonncclluussiioonnee ss 9944 IIVV..44 RRee ccoommee nnddaacciioonnee ss 9999 BBiibbll iiooggrraa ffííaa 110077



6

Capitulo

GGeenneerraa lliiddaaddeess

IInnttrroodduucccciióónn II..11 GGeeoollooggííaa ggeenneerraall ddee VVaallllee ddee MMééxxiiccoo I.1.1. ANTECEDENTES I.1.2. ESTRATIGRAFÌA I.1.3. ZONIFICACIÓN GEOLOGICA DEL VALLE DE MÉXICO

II..22 OOrrííggeenneess yy ccaauussaass ddee llooss aasseennttaammiieennttooss rreeggiioonnaalleess I.2.1. ANTECEDENTES Y ORIGEN I.2.2. ASENTAMIENTOS EN LAS CIMENTACIONES I.2.2.1 CAUSAS QUE ORIGINAN ASENTAMIENTOS I.2.2.2. ASENTAMIENTOS TOTALES Y PARCIALES I.2.2.3. DEFORMACIÓN ESTRUCTURAL, DEBIDO A ASENTAMIENTOS RELATIVOS I.2.2.4. ASENTAMIENTOS DIFERENCIALES

I.2.3. DETERMINACIÓN DE LOS ASENTAMIENTOS EN SUELOS ARCILLOSOS I.2.3.1 TEORIA DE LA CONSOLIDACIÓN

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL



7

IINNTTRROODDUUCCCCIIOONN La inestabilidad de las cimentaciones, generalmente recae en el diseño incorrecto de las mismas, no pudiendo

omitir que el cimentar en la Ciudad de México, más específicamente en la Zona Centro, presenta una problemática

latente, esto en función del tipo de suelo de que esta conformado, Zona III, Zona Lacustre. Narra una leyenda, que

los aztecas fundarían una gran ciudad allí donde encontraran un águila devorando a una serpiente posada sobre

un nopal. En el año 1325, los sacerdotes aztecas descubrieron esta escena en un islote cerca del lago de México,

y allí erigieron la ciudad de Tenochtitlan. En el momento de su más alto desarrollo, el Imperio Azteca se extendió

por lo que hoy es la región central del país, desde la costa del Golfo de México hasta la del Pacífico.

Tras la caída de la civilización tolteca que había florecido principalmente en Tula entre los siglos X y XI, oleadas

de inmigraciones poblaron la meseta central de México, alrededor del Lago. Debido a su tardía aparición en el

lugar, los mexicas se vieron obligados a ocupar la zona pantanosa situada al Oeste del lago. Estaban rodeados por

enemigos poderosos que les exigían tributos, y la única tierra seca que ocupaban eran los islotes del lago de

México, rodeados de ciénagas. Los aztecas convirt ieron el lecho del lago, que era poco profundo, en islas

artificiales conocidas como chinampas, construidas con un armazón de troncos que sostenían arena, grava y tierra

de siembra, atados mediante cuerdas de ixtle. Se hicieron calzadas y puentes para conectar la ciudad con tierra

firme; se levantaron acueductos y se excavaron canales por toda la ciudad para el transporte de mercancías y

personas. Fig. I.

El subsuelo del Valle de México, esta constituido por depósitos lacustre de alta compresibilidad y el alto

contenido de agua, conformado básicamente por arcillas de consistencia blanda, que alguna ves fueron

denominadas como “fango estructurado”. Han transcurrido ya 679 años de progreso urbano, durante este tiempo

muchas generaciones de constructores han desarrollado mediante ensaye y error, una tecnología de

cimentaciones.

El lecho fangoso de la ciudad de México, presenta una problemática actual en cuanto a vibraciones,

problemática que en las últimas décadas se ha incrementado, debido al crecimiento explosivo en edificaciones, de

diferentes niveles. Presentando mayor problemática en cuanto a daños se refiere en aquellos sectores de la

ciudad, que ocupo el antiguo Lago.

GENERALIDADES




8

FFiigg.. II.. MMaappaa ddee llaa aannttiigg uuaa TTeennoocchhtt iittlláánn FFuueennttee:: EEvvoolluucciióónn ddee llooss cciimmeennttaacciioonneess ddee ppuueenntteess..



9

OOBBJJEETT IIVVOOSS,, JJUUSSTT IIFFIICCAACCIIÓÓNN YY AALLCCAANNCCEESS

OObbjjeettiivvoo

La finalidad de la presente investigación, es describir los aspectos geotécnicos básicos y en particular en la

Catedral Metropolitana, acerca de los métodos o sistemas de Renivelción y Recimentación comúnmente

empleados en la Ciudad de México partiendo desde el origen de las primeras cimentaciones, y su desarrollo a

través de los años.

JJuussttiiffiiccaacciióónn

El cimentar en la ciudad de México lleva consigo un cierto grado de dificultad, contados son los autores que han

llegado a determinar la relación suelo-estructura, es por ello que a lo largo de la presente tesis, se describen los

aspectos más relevantes para Renivelar y Recimentar estructuras en nuestro medio, cabe mencionar que durante

su elaboración, se considera a manera general la valuación de cimentaciones existentes, la problemática o

ineficiencia que estas presentan y por último el tomar la decisión de si es necesario el recimentar.

Simultáneamente se llevo acabo el estudio de una estructura de suma importancia, debido que a lo largo de su

historia ha presentado asentamientos diferenciales considerables, esta se localiza en el primer cuadro de la ciudad.

AAllccaannccee

Dada la importancia histórica y cultural, entre otros, con que cuenta la Catedral Metropolitana de la Ciudad de

México, y al ser ésta considerada como un valioso patrimonio cultural de la nación, así como la problemática que

representan los asentamientos diferenciales que en ella han ocurrido a lo largo de 194 años, en el presente trabajo,

se estudiara el comportamiento que ha mostrado, así como las soluciones que se han adoptado para su

renivelación.

Así mismo, se analiza a las cimentaciones desde un punto de vista funcional, explicando ¿Por qué llegan a fallar

las cimentaciones existentes?, consideremos básicamente la constitución del subsuelo del Valle de México, y la

presencia de sismos. Así mismo se analizan los sistemas empleados en la Renivelacion y Recimentaciòn, de

estructuras existentes, desde un punto de vista geotécnico, considerando el tipo y la importancia de la estructura.

Se clasifican los sistemas empleados con mayor frecuencia en la ciudad de México, en base a su funcionalidad, y

se explica su procedimiento de diseño.




10

CAPITULO 1

TEPOZOTLAN

ROCAVOLCANICAVOLCANICA

ROCA

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LCA

NIC

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LACUSTRESSEDIMENTOS

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FORMACIÓN TARANGO

HOLOGENO BARRILACO, BECERRA, TACUBAYABARRILACO, BECERRA, TACUBAYA

CU

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RIO

SCHALAEPFER 1968

CUENCA DE MÉXICO

MOOSER 1953 Y 1962

CUENCA DE MÉXICOCUENCA DE MÉXICO

ARELLANO 1953MÉXICO BRYAN 1948

SURPONIENTE DE LA CUENCA DE

GGEENNEERRAALLIIDDAADDEESS II..11.. GGEEOOLL OOGGIIAA GGEENNEERRAALL DDEELL VVAALLLLEE DDEE MMEEXXIICCOO INTRODUCCIÓN El conocimiento del marco geológico de la cuenca del Valle de México, establece las bases mediante las cuales podremos definir, el comportamiento de las cimentaciones ante cargas sísmicas intensas, los fuertes asentamientos diferenciales, así como la problemática entorno al hundimiento regional, sean estos problemas cuya compresión y tratamiento requieren tanto del conocimiento del subsuelo, como la revisión de los métodos empleados con mayor frecuencia, de tal forma que estos sean seguros. A través de las décadas la Cuenca del Valle de México, ha sido tema de investigación, esto en función de que su porción Sur Occidental, alberga a la Ciudad de México, en particular la Cuenca de México es el resultado de las interacciones naturales de procesos tectónicos, volcánicos, sedimentarios, y climáticos. La secuencia estratigráfica de la Cuenca del Valle de México, se constituye por rocas volcánicas, depósitos aluviales, fluviales y lacustres del periodo terciario y del cuaternario, que subyacen discordantemente a rocas calcáreas y calcáreas arcillosas del Cretácico. La distribución de las rocas sedimentarias, carece de conocimiento acertado, de manera tanto horizontal como vertical, por lo que el definir la columna estratigráfica no es sencillo. Por otro lado tras emplear sistemas de exploración y criterios de superposición estratigráfica, se han logrado situar eventos magmáticos y sedimentarios, a los cuales ha estado sujeta la provincia de la cuenca a través de su evolución. Fig. I.01

FFiigg.. II..0011 CCoorrrree llaacciióónn eessttrraa ttiiggrráá ffiiccaa ggeenneerraa lliizzaaddaa .. Fuente: Tópicos geológicos de la Cuenca del Valle de México




11

I.1.1. ANTECEDENTES Con el fin de sintetizar, el origen y evolución geológica de la Cuenca del Valle de México, de gran importancia es el conocer su composición tectónica y estratigráfica, que en este caso se compone por la provincia volcánica denominada, Eje Neovolcanico Transmexicano. El explicar el origen de esta provincia volcánica, obedece a teorías diversas. Hacia 1972, Mooser, propone al ENT, como una fisura antigua reactivada del basamento.1 La teoría más común, cita que su origen se deriva del desplazamiento sucesivo de placas tectónicas, en la que la placa de Cocos, obstaculiza el movimiento hacia el suroeste de Norteamérica, creando así una fisura cortical, consecuentemente en esta zona, se presentan expulsiones volcánicas como producto de la subducción de la Placa de Cocos, debi do a esta subducción, y a la efusión de magma hacia la superficie, se formaron estratovolcanes de composición andesitica, riolitica y dacitica. Durante este proceso, la provincia tectónica continua emergiendo con etapas sucesivas de vulcanismo, erosión, y de sedimentación aluvial, fluvial y lacustre. Fisiográficamente, la superficie correspondiente a la Cuenca del Valle de México, forma parte del Eje Neovolocanico Transmexicano. Dicha superficie se caracteriza por la presencia de grandes formaciones volcánicas, situadas en la porción central del Eje Neovolocanico Transmexicano, siendo los de mayor altura, el Popocatepetl e Ixtacihuatl, La Malinche y el Telapón, esta porción limita al Norte con las Sierras de Tezontlalpan y de Pachuca, al Sur por la sierra del Ajusco-Chichinautzin; al Oriente por la Sierra Nevada, Rió Frió y Calpulalpán, y al Poniente, por las Cruces y de Tepozotlán. Fig. I.02. La Cuenca del Valle de México, se constituye por una superficie de 9600 Km2, distribuida de la siguiente manera:

• 4800 Km²; corresponden a la porción oriental del estado de México. • 2540 Km²; corresponden al sur de Hidalgo. • 840 y 100 Km²; corresponden respectivamente a la porción oriental de Tlaxcala y Puebla. • 1320 Km²; corresponden al Distrito Federal.

ESTADOS UNIDOS DE AMERICA

24.00

LO

NG

ITU

D

14.00

-118

.00

-110

.00

-114

.00

-106

.00

16.00

18.00

20.00

22.00

OCEANO PACIFICO

34.00

26.00

28.00

30.00

32.00

-102

.00

LATITUD

- 98

.00

- 90

.00

- 94

.00

- 86

.00

E.N.T.

S.M.S.

CUENCA DEL VALLE DE MEXICO

GOLFO DE MÈXICO

E.N.T. Eje Neovolcanico TransmexicanoS.M.S. Sierra Madre del Sur

FFiigg.. II..0022 LLooccaa lliizzaacc iióónn ddee llaa ccuueennccaa ddee ll VVaa llllee ddee MMééxx iiccoo

1 Inf. p. 6



12

Fuente: Tópicos geológicos de la Cuenca del Valle de México La superficie del Valle de México, se encuentra cubierta en un 68%, por roca ígnea extrusiva, correspondiente a dos periodos de la Era del Cenozoico. Primeramente al periodo Terciario, le corresponde el 23.70%, del material antes citado, localizado al Oeste y Este de la Cuenca. Posteriormente el periodo Cuaternario, data de 63 millones de años atrás, con afl oramientos rocosos ígneos extrusivos, ubicados en la parte central, con dirección al sur, a este periodo le corresponde el 44.70% de la superficie total. Las rocas ígneas extrusivas, forman parte del ENT, conformando derrames de forma alargada y de bloques, generalmente las rocas se encuentran fragmentadas por la presencia de fallas, orientadas de Este-oeste, se pueden apreciar también las alineaciones de Norte-sur, y Este-oeste. Con base en lo anterior, se definen dos fases tectónicas, la primera de carácter compresivo, relacionada con el metamorfismo y plegamiento de rocas cretácicas. La segunda fue distensiva, conformando en la región, pilares y cuencas, de forma tal que se propicio la formación de conglomerados continentales, y depósitos de evaporitas. En resumen las condiciones de sedimentación, y el tipo de materiales que constituyen los suelos arcillosos de la Formación Arcillosa Superior de la Zona central de la Cuenca del Valle de México, determinan la estructura de los estratos del subsuelo y dan origen al comportamiento mecánico observado en la practica de la ingeniería, y probablemente el resultado de excitaciones sísmicas.

I.1.2. ESTRATIGRAFIA El conocimiento estratigráfico es un aspecto fundamental, es por ello que se deberán de precisar, las tres zonas que conforman el Valle de México. 2 Para lo anterior, a manera sintetizada se mencionan los aspectos más relevantes en cuanto a los tres marcos de referencia, que conforman los depósitos geológicos, sobre los que se localiza la Ciudad de México, sean estos: geológico general, paleoclimático y el vulcanológico. Marco geológico general. Para efectos prácticos, se puede visualizar la Cuenca del Valle de México, como una presa azolvada, delimitada al Sur por los basaltos de la Sierra de Chichinautzin, (conformando la cortina), el relleno del interior del vaso lo conforman los depósitos de arcilla lacustre, a los cuales les subyace material clástico, perteneciente a la acción de ríos, arroyos, glaciares, y volcanes. Así mismo se localizan intercalados en el relleno arcilloso, materiales distintos, producto de la meteorización de los depósitos volcánicos, aluviales, fluviales, y glaciales; estos deben su coloración a los distintos climas a que fueron expuestos, es decir los de coloración amarilla, obedecen a periodos de clima frío, por su parte los que presentan coloraciones cafés, y en ocasiones rojizos, obedecen a ambientes calidos o tropicales. Sobre este relleno, se edifico, la gran Tenochtitlan. A mediados del siglo XIX, se comenzaron a desplantar edificios sobre los rellenos correspondientes al borde de la planicie, (zonas de transición), y cincuenta años atrás la expansión a rebasado la planicie, abarcando la porción occidental de la Cuenca, conocido en la actualidad como las Lomas. Marco Paleoclimático Durante la formación de la Cuenca, esta estuvo expuesta a diversos cambios de temperatura, prevaleciendo un clima cálido generalmente desértico, a manera de cronología se enlistan los periodos más representativos:

• Primera glaciación; Nebraska, tubo una duración de 100,000 años aproximadamente. • Primer Interglaciar; Se manifestó con clima caluroso. • Segunda glaciación; Kansas, de duración prolongada, periodo desconocido. • Segundo Interglaciar; Yarmouth, o Gran Interglaciar, se manifestó con altas temperaturas y su duración fue

de 200,000 años. • Tercera glaciación; Illinois, se desconoce su duración. • Tercer interglaciar; Sangamon con duración de entre 80,000 y 100,000 años. • Cuarta glaciación; Caracterizada por temperaturas moderadas constantes. • Finalmente; Oloceno o Reciente, periodo de temperatura moderada, sea este ultimo el que prevalece en la

actualidad.

2 inf. p. 9



13

De lo anterior, se concluye, que la Cuenca del Valle de México, en base a su ubicación, ha atravesado por el periodo glaciar Illinois, y dos interglaciares, el Yarmouth y Sangamon. En esta temática, la conformación de los suelos arcillosos del Valle de México, se le atribuye al acarreo de grandes volúmenes de partículas finas de polvo volcánico, provenientes de suelos eólicos, producto de los periodos glaciares. Al precipitarse este polvo, denominado loess, en la Zona del Lago, y en función a su alto contenido de absorción, se saturaron creando las arcillas lacustres del Valle, por lo que se interpreta que las arcillas son producto de la alteración de loess glaciar. Marco Vulcanológico Su importancia recae, al considerar que todo material que conforme el subsuelo de la Cuenca, es de manera directa o indirecta de origen volcánico. Sean directos, los que conforman el Cerro de Chapultepec y el del Tepeyac, el Peñón del Márquez y la Sierra de Santa Catarina y el Pedregal de San Ángel. Las acumulaciones indirectas, se deben a la acumulación de polvo eólico, en ocasiones el viento levanta y transporta este polvo a grandes distancias, (suelos transportados), si este material es depositado en un lago, sus partículas se hidratan, conformando un suelo arcillosos, tal es el caso del antiguo Lago de Texcoco. Estratigrafía generalizada; En función de los depósitos que las conforman y su relación con los marcos antes citados, las tres zonas en que se divide la Cuenca del Valle de México, se describen a continuación:

a. Depósitos del Lago. Se conocen comúnmente como depósitos lacustres, a aquellos que corresponden a la planicie del Valle de México, esto bajo el entendimiento de que esto era cierto únicamente en ciertos periodos geológicos, cuyas condiciones climáticas propiciaban la conformación del Lago. Es decir, se formaba un lago cuando la magnitud de las lluvias superaba la evaporación, pero este desaparecía en caso contrario, siendo la clave la temperatura, es decir a altas temperaturas el Lago se secaba, en ocasiones en su totalidad, si la temperatura decrecía se formaba el Lago. De esta interacción, resulta práctico el atender la formación de suelos; el Lago en época de sequía, se hacia presente únicamente en la parte central, siendo aquí en donde se depositaban las arcillas lacustres, por lo contrario en la margen del lago, las arcillas transportadas se intercalaban con suelos secos. Fig. I.03.



14

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

WIS

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Suelos Humicos del Holoceno

CalichePomez tripartita, andecitaCeniza basaltica

Arcilla

Suelo duro

Arcilla

Suelo duro

Arcilla

Capa dura

Arcilla

Erupción de pomez

Arcilla

Arcilla

Arcilla

Erupción de pomez

Arenas y gravas

Erupción de arenas azules

Reciente

Serie Lacustre Supeior, Arcillas poco consolidadas

Tercer Interglaciar "Sangamon"

Serie Lacustre Inferior, Arcillas muy consolidadas

PR

OF

UN

DID

AD

m.

Holoceno

Presente

-10,000 Años-11,000 Años

-15,000 Años

-80,000 Años

-100,000 Años

-170,000 Años

FFiigg.. II..0033 EEssttrraa ttiiggrraa ffííaa ,, ccoorr rreessppoonnddiieennttee aa ddeeppóóss iitt oo llaaccuussttrree .. Fuente: Tópicos geológicos de la Cuenca del Valle de México



15

4.- HACIA EL AÑO DE 1889

2.- AL COMIENZO DEL SIGLO VXI

3.- COMIENZO DEL SIGLO XIX

1.- LIMITES APROXIMADOS, EPOCA DILUVIAL

GUADALUPE

MÉXICO

TACUBAYA

TLALPAN

XOCHIMILCOTLAHUAC

CHALCO

TEXCOCO

TEOTIHUACAN

ZUMPANGO

SN. CRISTOBAL

CUAUTITLAN

CHALCO

MÉXICO

TACUBAYA

TLALPAN

TLAHUACXOCHIMILCO

TEXCOCO

GUADALUPE

TLALNEPANTLA

SN. CRISTOBAL

SN. JERONIMO

TEOTIHUACAN

ACOLMAN

CUAUTITLAN

ZUMPANGO

TEXCOCO

CHALCO

XOCHIMILCO

TLALPAN

TACUBAYA

TACUBA

MÉXICO

TEXCOCO

TEOTIHUACAN

ZUMPANGO

CUAUTITLANTEOTIHUACAN

ACOLMAN

CHALCOTLAHUAC

XOCHIMILCO

TLALPAN

TACUBAYA

MÉXICO

TACUBA

TLALNEPANTLA

TEXCOCO

ZUMPANGO

CUAUTITLAN

Mooser, hacia el año de 1972, considera que la Cuenca del Valle de México, además de la actividad volcánica, el drenaje fluvial y aluvial, periodos glaciales e interglaciares también fue afectada por la precipitación pluvial y fenómenos meteorológicos, formando así grandes lagos, que se comunicaban entre si. Fig. I.04. 3

FFiigg.. II..0044 SSeeccuueenncc iiaa ddee eevvoolluucc ii óónn ddee ll ooss llaaggooss eenn llooss úúlltt iimm ooss ssii ggllooss.. Fuente: Tópicos geológicos de la Cuenca del Valle de México

3 Tópicos geológicos, p. 33



16

b. Depósitos de transición Cabe recordar, que los depósitos de arcilla lacustre cambian del centro de la Cuenca, conforme se acercan a la periferia o Zona de Lomas, sean estas las partes altas; esto se debe que entre los estratos de arcilla, se intercalan capas de suelo limo arcilloso, arenas fluviales y gravas y boleos, estos dos últimos se presentan solo en la desembocadura de ríos y arroyos. Fig. I.05

Holoceno

Serie Arcillosa Lacustre, Superior

Capa Dura "Sangamon"

Gravas y arenas del Illinois Superior

Erupción de arenas azulesGravas y arenas de finales del IllinoisSuperior

Material Morreneico Depositado

Morrenas del Illinois Inferior

Serie Arcillosa Lacustre, Inferior

ZONA DE LOMAS

DEPOSITOS FUERA DEL AMBIENTE LACUSTRE.

Figg.. II..0055 EEssttrraa ttiiggrraaffííaa ccoorr rreessppoonnddiieennttee aa ZZ oonnaa ddee TTrraannss iicc iióónn

c. Depósitos de Lomas En los depósitos que conforman la Zona de Lomas, se pueden identificar cuatro fenómenos geológicos:

• Acumulación de grandes depósitos, producto de erupciones volcánicas. • La erosión subsiguiente de estos depósitos, conformando barrancas profundas. • El deposito en las barrancas de morrenas. • El relleno parcial de esas barrancas con materiales clásticos de erupciones subsecuentes.

Los depósitos anteriores, presentan estratos de coloración, rojiza, amarilla, o café, según el clima que impero durante su formación, intercalados entre si, este periodo tubo una duración aproximada de 500,000 años. Fig. I.06.



17

G l a c i a c i ó n I l l i n o i s I n f e r i o r

G r a n I n t e r g l a c i a r Y a r m o u t h

G l a c i a c i ó n I l l i n o i s S u p e r i o r

I n t e r g l a c i a r S a n g a m o n

G l a c i a c i ó n W i s c o n s i n

1 5 0 . 0 0

1 4 0 . 0 0

1 3 0 . 0 0

1 2 0 . 0 0

1 1 0 . 0 0

1 0 0 . 0 0

9 0 . 0 0

1 0 . 0 0

2 0 . 0 0

3 0 . 0 0

4 0 . 0 0

5 0 . 0 0

6 0 . 0 0

7 0 . 0 0

8 0 . 0 0

PR

OF

UN

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m.

S u e l o s r e c i e n t e s

M o r r e n a s l a M a r q u e z a I I I

S u e l o s r o j i z o s d e C u a j i m a l p a

M o r r e n a s l a M a r q u e z a I I

M o r r e n a s l a M a r q u e z a I

M o r r e n a s T o t o l a p a S u p e r i o r

S u e l o s r o j i z o s - a m a r i l l o T o t o l a p a

E r u p c i o n e s d e l H o r i z o n t e P i n g o

A r e n a s a z u l e s

S u e l o s c a f e - a m a r i l l o

L a h a r e s C i c l o p e o s

M o r r e n a s T o t o l a p a I n f e r i o r

S u e l o s P u m i t i c o s a m a r i l l o s

E r u p c i o n e s d e a r e n a s b l a n c a s , d e a n d e c i t a d e h o r n b l e n d a .

E m i s i ó n d e l d o m o T o t o l a p a

T o b a s P u m i t i c o s a m a r i l l o s y r o j i z a s

T r e s g r a n d e s e r u p c i o n e s d e p o m e z

S u e l o s r o j i z o s

F l u j o d e P i r o c l a s t o s d e l a e r u p c i ó n C u q u i t a

FFiigg.. II..0066 EEssttrraa ttiiggrraa ffííaa ccoorr rreessppoonnddiieennttee aa ZZ oonnaa ddee LLoomm aass



18

LATI

TUD

LONGITUD

-98.

95

-99.

00

-99.

05

-99.

10

-99.

15

-99.

20

-99.

25

19.55

19.50

19.45

19.40

19.35

19.30

19.25

Zona II IZona II

Insu

rgen

tes

Ermita Iztapalapa

Perif

erico

Tlal

pan

Circuito Interior

Perif

erico

Refo

rma

Periferico

Zona I

II..11..33.. ZZOONNIIFFIICCAACCIIÓÓNN GGEEOOLLÓÓGGIICCAA DDEELL VVAALLLLEE DDEE MMÉÉXXIICCOO Como lo define el Artículo 179 del Título Sexto del Reglamento, para fines de diseño de cimentaciones, el Distrito Federal se divide en tres zonas (Fig. I.07) con las siguientes características generales:4 a) Zona I. Lomas ; Formadas por rocas o suelos generalmente firmes que fueron depositados fuera del ambiente lacustre, pero en los que pueden existir, superficialmente o intercalados, depósitos arenosos en estado suelto o cohesivos relativamente blandos. En esta zona, es frecuente la presencia de oquedades en rocas, de cavernas y túneles excavados en suelos para explotar minas de arena y de rellenos no controlados; b) Zona II. Transición: En la que los depósitos profundos se encuentran a 20 m de profundidad, o menos, y que está constituida predominantemente por estratos arenosos y limo arenoso intercalado con capas de arcilla lacustre; el espesor de estas es variable entre decenas de centímetros y pocos metros. c) Zona III. Lacustre: Integrada por potentes depósitos de arcilla altamente compresibles, separados por capas arenosas con contenido diverso de limo o arcilla. Estas capas arenosas de compacidad firme a muy dura y de espesores variables de centímetros a varios metros. Los depósitos lacustres suelen estar cubiertos superficialmente por suelos aluviales, materiales desecados y rellenos artificiales; el espesor de este conjunto puede ser superior a 50 m.

FFiigg.. II..0077 .. ZZoonniiff iiccaacc iióónn ggeeoottééccnniiccaa ddee llaa CC iiuuddaadd ddee MMééxx iiccoo.. FFuueennttee:: NNTTCC,, DDiisseeññoo ddee cciimmeennttaacciioonneess,, pp..44

4 art. 179, RCDF



19

Observaciones En caso de que el sitio de estudio, se localice en la frontera que conformen dos zonas, para efecto de diseño, la localización de este deberá de ser considerada, en la zona más desfavorable, de lo contrario se deberán de realizar exploraciones del subsuelo, determinando así los parámetros de diseño, teniendo especial cuidado en la detección de grietas u oquedades. Igualmente en la Zona I, se deberán de realizar estudios para detectar la presencia de minas, o capas de arena, gravas, y material pumitico, así mismo se deberá de determinar si previamente el predio conformo un relleno. En las Zonas II, y III, se determinara la presencia de cimentaciones antiguas, vestigios arqueológicos, rellenos superficiales, cambios representativos en la estratigrafía, o cualquier otro factor que pudiera originar un asentamiento diferencial. De interés es la detección de grietas, en las áreas de transición rápida que conforman, las Zonas II y III. Conclusiones El origen de la CVM, se remonta a la Era del Cenozoico, en la cual se constituyo por roca ígnea extrusiva, generalmente fragmentadas por la presencia de fallas. De aquí que la constitución geológica que impera en la Cuenca del Valle de México, así como su regionalización sísmica, manifieste una problemática al cimentar en nuestro medio. Tras analizar la constitución estratigráfica, se determina que el subsuelo del Valle de México, no manifiesta problemática alguna en cuanto a capacidad de carga se refiere, si no a la alta compresibilidad de las arcillas que lo conforman, originando así la presencia de asentamientos diferenciales, principalmente en la zona que conforma el primer cuadrante de la ciudad.



20

II..22.. OORRIIGGEENNEESS YY CCAAUUSSAASS DDEE LLOOSS AASSEENNTTAAMMIIEENNTTOOSS RREEGGIIOONNAALLEESS I.2.1. ANTECEDENTES Y ORIGEN Hacia los años treinta, comienza una amenaza latente, con el arranque del crecimiento desorbitado de la capital. La perforación y explotación de numerosos pozos de agua, acelero el hundimiento general del suelo, en función a la consolidación de las arcillas compresibles; en algunos puntos de la ciudad, como se suscito en el Caballito, cuyo hundimiento llego a rebasar los ocho metros. Con la presencia de tales hundimientos, era inminente el que se dislocara la red de alcantarillado, provocando así columpios y contra pendientes en los colectores que desaguan el Gran Canal. El Ingeniero Roberto Gayol, ideo y estuvo a cargo de la elaboración del proyecto del drenaje profundo de la Ciudad de México, encontró, hacia el año de 1925 con gran asombro, que en varios tramos los colectores habían descendido más de 50 centímetros perdiendo así su pendiente. Esto hizo comprobar una hipótesis, con la que ya se contaba “El suelo de la ciudad de México, se está hundiendo”, pero no se podía aún cuantificar este fenómeno. Sin embargo, no fue si no hasta 1936, cuando se dio la debida importancia a la relación entre el hundimiento y el bombeo de agua de la gran cantidad de pozos a que fue necesario recurrir para abastecer en forma expedita a una población creciente. La cantidad de agua de Xochimilco ya no era suficiente y con el abastecimiento de pozos, el hundimiento llegó a un grado alarmante. En un principio el saber que la ciudad se estaba hundiendo no causo impresión, la gente estaba acostumbrada a ver en la ciudad de México, especialmente en la zona céntrica, edificios hundidos y desnivelados, por citar algunos, el Palacio de Bellas Artes, el Colegio de Ingenieros o Palacio de Minería, templos como el de la Santísima, de la Profesa, entre otros, pero estos fenómenos se atribuían a la configuración pantanosa del subsuelo. Hacia finales de los años 20 ´s el ingeniero José A. Cuevas, considerado como el precursor de la ingeniería de cimentaciones en el Valle de México, construye el edificio de la Lotería Nacional, aplicando lo más actual en cuanto a conocimientos de aquella época, empleo en la cimentación lo entonces denominado Cimentación compensada, la cual asta la actualidad a demostrado buenos resultados. Dado el correcto comportamiento de la estructura, hacia 1936 dio a conocer la correlación entre el hundimiento de la ciudad y la extracción de agua del subsuelo. Posteriormente hacia 1947, el Dr. Nabor Carrillo, presento su teoría de la “Consolidación”, que a la letra dice “El hundimiento de la Ciudad de México se debe a la consolidación del estrato arcilloso superior del subsuelo, producida por la perdida de la presión acuífera debida a la extracción del agua del mismo subsuelo”, dicha teoría se fue difundiendo, creando en los mexicanos la intranquilidad tras comprender que los encharcamientos y las inundaciones que padecían con frecuencia, se debían no solo a la insuficiencia de los drenajes, si no también por el hundimiento de la ciudad. En el año de 1952, se creo la Comisión Hidrológica del Valle de México, la cual decreto que no se debería de perforar un pozo más en la región, tratando así de evitar el hundimiento de la ciudad; pero la ciudad siguió creciendo de manera acelerada, como lo demuestran los índices de población, hacia el año de 1900, contaba con 345,000 habitantes, posteriormente en 1930 1`029,000 habitantes, hacia 1940 había más de 1`448,000 habitantes, en 1950 ascendía ya a los 2`235,000 habitantes, 20 años más tarde llego a los 2`907,000 habitantes y en la actualidad la población de la Ciudad de México haciende a cerca de 9 millones de habitantes.5

5 Censo nacional de población y vivienda, INEGI




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Forma cóncava

Asentamiento Diferencial

Grava densa

a. Losa, colocada sobre suelo uniforme y compresible b. Losa colocada, sobre estrato denso e incompresible, bajo el que existe suelo compresible

Suelo compresible

Suelo Compresible

II..22..22 AASSEENNTTAAMMIIEENNTTOOSS EENN LLAASS CCIIMMEENNTTAACCIIOONNEESS II..22..22..11 CCaauussaass qquuee oorriiggiinnaann aasseennttaammiieennttooss Los asentamientos, pueden ser producto de diversas causas, actuando de manera independiente, y en ocasiones la problemática se incrementa cuando estas se presentan de manera conjunta, sean algunas de las causas más comunes.

1. Variación en la estratigrafía del suelo; Una parte de la estructura puede estar cimentada, en un suelo altamente compresible y la otra sobre material no compresible. Tales variaciones son realmente comunes, sobre todo en depósitos glaciares, en donde pueden encontrarse lentes de arcilla en material arenoso. En zonas de superficie rocosa irregular puede ocurrir que parte de la estructura se cimiente en roca sana y otra parte en roca meteorizada o en suelo compresible.

2. Variaciones en la carga de cimentación; Se presenta cuando no existe simetría en forma y carga, es

decir estas no se transmiten de manera igual, a lo largo de toda la superficie. Por ejemplo, en un edificio que posea una torre elevada en su parte central y alas laterales de menor tamaño, por ello debiera esperarse un asentamiento relativo entre la torre y las alas, a menos que se utilicen métodos especiales de cimentación para impedirlos.

3. Cargas grandes en áreas de cimentaciones flexibles; El asentamiento de grandes placas flexibles de

cimentación, o de áreas grandes cargadas incluyendo las cimentaciones independientes de un cierto número de columnas, construidas directamente sobre el suelo compresible, adopta una forma cóncava, cuyo asentamiento máximo se localiza al centro y el mínimo en las esquinas, Fig. I.08

FFiigg.. II..0088 .. FFoorrmmaa ddee ll aasseennttaamm iieennttoo eenn ggrraannddeess zzoonnaass ff lleexx iibb lleess ccoonn pprreesseenncc iiaa ddee ccaarrggaass

La figura anterior, ejemplifica, el tipo de asentamiento de una gran zona cargada. En aquellos sitios en que el área ampliamente cargada se cimenté sobre un estrato relativamente incompresible (pudiendo ser gravas), situado sobre suelo compresible (Fig. I.08 b), tendrá lugar un asentamiento debido a la consolidación de esa última capa, aunque no tomara la forma de una depresión cóncava. Sea el efecto que produce el estrato más denso, si este es de espesor suficiente, consiste en formar una placa rígida que impide, casi por completo, los asentamientos relativos.



22

4. Diferencias en el tiempo de construcción en la parte adyacente de una estructura. Este problema se presenta cuando trascurridos varios años de haber sido construida una estructura se le añaden algunas cargas adicionales, podemos hacer mención la problemática que ha presentado la Catedral Metropolitana de la Ciudad de México, cuyo periodo de construcción fue de 237 años (1573-1810). Sea por eso el caso de que los asentamientos de consolidación de gran duración de la estructura primaria hayan concluido de manera definitiva, pero la nueva estructura (si posee igual carga de cimentación, que la original), continuara asentándose. Para impedir la deformación y agrietamiento entre estructuras nuevas y antiguas, es necesario tomar precauciones especiales a base de juntas verticales.

5. Variación en las condiciones del terreno; Una parte del área del edificio, puede haber sido ocupada por

una estructura de manera previa de gran peso, que ya haya sido demolida; o bien en un terreno con pendiente puede ser necesario eliminar un considerable espesor de la sobrecarga con la finalidad de nivelar el terreno. Estas variaciones repercuten en diferentes condiciones de presión, tanto antes como después de la carga presentando asentamientos y expansiones.

6. Variación en el contenido de agua del terreno; Por otra parte el agua que contiene el terreno, incide de

diversas maneras en el comportamiento de las cimentaciones; pudiendo generar sub-presiones, que requieren de ser consideradas durante el cálculo de la estabilidad de la cimentación. La acción erosiva de corrientes de agua puede desestabilizar los mantos portantes. No debemos omitir que en cimentaciones profundas, se hace más delicado el diseño y proceso constructivo, dificultándose aun más con la presencia de capas acuíferas subterráneas o suelos inestables bajo niveles freáticos, el estudio de los procedimientos de construcción en cada caso requiere buscar una solución satisfactoria desde el punto de vista técnico, lo que puede llegar a ser complejo y delicado.

I.2.2.2. ASENTAMIENTOS TOTALES Y PARCIALES La consolidación es el factor más importante, con el cual se determinan las presiones de apoyo admisibles, siendo necesario el calcular los asentamientos por proceso de consolidación, aún cuando se haya considerado de manera previa el hundimiento de las cimentaciones. A continuación se estudian asentamientos por consolidación, así como los efectos que causan los asentamientos parciales o totales sobre las estructuras, sus métodos de cálculo, para así reducir la presencia de asentamientos. El asentamiento de una cimentación, consta de:

• Asentamiento inmediatos, “∆i”; estos tienen lugar durante la aplicación de la carga, como resultado de la deformación elástica del suelo, sin variación alguna en el contenido de agua.

• Asentamiento de consolidación, “∆c”; tiene lugar como consecuencia de la reducción de volumen del suelo causada por la expulsión de parte del agua contenida en los poros del suelo.

• Asentamiento final, “∆f”; sean estos la suma de “∆i + ∆c” En el caso de cimentaciones sobre arena de densidad media a normal, los asentamientos “inmediatos”, y de “consolidación”, son de orden pequeño y se presentan casi de manera simultánea, el asentamiento total se presenta cuando actúan sobre los cimientos, la carga completa. De modo análogo los asentamientos sobre arenas de baja compacidad, cuya capacidad de carga es pequeña son casi inmediatos, estos se producen en el momento mismo en que se aplica la carga, mientras que las arcillas compresibles se deben al movimiento de consolidación tanto de manera inmediata como a largo plazo, estos últimos constituyen la mayor parte del movimiento y pueden tener lugar al cabo de un largo periodo de años. El asentamiento de los cimientos, no se limita a estructuras de gran peso y tamaño. En limos y arcillas blandas y compresibles, pueden presentarse asentamientos apreciables bajo cargas ligeras. Mencionemos que en el bosque de Aragón, tienen lugar asentamientos y fracturas de edificios multifamiliares, cimentadas sobre arcillas blandas, cuya carga transmitida a la cimentación, no excedía de 350 kilogramos por cada metro de muro; los edificios muestran un asentamiento regional de hasta 60 centímetros. Los asentamientos parciales o relativos, entre una parte de la estructura y otra, presentan mayor repercusión sobre la superestructura, que los asentamientos totales, este último tiene solo importancia, en su afectación con obras colindantes.



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Si el área completa de la cimentación, de una estructura se asienta de manera igual en todas direcciones, la superestructura no sufrirá efectos perjudiciales. Si, por el contrario, existe un movimiento relativo en varias partes de la cimentación, se presentaran una serie de esfuerzos en la estructura. Si estos movimientos relativos, son excesivos, puede tener lugar un serio agrietamiento, o inclusive el colapso total de la estructura. Clasificación general de causas de asentamientos totales y diferenciales 1. Cargas 1.1.1 Estáticas 1.1.2 Permanentes 1.1.3 Transitorias 1.2 Dinámicas 1.2.1 Vibración 1.2.2 Choque o impacto 2. Cambios en las características del suelo de cimentación 2.1 Acción del frió intenso 2.2 Acción del calor 2.3 Cambios de humedad del suelo 2.4 Descenso del nivel freático (equivalente a incremento de carga, generado por aumento del peso

volumétrico del suelo). 3. Causas accidentales varias 3.1 Colapso o deformación de minas, cavernas, y conductos subterráneos. 3.2 Erosión subterránea producida por el agua 3.3 Derrumbes y deslizamientos plásticos (erosión geológica de la masa) Skempton y Mc Donald, estudiaron el asentamiento de las estructuras, dividiendo en tres categorías los daños causados por los sentamientos:

1. Daño estructural; afecta tanto a la estructura, como su cimentación. 2. Daño arquitectónico; Afectación únicamente a los muros, losas y cubiertas. 3. Daño estructural y arquitectónico, simultáneo.

Tras estudiar, asentamientos en diversas estructuras, que han sufrido daño de menor a mayor magnitud, condujo a estos autores a concluir que el daño estructural, suele tener lugar cuando la distorsión angular (∆h), de dos columnas situadas en un tramo (l), exceda de 1/150, cuyo daño es perceptible en los acabados, suele ocurrir cuando la distorsión angular excede de 1/300. Fig. I.09.

Asentamiento diferencial entre columnas

∆h

l

Cim

ient

o

Ele

men

to e

stru

ctur

al

NPT

∆h

FFiigg.. II..0099 .. AAsseennttaamm iieennttoo DDiiffeerreenncciiaa ll ddee uunnaa eess ttrruuccttuurraa



24

Dada la importancia, que significa el conocer la magnitud del asentamiento, según especificaciones de las Normas Técnicas Complementarias, diseño y construcción de cimentaciones, durante el diseño de toda cimentación, deberán de considerarse los estados límite, que a continuación se enlistan:

1. Flotación 2. Desplazamiento plástico local o general del suelo bajo la cimentación. 3. Falla estructural de pilotes, pilas u otros elementos de la cimentación.

Así como los correspondientes miembros de las estructuras. La revisión de la seguridad de cimentaciones ante estados limite de falla, de acuerdo con los artículos 167 y 182, consiste en comparar para cada elemento de la cimentación y esta en conjunto, la capacidad de carga del suelo con las acciones de diseño, afectando la capacidad de carga neta con un factor de resistencia y las acciones de diseño con sus respectivos factores de carga. La capacidad de carga de los suelos se calcula mediante métodos analíticos o empíricos, la capacidad de carga de cimentaciones sea cual sea, se determinara a partir de la resistencia media del suelo a lo largo de la superficie potencial de la falla correspondiente al mecanismo más critico, en la realización del calculo se deberá de considerar la interacción entre las partes de la cimentación y entre estas y las cimentaciones vecinas. Si el subsuelo presenta rellenos sueltos, grietas, cavernas u otras oquedades, se deberán de considerar, los estados límite de servicio, sean estos;

1. Asentamientos o emersiones de la cimentación 2. Inclinación media de la construcción. 3. Deformación diferencial de la propia estructura y sus vecinas.

En cada uno de los movimientos, se considerara el componente inmediato bajo carga estática, el accidental principalmente por sismo, y el diferido, por consolidación, así como la combinación de los tres. El valor esperado de cada uno de los movimientos deberá garantizar, el no causar daños a la cimentación, la estructura, las instalaciones, así como acabados, construcciones vecinas o servicios públicos. La revisión de la cimentación ante estados límite de servicio, se hará tomando en cuenta los límites indicados en la tabla T.I.01

a.- Movimientos verticales (Hundimiento o emersión)

cm.Zona I:Valor medio en el area ocupada por la construcción:Asentamiento: Construcciones aisladas 5,00

Construcciones colindantes 2,50

Zona II y III:Valor medio en el area ocupada por la construcción:Asentamiento: Construcciones aisladas 30,00

Construcciones colindantes 15,00

Emersión: 30,00Velocidad del componente diferido 1 cm/semana

b.- Inclinación media de la construcción

Inclinación visible hc: Altura de la construcción, mMal funcionamiento de grúas viajeras En dirección longituduinal

c.- Deformaciones diferenciales en la propia estructura y sus vecinas

LímiteMarcos de acero Relación entre el asentamiento diferencial 0,006

entre apoyos y el claro.Marcos de concreto Relación entre el asentamiento diferencial 0,004

entre apoyos y el claro.Muros de carga de tabique de barro Relación entre el asentamiento diferencial 0,002o bloques de concreto. entre extremos y el claro.Muros con acabados sencibles, como Relación entre el asentamiento diferencial 0,001yeso, piedra ornamental, etc. entre extremos y el claro.

Se tolerarán valores mayores en la medida en que la deformación ocurra antes de colocar los acabados o estos seencuentren desligados de los muros.

Paneles móviles o muros con acabados Relación entre el asentamiento diferencial 0,004poco sensibles, como mamposteria con entre extremos y el claro.juntas secasTuberías de concreto con juntas Cambio de pendiente en las juntas. 0,015

Concepto Límite

Tipo de daño Límite Observaciones100/(100+3hc)%

0,30%

Tipo de estructuras Variable que se limita

TTaabbllaa II..0011 .. LLiimm iitteess mm ááxx iimm ooss ppaarraa mmoovviimmiieenntt ooss yy ddeeffoorrmm aacc iioonneess oorr iiggii nnaaddooss eenn llaa cc iimm eennttaacc iióónn.. FFuueennttee:: NNTTCC,, ddiisseeññoo ddee cciimmeennttaacciioonneess,, pp..1100



25

La tabla anterior comprende, la suma de los movimientos debidos a todas las combinaciones de cargas que se especifican en el Reglamento y las NTC, Los valores de la tabla son sólo límites máximos y en cada caso habrá que revisar que no se cause ninguno de los daños mencionados en el Art. 182, del RCDF. Para los valores de limites correspondientes al inciso a, en construcciones aisladas será aceptable un valor mayor si se toma en cuenta explícitamente en el diseño estructural de los pilotes y de sus conexiones con la estructura. II..22..22..33.. DDeeffoorrmmaacciióónn eessttrruuccttuurraall,, ddeebbiiddoo aa aasseennttaammiieennttooss rree llaattiivvooss “La mayoría de las estructuras ordinarias, pueden resistir un asentamiento relativo entre columnas adyacentes, de ∆=δ/l”. Consideremos este parámetro como base en la determinación del factor de seguridad para asentamientos totales y relativos que se han de calcular, a fin de evitar cualquier daño estructural o arquitectónico, o mantener ambos dentro de lo permisible. Como ejemplo, consideremos como absurdo el hecho de asegurar que ni el más ligero agrietamiento tendrá lugar en la estructura a causa de un asentamiento relativo, aun en la actualidad, no se han podido impedir agrietamientos, y por consiguiente debe de tolerarse un determinado agrietamiento debido al asentamiento. Sin embargo en algunos tipos de estructura es necesario limitar el asentamiento relativo a una porción ínfima, por ejemplo, en edificaciones de tipo monumental, con acabados internos y externos de gran valor, como son catedrales, santuarios, museos, entre otros. II..22..22..44.. AAsseennttaammiieennttooss ddiiffeerreenncciiaalleess

Dada la magnitud del asentamiento, son considerados de mayor trascendencia los asentamientos

diferenciales o relativos, que se presentan en diversas partes de la estructura, que la magnitud del asentamiento total, si la totalidad de la superficie en un área de construcción, se asienta totalmente, no se presentan efectos a nivel estructural, pero por lo contrario, si los movimientos relativos se presentan en distintos sitios de la cimentación, originaran sobreesfuerzos en la estructura. Si estos asentamientos diferenciales son excesivos, pueden llegar a presentar agrietamientos severos e inclusive el colapso de la estructura.

Formas del asentamiento y del daño Observaciones

Grieta

Estructura

Arcilla

Estrato resistente roca ó grava y arena

Aplastamiento

Estructura

roca ó grava y arenaEstrato resistente

Arcilla

a.- b.-

Los extremos de la estructura, se asientan más que en el centro, formando grietas con ancho creciente hacia la parte superior de la estructura, ocasionando daños considerables. La expansión diferencial del suelo, al ser mayor, en el centro que en los extremos, genera un efecto similar.

Aplastamiento

b.- Asentamiento en el centroAsentamientoAsentamiento

BB

Los asentamientos en los extremos, se aprecian menos que en centro, produciendo compresiones acentuadas en la parte superior del edificio. Si las deformaciones son muy grandes, pueden generar fracturas por cortante, ya sean horizontales o inclinadas y grietas de tracción, hacia la parte inferior.



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c.- Asentamiento en un extremoAsentamiento

C

Grieta

El asentamiento diferencial del extremo de un edificio largo, con respecto a otro no tan largo, puede generar grietas con la mayor abertura, hacia la parte superior, punto “C”

E

D

d.- Asentamiento variable

Asentamiento

El asentamiento, crece de manera gradual desde un extremo del edificio hasta el otro. Pudiendo inclinarse toda la estructura sin presentar agrietamiento alguno, en estructuras altas y esbeltas, las presiones no uniformes en las cimentaciones, son mayores del lado que se presenta el desplome, tendiendo a acentuar el problema , mismo que se agrava con el transcurrir del tiempo.

TTaabbllaa II..0022 .. EEffeeccttooss ddee llooss aasseennttaamm iieennttooss ,, eenn llaass eess ttrruuccttuurraass

I.2.3. DETERMINACIÓN DE LOS ASENTAMIENTOS EN SUELOS ARCILLOSOS Para efecto de estudio, en la presente tesis, se particulariza el cálculo de asentamientos en suelos arcillosos, ya que son aquellos de los que se conforma el primer cuadro de la Ciudad de México. Supongamos que la selección de muestras así como la interpretación de sus resultados se ha llevado acabo de la manera correcta, mediante su análisis podremos pronosticar la proporción y la magnitud de los asentamientos en suelos arcillosos. Skempton, Peck y Macc Donald, han demostrado que los asentamientos netos finales calculados para varias estructuras sobre arcillas normalmente consolidadas, son alrededor de un 15%, de los asentamientos sufridos en la actualidad, siendo el asentamiento actual bastante mayor que aquellos valores calculados. Suele ser innecesario considerar los asentamientos de estructuras cimentadas sobre arcillas muy duras o firmemente consolidadas (arcillas en bloque), a menos que la estructura sea demasiado grande y pesada (construcciones monumentales), o de tipo tal que un asentamiento relativo muy moderado pueda causar algún daño estructural. Terzaghi, cita que “La compresión de una arcilla previamente comprimida, es de dos a cinco veces menor que la compresión de esa misma arcilla deducida a partir de los ensayos del laboratorio sobre las muestras inalteradas”. 1.2.3.1 Teoría de la consolidación Consiste en determinar los asentamientos, a partir de ensayes de laboratorio, empleando la teoría de la consolidación de suelos arcillosos; se basa en el siguiente procedimiento:

1. Elección del perfil del suelo; Se han de estudiar los informes del sondeo correspondientes al área del sitio de estudio. Si los estratos del suelo son similares, podrá realizarse un perfil representativo del suelo, señalando las profundidades medias de los distintos estratos así como los valores medios del índice de compresión (o del coeficiente de compresibilidad volumétrica), como el coeficiente de consolidación para cada uno de los diferentes estratos. En el caso de estratos de arcilla de gran espesor, no debe de suponerse como que la compresibilidad es constante a lo largo de todo el estrato. Las arcillas normalmente cargadas suelen presentar una distribución progresiva de compresibilidad a media que aumenta la profundidad.



27

Suele a menudo, ocurrir que los informes de sondeos, y la interpretación de resultados en suelos, varían en las profundidades de los estratos y en los valores de la compresibilidad. En tales circunstancias, la elección de un nivel representativo del suelo precisa de un estudio detallado. Para estructuras de gran importancia, se hace necesario un análisis de asentamiento para ver cuanto vale la compresibilidad mayor a la profundidad máxima en estratos compresibles y al mismo tiempo, la compresibilidad más baja de tales estratos a una profundidad mínima, comparando a continuación, ambos análisis a fin de obtener una idea del asentamiento diferencial o relativo si es que tales extremos de coincidencia llegan a darse en las zonas de cimentación de la estructura. Si se han realizado suficientes sondeos es posible determinar las condiciones del suelo a lo largo de toda la estructura. Con dichas condicionantes, el asentamiento relativo, a través de la estructura puede obtenerse realizando análisis por separado del asentamiento de las partes representativas de la estructura, bajo las cuales las condiciones del suelo son distintas.

2. Determinación de la carga que da lugar a asentamientos; Al considerar asentamientos de

consolidación de gran duración, es esencial que la carga de cimentación empleada en el análisis sea representativa de la carga soportada, durante el periodo de tiempo que se consideré. Este procedimiento es distinto del que se emplea en el cálculo de las presiones de apoyo admisibles, este último permite las más severas condiciones de carga, con un gran margen para las cargas accidentales máximas. La sobre carga o carga accidental utilizada en un análisis de asentamiento, es un valor medio que representa la continua carga accidental, durante el periodo de tiempo que se considera.

3. Calculo de la distribución de presiones y esfuerzos. La Fig. I.10 muestra la distribución de las

presiones verticales de sobrecarga (qo), y de la presión inducida vertical (σz). Los valores de σz, a distintas profundidades bajo el nivel de cimentación se obtiene mediante el método de Boussinesq. En el caso de suelos compresibles profundos, el nivel que se considera en el análisis de asentamientos es el punto en el cual la presión vertical (σz), es relativamente pequeña, es decir del orden de 10% de qo.

Nivel más bajo de asentamiento

Ρ Z σz

qo

Presión inicial del suelo

Ρο y σz, . esfuerzo inducido

0.10 q

FFiigg.. II..1100 .. DDiiss ttrr iibbuucc iióó nn ddee tteennss ii oonneess vveerrtt iiccaa lleess,, eenn uunn eess ttrraa ttoo pprrooffuu nnddoo ddee aarrcc iillllaa

4. Cálculo de asentamientos por consolidación; (∆c). Si se conoce la variación de la compresibilidad de un suelo a partir del resultado de un determinado número de ensayos empleando el consolidómetro, el asentamiento por consolidación, se calcula mediante los valores del coeficiente de compresibilidad volumétrico (mv), el incremento de presión o esfuerzo σz, y el espesor del suelo compresible Ho.

∆c= mv σz Ho



28

Capitulo INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

CCRRIITTEERRIIOOSS DDEE RREENNIIVVEELLAACCIIÓÓNN YY RREECCIIMMEENNTTAACCIIÓÓNN

EENN EELL VVAALLLLEE DDEE MMÉÉXXIICCOO IIII..11 IInnttrroodduucccciióónn IIII..22 EEvvaalluuaacciióónn ddee llaass cciimmeennttaacciioonneess IIII..33 EEssttuuddiiooss ddee mmeeccáánniiccaa ddee ssuueellooss IIII..44 RReenniivveellaacciióónn

I.4.1. RENIVELACIÓN CON LASTRE II.4.2 RENIVELACIÓN, MÉTODO SUBEXCAVACIÓN II.4.3 MEJORAMIENTO, POR MEDIO DE INYECCIÓN II.4.4 RENIVELACIÓN A BASE DE PILOTES DE CONTROL

II.4.4.1 CAPACIDAD DE CARGA POR PUNTA II.4.4.2 CONDICIÓN ESTÁTICA

II.4.4.3 CONDICIÓN SÍSMICA

IIII..55 RReecciimmeennttaacciióónn II.5.1. INTRODUCCIÒN II.5.2. RECIMENTACIÓN EN EXCAVACIONES II.5.3. RECIMENTACIÓN CON ZAPATAS CORRIDAS II.5.4 RECIMENTACIÓN CON PILAS

II.5.4.1 SISTEMA PYNFORD II.5.5 RECIMENTACIÓN CON PILOTES

II.5.5.1 VIGAS EN CUBIERTA II.5.6 ESTABILIZACIÓN POR CONGELAMIENTO



29

CAPITULO 2

CCRRIITTEERRIIOOSS DDEE RREENNIIVVEELLAACCIIÓÓNN YY RREECCIIMMEENNTTAACCIIÓÓNN EENN EELL VVAALLLLEE DDEE MM ÉÉXXIICCOO

II II..11.. IINNTTRROODDUUCCCCIIÓÓNN A fin de conocer las características que ocasionan la inestabilidad en las estructuras y de establecer criterios

generales de diseño mediante los cuales se juzgue la condición estructural de edificaciones cons truidas sobre

suelos cuyas condiciones estratigráficas indican la presencia de terrenos blandos, a lo largo del presente capitulo,

se revisan criterios para establecer la estabilidad estructural, definiendo así el inicio de la inestabilidad y verificar de

esta manera, cuando una estructura requiere de ser Renivelada y/o Recimentada.

Se ha comprobado que el inicio de la inestabilidad de una estructura, depende de las cargas verticales, la

respuesta de la cimentación ante desplazamientos horizontales y rotacionales que pueden presentarse en la base

de la superestructura. Para fines de análisis de la estabilidad, es necesario establecer la distribución de todas las

cargas verticales y el efecto de fuerzas horizontales, sean estos últimos viento y sismo.

Diversos autores, entre ellos Széchy (1961), coinciden que “Las fallas estructurales se deben en la mayoría de

los casos a fallas en su cimentación”. En la actualidad esto sigue siendo valido a pesar del desarrollo alcanzado en

la Ingeniería de Ciment aciones. Ejemplos de ello los hay en abundancia en el país, basta el mencionar el gran

número de fallas de edificios a raíz de los sismos del 19 y 20 de septiembre de 1985, las cuales van desde un mal

comportamiento hasta el colapso total, fallas en estructuras diversas ocurren año con año, colapsos de

excavaciones profundas, daños a estructuras contiguas, e inclusive a estructuras subterráneas.

Algunas fallas de cimentaciones que no llegan al colapso total, le producen un daño tan severo a la estructura

que la reparación no se lleva acabo por lo excesivo de su costo. En otros casos, los daños son susceptibles a

reparación a un elevado costo porcentual a la estructura incluyendo su cimentación, al que se suman las perdidas

ocasionadas por suspensión del uso y operación de la estructura. En este sentido la importancia de las

cimentaciones, recae en ser el medio a través del cual se transmiten las cargas a manera de esfuerzo a los suelos,

“Elemento de soporte”, de lo anterior se puede concluir que todo intento por escatimar en estudios de mecánica de

suelos, diseño estructural y construcción, ponen en riesgo la seguridad estructural y más importante aún la de las

personas, así como la inversión misma.




30

IIII ..22..-- EEVVAALLUUAACCIIÓÓNN DDEE LLAASS CCIIMMEENNTTAACCIIOONNEESS La mayoría de las fallas que se presentan en las cimentaciones, se deben en gran parte a la falta de criterio por parte de los encargados del análisis y diseño de las mismas, ya sea por parte de los consultores de mecánica de suelos y de estructuras así como de los constructores. Otras fallas son producidas por las acciones ambientales o fenómenos extraordinarios de magnitudes impredecibles, mismas que sobrepasan los márgenes de seguridad establecidos por el conocimiento y normatividades vigentes. Así las causas de las fallas en cimentaciones pueden ser clasificadas en cuatro grupos de fallas: estudios de mecánica de suelos, diseño estructural, proceso constructivo y por acciones ambientales. Fallas en mecánica de suelos Consisten básicamente en la carencia o deficiencia de la información con la cual se podría interpretar el comportamiento del subsuelo. Esto se manifiesta en el desconocimiento de las propiedades de los suelos; determinación inadecuada de los parámetros de diseño, desconocimiento en la detección de; grietas, cavernas, discontinuidades y rellenos, entre otros. Fallas en diseño estructural El tipo de fallas lo sub-clasificamos en dos tipos; superestructuras y subestructura, la primera se puede llegar presentar por un desconocimiento de magnitud y superposición de las cargas transmitidas, en ocasiones no consideradas para el análisis. Las segundas se manifiestan por un desequilibrio entre fuerzas y momentos, así como en una cimentación que sea infinitamente rígida. Fallas en el proceso constructivo Durante la ejecución del proyecto se manifiestan fallas en función del proceso constructivo, como son: 1. Excavaciones

a. Bombeo excesivo, se manifiesta afectando las colindancias. b. Fallas de fondo. c. Estabilidad de taludes. d. Expansión excesiva.

2. Métodos de bombeo impropios por: a. Modificación de los suelos b. Fallas en el fondo de excavaciones

3. Construcciones defectuosas por:

a. Personal no capacitado b. Diseño, fabricación e hincado de pilotes deficiente c. Equipo de perforación e hincado limitado y poco eficiente d. Cambio e incremento de carga en pilotes y pilas e. Distribución incorrecta entre pilotes y pilas f. Hundimientos durante la construcción de pilas, pilotes y cajones. g. Inestabilidad de en las excavaciones y fondo de perforaciones para pilas y pilotes.

4.- Control de la construcción

a. Ausencia de asesoría, control y supervisión de mecánica de suelos b. Asesoría y controles deficientes por: b.1 Observación o mediciones incompletas, deficientes o fuera de tiempo, así como falta de asesoria. b.2. Suspensión provisional de obra.




31

II.3. ESTUDIOS DE MECANICA DE SUELOS Toda cimentación deberá de satisfacer los requisitos mínimos de seguridad y estabilidad contra fallas, sean por insuficiente capacidad de carga y presencia de asentamientos excesivos. Para cumplir con estos objetivos, los conocimientos de mecánica de suelos e Ingeniería de cimentaciones, así como la experiencia y el juicio, son indispensables para llevar a buen término cada uno de las siguientes fases de un proyecto, en las que esta disciplina interviene.

1. Programas de exploración y pruebas de laboratorio representativas de las condiciones reales del suelo. 2. Criterios para determinar las estratigrafías así como las características propias del suelo y cimentación. 3. Criterios para selección y diseño geotécnico de las cimentaciones. 4. Establecimiento de especificaciones y normas de construcción. 5. Asesoría y control durante la construcción.

Con la finalidad de optimizar recursos materiales, y si las condiciones del proyecto lo permiten, las fases arriba enlistadas podrán llevarse a cabo de manera independiente o conjunta, con la finalidad de definir oportunamente las condiciones del subsuelo, evitando imprevistos que pudieran complicar la ejecución de la obra. Posterior a la construcción, se deberán de verificar los posibles desplazamientos horizontales y verticales de la estructura, originados por; compresibilidad de los estratos, movimientos sísmicos, y asentamientos diferenciales. Lo anterior, para poder llevar un registro del comportamiento de la estructura, a fin de constatar las hipótesis y teorías aplicadas, y dado el caso establecer acciones y recomendaciones pertinentes, esto se logra a través de implementar un sistema de monitoreo periódico en la cimentación.




32

II.4 RENIVELACIÓN II.4.1 Renivelación con lastre El sistema consiste en colocar una sobrecarga, cuya magnitud y ubicación se obtienen con el análisis de los asentamientos. Este sistema se implementa tanto en cajones como losas de cimentación, en estos últimos se hace uso de las celdas, colocando en ellas la sobrecarga antes descrita, que puede ser arena o agua, la finalidad es forzar un desplazamiento vertical descendente de las partes más altas, el proceso si así lo requiere puede realizarse de manera conjunta con una subexcavación. Fig. II.01.

HORIZONTAL TRAS "LASTRAR"

HORIZONTAL, ORIGINAL

SUBEXCAVACIÓN

SOBRE CARGA"ARENA-AGUA"

PO

SIC

IÓN

OR

IGIN

AL

EXCAVACIÓN PARA ACELERAR EL PROCESO

FFIIGG.. IIII ..0011 RReenniivvee llaacciióónn ccoonn LLaassttrree ““aarreennaa yy//oo aagguuaa””

Para efectos de revisión, tras colocar la sobrecarga, se deberá de realizar un monitoreo continuo, el cual consta de un control topográfico, y la implementación de una plomada en el vértice opuesto al que se coloca la sobrecarga, esto con la finalidad de controlar el desplazamiento.




33

II.4.2 Renivelación, método Subexcavación La técnica de subexcavación, propuesta en Italia por el ingeniero Fernando Terracita, se emplea para renivelar estructuras con presencia de desniveles o desplomes, es decir colocando horizontalmente la estructura igualando los puntos más altos con los puntos bajos. Consiste básicamente en extraer de manera controlada el subsuelo localizado bajo las partes más altas, esto se logra a través de la excavación de lumbreras (profundidades diversas) mediante las cuales se realizan perforaciones inclinadas u horizontales, pudiendo ser estas ultimas radiales o prismáticas Fig. II.02. A través de estas perforaciones como ya se a mencionado se extrae material, en ocasiones este deberá de ser sustituido por una mezcla de agua, lodo bentonitico, arena pumitica, y cemento, cuya resistencia final sea igual a la del suelo removido. La presencia de asentamientos diferenciales puede originarse por la consolidación de estratos de arcilla, extracción del agua del subsuelo o por la diversidad de estratos que pudieran presentarse subyaciendo una cimentación. El método de subexcavación se a empleado de manera satisfactoria en nuestro país siendo el precursor el ingeniero Gonzáles Flores al renivelar la iglesia del Pocito en la Basílica de Guadalupe y la Torre SERFIN.

AT

AG

UIA

S

BOQUILLA PARASUBEXCAVACIÒN

BASE DE APOYO

h

B

H

NIVEL MAXIMO DE EXCAVACIÓN

NIVEL DE SUBEXCAVACIÒN

NIVEL DE DESPLANTE DE CIMENTACIÓN

NIVEL DE PISO TERMINADO

PERFORACIONES RADIALES, CIRCUNDANDO LA LUMBRERA

FFII GG.. IIII ..0022 PPaarr tteess bbáássiiccaass qquuee iinntteeggrraann uunnaa LL uumm bbrreerraa



34

II.4.3 Mejoramiento, por medio de inyección El inyectar lechadas de cemento, en las oquedades que conforman los suelos, (para penetrar y reforzar), son consideradas además de mejoramiento como un procedimiento de recimentación. El método consiste en inyectar el suelo, reforzándolo de manera temporal, mientras se realiza la excavación de pozos. En ocasiones, el inyectar la lechada, puede no hacerse de la manera correcta, por ejemplo se ha empleado en casos donde una consolidación lenta del suelo compresible ha causado un asentamiento de las estructuras. Este método es considerado de gran utilidad, para rellenar oquedades formadas por efecto de la vibración o de la erosión de suelos granulares. Considerado también de gran utilidad en el reforzamiento de muros deteriorados, cimentados a base de mampostería, antes de excavar debajo de ellos, para efectuar operaciones normales de recimentación. La lechada de cemento puede emplearse en la consolidación de suelos con presencia de gravas, bajo cimentaciones de maquinaria, casos en los cuales el asentamiento ocurre debido a la vibración. El inyectar lechada o químicos, se puede llevar acabo en arenas gruesas o gravas arenosas, par a producir un muro de suelo consolidado bajo las cimentaciones, hasta un nivel deseado para la recimentación. Este método es útil para recimentar uniones de excavaciones profundas, colindantes con estructuras existentes. Las inyecciones se llevan acabo des de el nivel de terreno, evitando así la necesidad de apuntalar, por su parte el muro de tierra consolidada actúa como muro de contención, al excavar cerca de cimentaciones existentes. Fig. II.03. El empuje de tierra es soportado por los marcos de apuntalamiento, en ocasiones podrá ser sustituido por tabla estacado, la elección se da en función de la magnitud del empuje. El rango de los tipos de suelo en los cuales puede llevarse a cabo la consolidación química, se muestra en la siguiente grafica anexa. Fig. II.04.

Barrenos, para la inyección

Tablaestacado Grava arenosa gruesa

Marcos de apuntalamiento

Cimentación existente

NTN

Zanja para las inyecciones

Masa de suelo cementado "Consolidado"

FFII GG.. IIII ..0033 MMee jjoorraamm iieennttoo,, pp oorr mm eeddiioo ddee iinnyyeecccciióónn qquuíímm iiccaa



35

Estopero

Estabilizador de concreto

Cabeza de media cañaAncla "araña"Cabeza del pilote

Celdas de deformación

Cabezal o puente

RondanaTuercaAncla "Espárrago"

GravaArenaLimoArcilla

Lechada de cemento

Silicatos y emulsiones

CongelamientoLechada de cemento en arcillas rigidas agrietadas

Endurecimiento electroquimico

mm 60.0

0

2.00

0.06

0.00

2

0

25

50

75

100

Mej

oram

ient

o %

boleos

FFIIGG.. IIII ..0044 TTaammaaññoo ddee aaggrreeggaaddooss ,, ppaarraa mm eejjoorraammiieennttoo eenn ssuueellooss

II.4.4 Renivelación a base de Pilotes de control, tipo PICOSA Sistema desarrollado por el Ing. Manuel Gonzáles Flores, fundador de PICOSA, 6 como un medio para recimentar edificios con presencia de asentamientos excesivos, debidos a la consolidación de las arcillas blandas, así como el evitar la emersión de las estructuras, causada por el hundimiento regional, de estructuras apoyadas en pilotes de punta, desplantados en el estrato resistente. El sistema consiste en apoyar el pilote de igual manera que los pilotes de punta, en un estrato resistente, contrariamente a los “Pilotes de punta” la cabeza del pilote, no recibe directamente la carga del edificio, si no que el pilote atraviesa la losa de fondo para ser cargado, a través del sistema de control. Fig. II.05.

FFII GG.. IIII ..0055 DDiisspp oossiitt ii vvoo ddee ccoonnttrrooll ,, ttii ppoo PPIICCOOSSAA

6 PILOTES DE CONTROL S.A. DE C.V.



36

CARACTERISTICAS DEL SISTEMA

a) La carga aproximada que puede transmitir cada cubo de madera es de 2.50 toneladas. b) Tras haber sido comprimidas las celdas, por la acción del cabezal, hasta su limite elástico, los cubos

pueden continuar deformándose sin variar en forma importante en su carga, hasta un 60% la altura de los mismos. Considerando lo anterior, se observa que conforme las capas de arcilla atravesadas por los pilotes, van reduciendo su altura, logrando así un descenso igual entre el terreno y la estructura, además el pilote penetra dentro del edificio, comprimiendo las celdas de deformación sin modificar la carga que el pilote venia soportando, esto debido a que la madera trabaja en la zona plástica, la cual permite una gran deformación, para una variación de carga reducida.

c) Al descender igual el terreno y la estructura, se necesita desplazar la arcilla adherida a los pilotes, aprovechando este esfuerzo de adherencia o fricción, se incrementa la resistencia del pilote.

Al permitir que la cabeza de los pilotes, atraviese la losa de cimentación esta se apoya sobre el suelo, descendiendo a la misma velocidad que él, evitando así que el edificio se hunda o emerja con respecto a la superficie del terreno. Originalmente el control, se empleo para operar únicamente con la carga estática de la estructura, una parte de la cual es transmitida a la cabeza del pilote a través de las celdas de deformación, cuya capacidad se determina en función de los asentamientos de los edificios al transcurrir el tiempo. La presencia de sismos de gran magnitud, ha sometido a los pilotes de control a condiciones dinámicas, no consideradas en un inicio, las cuales han suscitado la presencia de deformaciones, en ocasiones excesivas, generando así asentamientos diferenciales cuyo efecto estructural se suma a los inducidos por las fuerzas sísmicas. II.4.4.1 Capacidad de carga por punta Como se estipula en las NTCDF, de cimentaciones la capacidad de carga de un pilote por punta, se determinara a partir de los resultados de pruebas de campo realizadas a los propios pilotes En las situaciones en las que se cuente con suficientes resultados de pruebas de laboratorio realizadas sobre muestras de buena calidad y que exista evidencia de que la capa de apoyo sea homogénea, la capacidad de carga podrá estimarse como sigue: a) Para suelos cohesivos

Cp = ( cu Nc*FR + pv) Ap b) Para suelos friccionantes

Cp = (p´v Nq*FR + pv) Ap Donde: Ap es el área transversal de la pila o del pilote; pv es la presión vertical total debida al peso del suelo a la profundidad de desplante de los pilotes; p v́ es la presión vertical efectiva debida al peso del suelo a la profundidad de desplante de los pilotes; cu es la cohesión aparente determinada en ensaye triaxial no–consolidado no–drenado, (UU); y Nc* coeficiente de capacidad de carga.

Cuando exista un estrato blando debajo de la capa de apoyo de un pilote de punta o pila, deberá verificarse que el espesor H de suelo resistente es suficiente en comparación con el ancho o diámetro B del elemento de cimentación. Se seguirá el criterio siguiente:

1. Si H = 3.5B se ignorará el efecto del estrato blando en la capacidad de carga; 2. Si 3.5B >H = 1.5B se verificará la capacidad de carga del estrato blando suponiendo que el ancho del

área cargada es B +H 3. Si H<1.5B se procederá en la misma forma considerando un ancho igual a:

+=

2

32

1BH

B



37

LA ESTRUCTURA "EMERGE"

SE REQUIERE MAYOR NUMERO DE PILOTES, PARA CONTRARESTAR LA FRICCIÓN NEGATIVA

SE REGULA LA POSICIÓN DESEADA DE LA ESTRUCTURA.

SE MINIMIZA EL NUMERO DE PILOTES, AL OPTIMIZAR LA DISTRIBUCIÓN DE LAS CARGAS

LA FUERZA CORTANTE Y EL MOMENTO SISMICO SE TRANSMITEN DE MANERA INTEGRA A LOS PILOTES.

LAS PAREDES DEL CAJON AYUDAN A ABSORVER POCO LOS ELEMENTOS MECANICOS.

POSIBILIDA D A SUFRIR DESPLOMES PERMANENTES

GRANDES EXIGENCIAS AL CAJON DE CIMENTACIÓN PARA ABSORVER EL MOMENTO Y EL CORTANTE SISMICO.

AL RECIBIR LOS PILOTES DE CONTROL MANTENIMIENTO EN SU DISPOSITIVO, RESISTEN EL MOMENTO Y CORTANTE SISMICO, EN CONJUNTO LOS PILOTES, PAREDES, Y LA LOSA DE FONDO.

PILOTES DE PUNTA PILOTES DE CONTROLPILOTES DE FRICCIÓN

PILOTES DE FRICCIÓN PILOTES DE CONTROLPILOTES DE PUNTA

F

M M

F

M

F

CONTACTO CON EL SUELO NULO

FRICCIÓN NEGATIVA QUE SOLO SOBRECARGA A LOS PILOTES

ESTRATO RESISTENTE

DESARROLLO DE LA FRICCIÓN, CON SIGNOS OPUESTOS

PLANO NEUTRO

CONTACTO TOTAL CON EL SUELO

FRICCIÓN NEGATIVA QUE ACTUA SOBRE LOS PILOTES TRANSFORMADA EN POSITIVA, YA QUE CONTRIBUYE A SOPORTAR CARGAS A TRAVÉS DE LA LOSA DE CIMENTACIÓN

CONTACTO CON EL SUELO DEFICIENTE

PILOTES MAS VULNERABLES, POR ACCIONES SISMICAS AL CARECER DE CONFINAMIENTO

ESTRATO RESISTENTE

EL APROVECHAMIENTO DE LA FRICCIÓN EN LA BASE DE LA LOSA DE CIMENTACIÓN CONTRIBUYE SIGNIFICATIVAMENTE A RESISTIR LA FUERZA CORTANTE SISMICA

LA ESTRUCTURA TIENDE A "INCLINARSE"

DEBIDO A LAS CONDICIONES DE DISEÑO, SE HACE EXCESIVO EL NUMERO DE PILOTES

PROFUNDIZAR EL CAJON

PILOTES COLOCADOS EN EL PERIMETRO, MAS EXPUESTOS A SOLICITACIONES DE FLEXOCOMPRESIÓN

CONDICIÓN ESTATICA

CONDICIÓN SISMICA

II.4.4.2 CCoonnddiicciióónn ee ssttáá ttiiccaa

Se produce por el peso propio de la estructura, más el de la carga viva estática CM + CMmaxima, y de una parte de la carga viva accidental definida en el RCDF, como carga viva reducida CVT y disminuida del peso total del suelo excavado hasta el nivel de la losa de cimentación Wc según la siguiente expresión:

Cne = C m + Cve + Cvr - Wc II.4.4.3 Condición sísmica El efecto de un sismo, produce en la cimentación un incremento en la carga vertical que altera las condiciones de equilibrio estático, dicho incremento, se transmite de manera integra al prisma de suelo “Considera el grupo de pilotes, como un solo pilote que trabaja individual”, dado que la celda de deformación no es capaz de tomar cargas adicionales.

FFIIGG.. IIII ..0066 CCoommpp oorr ttaamm iieennttoo ddee cc iimm eennttaacc iioonneess pprrooff uunnddaass ,, aannttee ccoonnddiicc iioonneess eess ttáá ttiiccaass yy ssííssmm iiccaass



38

IIII..55.. RREECCIIMMEENNTTAACCIIOONN IIII..55..11..-- IINNTTRROODDUUCCCCIIÒÒNN Previo a comenzar cualquier tipo de Recimentación, sea preventiva o correctiva, se deberá de realizar una investigación detallada del subsuelo que conforma el sitio de estudio; esto se lleva a cabo tras la obtención e interpretación de muestras de tipo alterado e inalterado. A través de ello se determinan las capacidades de carga, admisibles del subsuelo para desplantar las nuevas cimentaciones. Por ejemplo, en un suelo arcilloso los asentamientos ocurren por la consolidación de las arcillas, en este caso es inútil el incrementar las dimensiones de las cimentación, de ser así únicamente se transmitirían las presiones a mayor profundidad. Fig. II.07 a. La recimentación, deberá de llevarse acabo en un estrato de menor compresibilidad, en función de la profundidad del estrato resistente en ocasiones es necesario el emplear pilas o pilotes. Fig. II.07 b. La elección del tipo de recimentación, se da en función del deterioro de la estructura, así como las condiciones del suelo sobre las que yace esta. Se pueden clasificar al igual que las cimentaciones como someras o superficiales o profundas. Fig. II.07. Criterios de selección; Someras; Contracción del suelo, presencia de materia orgánica, raíces de árboles, rellenos sueltos, grietas superficiales, entre otros. Profundas; Presencia de cavernas, estratos compresibles, grietas de tensión, etc.

ESTRATORESISTENTE

SUELOCOMPRESIBLE

PIL

OT

ES

O P

ÌLA

S D

E R

EC

IME

NT

AC

IÓN

RECIMENTACIÓN

ESTRATO RESISTENTE

RECIMENTACIÓN

SUELO COMPRESIBLE CONSOLIDADO BAJOLA CARGA DE LA CIMENTACIÓN

a).- SUPERFICIALES b).- PROFUNDAS

FFII GG.. IIII ..0077 CCllaass iiff iiccaacc iióónn ddee RReecc iimmeennttaacciioonneess..




39

II.5.2. Recimentación en excavaciones Los asentamientos se acentúan más cerca de la superficie de la excavación, y se reducen conforme se alejan de la misma. Si la estructura a recimentar se localiza cerca de la excavación, es conveniente el combinar la recimentación con los soportes pertenecientes a la excavación “ataguias”. Por lo tanto los soportes podrán ser vigas de acero insertadas en orificios perforados previamente. La carga de la estructura se puede transferir, hacia la cabeza de los pilotes Fig. II.08.a. En todos aquellos casos, en que se dispone de una recimentación cerca de alguna excavación, es importante diseñar los elementos mediante los cuales se va a calzar la excavación, de modo que estos puedan absorber cargas laterales transmitidas hacia ellos desde el suelo retenido o desde el nivel freático.

FFII GG.. IIII ..0088 RReecc iimmeennttaacc iióónn,, ppoorr ppiilloottaa jjee aadd yyaacceennttee aa eexxccaavvaacc iioonneess pprrooffuunnddaass

VIGA DE ACERO

TABLAESTACADO HORIZONTAL ENTRE PILOTES

EXCAVACIÓN

a.- ELEMENTOS METALICOS

PILOTES DE ACERO SECCIÓN "H", COLOCADO EN PERFORACIÓN

EXCAVACIÓN

PILOTES "ATAGUIA", COLADOS EN SITIO

TABLAESTACADO HORIZONTAL ENTRE PILOTES

b.- ELEMENTOS HIBRIDOS

LOSA DE CONCRETO



40

II.5.3. Recimentación con zapatas corridas Básicamente consiste en excavar zanjas rectangulares, distribuidas bajo la cimentación de la zapata existente, dichas zanjas se rellenan con concreto, preferentemente ciclópeo o mampostería de piedra, hasta la superficie inferior de la cimentación existente, formando así una franja continúa de recimentación, a la profundidad que se requiera. El nivel del concreto de la recimentación, deberá de rebasar tanto horizontal como verticalmente, entre 5 y 10 cm la superficie inferior de la cimentación existente; esto para que al fraguar, el concreto seco, logre un contacto total entre ambas capas. Para finalizar, en ocasiones, si es que así lo requiriera se vierte una lechada a presión, o grout autonivelante, de esta forma se elimina cualquier oquedad que pudiera quedar entre, ambas cimentaciones, la nueva y la vieja, la presión de lechada, se recomienda en el caso de cimentaciones anchas o de forma irregular, en las cuales es difícil asegurar una distribución uniforme del concreto de la recimentación bajo la estructura. Si se requiere excavar por debajo del nivel del muro, o si la distribución de las cargas no es uniforme a lo largo del mismo, se hace necesario el apuntalar los muros, mediante el empleo de vigas de soporte. Fig. II.09.

Zapata recortada

Viga soporte

Muro recortado

300 x 300 mm

Cadena de cerramiento

EXCAVACIÓN PARA LA

RECIMENTACIÓN (concreto ciclopeo).

FFII GG.. IIII ..0099 aappuunnttaallaamm iieennttoo ddeell mm uurroo,, ppoorr mm eeddiioo ddee aagguujjaass



41

d.-c.-

b.-a.-

Mensulas cortadas enla cimentación

Vigas nuevas

Cimentación existente

Viga de acero

Concreto nuevo

Elemento Estructural

Zapata corrida existente

Vigas de acero

Largueros bajo del muro

Largueros bajo del muro

Grupo de pilas de recimentación

Pilas de recimentación

Grupo de pilas de recimentación

Pilas de recimentación

Dados de concreto precolado, postensado.

II.5.4 Recimentación con pilas El recimentar mediante pilas, es recomendable en cimentaciones donde se requiera de excavaciones profundas en suelos difíciles, por mencionar algunos aquellos con recarga de agua, o suelos con presencia de rellenos. Solo podrá emplearse este método en aquellos suelos que cuenten con un estrato cuya capacidad de carga sea la requerida “estrato resistente”, a una profundidad razonable. Es necesario el proporcionar una viga por debajo del muro “trabe de liga”, para transmitir de manera uniforme las cargas a las pilas, algunas de las formas empleadas con mayor frecuencia para la colocación de la viga, son las siguientes:

a. Apoyando el muro, sobre vigas de soporte, en la longitud total entre las columnas e insertando vigas de concreto precolado o vigas de acero. Fig. II.10 a

b. Insertando vigas de acero, en las ranuras cortadas por ambos lados del muro de la cimentación Fig. II.10 b c. Colocando dados de concreto precolados bajo los muros, y por encima de las zapatas corridas. Los dados

están previstos por perforaciones longitudinales, para conformar ductos continuos a lo largo de la viga, dentro de los cuales se implementa perfil de acero templado de alta tensión. Fig. II.10 c.

d. Habilitando cables tensados a los lados de las ranuras cortadas en la cimentación del muro. Estas varillas

preesforzadas, se presfuerzan desde la estructura del muro. Fig. II.10 d. este método no procede si el muro existente y la cimentación carecen de seguridad estructural, (constituyen riesgo).

FFII GG.. IIII ..1100 RReecc iimm eennttaacc iióónn ddee mm uurrooss ,, aappooyyaaddooss eenn ppii llootteess..



42

II.5.4.1 Sistema Pynford El sistema de Pynford, en la recimentación de pilas consiste en ranurar la parte baja del muro, en la cual se fijarán mensulas de concreto precolado, este tipo de mensulas se emplean para recimentar los muros de carga que soportan una carga excedente. El enladrillado inferior, será removido, dejando el edificio soportado totalmente por las mensulas, pero cargado en la misma cimentación original. El acero de refuerzo se coloca en los espacios provistos en la ménsula, posteriormente se procede a colar la viga, rigidizando así la cimentación, permitiendo el realizar la excavación bajo la viga, para las pilas individuales o para prolongar las bases a un nivel deseado, para la recimentación, finalmente se transfiere la carga hacia las pilas. Fig. II.11.

FFII GG.. IIII ..1111 RReecc iimmeennttaacciióónn,, mmeennssuullaass PP yynnff oorrdd.. II.5.5 Recimentación con pilotes El recimentar con pilotes, obedece al mismo principio que el recimentar con pilas, el sistema resulta conveniente si el estrato resistente se encuentra a gran profundidad, o si las condiciones del suelo son muy difíciles para realizar una excavación por medios manuales. El número y la distribución de los pilotes, se da en función de las cargas a soportar, preferentemente los subgrupos de pilotes deberán de mantener una forma geométrica, así mismo es recomendable una separación entre pilotes a ejes de tres diámetros, cabe señalar que en un subgrupo de pilotes mientras mayor sea la distancia entre ellos, se incrementara la carga de trabajo de cada pilote que lo conforma. Casos más comunes, para recimentar con pilotes:

• Recimentación de muros: Deberán de ser colocados en pares, uno en cada cara del muro. Fig.II.12 a. • Al recimentar columnas, los pilotes se colocarán en preferentemente de manera simétrica. Fig.II.12 b. • En función de las condiciones de maniobra, puede darse el caso de no ser posible instalar los pilotes

directamente en la base del elemento, siendo necesario el habilitar una “viga en cubierta”, en cuyo caso esta trabajara en cantiliver. Fig.II.14 c, originando así una carga axial a compresión y un momento flexionante en el pilote interior, y de tensión en el pilote exterior.



43

Pilo

tes

pre

fab

rica

do

, hin

cad

o e

n s

ecci

on

es

Viga en Cantiliver

Pilote de recimentación

Muro de carga

c.- Cuvierta en cantiliver del piloteb.- Columnas

a.- Zapata corrida Pilotes

Pilotes

Viga encubierta

CimentaciónMuro de carga

Grupo de Pilotes

Pilotes

FFII GG.. IIII..1122 RReecc iimm eennttaacc iióónn ccoonn ppii llootteess II.5.5.1 Vigas en cantiliver El sistema se emplea cuando dadas las condiciones de espacio y maniobrabilidad no se puede realizar la recimentación bajo la cimentación existente, por lo cual se emplea una viga en cantiliver. Se podrán hincar los pilotes de forma alternada a lo largo de la viga para cuidar la presencia de excentricidad debida a la carga. Fig. II.13.

FFIIGG.. IIII ..1133 DDiisseeññoo ddee llaa vviiggaa eenn ccuu bbiieerr ttaa

Las vigas de cubierta, podrán absorber momentos flexionantes más pequeños que los producidos por un diseño convencional. El diseño considera que la totalidad de la carga en un triangulo del muro sobre la viga, esta soportada por la viga, sea el momento flexionante en el centro de una viga simplemente apoyada WL/8, donde W ; es el peso del triangulo de tabique sobre la viga, siendo un momento flexionante mínimo WL/100. Se establece que los “momentos flexionantes equivalentes”, son de mayor efectividad que los convencionales de diseño, debiendo cuidar la proporción entre la profundidad de la viga y su claro. Fig. II.14



44

WL/8WL/8

W

L

FFII GG.. IIII..1144 TTrraannssmmiiss iióónn ddee eess ffuueerrzzooss II.5.6 Estabilización por congelamiento Proceso de carácter temporal, se emplea para “solidificar” al suelo, bajo la carga de cimentación, impidiendo así la posible aparición de un asentamiento futuro, permitiendo una recimentación permanente. El sistema consiste en realizar numerosas perforaciones, en las cuales se inyecta aire comprimido a bajas temperaturas, cabe mencionar que este sistema conlleva consigo desventajas: onerosa instalación de la planta de refrigeración y requiere de mantenimiento periódico, complejidad en el manejo de herramientas de aire comprimido, sin embargo, en ocasiones el congelamiento es el único método practico en relación con aguas subterráneas , tal es el caso de excavaciones de gran profundidad, donde la presión del agua es muy alta para permitir trabajar. Dumont Villares, hacia 1941, describió las consideraciones tras recimentar un edificio de 26 niveles, empleando este método. El edificio cimentado con pilotes desplantados en suelo limo arenoso en estado suelto, mostró un asentamiento diferencial del orden de 0.30 m. El método de congelamiento se limito a un área cercana a la esquina afectada, con el objeto de conformar un bloque sólido de suelo alrededor de los pilotes, de esta manera se detuvo el asentamiento. Se realizaron, perforaciones en el sitio, hasta un estrato de arena (estrato resistente), localizado por debajo, de la arcilla blanda. Se recimentó mediante pilas construidas en dichas perforaciones, la estructura se nivelo, mediante gatos hidráulicos, colocados en el extremo superior de las pilas, cabe mencionar que durante la ejecución y posterior a la misma (un periodo de 10 años), no se observo presencia de asentamiento alguno, tras el trabajo de recimentación. Fig. II.17.

FFII GG.. IIII ..1177 EEssttrraattoo ccoonn ggee llaaddoo,, ppeerrmm iittee llaa eexxccaavvaacciióónn..



45

Capitulo

CCaatteeddrraall MMeettrrooppoolliittaannaa ddee llaa CCiiuuddaadd ddee MMééxxiiccoo

IIIIII..11 IInnttrroodduucccciióónn

IIIIII..22 CCiimmeennttaacciióónn III.2.1. COMPORTAMIENTO DE LA CIMENTACIÓN ORIGINAL

III.2.1.1 EVALUCIÓN DE LOS ASENTAMIENTOS

IIIIII..33 IInnffoorrmmaacciióónn ggeeoottééccnniiccaa III.3.1 ANTECEDENTES III.3.2 ESTRATIGRAFÍA DEL SUBSUELO IIIIII..44 RReenniivveellaacciióónn III.4.1 SUBEXCAVACIÓN

IIIIII..55 RReecciimmeennttaacciióónn III.5.1.- RECIMENTACIÓN MEDIANTE PILAS III.5.2. RECIMENTACIÓN MEDIANTE PILOTES

IIIIII..66 MMoonniittoorreeoo ee iinnssttrruummeennttaacciióónn III.6.1.- INSTRUMENTACIÓN DE LA ESTRUCTURA III.6.2.- INSTRUMENTACIÓN DEL SUBSUELO




46

CCAATTEEDDRRAALL MMEETTRROOPPOOLLIITTAANNAA DD EE LLAA CCIIUUDDAADD DDEE MMÉÉXXIICCOO IIIIII ..11 IINNTTRROODDUUCCCCIIÓÓNN La Catedral Metropolitana, de la ciudad de México, es considerada como el más bello templo de los 15,000 que se constituyeron en la Nueva España, reviste particular interés, dada la contrariedad que presenta su estructura de gran estabilidad y solidez, que contrasta con la deformabilidad del subsuelo, sobre el que se edifico. La excelente estructura, así como los continuos esfuerzos de conservación que se han realizado a través de los siglos, han logrado conservar la construcción en funcionamiento. Recientemente se han realizado programas de rehabilitación, mediante el empleo de lo más actual de la ingeniería geotécnica y estructural. ANTECEDENTES HISTORICOS En un comienzo hacia el año de 1524, se erigió una pequeña Catedral, en la zona centro de la ciudad, esta constaba de dos naves, con cubierta de madera y únicamente una torre orientada hacia el sureste. La Catedral contaba con 3,375 m2 de superficie y un peso aproximado de 28,700 t, lo cual representa una presión de contacto de 8.5 t/m2.7 La construcción de la Catedral Metropolitana, se remonta al año de 1571, misma que fue terminada hasta el año de 1813. Durante este periodo que comprendió más de dos siglos, 242 años, se suscitaron problemas políticos y económicos, pero en buena parte también se debió a las dificultades técnicas, para poder afrontar los daños y hundimientos que se hacían presentes durante la construcción. El sitio en el cual se erigió la Catedral, es el correspondiente al antiguo Centro Ceremonial Azteca; cuyo subsuelo constituye el fondo del antiguo lago de México, constituido por arcillas compresibles. En el sitio se edificaron de manera previa templos y pirámides, que ya presentaban asentamientos considerables, algunas de ellas fueron demolidas para dar lugar a nuevas edificaciones. De esta forma el subsuelo presenta zonas preconsolidadas, originadas por el peso de las construcciones antes mencionadas, por lo tanto es menos compresible en esos puntos, que en aquellos en los cuales no hubo edificaciones, dando lugar a los llamados “asentamientos diferenciales”, en distintas partes del monumento. Fig. III.01 En la actualidad, la Catedral, cuenta con un ancho de 66.36 m, y 122.26 m, de longitud, se compone por, 51 bóvedas, 40 columnas, 74 arcos y 14 capillas, en conjunto comprende diversos edificios menores adyacentes al templo principal, considerado el Sagrario como la más importante, edificación del siglo XVIII. La iglesia mayor se compone de cinco naves longitudinales; la central conforma su cubierta con una bóveda cilíndrica, y las laterales con bóvedas de casquéte. En la parte en que interceptan con la nave central se localiza una gran cúpula, que descansa sobre un tambor octagonal y, mediante unas pechinas transmite su carga a cuatro columnas centrales. Otros elementos que destacan por su gran peso son las torres de 60 metros de altura que conforman la fachada principal.

7 ,” Estudios de las cimentaciones de la Catedral y el sagrario Metropolitanos de la ciudad de México”.

CAPITULO 111




47

FFiigg.. IIII II..0011 SSuuppeerrppooss iicc iióónn ddee eess ttrruuccttuurraass ppeerr tteenneecc iieenntteess aa ll ddeessaarr rroolllloo ddee llaa ccuu llttuurraa AAzztteeccaa,, yy CCaatteeddrraa ll MMeettrrooppooll iittaannaa..

FFuueennttee:: Estudios de las cimentaciones de la Catedral y el sagrario Metropolitanos de la ciudad de México



48

C O R T E L O N G I T U D I N A L

P L A N T A

124.1

10.7

11

10.7

12

13.6

8

10.7

10 9

10.7 10.7

7 6

15.9

60.63

11.35

11.14

11.8

45 3

11.310.7

2 1

7.3

15.76

11.24

AC

BD

11.14

EF

3.502.10

3.50

60.00

CONTRATRABE PEDRAPLEN ESTACONES

3.60

2.00

3.00

CONTRATRABE DE MAMPOSTERIA DE TEZONTLE

PLATAFORMA DE MAMPOSTERIA DE PIEDRA

ES

TA

CO

NE

S Φ

22

A 3

0 c

m

0.60

N.P.T. CRIPTAS

N.P.T. FELIGRESIA

LOSA CONCRETO SIMPLE e= 0.28 m

DETALLE 01

III.2. CIMENTACION La cimentación, la constituye una gran plataforma de mampostería (pedraplén), con espesor que varia en promedio 2.00 metros. Dicha plataforma esta apoyada sobre un conjunto de pilotes de madera (estacones) de 20 centímetros de diámetro y de 2.00 a 3.00 metros de longitud, mismos que se encuentran espaciados a cada 60 centímetros aproximadamente, considerando la superficie a cubrir se estima un total de 25000 estacones, Fig. III.02. Sobre el pedraplén descansa una retícula de contratrabes de mampostería de 3.50 m, de peralte. Dicha retícula requirió ser perforada, formando así accesos que permitieran el circular libremente a través del sótano. Tras la ejecución de dichos accesos, se decreció la resistencia de las contratrabes, motivo por el cual se implementaron elementos de refuerzo, estos consisten en empotrar en la cara superior de las contratrabes, cuatro perfiles de acero “IPR” de 0.42 m, de peralte.

FFiigg.. IIII II..0022 CCiimmeennttaacciióónn oorr iiggiinnaall ddee llaa CCaatteeddrraall MMeettrrooppoolliittaannaa Tanto la cimentación, como los muros se constituyen por roca basáltica, cementadas con arena y cal, conformando una especie de concreto de características mecánicas apropiadas y peso volumétrico aproximado de 1.80 t/m3. El material que conforma las bóvedas es más ligero, esto por emplear como único agregado grueso el tezontle, para la elaboración de las 16 columnas centrales “C4-11 a D4-11”, y algunos revestimientos se empleo mampostería. Tanto el tipo de cimentación que se adopto, como la selección del material empleado, son reflejo de la conciencia que se dio durante la época virreinal, acerca de la problemática de los hundimientos en los suelos fangosos que conforman el centro histórico de la ciudad de México.




49

60.00

∆=2.40 m

HACIA EL AÑO DE 1930, LA CATEDRAL PRESENTAVA

ASENTAMIENTOS DIFERENCIALES DEL ORDEN DE 0.40

mm/mes

N.P

.T.A

ño 1

930

INCLINACION DE LA CATEDRAL

N.P

.T.A

ño 1

989

PR

OY

EC

CIÓ

N T

ER

RE

NO

CIR

CU

ND

AN

TE

A pesar de haber tomado este tipo de precauciones, la Catedral es considerada una verdadera mole con un peso de 127,344 toneladas, esto incluye el peso de la cimentación, transmitiendo al suelo una carga promedio de 15.70 t/m2, esta ultima es excesiva para un suelo con las características que imperan en la zona, mismas que serán mencionadas subsecuentemente, y cabe mencionar que a pesar de las evidencias de fuertes hundimientos, se siguieron agregando elementos con un peso considerable, tal es el caso de la cúpula central y las dos torres, tras 200 años de iniciada la construcción. A medida que avanzaba la construcción, esta se hundía debido a la compresibilidad de las arcillas del subsuelo, los hundimientos se acentúan en aquellas zonas en que el subsuelo, no fue preconsolidado por el peso de las construcciones prehispánicas; esto se manifiesta en la inclinación, que presenta la planta de la Catedral, hacia el Suroeste, acentuado en la esquina sur poniente. A medida que se levantaban los muros y columnas se hundían e inclinaban de manera diferente, orillando así a corregir su altura y verticalidad, como ejemplo, la columna C9, mide 85 centímetros más que la C3. Una vez terminadas las bóvedas, la estructura incremento su rigidez decreciendo así los hundimientos diferenciales, sin embargo estos continuaron, produciendo fuertes agrietamientos en los muros y bóvedas que se reparaban con frecuencia. Con el tiempo la compresibilidad de las arcillas debido a la sobrecarga se fue reduciendo, pero comenzó a tomar importancia el abatimiento del nivel freático, debido a la creciente extracción del agua del subsuelo para consumo de la ciudad. Esto produjo que los hundimientos continuaran cada vez a mayor velocidad sobre todo a partir de 1930. Hacia 1989, la esquina sur poniente se encontraba 2.40 metros, por debajo del nivel del altar mayor, Fig. III.03. La configuración de hundimientos es particularmente agresiva para la estructura, debido a que se producen fuertes inclinaciones en las columnas que sustentan la nave principal. Los rasgos principales de la deformación de la estructura son el giro hacia fuera de las crujías laterales al norte del crucero y una rotación hacia la esquina sur poniente. El primer mecanismo produjo la abertura de los claros de la nave principal así como las laterales, así mismo las bóvedas presentaron grandes agrietamientos longitudinales. El segundo mecanismo origino un agrietamiento transversal generalizado, acentuado en la fachada principal, esta tiende a separarse del resto del templo.

FFiigg.. IIII II..0033 AAsseennttaammiieennttoo ddiiffeerreenncciiaall ;; ssee pprreesseennttoo eenn uunn ppeerr iiooddoo ddee 5588 aaññooss



50

III.2.1. COMPORTAMIENTO DE LA CIMENTACIÓN ORIGINAL III.2.1.1 EVOLUCION DE LOS ASENTAMIENTOS La evaluación de los asentamientos, se presenta en siete etapas que comprenden del años de 1571 a 1989, es decir desde el comienzo de su construcción, hasta los estudios de mejoramiento actuales.

1. Etapa inicial 1571-1667: Comprende el periodo de construcción; Estudios acerca del comportamiento de las arcillas que constituyen el Valle de México, aseguran que los hundimientos comenzaron desde la colocación del pedraplén sobre la retícula de estacones, hacia 1642 se inicia con la construcción de las torres y el revestimiento de la fachada haciendo uso de cantera de Chiluca, es en este año que se suspende la ejecución de la obra, y transcurridos nueve años en 1651, al retomarla fue necesario el ajustar los muros, para absorber el asentamiento diferencial que presentaba la torre poniente de 22.5 cm, posteriormente entre 1656 y 1672 se requirió el ajustar la fachada desde el punto de vista arquitectónico.

Considerando lo anterior, a finales de 1645, trascurridos ya 131 años, desde el comienzo de la obra, se manifiestan asentamientos diferenciales del orden de 80 cm, con una velocidad de deformación de 2.67 mm/mes, los cuales provocan el hundimiento de las dos torres, con una carga transmitida al suelo de apenas el 60% de la total.

2. Segunda etapa 1667-1907: En el segundo periodo el asentamiento diferencial decrece en 90% al

orden de 0.25 mm/mes, este corresponde a una diferencial de 1.53 m entre el presbítero y la Torre Poniente, esto define un cambio de velocidad en la etapa de consolidación secundaria bajo la acción de las cargas originales y la compresibilidad del suelo con que se contaba entonces. Fig. III.04.

3. Periodo 1907-1927: Se da un incremento en la velocidad de hundimiento de 0.40 mm/mes, esto

debido al aumento en el número de pozos de extracción de agua del subsuelo, es en la década de los años 20, que se requería la extracción por medio de bombeo.

4. Periodo 1927-1956: A mediados de los años 50, se incrementa el número de pozos para extraer

agua de los yacimientos subterráneos, acelerando así la velocidad de deformación en más de un 100%, cuya velocidad de deformación vario entre 0.80 y 2.60 mm/mes, en los años 30´s. Fig. III.04. Entre los años de 1938 y 1956, se dio un incremento regional alcanzando una velocidad de deformación vertical de hasta 33.3 mm/mes, debido a este fenómeno el hundimiento que registro la torre poniente fue de 5.20 m. Fig. III.05 a.

5. Periodo 1956-1967: Se dio un decremento en la velocidad del hundimiento regional, esto al vetar la

perforación de nuevos pozos de extracción, profundos. No obstante la Catedral siguió presentando una velocidad de hundimiento de 0.80 mm/mes. Fig. III.04.

6. Periodo 1967-1978: Se observa el comportamiento de la Catedral, y su relación con la ejecución de

proyectos circundantes: Construcción del Metro, Línea 2, se implemento un sistema de bombeo mediante el cual se abatió el nivel freático, 15 m, durante 6 meses, posteriormente se manifiesta un abatimiento constante, debido a que las juntas verticales en los muros, favorecen el flujo de agua hacia el interior del cajón. Construcción de Colector Semiprofundo, localizado en la calle 5 de Mayo, cuya profundidad de 15 m, produjo el abatimiento del NAF.

7. Periodo 1978-1989: Decremento de la velocidad de hundimiento regional. Siendo esta solo de 0.20

mm/mes, posteriormente a finales de 1989, presenta un incremento, llegando esta ultima a 2.70 mm/mes. Fig. III.05 b.


RECIMENTACIÓN DE LA CATEDRAL METROPOLITANA 51

8.8

4.21.8

0.2

0.82.6

0.8

2.6 mm/mes

0.80 mm/mes

33.3 mm/mes

13.0 mm/mes

11.1 mm/mes

14.6 mm/mes

1.50 mm/mes

0.40 mm/mes

3.0 mm/mes

2.1 mm/mes 228 años

7.0

6.0

5.0

4.0

3.0

2.0

1.0

1985

1980

1975

1970

1965

1960

1955

1950

1945

1940

1935

1930

1925

1920

1915

1910

1905

1900

1895

1667

1660

1655

1651

1645

1642

0.25 mm/mes

0.25 mm/mes

ASENTAMIENTO DIFERENCIAL

ASENTAMIENTO TOTAL REGIONAL

9.1

1.2

COLECTOR SEMI PROFUNDO/METRO

2a RECIMENTACION

1990

2.9 mm/mes

21.9 mm/mes

5.6 mm/mes

1642 - 16511651 - 16671667 - OCT - 1907OCT 1907 - SEP 1927SEP 1927 - JUN 1934JUN 1934 - JUN 1953JUN 1953 - MAY 1955MAY 1955 - MAR 1970MAR 1970 - ENE 1972

ENE 1989 - OCT 1989DIC 1983 - ENE 1989JUN 1977 - DIC 1983DIC 1976 - JUN 1977ENE 1975 - DIC 1976ENE 1972 - ENE 1975 -

--

238.80240.20240.20

220.00---

176.20163.70153.3080.0022.50

-57.50-73.30-10.40-12.50

--6.00

--6.33

0-1.40

--0.70-20.00

- -1.830.50

-5.800.83

213.831.921 96.7519.92240169

VALORES MEDIOS PERIODO 1955-1989

∆H R = 6.40 mm/mes

∆H D = 1.10 mm/mes

DESNIVELEVOLUCION DE LOS ASENTAMIENTOS DIFERENCIALES MAXIMOS

PERIODOAÑOS

-22.50

cmVEL-DEFmm/mes

AÑOS

-9.101.20

-0.200.00

2.600.802.600.801.500.400.253.002.10

cmDIFERENCIAL

DESNIVEL

FFiigg.. IIII II..0044 AAsseennttaammiieennttoo rreeggiioonnaall yy ddiiffeerreenncciiaall mmááxxiimmoo..



52

121

110

98

76

54

32

1

FEDCBA

0.00

0.50

1.00

1.50

a. OCTUBRE 1907

1.53

b. SEPTIEMBRE 1927

0.00

0.50

1.00

1.50

1.64

d. JUNIO 1953 A MAYO 1955c. JUNIO 1934

0.00

0.50

1.00

0.00

1.76

3.503.70

3.90

60,63

11,1411,3515,7611,2411,14

124,1

7,3

11,8

11,3

10,7

10,7

15,9

10,7

10,7

10,7

10,7

13,6

FFiigg.. IIII II..0055 aa.. EEvvoo lluucciióónn ddee llooss aasseennttaammiieennttooss ddiiffeerreenncciiaalleess ..



53

A

f. DICIEMBRE 1983

h. DICIEMBRE 1989g. 25 ENERO 1989

2.42

0.00

2.30

0.00

1.50

1211

109

87

65

43

21

0.00

0.50

1.00

2.00e. ENERO 1972

2.20

FEDCB

2.001.50

0.50

1.00

2.00

1.50

1.00

0.50

-2.40

-2.00

-2.40

-1.40

-1.00

-0.40

0.00

60,63

11,1411,3515,7611,2411,14

124,1

7,3

11,8

11,3

10,7

10,7

15,9

10,7

10,7

10,7

10,7

13,6

FFiigg.. IIII II..0055 bb.. EEvvoolluucciióónn ddee ll ooss aasseennttaammiieennttooss ddiiffeerreenncciiaalleess..



54

III.3. INFORMACIÓN GEOTECNICA III.3.1 ANTECEDENTES La información geotécnica, se recabo en la zona perteneciente al “primer cuadrante de la ciudad”, la cual delimita al norte por las calles de Donceles, Gonzáles Obregón, y la prolongación de San Ildefonso, Corregidora la sur, al este la calle de Correo Mayor, y la calle de Carmen, y cerrando el perímetro al oeste las calles de 5 de Febrero y Monte de Piedad. El periodo de tiempo, en el cual se recaudo la información corresponde a 1943-1983, durante estas cuatro décadas podremos hacer mención especial a la participación del Dr. Leonardo Zeevaert, el profesor Marcos Mazarí, y la empresa TGC, entre otros. III.3.2 ESTRATIGRAFIA DEL SUBSUELO En la superficie arriba delimitada, se realizaron 23 sondeos, de los cuales trece se efectuaron en la periferia de la Catedral Metropolitana y el Sagrario. Fig. III.06. Mediante la perforación de los sondeos antes citados, se determino la estratigrafía que prevalece en el sitio denominado “Zona de Lago Centro”.

Sondeo Realizo Año

TGC Geotecnia S.A. 1989

Geotec S.A. 1983

SAHOP 1977

Ingenieria Experimental 1972

Solum S.A. 1943

Marsal y Masari 1951

1943Dr. Leonardo Zeevaert

Aca

dem

ia

Cor

reo

May

orC

arm

en

Arg

entin

a

Lic.

Ver

dad

Pin

o S

uare

z

20 d

e N

ovie

mbr

e

5 de

Feb

rero

Bra

sil

Palacio Nacional

Palacio del Ex Arzobispado

Santa Teresa La Antigua

Templo Mayor

C A T E D R A L M.

Corregidora

Soledad

Guatemala

16 de Septiembre

Madero

5 de Mayo

Tacuba

Justo sierraSan IldefonsoDonceles

Plaza de la Constitucion

Guatemala

Gonzalez Obregon

SAHHOP-03

SAHOP-01

SAHOP-02

SI-03

SI-01

L-05,08

SI-05

128-01

SI-06

L-08,04

SI-04

SAHOP-04IESA-02IESA-03

IESA-01

IESA-04

L-08,06

P-02

P-01

SCE-30

SCE-29

SCE-53

SCE-28

SI-02

P

128-01

SI

IESA

SAHOP

L-08

SCE

N

Mon

te d

e P

ieda

d

FFiigg.. IIIIII ..0066 LLooccaall ii zzaacciióónn ddee ssoonnddeeooss ,, pprriimm eerr ccuuaaddrroo ddee llaa CCiiuuddaadd.. Con la información obtenida tras efectuar los sondeos, se determino que la estratigrafía puede ser considerada como “Zona de Lago”, con la peculiaridad de que el espesor tanto del relleno como el de la Costra Superficial son considerables. Así mismo se encontró el NAF, a una profundidad promedio de 3.50 m. Tabla III.01.

Estrato: Espesor Profundidad MediaDescripcion m m Solum IESA SAHOP Geotec

1967 1972 1977 1983Relleno 2 a 5 5,00 - - - -Costra Superficial 5 a 6 11,00 65 49 50 62Serie Arcillosa Superior 25 a 27 36,50 255 235 244 249Capa Dura 3 a 4 38,70 55 46 43 41Serie Arcillosa Inferior 8 a 10 48,50 - - 159 155Depositos Profundos 10 a 11 61,00 - - 22

Contenido de agua promedio %

TTaabbllaa.. II IIII..0011 EEssttrraattiiggrraaffííaa ggeenneerraalliizzaaddaa ddee llaa zzoonnaa..




55

Tras considerar que las propiedades mecánicas del subsuelo de la Catedral, varían al transcurrir el tiempo, debido a las sobrecargas, y condiciones de bombeo a que se ha sometido, así como lo antiguo de la información que data de 1983. Se considera necesario el definir las condiciones actuales del subsuelo, básicamente las de la capa dura, que es donde yacen apoyados los pilotes de control. Fig. III.07. Además de conocer la evolución del NAF, y de las condiciones piezométricas, ya que la forma en que varía con el tiempo, se manifiesta como una sobrecarga al subsuelo, para ello se realiza, un programa que el cual consiste: 1.- Se realizaron 21 sondeos de cono eléctrico. 1.1. Trece en la periferia de la Catedral. 1.2. Tres en el interior de la misma. 1.3. Uno en el interior del sagrario, uno en el templo mayor. 1.4. Los tres restantes a lo largo del costado oriente de la línea dos del Metro. 2.- Dos sondeos con obtención de muestras del tipo inalteradas. 3.- Implementar 11 estaciones piezométricas. 4.- Un par de tubos de observación para determinar el NAF, y dos bancos de nivel profundo.

FFiigg.. IIII II..0077 LLooccaalliizzaacciióónn ddee ssoonnddeeooss ddee ccoonnoo eellééccttrr iiccoo,, SS CCEE.. Inicialmente se considero que bastaría que el SCE-01, alcanzara la profundidad de los depósitos profundos, y que los restantes penetraran hasta la capa dura, pero para efecto de definir con precisión la estratigrafía, se opto por profundizar, por debajo de la capa dura. Tabla III.02.

SAGRARIO

SCE-13

SCE-04

SCE-03

SCE-11

SCE-12

SCE-09

SCE-08SCE-18

SCE-19

SCE-07

SCE-20

SCE-10

SCE-02 SCE-01 SCE-06

SCE-14

SCE-15

SCE-16

SCE-05

SCE-17



56

Profundidad SCE

m Descripción del suelo

1 57.20 Sea este el punto, al cual se transmite mayor carga, localizado entre la Catedral y el Sagrario.

2 60.00 Sea el punto que presenta mayor hundimiento, dentro de la Catedral, localizado en la esquina sur poniente.

3 38.50 Esquina nor-oriente de la catedral.

4 38.60 Zona que presenta los menores hundimientos, hacia el norte del ábside.

5 36.90 Zona de consolidación, previa edificación de elementos aztecas.

6 60.00 Se considera por lo representativo de sus hundimientos, localizado en la zona sur oriente del sagrario.

7 60.20 En el atrio poniente de la Catedral, se considera como representativo dentro de esta zona.

8 9

41.10

43.50

En el atrio poniente de la Catedral, con la finalidad de efectuar pruebas de carga estática, con el cono en la capa dura.

10 46.00 En la esquina suroeste de la Catedral, para realizar pruebas de carga estática con el cono, en la capa dura.

11 44.00 En el atrio poniente de la Catedral, para realizar pruebas de carga estática con el cono, en la capa dura.

12 45.00 En el atrio oriente de la Catedral, para realizar pruebas de carga estática con el cono, en la capa dura.

13 45.00 En el atrio norte, al oeste del ábside para realizar pruebas de carga estática con el cono, en la capa dura.

14 61.20 En la esquina sureste del Templo Mayor, se realizaron pruebas de carga estática con el cono, en la capa dura.

15 16 17

46.50 40.20 42.00

Al oriente de la línea 2 del Sistema de Transporte Colectivo, Metro.

18 60.00 Contiguo a la columna C7, en el interior de la Catedral.

19 60.00 Contiguo a la columna C3, en el interior de la Catedral.

20 60.00 Contiguo a la columna E11, en el interior de la Catedral.

21 50.00 En la zona sur-oriente, en el interior del Sagrario.

TTaabbllaa.. II IIII..0022 DDeessccrr iippcciióónn ddee llooss ssoonnddeeooss..

Con la información recopilada tras realizar 13 Sondeos de Cono Eléctrico, en la periferia de la Catedral, se determinaron las características del subsuelo, tras interpretar las variaciones que presentan cada uno de los diversos estratos, y consecuentemente a los hundimientos diferenciales que han afectado a cada zona, en la figura III.08, se muestra de manera esquemática, la estratigrafía que a continuación se describe. Relleno artificial: Con espesor promedio de 11.00 m, se constituye por materiales heterogéneos de pavimentos situados sobre el pedraplén de mampostería, le subyace suelo suelto. La resistencia a la penetración del cono, se considera variable, por la posible presencia de lentes delgados, de consistencia blanda, a muy dura. Costra superficial: Su espesor no rebasa los 2.00 m, conformada por una costra seca, esta a su ves se constituye por tres subestratos, donde los extremos son mas duros que el centro, se constituye por suelos limo arcillosos preconsolidados y lentes de arcilla de baja compresibilidad. Registrando resistencia a la penetración del cono de 84 Kg./cm2 y l9 Kg./cm2 , para estratos duros y los blandos respectivamente. Serie arcillosa superior: Sus 24.00 m de espesor, constituidos por arcillas pertenecientes a la Zona del Lago, se conforma por siete subestratos de arcilla con espesores de entre 1 y 7 m, separados entre si por lentes duros de arena, tres de ellos se constituyen por cenizas volcánicas compactas, y las cuatro restantes por posibles costras secas (estrato marcador Tabla III.03). Tras interpretar la resistencia a la penetración del cono, se aprecia que las arcillas del tercio superior muestran una preconsolidación inducida por las cargas superficiales, las del tercio medio, tienden a ser consolidadas y las del tercio inferior presentan consolidación inducida por el bombeo profundo. La consolidación inducida al subsuelo, hace que se deba de clasificar a los sondeos en dos grupos, sondeos en suelos blandos o de baja resistencia, y sondeos en



57

SERIE ARCILLOSA INFERIOR

DEPOSITOS PROFUDOS

CAPA DURA

SERIE ARCILLOSA SUPERIOR

COSTRA SUPERFICIAL

RELLENO ARTIFICIAL

NAF

2240.00

2220.00

2200.00

2180.00

2160.00

EL

EV

AC

ION

m

PR

OF

UN

DID

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m

80.00

60.00

40.00

20.00

0.00SAGRARIOCATEDRAL

8131110

312 79456127

09

08

1304

03

11

12

05

060102

10

07

N

LOCALIZACION DE SONDEOS

suelos duros, de mayor resistencia, cuya resistencia a la penetración del cono fue de 9 Kg./cm2 y 13 Kg./cm2 respectivamente. Capa dura: Con espesor del orden de 3.70 m, se constituye por una secuencia de lentes duros y blandos de arena, dada la importancia de este estrato, al ser el nivel de desplante de los pilotes, se dio mayor prioridad a la resistencia al cono.

FFiigg.. IIII II..0088 SSeecccciióónn eessttrraattiiggrrááffiiccaa,, SSoonnddeeoo ddee CCoonnoo EEllééccttrr iiccoo..



Estrato Subestrato MarcadorSCE-1 SCE-2 SCE-3 SCE-4 SCE-5 SCE-6 SCE-7 SCE-8 SCE-9 SCE-10 SCE-11 SCE-12 SCE-13 SCE-14 SCE-15 SCE-16 SCE-17 SCE-18 SCE-19 SCE-20 SCE-21 Promedio

Costra Superficial Costra sup. 28,7 18,6 16,2 49,9 19,5 8,3 23,5 24,1 26,8 20,1 13,1 - - 5,6 18,4 27,5 35,1 19,2 - - - 22,20

Arcilla 1 7,5 5,8 6,5 11,5 8,3 5,5 9,0 4,6 5,2 7,0 5,0 - - 4,0 4,0 5,0 5,5 10,0 17,5 8,8 - 7,301 10,0 10,9 15,3 49,0 14,5 18,5 16,0 13,1 16,0 10,5 13,8 - - 10,5 10,0 13,8 11,1 34,6 68,0 29,4 - 20,30

Arcilla 2 8,0 6,5 7,0 10,5 9,5 6,0 11,0 4,8 5,8 6,3 3,8 - - 4,3 3,8 4,0 6,0 11,2 13,0 10,0 - 7,302 18,0 38,3 77,0 23,8 40,0 15,0 30,2 30,0 18,9 75,0 5,3 - - 10,1 20,3 8,5 26,2 20,1 29,5 23,0 41,5 28,00

Arcilla 3 10,0 7,0 8,1 11,5 8,8 6,5 11,0 4,6 5,0 5,3 6,2 4,3 8,5 4,1 3,7 5,0 7,5 11,5 14,0 10,5 17,3 8,10Serie Arcillosa 3 29,5 24,5 16,8 25,4 27,8 27,9 43,5 39,8 27,9 21,0 19,8 22,0 17,0 7,0 18,9 55,0 14,9 57,6 89,1 21,2 27,2 30,20

Superior Arcilla 4 10,0 7,5 9,3 11,5 10,5 7,5 12,0 5,0 4,8 5,5 5,3 5,0 9,8 4,2 3,6 4,1 8,5 11,8 12,5 12,5 16,6 8,504 19,5 41,5 19,0 27,5 22,0 20,0 61,2 19,6 15,1 23,0 19,2 10,5 29,1 7,2 9,0 20,9 19,6 23,8 61,9 25,9 23,0 24,70

Arcilla 5 11,8 7,3 10,3 14,0 11,5 8,3 13,0 4,5 5,0 5,5 6,1 5,3 10,5 4,1 3,9 4,8 9,1 13,5 14,8 13,6 19,0 9,305 14,0 35,5 24,3 17,0 18,5 32,5 32,1 17,5 16,5 31,6 57,1 24,3 46,8 17,2 22,0 36,9 33,9 49,5 37,1 38,6 58,0 31,50

Arcilla 6 12,5 9,5 11,5 13,5 11,0 10,0 14,5 5,6 6,2 11,5 7,7 6,5 12,5 4,5 4,7 5,4 10,5 15,7 17,9 15,8 21,3 10,906 29,0 18,0 15,2 15,5 23,1 34,0 17,0 16,5 30,9 38,4 16,9 6,8 14,9 17,3 11,2 9,5 17,9 17,4 48,7 27,2 28,5 22,30

Arcilla 7 14,5 12,5 13,5 16,3 - 12,3 17,3 6,8 7,8 11,2 10,0 7,8 13,0 6,5 8,5 7,5 12,8 19,0 15,6 16,2 22,8 12,607 210,0 210,0 - - - 225,0 303,0 - 218,0 198,0 - 72,0 - 207,0 266,0 - 155,0 252,5 229,5 193,9 249,0 213,50

Capa Dura Capa Dura 193,2 239,1 250,6 231,4 231,4 382,6 247,9 213,3 235,3 210,4 210,8 225,7 210,4 206,6 229,5 267,8 267,8 264,9 211,7 229,5 230,0 237,60

Arcilla 8 18,5 19,0 - - - 20,3 18,8 - 11,5 13,0 13,0 15,0 24,0 12,5 14,0 - 19,0 21,0 26,0 17,0 28,8 18,20Serie Arcillosa 8 207,0 225,0 - - - 234,0 303,0 222,0 230,0 - - - 214,0 268,0 - - - 262,1 250,6 231,5 210,0 238,10

Inferior Arcilla 9 22,5 20,0 - - - 8,3 24,8 - 12,5 13,3 - 14,5 - 11,0 16,0 - - 18,8 22,1 24,7 23,0 17,809 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Arcilla 10 34,5 17,5 - - - 20,0 28,0 - - 18,0 - - - 13,6 16,2 - - 24,0 28,5 26,1 33,8 23,70

Resistencia de punta; qc, en Kg/cm2

TTaabbllaa IIII II..0033 RReessuummeenn,, ddee rreessuullttaaddoo ddee ll ooss ssoonnddeeooss ddee ccoonnoo eellééccttrr iiccoo..



59

Mediante la interpretación de los resultados obtenidos de las pruebas de cono, se pudo definir con precisión, la estratigrafía prevaleciente en la zona de estudio. Se determino la configuración de la frontera superior de la capa dura, esta se determino mediante los siete sondeos perimetrales, así como los del interior de la Catedral y del Sagrario. Fig. III.09. Finalmente, para poder determinar las propiedades índice y mecánicas de los suelos, que componen la estratigrafía del subsuelo, en la Catedral Metropolitana, se realizaron dos sondeos de muestreo continuo, SMC, determinando así el tipo de subsuelo, sea blando o duro. Fig. III.10 a, y b. Tras analizar las muestras obtenidas, se determinan una serie de resultados, que sirven de apoyo para analizar el comportamiento pasado y futuro del subsuelo. Tabla III.04. a y b.

SCE-042197.21

SCE-032196.39

SCE-192196.05

2235.00

SCE-072197.53

2234.00SCE-182196.75 2234.60

SCE-052199.72

2235.80

SCE-212197.10SCE-20

2196.94

SCE-022197.47

2233.50

SCE-012195.77

SCE-062197.32

2234.80

97

95

96

97

98

99

100

96

Cota de Feligrecia (NMM)

Cota de Capa Dura

Cota de Terreno97

FFiigg.. IIII II..0099 CCoonnff iigguurraacciióónn ddee llaa ccaappaa dduurraa..



60

PEDRAPLEN Y MATERIAL DE RELLENO

LIMO ARCILLOSO, COLOR CAFE

ARCILLA, COLOR CAFE OLIVO CLARO

ARCILLA, COLORCAFE ROJIZO

ARCILLA, COLORGRIS OLIVO


ARENA FIAN ALUVIALLIMOSA, COLOR GRIS

ARCILLA, LIMOSA COLOR GRIS OLIVO

AR

EN

A F

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10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

50.00

55.00

60.00

65.00

70.00

75.00

CLASIFICACIÓN

REL

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PE

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T/

m

100

200

300

400

25

50 75 20

40

60 80 5 10 15 20

CONTENIDO DE AGUA W %

LIMITE LIQUIDO %

LIMITE PLASTICO %

INDICE PLASTICO %

RESISTENCIA DE PUNTA, SONDEODE CONO ELECTRICO

qc = kg/cm

3

2

DISTRIBUCIÓN DEPRESIONES T/m 2

COHESIÓN (UU)T/m 2

SUBESTRATO DE ARCILLA 1

MARCADOR 1

2

3

4

5

6

7

8

9

1 0

11

2

3

4

5

6

7

8

ARENA 1

ARENA 2

358

22896

225

234

>230

19516976

>213

>214

78

232

σc

56

3744

NAF

CARGAS DE

PRECONSOLIDACIÓN > 100 T/m

2

53.00

50.50

44.00

38.00

26.7

021

.20

18.0

011

.50

SECCIÓN ESTRATIGRAFICA SMC-01 / SCE- 06 "ZONA BLANDA"

FFiigg.. IIII II..1100 aa.. PPeerrffiill eessttrraattiiggrrááffiiccoo,, ccoorrrreessppoonnddiieennttee aa ssuueellooss bbllaannddooss..



61

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20.00

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CLASIFICACIÓN

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PE

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25 50 75 20 40 60 80 5 10

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CONTENIDO DE AGUA W %

LIMITE LIQUIDO %

LIMITE PLASTICO %

INDICE PLASTICO %

RESISTENCIA DE PUNTA, SONDEODE CONO ELECTRICO

qc = kg/cm

3

2

DISTRIBUCIÓN DEPRESIONES T/m 2

COHESIÓN (UU)T/m 2

SUBESTRATO DE ARCILLA 1

MARCADOR 1

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10

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2

3

4

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ARENA 1

ARENA 2

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260303

303

303

85

22319411578

232

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233

143283

131257

127256

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26

NAF=7.00 m

53.00

50.50

44.00

38.00

26.7

021

.20

18.0

014

.30







ARENA FINA ALUVIALLIMOSA, COLOR GRIS

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SECCIÓN ESTRATIGRAFICA SMC-02 / SCE- 07 "ZONA DURA"

FFiigg.. IIII II..1100 bb.. PPeerrffiill eessttrraattiiggrrááffiiccoo,, ccoorrrreessppoonndd iieennttee aa ssuueellooss dduurrooss..



Estrato Subestrato Profundidad Ss Wi ei Gi σc σo qc Estrato Subestrato Profundidad Wi ei Ss Gi γn Cuu E50 qc Nkm % % kg/cm2 kg/cm 2 kg/cm2 m % % Kg/cm³ kg/cm² kg/cm² kg/cm²

Costra Superficial Costra sup. Costra Superficial Costra sup.11,50 2,42 320,30 7,87 98,40 1,50 1,05 4,60 11,30 317,3 8,12 2,61 101,70 1.192,00 0,68 45,00 4,60 6,80

Arcilla 1 12,20 2,38 331,60 8,04 98,40 1,60 1,07 4,90 Arcilla 1 12,70 308,1 7,63 2,45 98,90 1.158,00 0,54 45,00 4,90 9,1012,70 2,32 307,70 7,23 98,80 1,42 1,09 4,90 12,90 296,8 6,68 2,27 100,90 1.173,00 0,34 48,00 5,00 14,7013,40 2,38 306,80 7,43 98,30 1,40 1,10 6,80 13,60 293,3 6,68 2,27 99,60 1.161,00 0,30 35,00 6,80 22,30

15,70 2,30 * * * * 1,12 5,30 Arcilla 2 17,10 279,8 6,12 2,15 98,50 1.149,00 0,50 70,00 6,00 12,0016,40 2,18 267,70 6,00 97,30 1,22 1,15 5,40 17,60 183,0 4,49 2,44 100,00 1.259,00 0,66 50,00 6,60 10,00

Arcilla 2 16,90 2,18 281,00 6,18 99,00 1,68 1,18 5,5017,60 2,35 263,40 6,25 99,30 1,42 1,19 5,70 20,60 373,1 8,35 2,22 99,10 1.122,00 0,42 33,00 6,00 14,3018,30 2,36 228,80 5,23 103,30 1,70 1,20 5,80 Arcilla 3 22,30 309,8 7,62 2,44 99,20 1.168,00 0,47 35,00 6,50 13,80

22,70 222,3 4,87 2,22 101,50 1.220,00 0,54 50,00 6,70 12,4019,70 2,52 223,30 5,91 95,00 2,70 1,21 5,90 Serie Arcillosa 20,40 2,35 249,90 5,98 98,20 1,50 1,22 6,00 Superior 25,50 157,6 3,78 2,39 99,80 1.291,00 0,80 84,00 7,00 8,80

Serie Arcillosa 21,10 2,28 309,30 7,23 97,30 1,35 1,23 6,20 Arcilla 4 25,80 205,9 4,75 2,31 100,10 1.229,00 0,77 87,00 7,20 9,40Superior 21,80 2,45 372,50 9,22 99,00 1,35 1,25 6,20 26,20 308,4 7,08 2,26 98,50 1.142,00 0,84 61,00 7,60 9,00

Arcilla 3 22,50 2,34 202,20 4,69 100,60 1,85 1,30 6,5023,40 2,33 184,60 4,33 99,50 2,00 1,40 6,70 Arcilla 5 28,60 248,4 5,96 2,38 98,50 1.183,00 0,48 34,00 8,00 16,7024,10 2,05 187,90 3,75 102,07 1,95 1,42 6,9024,60 2,23 * * * * 1,46 7,00 Arcilla 6 31,10 247,2 6,01 2,39 98,40 1.185,00 0,52 * 9,80 18,8025,30 2,26 207,90 4,75 99,10 1,80 1,50 7,00 32,50 171,8 3,74 2,19 100,70 1.257,00 0,70 103,00 10,50 15,00

26,00 2,29 273,10 6,63 94,40 1,70 1,57 7,20 Arcilla 7 34,40 203,4 4,67 2,29 99,60 1.224,00 1,30 177,00 12,80 9,80Arcilla 4 26,70 2,15 273,80 6,02 97,80 1,83 1,59 7,60 34,60 240,1 5,95 2,48 100,00 1.213,00 1,35 159,00 13,00 9,60

27,40 2,48 235,40 6,10 95,70 2,12 1,62 7,60 1,30Capa Dura Capa Dura 36,70 36,9 1,08 2,54 87,00 1.671,00 5,60 387,00 357,70 63,90

Arcilla 5 28,10 2,49 262,30 6,65 98,20 2,10 1,78 8,00 38,10 56,3 1,34 2,48 103,90 1.654,00 3,70 260,00 382,60 103,4028,80 2,38 288,00 6,93 98,70 2,22 1,88 8,00

Arcilla 8 40,50 175,6 4,31 2,43 99,20 1.265,00 2,46 266,00 19,50 7,90Arcilla 6 31,70 2,33 284,00 6,77 97,70 2,40 2,10 10,00

32,30 2,34 265,70 6,36 97,70 2,40 2,20 10,00 Serie Arcillosa Arcilla 9 43,50 169,0 3,79 2,27 101,20 1.274,00 1,25 98,70 17,50 14,00Inferior

Arcilla 7 34,60 2,31 241,50 5,58 100,10 3,30 2,64 13,00 44,20 174,6 4,22 2,44 100,70 1.280,00 1,50 137,00 17,90 11,9035,6 2,21 224,60 4,99 99,50 2,73 2,82 13,00 Arcilla 10 44,6 156,7 3,65 2,31 99,10 1.274,00 1,15 178,00 18,00 15,70

47,1 110,2 2,67 2,38 98,30 1.364,00 1,30 135,00 19,80 15,20Capa Dura Arcilla 8 41,2 2,46 158,00 3,97 97,60 3,50 3,50 20,30

41,3 2,40 159,00 3,89 98,00 2,65 3,50 20,30 Depositos Prof. Arcilla 11 68,4 124,3 3,09 2,46 98,80 1.348,00 2,00 177,00 - -

Arcilla 9 42,4 2,37 187,50 4,44 100,10 3,15 3,40 17,50 Ss Densidad de sólidos γn Peso volumetricoSerie Arcillosa 43,7 2,34 163,90 3,90 98,60 2,65 3,60 17,50 Wi Contenido de agua Cuu Cohesión en prueba triaxial UU

Inferior ei Relación de vacios E50 Modulo de elasticidad44,4 2,40 104,30 2,64 95,00 2,95 3,70 17,90 Gi Grado de saturación * Valores medios, obtenidos con los valores mostrados en la Fig. III,10 a

Arcilla 10 48,1 2,38 140,20 2,38 100,40 2,80 3,90 17,80 σc Esfuerzo de preconsolidación49 2,32 164,70 3,81 100,10 2,95 4,00 19,80 σo Esfuerzo efectivo

Depositos qc Resistencia de puntaProfundos Arcilla 11 72,5 2,18 235,20 5,17 99,10 4,10 - - Nk Coeficiente de correlación

CONSOLIDACIÓN TRIAXIAL

TTaabbllaa II IIII..0044 aa RReessuummeenn,, ddee rreessuullttaaddoo ddee pprruueebbaass ddee ccoonnssooll iiddaacciióónn yy ttrr iiaaxxiiaall,, ddee SSMM CC--0011



Estrato Subestrato Profundidad Ss Wi ei Gi σc σo qc Estrato Subestrato Profundidad Wi ei Ss Gi γn Cuu E50 qc Nkm % % kg/cm

2kg/cm

2kg/cm

2m % % Kg/cm³ kg/cm² kg/cm² kg/cm²

Costra Superficial Costra sup. Costra Superficial Costra sup.12,00 2,46 272,00 6,73 99,20 2,05 1,20 7,70 11,10 144,3 3,56 2,38 96,50 1.276,00 0,34 148,20 9,60 28,20

Arcilla 1 12,70 2,51 286,20 7,34 97,80 1,98 1,23 8,20 11,80 135,2 3,13 2,31 99,80 1.316,00 0,59 99,20 9,80 16,1013,20 2,47 276,80 6,95 98,50 1,95 1,25 7,70 12,30 195,4 4,61 2,40 101,50 1.260,00 0,60 72,60 7,70 12,8013,70 2,80 271,30 7,86 96,60 1,90 1,25 10,10 Arcilla 1 12,50 319,5 7,65 2,40 101,10 1.162,00 0,65 84,10 8,20 12,20

13,40 275,3 6,76 2,45 99,60 1.184,00 0,45 74,00 7,70 18,30

14,80 2,29 244,40 6,41 98,30 2,20 1,30 10,20 13,90 295,7 7,35 2,49 100,00 1.178,00 0,32 72,40 10,10 31,6015,10 2,48 259,70 6,58 97,70 1,70 1,30 10,70 14,20 293,0 6,62 2,28 100,70 1.173,00 0,37 29,80 10,20 27,6016,00 2,32 274,40 6,44 98,90 1,90 1,30 10,70

Arcilla 2 16,70 2,39 262,00 6,41 97,70 1,90 1,35 10,30 15,50 220,9 5,35 2,41 99,60 1.219,00 0,48 41,90 10,70 22,3017,70 2,63 217,80 5,88 97,20 1,45 1,38 10,50 16,20 248,3 6,39 2,53 98,50 1.195,00 0,43 67,90 10,70 24,9018,00 2,52 226,50 5,89 96,90 2,60 1,38 10,50 Arcilla 2 16,50 257,4 5,74 2,25 100,90 1.194,00 0,71 72,80 10,30 14,5018,40 2,45 * * * * * * 17,30 155,6 3,99 2,54 99,00 1.301,00 0,68 52,60 10,50 15,40

18,20 169,0 4,20 2,45 98,40 1.273,00 0,65 83,30 10,50 16,20Serie Arcillosa 19,50 2,39 205,40 5,06 97,10 2,60 1,41 11,00

Superior Arcilla 3 20,90 2,51 175,40 4,43 99,30 1,80 1,46 9,10 19,30 157,6 4,04 2,50 96,70 1.279,00 0,75 110,80 11,00 14,7022,50 2,40 210,00 5,12 98,50 2,40 1,50 10,00 Serie Arcillosa 19,30 157,5 4,04 2,50 97,50 1.278,00 0,82 120,30 11,00 13,40

Superior Arcilla 3 21,10 312,4 7,59 2,43 100,00 1.168,00 0,60 64,20 9,10 19,8024,60 2,58 236,50 6,31 96,80 2,10 1,70 10,80 22,30 205,7 5,24 2,53 99,20 1.238,00 0,70 91,30 10,00 14,30

Arcilla 4 25,30 2,61 223,50 5,74 96,70 2,10 1,00 9,80 22,30 203,0 5,18 2,53 99,10 1.239,00 0,95 92,90 10,90 11,5025,50 2,13 266,80 5,70 99,70 2,40 1,70 11,70

24,40 247,9 6,95 2,52 89,80 1.101,00 0,43 77,80 10,80 25,1026,70 2,50 215,00 5,89 91,40 3,80 1,80 12,00 Arcilla 4 25,10 192,8 4,71 2,45 100,20 1.255,00 0,60 75,70 9,80 16,30

Arcilla 5 28,10 2,49 264,40 6,68 98,70 2,60 2,00 10,00 25,60 272,4 5,93 2,19 100,40 1.175,00 1,20 141,70 11,70 9,8028,80 2,42 254,10 6,23 98,60 2,70 2,20 12,8029,30 2,36 228,80 5,48 98,60 3,05 2,20 13,00 26,70 206,8 5,19 2,39 95,40 1.186,00 0,70 58,50 12,00 17,10

27,40 235,8 5,57 2,37 100,40 1.212,00 0,68 113,40 9,10 13,4029,80 2,38 212,40 5,16 98,00 2,20 2,40 14,50 Arcilla 5 27,70 257,1 6,06 2,37 100,40 1.197,00 0,80 96,90 11,00 13,80

Arcilla 6 30,00 2,14 230,90 4,94 100,00 2,80 2,40 14,70 28,40 261,8 6,33 2,43 100,30 1.197,00 1,10 120,10 10,00 9,0930,70 2,35 196,50 4,75 97,40 2,50 2,60 14,70 29,10 246,1 5,96 2,41 99,40 1.198,00 0,75 87,40 12,80 17,10

30,90 2,33 220,10 5,13 99,80 3,00 2,50 13,80 Arcilla 6 30,20 225,2 5,33 2,36 99,60 1.211,00 0,95 129,90 14,70 15,50

31,60 2,29 172,90 4,05 98,00 2,60 2,60 14,00 30,50 192,7 4,67 2,41 99,40 1.244,00 1,10 67,00 12,80 11,6032,10 2,40 203,50 4,90 99,50 3,90 2,70 14,10

Arcilla 7 32,80 2,37 197,70 4,71 99,60 3,60 2,80 14,70 31,20 195,80 4,42 2,21 100,50 1.238,00 1,20 142,50 13,80 11,5033,50 2,39 206,50 4,98 99,10 3,95 3,00 15,00 31,90 207,10 5,13 2,49 100,40 1.246,00 1,25 163,60 12,60 10,1034,20 2,35 259,60 6,11 100,00 4,15 3,10 16,00 Arcilla 7 33,30 197,30 4,48 2,30 101,20 1.247,00 1,48 165,40 14,70 9,9034,90 2,26 237,40 5,45 98,50 3,40 3,25 17,00 34,40 230,40 5,65 2,44 99,40 1.211,00 1,35 142,80 13,50 10,00

35,10 202,00 4,59 2,30 101,50 1.246,00 1,6 140,60 17,70 11,10Capa Dura Arcilla 8 39,60 2,50 153,50 3,97 96,70 2,75 4,10 18,70

40,00 2,44 191,10 4,76 98,00 3,91 4,20 18,90 36,50 35,70 1,13 2,63 82,20 1.682,00 1,75 230,00 233,40 133,40Capa Dura 37,00 79,30 2,16 2,48 91,00 1.406,00 2,60 223,00 41,30 15,90

Arcilla 9 42,80 2,30 172,90 3,93 101,20 4,35 4,10 25,00 38,60 47,70 1,39 2,63 90,70 1.629,00 0,90 260,00 302,50 336,10Serie Arcillosa

Inferior 43,80 2,51 176,20 4,45 99,20 4,95 4,20 26,00 Capa Dura Arcilla 8 38,90 174,00 4,29 2,47 100,00 1.276,00 1,75 141,00 23,20 13,30

Arcilla 10 47,10 2,44 166,20 4,10 99,00 4,40 4,48 44,5048,00 2,41 132 3,22 98,6 4,6 4,6 44,5 Arcilla 9 41,10 139,70 3,35 2,37 98,80 1.306,00 1,00 152,00 24,20 24,20

Ss Densidad de sólidos γn Peso volumetrico 43,20 164,10 4,05 2,43 98,30 1.269,00 1,60 153,60 25,00 15,60Wi Contenido de agua Cuu Cohesión en prueba triaxial UU Serie Arcillosa Arcilla 10 43,60 172,60 4,34 2,50 99,40 1.275,00 1,60 170,60 25,60 16,00ei Relación de vacios E50 Modulo de elasticidad Inferior 44,00 153,40 3,73 2,42 99,20 1.392,00 2,50 331,00 26,00 10,40Gi Grado de saturación 47,30 164,20 4,07 2,50 101,00 1.305,00 1,50 188,20 44,50 29,70σc Esfuerzo de preconsolidaciónσo Esfuerzo efectivo Depositos Depositos 53,80 41,80 1,32 2,59 82,30 1.585,00 1,00 858,60 41,50 41,50qc Resistencia de punta Profundos Profundos 57,70 42,90 1,22 2,55 89,50 1.640,00 2,60 1.324,40 111,6 42,90Nk Coeficiente de correlación* Valores medios, obtenidos con los valores mostrados en la Fig. III,10 b

CONSOLIDACIÓN TRIAXIAL

TTaabbllaa IIII II..0044 bb RReessuummeenn,, ddee rreessuullttaaddoo ddee pprruueebbaass ddee ccoonnssoo lliiddaacciióónn yy ttrr iiaaxxiiaall,, ddee SSMMCC--0022



64

III.4. RENIVELACIÓN ETAPAS DE RECUPERACIÓN Hacia 1929, en función de los daños causados por los asentamientos, se emprende un estudio de la cimentación de la Catedral, los trabajos de recuperación comienzan con la demolición de lo que conformaba el Seminario, hacia 1933, con la finalidad de reducir la influencia de su peso en la Catedral. Posteriormente en 1942 se vacían las celdas de cimentación, definidas por las contratrabes, el paño superior del pedraplen, y el inferior de la losa de feligresía, empleando este espacio, para instalar anaqueles de concreto, formando así las criptas. Tras vaciar las celdas de cimentación, disminuyo en un 25% la presión media de contacto, se logro una disminución de 14.3 T/m2 a 10.8 T/m2. Esto con la idea de que al decrecer la presión de contacto, disminuirían los asentamientos, a pesar de que la disminución de la presión produjo cierta expansión en las capas de arcilla subyacentes, su magnitud pronto quedo contrarestada y superada por el hundimiento regional. Desde el punto de vi sta estructural, la problemática que origina el hundimiento regional del subsuelo, bajo la Catedral son la inclinación de muros, y columnas, es por ello que se considera como primordial, el reducirla, no eliminando así los hundimientos diferenciales del subsuelo. La técnica de subexcavación consiste básicamente en remover material del subsuelo, que se localiza bajo las partes mas altas haciéndolas descender con respecto a las partes mas bajas de una estructura corrigiendo así el desplome, y falta de verticalidad, es por ello que se adopto durante la renivelación de la Catedral Metropolitana, como el sistema más eficaz, corrigiendo la inclinación que presentaba de 94 centímetros. III.4.1 SUBEXCAVACIÓN Al transcurrir la década pasada, en el año de 1993, se comienza con la perforación de 32 lumbreras, de las cuales, 25 fueron distribuidas en la Catedral y las 7 restantes en la zona del Sagrario, Fig. III.11; las lumbreras se excavaron hasta una profundidad de 20.00 metros, llegando al primer estrato de arcilla compresible de la serie arcillosa superior Fig. III.12.

N.D. -25.00 m

N.P.C. -3.50 m

N.P.F. -0.00 m

FFiigg.. IIII II..1111.. LLooccaalliizzaacciióónn ddee ll uummbbrreerraass,, ccoorrrreessppoonnddiieenntteess aa llaass ssiittuuaaddaass eenn llaa ppeerr iiffeerr iiaa ddee llaa CCaatteeddrraall..




65

20.00 metros

BOQUILLAS

ARCILLAS

RELLENO

COLUMNAS

FFiigg.. IIII II..1122 CCoorrttee eessqquueemmááttiiccoo,, sseecccciióónn ddee ll uummbbrreerraa ttiippoo.. El número de boquillas que instalaron, en cada lumbrera, se determino en función de la cantidad de material que se desea remover, siendo estas de 26, 38 y 50 radiaciones, cada una de estas boquillas se ubico 25 cm arriba de la losa de fondo de la lumbrera. La perforación consiste en penetrar el tubo excavador, de 10 cm de diámetro y un metro de longitud, introduciéndolo con barras de acero hasta seis metros en cada penetración, longitud apropiada, para remover material en una área tributaria. En agosto de 1993, se inicia con la excavación de las lumbreras 1 a 12, a partir de enero de 1994, comienzan a operar las lumbreras 13 a 24, con excepción de las lumbreras 14, que se subexcavó durante el periodo de enero a abril de 1994, las lumbreras 25 y 29 comenzaron el 19 de abril, y finalmente la numero 24, comenzó a operar en mayo de 1994, siendo a principios de agosto de este mismo año el volumen de material extraído de 408 m3. Con la finalidad de estimar la magnitud de los asentamientos, que se presentaron durante el periodo del 25 de octubre de 1991 al 8 de agosto de 1994, en las tres zonas que comprende la Catedral, Fig. III.13, tras la perforación de cada una de las lumbreras, el aflojado de los pilotes así como el proceso mismo de subexcavación, se instrumentaron cada uno de los vértices, mediante piezómetros abiertos. Con la información que se registro, se determinaron las cotas topográficas así como sus respectivas diferencias bimestrales, evaluando de manera independiente el asentamiento que se presenta durante cada periodo. En la tabla III.05, se puede observar que la esquina en que interceptan los ejes A-12, se dio un descenso de 23.70 cm, mientras que en la esquina norte D-2, el descenso fue de 55.8 cm, lo que se puede traducir que hacia agosto de 1994, se redujo el hundimiento diferencial máximo de 2.40 m a 32.10 cm. Con los datos registrados en la tabla III.05, se realizaron las restituciones topográficas, correspondientes a la magnitud de los asentamientos por periodo, comprendidos entre 25 de Octubre de 1991 y 8 de Agosto de 1994. Fig. III.14 a, b, c, d, y e.



66

FFiigg.. IIII II..1133 ZZoonniiffiiccaacciióónn ,, ee ii nnssttrruummeennttaacciióónn ddee llaa CCaatteeddrraall .

Zona SurZona CentroZona Norte

Instrumentacion13,6

10,7

10,7

10,7

10,7

15,9

10,7

10,7

11,3

11,8

7,3

124,

1

11,14 11,24 15,76 11,35 11,14

60,63

A B C D E F

12

34

56

78

910

1112



67

Zona Vertice 25 Oct 1991 - 4 Mayo 1992 4 Mayo 92 - 4 Ene 93 4 Ene 93 - 3 may 93 3 May 93 - 23 Ago 93 23 Ago 93 - 8 Ago 94Asentamiento Asentamiento Asentamiento Asentamiento Asentamiento

A-1 3,30 0,00 0,00 0,00 0,00

A-2 3,30 14,40 3,90 3,10 27,50

Norte A-3 3,10 15,60 4,00 3,40 28,40A-4 3,20 16,00 4,20 3,60 28,70

A-5 3,30 0,00 0,00 0,00 0,00

A-6 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Centro A-7 3,30 13,80 3,90 2,90 22,80A-8 3,10 14,50 3,90 3,20 26,40

A-9 2,90 15,00 3,90 3,50 27,90

Sur A-10 3,20 15,80 4,10 3,90 28,80

A-11 3,30 15,50 4,30 4,10 28,20A-12 3,25 14,90 4,65 4,35 26,15

B-1 3,60 10,20 0,00 0,00 0,00

B-2 3,25 13,40 3,65 3,65 26,55

Norte B-3 3,12 13,90 3,66 3,76 28,34B-4 3,35 14,33 3,90 4,08 29,20

B-5 3,36 14,20 4,15 4,30 28,75

B-6 2,90 14,80 4,30 4,80 26,20

Centro B-7 3,30 0,00 0,00 0,00 0,00B-8 3,10 11,90 3,00 4,30 26,60

B-9 2,97 13,17 3,50 3,80 28,17

Sur B-10 3,37 13,70 3,70 4,37 29,27

B-11 3,50 13,50 3,95 4,65 28,75B-12 2,60 14,40 3,90 5,10 27,00

C-1 3,35 11,60 3,35 3,85 23,90

C-2 3,05 11,75 3,30 4,00 26,20

Norte C-3 2,90 12,10 3,30 4,00 27,55C-4 3,40 12,65 3,55 4,75 28,85

C-5 3,45 12,70 3,75 4,86 25,55

C-6 2,50 13,90 3,70 5,30 27,20

Centro C-7 3,40 10,70 3,20 3,70 22,90C-8 3,10 10,80 3,10 4,05 24,90

C-9 3,15 11,24 3,11 4,19 26,59

Sur C-10 3,17 11,73 3,35 4,78 28,10

C-11 3,20 11,80 3,60 5,00 27,90C-12 2,40 13,10 3,70 6,30 26,80

D-1 3,60 9,50 2,60 3,70 20,30

D-2 3,37 10,07 2,47 4,17 22,53

Norte D-3 2,90 10,23 2,59 4,30 24,20D-4 3,20 10,40 3,04 4,72 26,40

D-5 3,20 10,50 3,15 5,05 26,50

D-6 2,70 11,10 3,40 5,60 25,60

Centro D-7 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00D-8 3,30 8,90 2,45 3,90 20,05

D-9 2,23 9,33 2,50 4,30 22,08

Sur D-10 2,70 9,47 2,90 4,80 24,90

D-11 2,05 9,25 3,00 5,20 25,15D-12 2,60 9,30 3,20 5,80 24,30

E-1 3,30 7,90 2,20 3,20 15,10

E-2 3,05 7,95 2,30 3,45 16,85Norte E-3 2,15 8,30 2,40 3,65 19,00

E-4 3,10 8,55 2,80 4,70 22,50

E-5 3,00 8,20 2,90 5,30 23,30

E-6 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Centro E-7 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00E-8 3,20 7,20 2,10 3,10 13,70

E-9 3,17 7,40 2,40 3,60 15,63

Sur E-10 3,08 7,68 2,80 4,48 19,45

E-11 2,85 7,40 2,90 5,20 20,95E-12 3,10 0,00 0,00 0,00 0,00

F-1 3,30 6,60 2,30 2,50 10,90

F-2 3,20 6,90 2,20 3,10 12,35Norte F-3 3,10 7,20 2,35 3,18 13,45

F-4 3,07 7,42 2,80 4,28 16,75

F-5 3,05 7,15 3,05 5,10 18,45

F-6 3,15 7,15 3,25 6,45 19,30

Centro F-7 3,60 6,80 2,20 2,60 8,50F-8 3,40 6,87 2,17 2,87 10,20

F-9 3,10 7,25 2,25 3,25 11,25

Sur F-10 3,20 7,67 2,90 4,20 14,57

F-11 3,25 7,65 2,80 5,40 16,10F-12 3,25 7,50 3,20 6,40 16,80

TTaabbllaa.. II IIII..0055 MMaaggnniittuudd ddee llooss aasseennttaammiieennttooss,, ppoorr ppeerr iiooddoo.. TTaannttoo ddee zzoonnaass ccoommoo vvéérrttiicceess,, ssee hhaaccee rreeffeerreenncciiaa eenn llaa FFiigg.. IIIIII..1133



68

MAGNITUD DE LOS ASENTAMIENTOS

ASENTAMIENTOS EN cm

-3.6

-3.4

3

-3.3

5

-3.2

7

-3.1

9

-3.1

-3.0

2

-2.9

4

-2.8

6

-2.7

8

-2.7

-2.6

2

-2.5

3

-2.4

5

-2.3

7

-2.2

9

-2.2

1

-2.1

3

-2.0

5

A

F

1

12

FFiigg.. IIII II..1144 aa.. AAsseennttaammiieennttoo;; PPeerr iiooddoo ddee 2255 ddee OOccttuubbrree 11999911,, aa 0044 ddee MMaayyoo ddee 11999922..



69

ASENTAMIENTOS EN cm


-16

-15.

5-1

5-1

4.5

-14

-13.

5-1

3-1

2.5

-12

-11.

5-1

1-1

0.5

-10

-9.5

-9-8.5

-8-7.5

-7-6.5

12

FFiigg.. IIII II..1144 bb.. AAsseennttaammiieennttoo ;; PPeerr iiooddoo ddee 0044 ddee MMaayyoo aa 0044 ddee EEnneerroo ddee 11999933..



70

ASENTAMIENTOS EN cm


-4.7

-4.6

-4.5

-4.4

-4.3

-4.2

-4.1

-4-3.9

-3.8

-3.7

-3.6

-3.5

-3.4

-3.3

-3.2

-3.1

-3-2.9

-2.8

-2.7

-2.6

-2.5

-2.4

-2.3

-2.2

-2.1

A

12

FFiigg.. IIII II..1144 cc.. AAsseennttaammiieennttoo;; PPeerr iiooddoo ddee 0044 ddee EEnneerroo aa 0033 ddee MMaayyoo ddee 11999933



71

ASENTAMIENTO EN cm


-6.6

-6.4

-6.2

-6-5.8

-5.6

-5.4

-5.2

-5-4.8

-4.6

-4.4

-4.2

-4-3.8

-3.6

-3.4

-3.2

-3-2.8

-2.6

-2.4

A

12

FFiigg.. IIII II..1144 dd.. AAsseennttaammiieennttoo ;; PPeerr iiooddoo ddee 0033 ddee MMaayyoo aa 2233 AAggoossttoo ddee 11999933



72

-30

-29

-28

-27

-26

-25

-24

-23

-22

-21

-20

-19

-18

-17

-16

-15

-14

-13

-12

-11

-10

-9-8

ASENTAMIENTO EN cm


A

FFiigg.. IIII II..1144 ee.. AAsseennttaammiieennttoo;; PPeerr iiooddoo ddee 2233 AAggoossttoo ddee 11999933 aa 0088 ddee AAggoossttoo ddee 11999944



73

Durante, el proceso de renivelación de la Catedral, se realizaron acciones diversas, remoción de estacones, bombeo de mantos freáticos, y subexcavación, mismos que originaron asentamientos, cuyas magnitudes, se emplearon en la elaboración de nivelaciones topográficas. La tabla III.06, enlista los valores de las magnitudes de los asentamientos, así como el porcentaje que a cada uno de ellos le corresponde. Con los datos registrados en la tabla III.06, se realizaron las restituciones topográficas, correspondientes a la magnitud de los asentamientos inferidos. Fig. III.15 a, b, c, y d.

TTaabbllaa.. II IIII..0066 AAsseennttaammiieennttooss iinnffeerr iiddooss,, aa ttrraavvééss ddee rreessttiittuucciioonneess ttooppooggrrááffiiccaass.. TTaannttoo ddee zzoonnaass ccoommoo vvéérrttiicceess,, ssee hhaaccee rreeffeerreenncciiaa eenn llaa FFiigg.. IIIIII..1133

Zona Vertice Regional Bombeo Aflojado pilotes SubexcavacionAsentamiento Asentamiento Asentamiento Asentamiento % Reg. %Bom. %Aflo. %Sub.

A-1 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00A-2 0,00 0,46 0,00 1,53 0,00 23,12 0,00 76,88

Norte A-3 0,49 0,51 0,00 1,52 19,44 20,24 0,00 60,32A-4 0,50 0,56 0,00 1,49 19,61 21,96 0,00 58,43A-5 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00A-6 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Centro A-7 0,52 0,46 0,00 1,17 24,19 21,40 0,00 54,42A-8 0,49 0,49 0,00 1,40 20,59 20,59 0,00 58,82A-9 0,46 0,52 0,00 1,45 18,93 21,40 0,00 59,67

Sur A-10 0,50 0,53 0,02 1,42 20,24 21,46 0,81 57,49A-11 0,52 0,56 0,02 1,32 21,49 23,14 0,83 54,55A-12 0,51 0,66 0,00 1,08 22,67 29,33 0,00 48,00B-1 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00B-2 0,51 0,41 0,06 1,29 22,47 18,06 2,64 56,83

Norte B-3 0,49 0,43 0,08 1,43 20,16 17,70 3,29 58,85B-4 0,53 0,45 0,12 1,41 21,12 17,93 4,78 56,18B-5 0,57 0,47 0,26 1,31 21,84 18,01 9,96 50,19B-6 0,51 0,62 0,21 0,95 22,27 27,07 9,17 41,48

Centro B-7 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00B-8 0,49 0,27 0,39 1,13 21,49 11,84 17,11 49,56B-9 0,47 0,41 0,14 1,39 19,50 17,01 5,81 57,68

Sur B-10 0,50 0,42 0,24 1,34 20,00 16,80 9,60 53,60B-11 0,55 0,44 0,36 1,21 21,48 17,19 14,06 47,27B-12 0,46 0,57 0,39 0,94 19,49 24,15 16,53 39,83C-1 0,53 0,31 0,19 1,02 25,85 15,12 9,27 49,76C-2 0,48 0,35 0,24 1,18 21,33 15,56 10,67 52,44

Norte C-3 0,46 0,37 0,24 1,29 19,49 15,68 10,17 54,66C-4 0,53 0,36 0,38 1,20 21,46 14,57 15,38 48,58C-5 0,54 0,40 0,43 1,15 21,43 15,87 17,06 45,63C-6 0,49 0,54 0,49 0,91 20,16 22,22 20,16 37,45

Centro C-7 0,53 0,29 0,18 0,97 26,90 14,72 9,14 49,24C-8 0,49 0,29 0,31 1,04 23,00 13,62 14,55 48,83C-9 0,49 0,29 0,33 1,18 21,40 12,66 14,41 51,53

Sur C-10 0,50 0,37 0,44 1,15 20,33 15,04 17,89 46,75C-11 0,50 0,41 0,56 1,05 19,84 16,27 22,22 41,67C-12 0,38 0,55 0,49 0,88 16,52 23,91 21,30 38,26D-1 0,57 0,08 0,34 0,75 32,76 4,60 19,54 43,10D-2 0,53 0,09 0,50 0,81 27,46 4,66 25,91 41,97

Norte D-3 0,46 0,19 0,50 0,93 22,12 9,13 24,04 44,71D-4 0,50 0,27 0,50 0,99 22,12 11,95 22,12 43,81D-5 0,50 0,29 0,63 0,92 21,37 12,39 26,92 39,32D-6 0,42 0,44 0,64 0,69 19,18 20,09 29,22 31,51

Centro D-7 0 0 0 0 0,00 0,00 0,00 0,00D-8 0,52 0,1 0,43 0,67 30,23 5,81 25,00 38,95D-9 0,51 0,12 0,52 0,74 26,98 6,35 27,51 39,15

Sur D-10 0,42 0,31 0,56 0,84 19,72 14,55 26,29 39,44D-11 0,48 0,28 0,69 0,76 21,72 12,67 31,22 34,39D-12 0,41 0,4 0,74 0,53 19,71 19,23 35,58 25,48E-1 0,52 0,03 0,31 0,43 40,31 2,33 24,03 33,33E-2 0,48 0,1 0,34 0,51 33,57 6,99 23,78 35,66

Norte E-3 0,49 0,11 0,38 0,65 30,06 6,75 23,31 39,88E-4 0,49 0,22 0,55 0,67 25,39 11,40 28,50 34,72E-5 0,47 0,26 0,66 0,57 23,98 13,27 33,67 29,08E-6 0 0 0 0 0,00 0,00 0,00 0,00

Centro E-7 0 0 0 0 0,00 0,00 0,00 0,00E-8 0,5 0,03 0,3 0,34 42,74 2,56 25,64 29,06E-9 0,5 0,1 0,37 0,37 37,31 7,46 27,61 27,61

Sur E-10 0,48 0,23 0,49 0,47 28,74 13,77 29,34 28,14E-11 0,45 0,28 0,66 0,41 25,00 15,56 36,67 22,78E-12 0 0 0 0 0,00 0,00 0,00 0,00F-1 0,52 0,06 0,09 0,26 55,91 6,45 9,68 27,96F-2 0,5 0,05 0,28 0,23 47,17 4,72 26,42 21,70

Norte F-3 0,49 0,1 0,26 0,3 42,61 8,70 22,61 26,09F-4 0,48 0,23 0,44 0,28 33,57 16,08 30,77 19,58F-5 0,48 0,29 0,63 0,21 29,81 18,01 39,13 13,04F-6 0,48 0,33 0,91 0 27,91 19,19 52,91 0,00

Centro F-7 0,57 0 0,15 0,03 76,00 0,00 20,00 4,00F-8 0,53 0,02 0,22 0,13 58,89 2,22 24,44 14,44F-9 0,49 0,05 0,3 0,09 52,69 5,38 32,26 9,68

Sur F-10 0,5 0,23 0,4 0,12 40,00 18,40 32,00 9,60F-11 0,51 0,19 0,75 0 35,17 13,10 51,72 0,00F-12 0,53 0,28 0,91 0 30,81 16,28 52,91 0,00

Porcentajes



74

-3.6

5

-3.5

5

-3.4

5

-3.3

5

-3.2

5

-3.1

5

-3.0

5

-2.9

5

-2.8

5

-2.7

5

-2.6

5

-2.5

5

-2.4

5

-2.3

5

-2.2

5

-2.1

5

ASENTAMIENTOS EN cm


12

FFiigg.. IIII II..1155..aa.. AAsseennttaammiieennttoo RReegg iioonnaall ;; PPeerr iiooddoo ddee 2233 AAggoossttoo ddee 11999933 aa 0088 ddee AAggoossttoo ddee 11999944..



75

-0.7

-0.6

5

-0.6

-0.5

5

-0.5

-0.4

5

-0.4

-0.3

5

-0.3

-0.2

5

-0.2

-0.1

5

-0.1

-0.0

5

0

ASENTAMIENTOS EN cm


FFiigg.. IIII II..1155..bb.. AAsseennttaammiieennttoo ;; PP oorr bboommbbeeoo ,, PPeerr iiooddoo ddee 2233 AAggoossttoo ddee 11999933 aa 0088 ddee AAggoossttoo ddee 11999944



76

-0.9

5-0

.9-0

.85

-0.8

-0.7

5-0

.7-0

.65

-0.6

-0.5

5-0

.5-0

.45

-0.4

-0.3

5-0

.3-0

.25

-0.2

-0.1

5-0

.1-0

.05

00.05

ASENTAMIENTO EN cm


FFiigg.. IIII II..1155..cc.. AAsseennttaammiieennttoo;; AAff lloojjaaddoo ddee ppiill ootteess,, PPeerr iiooddoo ddee 2233 AAggoossttoo ddee 11999933 aa 0088 ddee AAggoossttoo ddee 11999944



77

-1.5

5

-1.4

5

-1.3

5

-1.2

5

-1.1

5

-1.0

5

-0.9

5

-0.8

5

-0.7

5

-0.6

5

-0.5

5

-0.4

5

-0.3

5

-0.2

5

-0.1

5

-0.0

5

ASENTAMIENTOS EN cm


FFiigg.. IIII II..1155..dd.. AAsseennttaammiieennttoo ppoorr ssuubbeexxccaavvaacciióónn;; PPeerr iiooddoo ddee 2233 AAggoossttoo ddee 11999933 aa 0088 ddee AAggoossttoo ddee 11999944



78

III.5. RECIMENTACIÓN ANTECEDENTES De manera adjunta hacia 1972 la Secretaria del Patrimonio Nacional SPN, realiza un estudio estructural y geotécnico, el cual consto de cuatro sondeos mixtos, localizados en la periferia de la Catedral y el Sagrario, con una profundidad de 40.50 m. Tras la interpretación de los resultados obtenidos el Ing. Manuel Gonzáles Flores, determino que con “pilotes de control”, desplantados en la capa dura, CD, localizada a 38.00 m de profundidad promedio, se resolvería la problemática del hundimiento diferencial. Con la información arriba enlistada, se determino que el procedimiento de recimentación que observa mejores resultados, es el de pilotes de control, motivo por el cual se abordara posteriormente a detalle, antecediéndole los sistemas empleados, como aquellos que en alguna ocasión fueron considerados. III.5.1 Recimentaciòn, a base de Pilas De manera adjunta, Secretaria del Patrimonio Nacional SPN, considero como sistema de recimentación, el emplear pilas, desplantadas estas a 54.00 m de profundidad, es decir que la punta se localice dentro de los depósitos aluviales profundos, cuya resistencia de punta de cono qc, rebasa los 250kg/cm2, trasmitiendo así grandes cargas al subsuelo, del orden de 500 a 1000 t/pila. Fig. III.16. Lo anterior, quedo a manera de propuesta de recimentación, debido a que la estructura actual, no permite una distribución geométrica de las pilas, como se había contemplado en el proyecto original, a demás en caso de que las pilas carecieran de sistema de control se originaria una emersión de la estructura con respecto al terreno circundante, ocasionando un enjutamiento en el pedraplen.

DEPOSITOS ALUVIALES PROFUNDOS

N.D. -54.00

N.P.C. -3.50

N.P.F 0.00

FFiigg.. IIII II..1166.. DDiissttrr iibbuucciióónn ddee 229900,, ppii llaass eenn llaa ppllaannttaa ddee llaa CCaatteeddrraall MMeettrrooppoo lliittaannaa

INSTITUT O POLITECNICO NACIONAL



79

III.5.2 Recimentación, a base de Pilotes Con base en la información geotécnica recabada de los sondeos de cono eléctrico, y tras considerar las cargas que transmite la estructura al subsuelo a través de la cimentación. Se determino que el tipo de pilote a emplear fuera “pilote de control”, de concreto reforzado, en tramos precolados de 0.90 m, y diámetros de 0.40 y 0.45 m, de concreto precolado con resistencia a la compresión de 250 Kg/cm2, el acero de refuerzo se coloco en forma de paquete en la parte central. El sistema de control, consiste en colocar cubos de madera deformable, conformando las celdas de deformación, en este caso y a discernimiento del Ing. Gonzáles Flores, el número de cubos por celda varía de 4 a 42 piezas, cuya capacidad era de 3 t, por pieza, resistiendo así los pilotes de manera aparente cargas que varían de 12 a 126 t. Se proyecta una recimentación, la cual se constituye de 280 pilotes desplantados hasta la capa dura, distribuidos en la zona de estudio, para efecto de distribución de los pilotes se considero, un peso de la estructura de 75160 toneladas, el peso de la cimentación de 36130, con una superficie del templo de 7140 m2. Para efectos de diseño se considero el análisis de bajada de cargas, resultante tras el vaciado de las celdas. Fig. III.17 a y b. Dicho cálculo determino que los pilotes, cuyo diámetro de 40 y 45 cm. cuentan con una capacidad de carga de 72 t y 90 t, respectivamente. Entre aquello que se logra al emplear pilotes de control, se puede enlistar;

• Disminución del 25% el trabajo de la cimentación. • El renivelar el terreno haciéndolo descender al nivel del terreno circundante. • El uniformizar los hundimientos diferenciales dentro de la estructura.

Las estratigrafías que se emplearon durante la revisión, son el resumen de las tres zonas antes descritas Las figuras 18 a, b, y c. describen de manera grafica los datos a emplear durante le revisión. En función de la bajada de cargas y el diseño geotécnico se determino, el número de pilotes a construir con los cuales se recimentaria la Catedral Metropolitana, en un principio se proyecto una recimentación, constituida por 280 pilotes desplantados hasta la primer capa dura, localizada de 35 a 40 m de profundidad. Durante la ejecución del proyecto se observo que los pilotes no pudieron ser colocados en donde se habían contemplado originalmente, teniendo que ser necesario el modificar la distribución, colocándolos en donde a juicio del constructor fuera más factible, incrementando el numero de pilotes a 387. Fig. III.19.



117011121066 106611121170

b.- CARGA TOTAL TRANSMITIDA: 87634 t

1170 1112 10661066 1112 1170

17051611 170217021705 1611

18571276 187318731857 1276

10661170 111211121066 1170

15761568 121312131576 1568

15761568 121312131576 1568

10661170 111211121066 1170

10861192 123612221068 1192

10451385 140914091044 1385

903903

1113143687387314361148

FE

11,14

DB CA

11,24 15,76

7,3

12

10,7

11,3

35

4

11,8

11,14 11,35

60,63

15,9

67

10,7

10,7

910

10,7

813,6

10,7

11

10,7

124,1

1212

124,1

10,7

11

10,7

13,6

8

10,7

109

10,7

10,7

76

15,9

60,63

11,3511,14

11,8

45

3

11,3

10,7

21

7,3

15,7611,24

A CB D

11,14

E F

1653 2068 1257 1257 2068 1603

1300 1300

19941503 2029 20291994 1505

17161653 1760 17801716 1563

16841535 1601 16011684 1535

22572269 1747 17472257 2269

22572269 1747 17472257 2269

16841535 1601 16011684 1535

18372674 2697 26971837 2674

23192455 2451 24512319 2455

168416011535 153516011684

16841535 1601 16011684 1535

a.- CARGA TOTAL TRANSMITIDA: 126 176 tPREVIO AL VACIADO DE LAS CELADAS DE CIMENTACIÓN TRAS HABER VACIADO LAS CELDAS DE CIMENTACIÓN

FFiigg.. IIII II..1177 PPllaannttaa ddee bbaajjaaddaa ddee ccaarrggaass,, aa ttrraavvééss ddee llaass ccoolluummnnaass..



81







Columna estratigrafica

16.48

9.46L

.P. 3

6.75

m

C.D.= 37.90 m

Presiones efectivas σ, kg/cm²

45 5 10 15

SECCIÓN NORTE

Resistencia de punta qc, Kg/cm²

7550250

Limo arcilloso, color gris olivo.

Arena fina aluvial con pocos limos, color gris olivo


Df = 40.30

3.50

45

40

35

30

25

20

15

10

Pro

fun

did

ad z

, m.

5

0.60 NAF

11.48

13.21

FFiigg.. IIII II..1188 aa.. SS oonnddeeoo ddee CCoonnoo EEllééccttrr iiccoo,, eemmpplleeaaddoo eenn eell ddiisseeññoo ddee pp iillootteess ddee ppuunnttaa ““ ZZ.. NNoorrttee””



82

C.D.= 36.15 m


L.P

. 33.

15 m







21.85

12.86

7.55


Df=38.50 m.

5

Pro

fun

did

ad z

, m.

10

15

20

25

30

35

40

45

3.50



0 25 50 75


SECCIÓN CENTRO

1510545


0.60 NAF

11.44

FFiigg.. IIII II..1188 bb.. SSoonnddeeoo ddee CCoonnoo EEllééccttrr iiccoo,, eemmpplleeaaddoo eenn eell ddiisseeññoo ddee ppii llootteess ddee ppuunnttaa ““ZZ .. CCeennttrroo””



83


C.DP 36.30 m

L.P

. 34.

90 m

RELLENO HETEROGENEO


PEDRAPLEN






14.80

6.12

Df=38.40 m.



Arena fina fluvial, arenosa color gris olivo


45 5 10 15

SECCIÓN SUR


7550250

3.50

45

40

35

30

25

20

15

10

Pro

fund

idad

z, m

.

5

0.60 NAF

9.86

13.66

FFiigg.. IIII II..1188 cc.. SS oonnddeeoo ddee CCoonnoo EEllééccttrr iiccoo,, eemmpplleeaaddoo eenn eell ddiisseeññoo ddee pp iillootteess ddee ppuunnttaa ““ ZZ.. SS uurr””



84

En las siguientes tablas, se ejemplifica el procedimiento que se siguió durante la revisión geotécnica de los pilotes individuales de punta. Tablas 07 a, b, y c.

Datos:Diametro: 0,45 m.Área: 0,16 m²Perimetro: 1,41 mLongitud P: 36,80 mDf: 3,50 mqc = 218,00 Kg/cm²

qc Cu α Ca ∆Qs ΣQsz dz Kg/cm² Kg/cm² · Kg/cm² Ton Ton

3,504,50 22,00 0,92 0,38 3,48 22,10 22,10

8,009,22 22,00 0,92 0,38 3,48 45,28 67,39

17,2213,42 10,00 0,42 0,77 3,21 60,71 128,09

30,647,36 15,00 0,63 0,58 3,63 37,62 165,71

38,00

1.- Capacidad de carga admisible: Qa = ((Qs + Qp - W))/Fs1.1 Factor de reducción "Kerisel"

FR= 0,65FR= (Qs + Qp)*FR 107,71 Ton

W = 14,131 Ton.Qa = 31,194 Ton.

2.- Capacidad de carga por punta: Qu = (40 N Ap)/4

Para N = 109,00Qu = 174,40 Ton.

3.- Capacidad de carga total, admisible:

Qa = Qa + QuQa = 205,594 Ton/pilote 206,000 Ton/pilote

Profundidad, m.

TTaabbllaa.. II IIII..0077 aa.. CCaappaacciiddaadd ddee ccaarrggaa ddee ppii llootteess..



85


3,504,50 22,00 0,92 0,38 3,48 7,05 7,05

8,009,22 22,00 0,92 0,38 3,48 14,45 21,51

17,2213,42 10,00 0,42 0,77 3,21 19,38 40,88

30,647,36 15,00 0,63 0,58 3,63 12,01 52,89

38,00


3,504,85 16,50 0,69 0,53 3,64 7,95 7,95

8,356,07 16,50 0,69 0,53 3,64 9,95 17,91

14,4216,26 11,00 0,46 0,74 3,39 24,82 42,72

30,684,32 23,00 0,96 0,36 3,45 6,71 49,43

35,00


3,503,04 19,00 0,79 0,46 3,64 4,98 4,98

6,544,34 19,00 0,79 0,46 3,64 7,11 12,09

10,884,32 29,00 1,21 0,28 3,38 6,58 18,67

15,204,32 7,80 0,33 0,88 2,86 5,56 24,23

19,526,17 9,30 0,39 0,81 3,14 8,71 32,95

25,697,97 11,1 0,46 0,74 3,42 12,27 45,22

33,662,39 43,54 1,81 0,25 4,54 4,88 50,10

36,05

ZONA NORTEProfundidad, m.

ZONA CENTROProfundidad, m.

ZONA SURProfundidad, m.

Diametro Área Perimetro Lon. Pilote DfResistencia

de punta Admisible Punta Total, admisible

m m² m m m qc, Kg/cm² Qa, ton Qu, ton Qta, t/pilote0,45 0,13 1,26 36,80 218,00 31,19 174,40 206,000,40 0,16 1,41 36,80 218,00 28,26 141,70 170,000,45 0,13 1,26 35,00 230,00 29,08 184,00 213,000,40 0,16 1,41 35,00 230,00 26,35 149,50 176,000,45 0,13 1,26 35,00 240,00 29,53 192,00 222,000,40 0,16 1,41 35,00 240,00 26,75 156,00 183,00

ZONA

3,50

NORTE

CENTRO

SUR

TTaabbllaa.. II IIII..0077 bb .. RReeggiissttrroo ddee ccaappaacciiddaadd ddee ccaarrggaa ppoorr ppiill oottee iinnddii vviidduuaall,, ppaarraa ddiiáámmeettrrooss ddee 00..4400 yy 00..4455 mm



PILOTES

Preparación futura 55

387

1934

334

SIMBOLONo.DESCRIPCIÓN

PILOTE c/c Ø 45 cm

PILOTE s/c Ø 40 cmPILOTE s/c Ø 45 cm

TOTAL

03

01

02

04

05

06

07

08

09

10

11

12

13

16

17

18

19

14

15

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

F

E

D

C

B

A

124,1

60,63

FFiigg.. IIII II..1199 DDiissttrr iibbuucciióónn oorr iiggiinnaall ddee pp iillootteess,, sseeggúúnn ppllaannooss ddee eessttrruuccttuurraalleess ddee 11997766..



III.6. MONITOREO E INSTRUMENTACIÓN ANTECEDENTES La complejidad de la interacción que se da entre los diferentes tipos de cimentaciones existentes y el subsuelo, así como la presencia de sismos, y las inclinaciones que presenta la estructura por los hundimientos de su cimentación, obliga la implementación de un sistema de monitoreo confiable, a través del cual se registren los desplazamientos, para tomar medidas preventivas y correctivas, tanto en el subsuelo como en la estructura, de esta manera no se generen daños significativos, y menos aún condiciones de inseguridad. III.6.1 INSTRUMENTACIÓN DE LA ESTRUCTURA En la década pasada, a mediados de 1994, se implementa un sistema de monitoreo automático, diseñado e instalado por el ISMES, Instituto de Modelos Estructurales, y donado por la Compañía Nacional Eléctrica ENEI, de Roma Italia, en colaboración con el Instituto de Ingeniería de la UNAM, este sistema consta básicamente de los instrumentos siguientes: Extensometros, registrar los desplazamientos horizontales de los elementos que conforman la estructura; telecoordinometros, se emplean para determinar la abertura o cierre, que presenten los claros de la nave central; termómetros, y radiómetros, los dos últimos registran los cambios en la temperatura y radiación solar, Figura III.20 Extensometros Se implementan 22 extensómetros de alambre invar., colocados en la parte superior de las torres, que conforman la fachada principal, y en aquellos vértices en que los asentamientos se enfatizan. Mediante los extensómetros de cinta, se verifican los desplazamientos relativos, como las aberturas y cierres en la nave central, así como la inclinación que presentan elementos verticales como las columnas, esto se logra, al registrar las deformaciones unitarias que se presentan en cada una de ellas. El dispositivo, consiste en colocar un cable “invar”, fijo en uno de sus extremos, tanto en el capitel de las columnas. Como, como en las cúpulas que coronan las torres de la fachada Sur, en el otro extremo, se coloca la denominada “caja negra”, que es el dispositivo, que registra los desplazamientos. Las lecturas se realizan de manera mensual, con la finalidad de constatar, el que se encuentren dentro de los desplazamientos permisibles. Fig. III. 21. Acelerografos Tras implementar 10 acelerografos, tanto en la base de las columnas como en las cubiertas y torres, se registra el comportamiento de la estructura, ante la presencia de movimientos, siendo los instrumentos empleados con mayor frecuencia, aquellos mediante los cuales se registran los movimientos sísmicos, sean estos sismógrafos y acelerografos, este ultimo es un aparato, mediante el cual se registran aceleraciones en forma digital, tienen una aceleración definida para empezar a registrar movimientos, a las estaciones donde se ubican estas estaciones, se les denomina “Estaciones Sismológicas”, particularmente el monitoreo sísmico de la catedral, se encuentra a cargo del Instituto de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México, dicha estación sismológica, esta conectada con otras estaciones del mundo. Además de ubicarse en estaciones sismológicas, los acelerografos pueden localizarse en puntos de mayor interés, tal es el caso de la Catedral Metropolitana, es importante el colocar los instrumentos en la estructura para observar su comportamiento antes, durante, y posteriormente al fenómeno sísmico. La ubicación de los acelerografos, abarca tanto la estructura, como la subestructura, es decir, estos se colocan, en las cúpulas de las torres de la fachada sur poniente; en la base de las columnas, y en el cajón de cimentación. Fig. III. 22. Además de lo anterior las estaciones sismológicas, proporcionan información muy importante, pudiendo mencionar:

• Ubicación del epicentro • Magnitud del evento sísmico, “Escala de Richter” • Duración del evento sísmico. • Aceleración máxima registrada.




EF Extensómetro

TelecoordinómetroTEL

TermómetroTA

RadiómetroR

c

12

13

10

11

09

0814

1517

17`

06

05

0203

04

03

02

01

01 04

07

01

20

18

05

06 04

19

0607 05

08

INSTRUMENTACION

Caseta de monitoreo

FFiigg.. IIII II..2200 LLooccaalliizzaacciióónn ddee eeqquuiippoo ddee mmoonniittoorreeoo ee iinnssttrruummeennttaacciióónn..

La señal, de cada dispositivo, arriba anunciado, se transmiten a una caseta de adquisición de datos, ubicada en una caseta adyacente al templo, “caseta de monitoreo”. El sistema se encuentra programado para registrar lecturas cada cuatro horas, así como graficar las mediciones, de los distintos censores y las anomalías entre lecturas.



Armella

Cable Invar

Extensometro

18.00 m

20.2

0 m

10

10

10

1010

1 0

10

1 0

FFiigg.. IIII II..2211 IInnssttrruummeennttaacciióónn,, EExxtteennssoommeettrroo,, eenn ccaappiitteelleess ddee ccoolluummnnaass,, ffaacchhaaddaa pprr iinncciippaall ..

Acelerografo en base de columnas

Acelerografo en Cimentacion

Acelerografo en Cupula

FFiigg.. IIII II..2222 SSiisstteemmaa ddee iinnssttrruummeennttaacciióónn ssííssmmiiccaa,, aacceelleerrooggrraaffoo ssííssmmiiccoo..



GGaattoo ppllaannoo A partir del “Gato Plano” se miden los esfuerzos normales al plano longitudinal del gato, se emplea en muros y columnas, que conforman la Catedral Metropolitana, el sistema, consiste en ranurar las columnas, e introducir en ellas el gato plano. Freyssinet, previamente, se colocan unas guías, en la parte superior e inferior de las ranuras, el instrumento, se conforma de paredes metálicas, formando un recipiente lleno de aceite. A través de este, se aplica una presión de cancelación conocida, hasta hacer coincidir nuevamente las guías antes mencionadas, debido a que estas se desplazaron al restar presión, tras haber ranurado la columna o muro. Fig. III.23.

FFiigg.. IIII II..2233 DDeetteerrmmiinnaacciióónn ddee eessffuueerrzzooss eenn mmuurrooss yy ccoolluummnnaass,, mmeeddiiaannttee GGaatt oo PPllaannoo

III.6.2 INSTRUMENTACIÓN DEL SUBSUELO Con la finalidad de registrar los cambios que se suscitan en el subsuelo, sea por variaciones de la presión piezométrica o la presión total que existe entre el subsuelo y la cimentación, en la Catedral, se implementaron dispositivos, a través de los cuales se registran los efectos de la sobrecarga o el cambio de la presión de poro del subsuelo. Los dispositivos empleados, “piezómetros”, pueden ser neumáticos o abiertos, estos últimos, son los que monitorean el subsuelo de la Catedral Metropolitana. Piezómetro abierto El dispositivo se conforma por un tubo, el cual en su extremo inferior tiene un bulbo ranurado, relleno de arena a manera de filtro el cual es introducido en una perforación realizada de manera previa. Figura III.24. Al penetrar el agua en el interior del tubo, esta asciende hasta equilibrar las presiones, cabe mencionar que estas no necesariamente deberán de coincidir con el nivel de agua freática. La instrumentación del subsuelo de la Catedral Metropolitana, estuvo a cargo de IESA, SAHOP, y GEOTEC, en los años de 1972, 1977 y 1983, respectivamente.



N.P.T.

Filtro de arena

Piezometro abierto

Sello de bentonita

Tapon de arcilla

Registro, de resguardo

FFiigg.. IIII II..2244 PPiieezzóómmeettrroo aabbiieerrttoo

Los piezómetros, instalados por las instituciones arriba enlistadas registraron las siguientes variables de presión piezometrica.

Estación Profundidad Perdidad de presión NAFPiezometro m t/m² m

1 10,00 1,502 15,00 5,603 20,00 10,504 30,00 17,405 40,00 17,50

111,00 0,50

220,00 2,50

3 30,00 4,00

AÑ

O

3,20

3,50

IES

A, 1

972

GE

OT

EC

, 198

3

TTaabbllaa.. II IIII..0088 RReeggiissttrroo ddee vvaarr iiaanntteess eenn ““ pprreessiióónn pp iieezzoommeettrr iiccaa””

Por su parte la Secretaria de Asentamientos Humanos y Obras Publicas, instrumento cuatro estaciones sobre la acera poniente del Palacio Nacional, y una más en el patio del mismo, implementando piezómetros neumáticos, cada una de las cuatro estaciones consta de tres celdas a 10, 15, y 25 m de profundidad, la quinta estación cuenta con cinco celdas instaladas a 10,15, 25, 35, y 55 m, registrando perdidas de presión 1.40, 1.60, y 1.50 t/m² a 10, 15 y 20 m, de profundidad respectivamente.




Capitulo

CCoonncclluussiioonneess yy RReeccoommeennddaacciioonneess

IIVV..11 IInnttrroodduucccciióónn IV.1.1 REVISIÓN DE LA CIMENTACIÓN

IIVV..22 CCiimmeennttaacciióónn hhaacciiaa 11998899 IV.2.1. ANTECEDENTES

IV.2.2. ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN IV.2.3. CLASIFICACIÓN DE LOS PILOTES

IIVV..33 CCoonncclluussiioonneess IIVV..44 RReeccoommeennddaacciioonneess



CCOONNCCLLUUSSIIOONNEESS YY RREECCOOMMEENNDDAACCIIOONNEESS IIVV.. 11 IINNTTRROODDUUCCCCIIÓÓNN IIVV..11..11 RREEVVIISSIIÓÓNN DDEE LLAA CCIIMMEENNTTAACCIIÓÓNN Con base en la información recabada, proporcionada, por instituciones gubernamentales y privada a través de sus publicaciones, se lleva acabo, el análisis de la cimentación que actualmente yace bajo la Catedral Metropolitana. Basta el recordar, que al transcurrir las décadas se han implementado sistemas de renivelación y recimentación diversos, mismos que por diversas razones no han solucionado la problemática del hundimiento diferencial que en la Catedral se presenta. En función del monitoreo constante, se ha podido apreciar que tras implementar el sistema de “Pilotes de control”, desplantados hasta la Primera Capa Dura, se registra un mejor comportamiento que con alguno de los otros sistemas, señalemos algunos, inyección con mortero en las arcillas, pilotes de fricción, y subexcavación. Para ello, se evalúa la capacidad de carga del conjunto de pilotes, que actualmente forman parte del sistema de cimentación, para tal efecto se subdivide a la Catedral en tres zonas, norte, centro y sur, así mismo se consideran durante el análisis, la bajada de cargas, proporcionado por la empresa TGC, a través de su publicación,” Estudios de las cimentaciones de la Catedral y el sagrario Metropolitanos de la ciudad de México”. PRUEBAS DE CARGA Como antecedente, se considera el estudio de capacidad de carga, esta se evaluó, colocando una carga máxima de 120 t, sobre un pilote de control, resultando insuficiente el sistema de control, al aplicar la carga necesaria, que venciera la capacidad friccionante del pilote. Ante la complejidad de evaluar la capacidad de carga tanto en pilotes de punta como de fricción, se opto por evaluar esta, mediante los parámetros de resistencia del suelo, obtenidos a través de las pruebas de cono eléctrico, así como el uso de pruebas triaxiales. Por otro lado, la capacidad de los pilotes friccionantes, se determino con la resistencia de la arcilla, en pruebas de cono eléctrico, y con la resistencia al corte, en pruebas triaxiales no drenadas. Con objeto de determinar la carga por punta, se realizaron pruebas estáticas de cono, instrumentando un pilote en la punta, desplantado en la capa dura. Para la realización de esta prueba, se realizaron pruebas de cono eléctrico, registrando la carga, contra la deformación. Fig. IV.01.

CAPITULO 1V




C-04 z = 38.90 m.

C-03 z = 38.70 m.

C-01 z = 38.30 m.

C-02 z = 38.50 m.

C-05 z = 39.10 m.

0403

0501

02

DEFORMACIÓN mm

0 4 6 8 10 122

100

200

300

PROFUNDIDAD

ES

FU

ER

ZO

kg

/cm

²

FFiigg.. IIVV..0011 GGrraaffiiccaa,, pprruueebbaa ddee ccaarrggaa eessttááttiiccaa.. La figura anterior, grafica curvas de esfuerzo deformación, obtenidas de cinco pruebas de carga estática, realizadas con el cono eléctrico, hasta la primera capa dura, la tabla T. IV.01, enlista los resultados obtenidos, con las pruebas antes mencionadas, con estos datos, se determinan las resistencias máximas medidas, qc, así como los módulos de elasticidad, al 50% de su deformación, E50.

Sondeo Profundidad Resistencia de punta Modulo de elasticidadm qc, kg/cm2 E50 kg/cm2

38,30 155 749SCE-09 38,50 120 604

38,70 130 72538,90 148 99539,10 170 973

TTaabbllaa.. IIVV ..0011 PPrruueebbaass ddee ccaarrggaa eessttááttiiccaa.. EEll nnúúmmeerroo ddee ssoonnddeeoo,, hhaaccee rreeffeerreenncciiaa aa FFiigg.. IIIIII..0088

Se determinaron las capacidades de carga, tanto para pilotes de punta, como para pilotes de fricción, considerando que en ambos casos, los pilotes existentes se encuentran habilitados con un sistema de control, o se prevé que trabajen de esta manera, mediante una preparación futura. Para determinar la capacidad de carga, en ambos tipos de pilotes, se emplearon modelos analíticos, considerando que los pilotes se desplantan en zonas de alta preconsolidación. El mecanismo de transferencia de carga se determina, mediante la instrumentación del fuste del pilote, permitiendo así registrar las distribuciones de carga, a lo largo del mismo. Fig. IV.02.



6

5

4

3

2

1

f´c ´

Qc=

Qfu

+Qp

Q p

Q c

F6

Q p uQ p

F5

F4

F3

F2

F1

Q 5

Q4

Q3

Q2

Q1

u ´

Qcu

=Qfu

+Qpu

Q fu

0

Q fa

Qc<

Qfu

Qpu Qfu

Qu

Qu

Qpu

Qfu

FFiigg.. IIVV..0022 MMeeccaanniissmmoo ddee ttrraannssffeerreenncciiaa ddee ccaarrggaa eenn ppiillootteess ddee ppuunnttaa

En función del mecanismo, la transferencia de carga al suelo, en un pilote de fricción, se considera como un caso particular del mecanismo del pilote de punta. Fig. IV.03.

FFiigg.. IIVV..0033 MMeeccaanniissmmoo ddee ttrraannssffeerreenncciiaa ddee ccaarrggaa eenn ppiillootteess ddee ffrr iicccciióónn



Con los datos obtenidos, con las pruebas de carga estática realizadas en las dos zonas básicas que conforman la estratigrafía del sitio, se determino que el subsuelo registró una capacidad de carga, promedio de 308 y 385 toneladas para pilotes de 0.40 y 0.45 m de diámetro respectivamente, así mismo valores, máximos de 408 y 361 toneladas y mínimos de 326 289 toneladas para la zona dura y blanda respectivamente.

El dispositivo de control, a través de los puentes de carga, y las anclas, posee una capacidad de carga admisible, de 100 toneladas por pilote, motivo por el cual si en los pilotes de fricción se aplica una carga mayor, será necesario el habilitar un reforzamiento tanto en el puente, como en el sistema de anclaje. La tabla IV.02, enlista los valores de capacidad de carga máxima admisible para los pilotes de fricción existentes.

Dispositivo de control, Rc Maxima admisible, Qca

Dura 0,40 100 1760,45 100 198

Blanda 0,40 100 1260,45 100 142

Promedio 0,40 100 1500,45 100 170

Capacidad, en toneladasDiámetroZona

TTaabbllaa.. IIVV ..0022 CCaappaacciiddaadd ddee ccaarrggaa eenn pp iillootteess ddee ffrr iicccciióónn,, vvaalloorreess eenn tt// ppiill oottee.. LLaa zzoonnaa,, ssee rreeffeerreenncciiaa eenn llaa FFiigg.. IIIIII..1100 aa,, yy bb..



ZON

A S

UR

ZO

NA

CE

NT

RO

ZO

NA

NO

RT

E

686766656463

626160595857

565554535251

504948474645

444342414039

3837363534

33

3231302928

27

262524232221

2015

14

19181716

1312111009

08

070605

04

0201

03

1211

109

87

65

43

21

124,1

FEDCBA

60,63

IIVV..22.. CCIIMMEENNTTAACCIIÓÓNN HHAACCIIAA 11998899 IV.2.1. ANTECEDENTES La información que a continuación se presenta, fue recopilada de material bibliográfico publicado por la empresa TGC, Geotecnia, de manera conjunta con Secretaria de Desarrollo Urbano y Ecología, (SEDUE) a finales de los 80`s, así como de visitas realizadas a la cimentación de la Catedral, asistidas por el Grupo Systec, el cual en la actualidad es el encargado de la recimentación. Con base en los “Planos estructurales, empleados en el proceso de recimentación”, proporcionados por las instituciones antes mencionadas y realizados hacia 1976 por la residencia general de la obra, así como la estratigrafía del subsuelo definida a través de sondeos de cono eléctrico, se realizo una clasificación y conteo de los pilotes empleados. Esto se constato a través de una visita en la cual se realizo el recuento de las cabezas de los pilotes de control, verificando su diámetro, la separación entre ellos, y lo deformado de las celdas. Lo anterior se realizo, con la finalidad de conocer el comportamiento de la cimentación actual. IV.2.2. ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN De los planos proporcionados por SEDUE, se tomaron aspectos básicos como el número y geometría de los grupos de pilotes, y las características físicas de cada uno de ellos tanto en grupo como individuales. Fig. IV.04.

FFiigg.. IIVV..0044 DDiissttrr iibbuucciióónn ddee llooss ggrruuppooss ddee ppii llootteess eenn zz oonnaa ddee CCaatteeddrraall MMeettrrooppooll iittaannaa




IV.2.3. CLASIFICACIÓN DE LOS PILOTES El sistema de control, se emplea solo cuando los pilotes se encuentran desplantados en un estrato resistente “Capa dura” CD, la clasificación entonces se llevo acabo, comparando la longitud del pilote con la profundidad de la CD, con esta consideración pueden clasificarse como pilotes de fricción aquellos cuya longitud no iguale la profundidad antes mencionada. Por otra parte los pilotes cuya longitud haya excedido la profundidad de la CD, se clasifican como inclinados o rotos, para efectos de análisis estos últimos serán despreciados al no conocer su estado en consecuencia su comportamiento. Clasificación de los pilotes, 1989 De los 387 pilotes empleados, se logro determinar la cota de punta del 31%, de estos 103 y 16 pilotes son de 0.45 y 0.40 m de diámetro respectivamente, en ambos casos en función de la profundidad promedio de la capa dura y de la longitud del pilote, se deduce que están desplantados en el estrato resistente. El 44%, 171, no alcazo la profundidad de la CD, se considera que trabajan como pilotes de fricción. Del total de los pilotes que se encontraban bajo la Catedral hacia 1989, se desconoce la cota de la punta, de 97 pilotes, ya que se encuentra por debajo del estrato resistente, existiendo así la posibilidad de que los pilotes se rompieran, perdieran verticalidad e incluso por el sistema de hincado hayan atravesado la CD. Tabla IV.03. Figuras IV.05 a, b, c, y d.

PilotesClasificación 0,45 0,40 Minima Maxima Promedio

Fricción 153 18 17,26 35,92 26,59

Punta 103 16 35,62 39,90 37,76

Indefinidos 97 0 40,20 66,23 53,22

Profundidad m.Diametro, m

TTaabbllaa.. IIVV ..0033 CCllaassiiffiiccaacciióónn ddee llooss pp iillootteess ddiissttrr iibbuu iiddooss eenn ppllaannttaa ddee llaa CCaatteeddrraall MMeettrrooppoolliittaannaa.. Utilizando la información recabada de las estratigrafías previamente definidas, se realizo el diseño geotécnico de los pilotes, primero de forma individual y posteriormente en núcleos, agrupándolos en número y forma conforme a los planos estructurales1. La revisión se realizo en tres zonas; norte, centro y sur de la Catedral, para efecto de análisis se determino que los pilotes de fricción, al estar habilitados con sistema de control trabajan como pilotes de punta, esto a consideración de que se desconoce con precisión su profundidad de punta. Fig.IV.06. Los estudios de exploración se realizaron básicamente por sondeos de cono eléctrico, motivo por el cual el análisis se sustento mediante correlaciones de cono. El resumen que aquí se presenta, registra los resultados obtenidos bajo las observaciones antes mencionadas, hasta noviembre de 1989.

DiametroCapacidad de

cargam t/pilote Admisible Transmitida Diferencia

Norte 0,45 79 2060,40 2 170 16.614,00 30.072,00 -13.458,00

Centro 0,45 90 2130,40 14 176 21.634,00 24.124,00 -2.490,00

Sur 0,45 167 2220,40 18 183 39.924,00 33.440,00 6.484,00

Totales: 78.172,00 87.636,00 -9.464,00

Zona NumeroCargas totales por grupo de pilotes, t

TTaabbllaa.. IIVV ..0044 RReessuummeenn ccaappaacciiddaaddeess ddee ccaarrggaa ddee cciimmeennttaacciióónn 11998899 Dada la gran diferencia entre las cargas transmitidas por la estructura y las admisibles por los grupos de pilotes, se presenta un asentamiento diferencial, se puede apreciar que la distribución de los pilotes por grupo, no se dio en función de las zonas, el mayor número de pilotes por grupo se concentra en la zona dura, por lo cual la capacidad de carga admisible supera la carga transmitida. Este desequilibrio entre cargas se aprecia en lo excesivo de la excentricidad que presenta la estructura con su centro geométrico y su centro de gravedad. Fig.IV.07.



PILOTES


390

1935

336


PILOTE c/c Ø 45 cm


TOTAL

60,63

124,1

68

67

66

65

64

63

62

61

60

59

58

57

56

55

54

53

52

51

50

49

48

47

46

45

44

43

42

41

40

39

38

37

36

35

34

33

32

31

30

29

28

27

26

25

24

23

22

21

20

15

14

19

18

17

16

13

12

11

10

09

08

07

06

05

04

02

01

A

B

C

D

E

F

123456789101112

03

FFiigg.. IIVV..0055 aa DDiissttrr iibbuucciióónn ddee ll ooss ppii llootteess ddee ppuunnttaa,, eenn llaa ppllaannttaa ddee llaa CCaatteeddrraall MMeettrrooppoo lliittaannaa..



TOTAL


PILOTE c/c Ø 45 cm

DESCRIPCIÓN No. SIMBOLO

336

3519

390

55Preparación futura

PILOTES

03

12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

F

E

D

C

B

A

01

02

04

05

06

07

08

09

10

11

12

13

16

17

18

19

14

15

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

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48

49

50

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52

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55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

124,1

60,63

FFiigg.. IIVV..0055..bb DDiissttrr iibbuucciióónn ddee llooss pp iillootteess ddee ffrr iicccciióónn,, ddee 00..4455 mm,, ddee ddiiáámmeettrroo eenn llaa pp llaannttaa ddee llaa CCaatteeddrraall MMeettrrooppooll iittaannaa



TOTAL


PILOTE c/c Ø 45 cm

DESCRIPCIÓN No. SIMBOLO

336

3519

390

55Preparación futura

PILOTES

03

12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

F

E

D

C

B

A

01

02

04

05

06

07

08

09

10

11

12

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16

17

18

19

14

15

20

21

22

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26

27

28

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30

31

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37

38

39

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54

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64

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66

67

68

124,1

60,63

FFiigg.. IIVV..0055..cc DDiissttrr iibbuucciióónn ddee llooss ppiill ootteess ddee ffrr iicccciióónn ,, ddee 00..4400 mm,, ddee ddiiáámmeettrroo eenn llaa ppllaannttaa ddee llaa CCaatteeddrraall MMeettrrooppoo lliittaannaa



PILOTES


390

1935

336


PILOTE c/c Ø 45 cm


TOTAL

60,63

124,1

68

67

66

65

64

63

62

61

60

59

58

57

56

55

54

53

52

51

50

49

48

47

46

45

44

43

42

41

40

39

38

37

36

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33

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31

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29

28

27

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21

20

15

14

19

18

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16

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12

11

10

09

08

07

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04

02

01

A

B

C

D

E

F

123456789101112

03

FFiigg.. IIVV..0055..dd DDiissttrr iibbuucciióónn ddee llaass ppeerrffoorraacciioonneess ffuuttuurraass



IIVV.. 33 CCOONNCCLLUUSSIIOONNEESS

1. La Catedral Metropolitana se localiza en el primer cuadrante de la ciudad, zona que en sus orígenes alojaba el antiguo lago de México, se encuentra desplantada sobre subsuelo natural “homogéneo”. La estratigrafía que subyace la Catedral se conforma básicamente por depósitos lacustre de alta compresibilidad dividida en seis estratos, sean estos; rellenos, costra superficial, serie arcillosa superior, capa dura, serie arcillosa inferior, y depósitos profundos. La estratigrafía antes mencionada ha sido modificada desde sus orígenes, primeramente con la construcción de la antigua Tenochtitlan edificada sobre chinampas, posteriormente, en el sitio se edificaron templos y pirámides, correspondientes al “Antiguo Centro Ceremonial Azteca” que ya presentaban asentamientos imponentes, la mayoría de ellas fueron demolidas para la construir nuevas edificaciones.

2. La Catedral representa un monumento de gran magnitud, el cual debe su gran peso a los materiales

empleados en su construcción, aunado a ello las condiciones del subsuelo han originado que la Catedral manifieste la presencia de asentamientos diferenciales desde su proceso mismo de construcción. Disertaciones acerca del comportamiento de las arcillas que constituyen el Valle de México, aseguran que los hundimientos iniciaron hacia 1571, con la construcción del pedraplén y el hincado de los estacones.

3. Desde la construcción de la Catedral, el subsuelo sobre el que se erigió a manifestado compresibilidad de los

estratos arcillosos, motivo por el cual durante los más de cuatro siglos que el monumento a ornamentado el centro de la ciudad a sido motivo de una serie de estudios con la finalidad de contrarrestar el hundimiento diferencial que se hace presente en la actualidad. La cimentación original la constituían una retícula de contratrabes, le subyace el pedraplén, apoyado en una retícula de estacones. Hacia 1929, se emprende el proceso de renivelación, cuyo orden cronológico se dio de la manera siguiente; Vaciado de las celdas de cimentación, demolición del Seminario, construcción de losa de cimentación sobre el pedraplén con espesor de 0.52 metros, posteriormente se hacen descender las zonas duras mediante subexcavación, disminuir la compresibilidad de las arcillas mediante inyección de mortero, e implementar sistemas de renivelación profundos, pilotes de punta, y fricción, en ambos casos se habilito el sistema de control. Tabla IV.05. y Figuras IV.06. Dada la diferencia entre el centro geométrico y el centro de presiones que ejerce el empuje de los pilotes, se da una excentricidad en direcciones X y Y, de 16.13 y 1.13 metros respectivamente. Fig. IV.07.

4. Dado que los pilotes de control, han manifestado un mejor comportamiento que alguno de los sistemas antes

empleados, se ha dado seguimiento innovando en este sentido. La finalidad del sistema no es el detener el hundimiento, puesto que en la actualidad se sigue extrayendo agua de los mantos acuíferos por lo contrario a través del sistema lo que se busca es el uniformizar los asentamientos, con respecto al terreno circundante de esta manera decrecer el deterioro estructural de la Catedral Metropolitana.

5. La tabla siguiente registra el resumen de la situación que imperaba hacia el año de 1989, respecto al

comportamiento de la cimentación.

Clasificación Numero Admisible Transmitida Difererencia X Y

Punta 119Cortos 171Indefinidos 97

Pilotes Analisis de cargas totales, t

78.172,00 87.636,00 -9.464,00

Exentricidad, m

16,13 1,13

Velocidad de hundimiento

2 mm/mes

6. Para la realización del análisis arriba enlistado, se requirió a una serie de correlaciones,8 dado lo escaso de la información y lo inexacto de la misma, de los procedimientos de renivelación y recimentación antes mencionados se tiene información limitada. Basta el hacer mención que del total de los pilotes que conforman la cimentación de la Catedral, de más de una cuarta parte se desconoce su estado, dado que estos durante su hincado pudieron romperse, perder su verticalidad e inclusive atravesar la CD.

7. Tras realizar la evaluación comparativa de las distintas alternativas de solución, que hasta aquí se han

mencionado, se considera que el implementar pilotes de punta desplantados en el estrato resistente, (habilitados con sistemas de control, hincados en las perforaciones futuras, e inclusive incrementando el número de pilotes por grupo, se conseguiría un asentamiento uniforme.

8 Cono en exploración geotécnica




0,45 c/c m. 0,45 s/c m. 0,40 s/c m. P.F. Total admisible Total transmitida Diferencia

1-C 1 2 0 0 1 412,00 903,00 -491,001-D 2 3 0 0 0 618,00 903,00 -285,002-A 3 2 0 0 0 412,00 1.148,00 -736,002-B 4 2 0 0 1 412,00 1.436,00 -1.024,002-C 5 2 0 0 1 412,00 873,00 -461,002-D 6 2 0 0 0 412,00 873,00 -461,002-E 7 2 0 0 0 412,00 1.436,00 -1.024,002-F 8 2 1 0 0 412,00 1.113,00 -701,003-A 9 2 0 0 1 412,00 1.044,00 -632,003-B 10 2 0 0 1 412,00 1.409,00 -997,003-C 11 6 1 0 1 1.236,00 1.385,00 -149,003-D 12 4 2 0 0 824,00 1.385,00 -561,003-E 13 2 0 0 1 412,00 1.409,00 -997,003-F 14 2 0 1 1 582,00 1.045,00 -463,004-A 15 3 0 0 0 618,00 1.086,00 -468,004-B 16 4 2 0 0 824,00 1.222,00 -398,004-C 17 4 0 0 2 824,00 1.192,00 -368,004-D 18 4 0 0 2 824,00 1.192,00 -368,004-E 19 4 2 0 0 824,00 1.236,00 -412,004-F 20 3 0 0 0 618,00 1.086,00 -468,005-A 21 3 0 0 1 618,00 1.066,00 -448,005-B 22 4 2 0 0 824,00 1.112,00 -288,005-C 23 4 1 0 1 824,00 1.170,00 -346,005-D 24 4 0 0 2 824,00 1.170,00 -346,005-E 25 4 1 0 1 824,00 1.112,00 -288,005-F 26 3 0 1 2 788,00 1.066,00 -278,00

79 12 2 19 16614 30072 -13458

6-A 27 5 0 0 1 1.065,00 1.576,00 -511,006-B 28 4 1 0 0 852,00 1.213,00 -361,006-C 29 6 1 0 2 1.278,00 1.568,00 -290,006-D 30 6 2 0 1 1.278,00 1.568,00 -290,006-E 31 4 1 0 1 852,00 1.213,00 -361,006-F 32 4 0 2 0 1.204,00 1.576,00 -372,007-A 33 8 0 0 0 1.704,00 1.576,00 128,007-B 34 4 0 1 0 1.028,00 1.213,00 -185,007-C 35 6 0 0 3 1.278,00 1.568,00 -290,007-D 36 5 0 1 3 1.241,00 1.568,00 -327,007-E 37 9 0 1 2 2.093,00 1.213,00 880,007-F 38 4 0 0 0 852,00 1.576,00 -724,008-A 39 7 0 0 0 1.491,00 1.066,00 425,008-B 40 2 0 2 1 778,00 1.112,00 -334,008-C 41 2 0 3 4 954,00 1.170,00 -216,008-D 42 3 0 3 3 1.167,00 1.170,00 -3,008-E 43 7 0 1 4 1.667,00 1.112,00 555,008-F 44 4 0 0 1 852,00 1.066,00 -214,00

90 5 14 26 21634 24124 -2490

9-A 45 7 0 0 0 1.554,00 1.066,00 488,009-B 46 4 0 1 1 1.071,00 1.112,00 -41,009-C 47 3 0 3 3 1.215,00 1.170,00 45,009-D 48 4 0 1 4 1.071,00 1.170,00 -99,009-E 49 5 0 3 1 1.659,00 1.112,00 547,009-F 50 4 0 0 0 888,00 1.066,00 -178,0010-A 51 7 0 0 0 1.554,00 1.066,00 488,0010-B 52 6 0 0 0 1.332,00 1.112,00 220,0010-C 53 5 0 0 0 1.110,00 1.170,00 -60,0010-D 54 4 0 2 1 1.254,00 1.170,00 84,0010-E 55 4 0 4 0 1.620,00 1.112,00 508,0010-F 56 4 0 0 0 888,00 1.066,00 -178,0011-A 57 12 0 0 0 2.664,00 1.857,00 807,0011-B 58 6 0 2 0 1.698,00 1.873,00 -175,0011-C 59 6 0 1 0 1.515,00 1.276,00 239,0011-D 60 5 0 1 0 1.293,00 1.276,00 17,0011-E 61 6 2 0 0 1.332,00 1.873,00 -541,0011-F 62 5 0 0 0 1.110,00 1.857,00 -747,0012-A 63 11 0 0 0 2.442,00 1.705,00 737,0012-B 64 13 0 0 0 2.886,00 1.702,00 1.184,0012-C 65 12 0 0 0 2.664,00 1.611,00 1.053,0012-D 66 12 0 0 0 2.664,00 1.611,00 1.053,0012-E 67 13 0 0 0 2.886,00 1.702,00 1.184,0012-F 68 7 0 0 0 1.554,00 1.705,00 -151,00

165 2 18 10 39924 33440 6484

Total: 334 19 34 55 78.172,00 87.636,00 -9.464,00Grupos que pasan

Analisis de cargas, ton.Sección Vertice Grupo

Numero por grupo

NO

RTE

Subtotales:

Subtotales:

Subtotales:

CE

NT

RO

SU

R

TTaabbllaa.. IIVV ..0055 RReellaacciióónn ccaappaacciiddaadd ddee ccaarrggaa,, ttrraannssmmiittiiddaa yy aaddmmiissiibbllee ppoorr ggrruuppoo ddee ppii llootteess,, hhaacciiaa 11998899..



X Y Total admisible Total transmitida

m m Reacción pilotes Bajada de cargas X Y X Y

1-C 1 22,38 124,10 412,00 903,00 9.221 51.129 20209 1120621-D 2 38,14 124,10 618,00 903,00 23.571 76.694 34440 112062

2-A 3 0,00 116,80 412,00 1.148,00 0 48.122 0 134086

2-B 4 11,14 116,80 412,00 1.436,00 4.590 48.122 15997 167725

2-C 5 22,38 116,80 412,00 873,00 9.221 48.122 19538 101966

2-D 6 38,14 116,80 412,00 873,00 15.714 48.122 33296 101966

2-E 7 49,49 116,80 412,00 1.436,00 20.390 48.122 71068 167725

2-F 8 60,63 116,80 618,00 1.113,00 37.469 72.182 67481 1299983-A 9 0,00 105,00 412,00 1.044,00 0 43.260 0 109620

3-B 10 11,14 105,00 412,00 1.409,00 4.590 43.260 15696 147945

3-C 11 22,38 105,00 1.442,00 1.385,00 32.272 151.410 30996 145425

3-D 12 38,14 105,00 1.236,00 1.385,00 47.141 129.780 52824 145425

3-E 13 49,49 105,00 412,00 1.409,00 20.390 43.260 69731 147945

3-F 14 60,63 105,00 582,00 1.045,00 35.287 61.110 63358 109725

4-A 15 0,00 93,70 618,00 1.086,00 0 57.907 0 1017584-B 16 11,14 93,70 1.236,00 1.222,00 13.769 115.813 13613 114501

4-C 17 22,38 93,70 824,00 1.192,00 18.441 77.209 26677 111690

4-D 18 38,14 93,70 824,00 1.192,00 31.427 77.209 45463 111690

4-E 19 49,49 93,70 1.236,00 1.236,00 61.170 115.813 61170 115813

4-F 20 60,63 93,70 618,00 1.086,00 37.469 57.907 65844 101758

5-A 21 0,00 83,00 618,00 1.066,00 0 51.294 0 88478

5-B 22 11,14 83,00 1.236,00 1.112,00 13.769 102.588 12388 922965-C 23 22,38 83,00 1.030,00 1.170,00 23.051 85.490 26185 97110

5-D 24 38,14 83,00 824,00 1.170,00 31.427 68.392 44624 97110

5-E 25 49,49 83,00 1.030,00 1.112,00 50.975 85.490 55033 92296

5-F 26 60,63 83,00 788,00 1.066,00 47.776 65.404 64632 88478

19086 30072 589128,88 1873208,6 910262,89 3046656,6

6-A 27 0,00 72,30 1.065,00 1.576,00 0 77.000 0 113.9456-B 28 11,14 72,30 1.065,00 1.213,00 11.864 77.000 13.513 87.700

6-C 29 22,38 72,30 1.491,00 1.568,00 33.369 107.799 35.092 113.366

6-D 30 38,14 72,30 1.704,00 1.568,00 64.991 123.199 59.804 113.366

6-E 31 49,49 72,30 1.065,00 1.213,00 52.707 77.000 60.031 87.700

6-F 32 60,63 72,30 1.204,00 1.576,00 72.999 87.049 95.553 113.945

7-A 33 0,00 56,40 1.704,00 1.576,00 0 96.106 0 88.886

7-B 34 11,14 56,40 1.028,00 1.213,00 11.452 57.979 13.513 68.4137-C 35 22,38 56,40 1.278,00 1.568,00 28.602 72.079 35.092 88.435

7-D 36 38,14 56,40 1.241,00 1.568,00 47.332 69.992 59.804 88.435

7-E 37 49,49 56,40 2.093,00 1.213,00 103.583 118.045 60.031 68.413

7-F 38 60,63 56,40 852,00 1.576,00 51.657 48.053 95.553 88.886

8-A 39 0,00 45,70 1.491,00 1.066,00 0 68.139 0 48.716

8-B 40 11,14 45,70 778,00 1.112,00 8.667 35.555 12.388 50.818

8-C 41 22,38 45,70 954,00 1.170,00 21.351 43.598 26.185 53.4698-D 42 38,14 45,70 1.167,00 1.170,00 44.509 53.332 44.624 53.469

8-E 43 49,49 45,70 1.667,00 1.112,00 82.500 76.182 55.033 50.818

8-F 44 60,63 45,70 852,00 1.066,00 51.657 38.936 64.632 48.716

22699 24124 687236,65 1327041,9 730845,4 1427499

9-A 45 0,00 35,0 1.554,00 1.066,00 0 54.390 0 37.310

9-B 46 11,14 35,0 1.071,00 1.112,00 11.931 37.485 12.388 38.9209-C 47 22,38 35,0 1.215,00 1.170,00 27.192 42.525 26.185 40.950

9-D 48 38,14 35,0 1.071,00 1.170,00 40.848 37.485 44.624 40.950

9-E 49 49,49 35,0 1.659,00 1.112,00 82.104 58.065 55.033 38.920

9-F 50 60,63 35,0 888,00 1.066,00 53.839 31.080 64.632 37.310

10-A 51 0,00 24,3 1.554,00 1.066,00 0 37.762 0 25.904

10-B 52 11,14 24,3 1.332,00 1.112,00 14.838 32.368 12.388 27.022

10-C 53 22,38 24,3 1.110,00 1.170,00 24.842 26.973 26.185 28.43110-D 54 38,14 24,3 1.254,00 1.170,00 47.828 30.472 44.624 28.431

10-E 55 49,49 24,3 1.620,00 1.112,00 80.174 39.366 55.033 27.022

10-F 56 60,63 24,3 888,00 1.066,00 53.839 21.578 64.632 25.904

11-A 57 0,00 13,6 2.664,00 1.857,00 0 36.230 0 25.255

11-B 58 11,14 13,6 1.920,00 1.873,00 21.389 26.112 20.865 25.473

11-C 59 22,38 13,6 1.515,00 1.276,00 33.906 20.604 28.557 17.354

11-D 60 38,14 13,6 1.293,00 1.276,00 49.315 17.585 48.667 17.35411-E 61 49,49 13,6 1.998,00 1.873,00 98.881 27.173 92.695 25.473

11-F 62 60,63 13,6 1.110,00 1.857,00 67.299 15.096 112.590 25.255

12-A 63 0,00 0,0 2.442,00 1.705,00 0 0 0 0

12-B 64 11,14 0,0 2.886,00 1.702,00 32.150 0 18.960 0

12-C 65 22,38 0,0 2.664,00 1.611,00 59.620 0 36.054 0

12-D 66 38,14 0,0 2.664,00 1.611,00 101.605 0 61.444 0

12-E 67 49,49 0,0 2.886,00 1.702,00 142.828 0 84.232 012-F 68 60,63 0,0 1.554,00 1.705,00 94.219 0 103.374 0

40812 33440 1138647,33 592349,4 1013158,63 533236

82.597,00 87.636,00 2.415.012,86 3.792.599,90 2.654.266,92 5.007.391,60

X Y

29,24 45,92

30,29 57,14

Centro de cargas

Pilotes

Bajada de cargas

SU

R

Subtotal:

Total:

NO

RTE

Subtotal:

CE

NTR

O

Subtotal:

Analisis de cargas, ton. Distancias Testadas, m

C.C. PILOTES C. CARGASección Vertice GrupoDistancia

TTaabbllaa.. IIVV ..0066 DDeetteerrmmiinnaacciióónn ddee CCCC,, CCPP,, yy CCGG.. HHaacciiaa 11998899..



PILOTESPreparación futura 55

387

1934

334


PILOTE c/c Ø 45 cm


TOTAL

03

01

02

04

05

06

07

08

09

10

11

12

13

16

17

18

19

14

15

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

F

E

D

C

B

A

124,1

60,63

FFiigg.. IIVV..0066 RReeccuueennttoo ddee ppiill ootteess ppoorr ggrruuppooss,, eenn ppllaa nnttaa ddee CCaatteeddrraall MMeettrrooppoolliittaannaa



A

B

C

D

E

F

123456789101112

62,05

57,14

45,92

124,1

29,2430,29

30,32

60,63C.G.

C.P. C.C.

FFiigg.. IIVV..0077 LLooccaalliizzaacciióónn ddee cceennttrrooss ddee ccaarrggaass,, ““CC..CC..”” ,, cceennttrroo ddee pprreessiioonneess ““CC..PP ..”” yy cceennttrroo ddee ggrraavveeddaadd ““ CC..GG..”” eenn llaa pp llaanntt aa ddee llaa CCaatteeddrraall MMeettrrooppoo lliittaannaa SSiittuuaacciióónn hhaacciiaa 11998899..



IIVV.. 44 RREECCOOMMEENNDDAACCIIOONNEESS

Dado que la capacidad de carga transmitida a la cimentación es mayor que la admisible por subgrupo de pilotes, así como lo grande de la excentricidad entre el CG, y el CC, en el presente capitulo se describen una serie de recomendaciones siguiendo la directriz establecida con el criterio de renivelación, haciendo uso del sistema de “Pilotes de control”. Es de importancia el mencionar que las recomendaciones que a continuación se enlistan se realizaron considerando la situación que presentaba la Catedral hacia 1989.

RECOMENDACIONES 1. INCREMENTAR EL NÚMERO DE PILOTES

1.1. Tras analizar la cimentación a base de pilotes de control, y el correcto funcionamiento que estos han presentado, las recomendaciones que aquí se presentan se dan en forma de registro, en los cuales se aprecia el comportamiento de las cargas tanto transmitidas como admisibles correspondientes a cada subgrupo de pilotes. El incremento en el número de pilotes se llevo acabo de la manera siguiente:

1.2. Primeramente, para efectos de análisis se igualaron los criterios de diseño para pilotes de punta y pilotes de

fricción, ya que a estos últimos también se les implemento el sistema de control. Tabla IV.07. 1.3. Hacer uso de las perforaciones futuras, hincando pilotes de 0.45 m de diámetro en tramos precolados de

0.90m cada uno, apegado a las especificaciones del capitulo III. Tabla IV.08.

1.4. Proponer pilotes en aquellos grupos, que sea menor la capacidad de carga admisible que las transmitidas,

cabe el mencionar que las capacidades de carga admisibles rebasan las transmitidas. Tabla IV.09. La tabla siguiente registra las condiciones de la cimentación, tras las recomendaciones arriba enlistadas.

Clasificación Numero Admisible Transmitida Difererencia X Y

Punta 334Cortos 53

Pilotes Analisis de cargas totales, t

101,774.00 87,636.00 14,138.00

Exentricidad, m

8.60 0.50

Velocidad de hundimiento

1,52 mm/mes

Finalmente se resumen los cambios registrados tras incrementar el número de pilotes por grupo:

• La capacidad de carga del grupo de pilotes, se tomo como la suma de las capacidades de carga de los pilotes individuales, ya que se considero que primero se presentara la falla por subgrupo de pilotes. El número de pilotes se incremento del 18% en el número de pilotes de 387 a 458.

• Las capacidades de carga admisibles de los subgrupos de pilotes y la del grupo de pilotes, son mayores a la

carga total transmitida por la estructura.

• Tras implementar los pilotes recomendados, se decrece en un 50%, la excentricidad entre el CG y CC. Bajando de 16.13 a 8.65 m, y de 1.10 a 0.55 m, en las direcciones X y Y, respectivamente. Tabla IV.10. Fig. IV.10.

• Por otro lado, para disminuir la velocidad de los asentamientos, se recomienda recargar los mantos acuíferos

por medio de pozos de absorción.




0,45 c/c m. 0,45 1a. 0,40 s/c m. P.F. Total admisible Total transmitida Diferencia

1-C 1 2 2 0 1 412,00 903,00 -491,001-D 2 3 3 0 0 618,00 903,00 -285,002-A 3 2 2 0 0 412,00 1.148,00 -736,002-B 4 2 2 0 1 412,00 1.436,00 -1.024,002-C 5 2 2 0 1 412,00 873,00 -461,002-D 6 2 2 0 0 412,00 873,00 -461,002-E 7 2 2 0 0 412,00 1.436,00 -1.024,002-F 8 2 3 0 0 618,00 1.113,00 -495,003-A 9 2 2 0 1 412,00 1.044,00 -632,003-B 10 2 2 0 1 412,00 1.409,00 -997,003-C 11 6 7 0 1 1.442,00 1.385,00 57,003-D 12 4 6 0 0 1.236,00 1.385,00 -149,003-E 13 2 2 0 1 412,00 1.409,00 -997,003-F 14 2 2 1 1 582,00 1.045,00 -463,004-A 15 3 3 0 0 618,00 1.086,00 -468,004-B 16 4 6 0 0 1.236,00 1.222,00 14,004-C 17 4 4 0 2 824,00 1.192,00 -368,004-D 18 4 4 0 2 824,00 1.192,00 -368,004-E 19 4 6 0 0 1.236,00 1.236,00 0,004-F 20 3 3 0 0 618,00 1.086,00 -468,005-A 21 3 3 0 1 618,00 1.066,00 -448,005-B 22 4 6 0 0 1.236,00 1.112,00 124,005-C 23 4 5 0 1 1.030,00 1.170,00 -140,005-D 24 4 4 0 2 824,00 1.170,00 -346,005-E 25 4 5 0 1 1.030,00 1.112,00 -82,005-F 26 3 3 1 2 788,00 1.066,00 -278,00

79 91 2 19 19086 30072 -10986

6-A 27 5 5 0 1 1.065,00 1.576,00 -511,006-B 28 4 5 0 0 1.065,00 1.213,00 -148,006-C 29 6 7 0 2 1.491,00 1.568,00 -77,006-D 30 6 8 0 1 1.704,00 1.568,00 136,006-E 31 4 5 0 1 1.065,00 1.213,00 -148,006-F 32 4 4 2 0 1.204,00 1.576,00 -372,007-A 33 8 8 0 0 1.704,00 1.576,00 128,007-B 34 4 4 1 0 1.028,00 1.213,00 -185,007-C 35 6 6 0 3 1.278,00 1.568,00 -290,007-D 36 5 5 1 3 1.241,00 1.568,00 -327,007-E 37 9 9 1 2 2.093,00 1.213,00 880,007-F 38 4 4 0 0 852,00 1.576,00 -724,008-A 39 7 7 0 0 1.491,00 1.066,00 425,008-B 40 2 2 2 1 778,00 1.112,00 -334,008-C 41 2 2 3 4 954,00 1.170,00 -216,008-D 42 3 3 3 3 1.167,00 1.170,00 -3,008-E 43 7 7 1 4 1.667,00 1.112,00 555,008-F 44 4 4 0 1 852,00 1.066,00 -214,00

90 95 14 26 22699 24124 -1425

9-A 45 7 7 0 0 1.554,00 1.066,00 488,009-B 46 4 4 1 1 1.071,00 1.112,00 -41,009-C 47 3 3 3 3 1.215,00 1.170,00 45,009-D 48 4 4 1 4 1.071,00 1.170,00 -99,009-E 49 5 5 3 1 1.659,00 1.112,00 547,009-F 50 4 4 0 0 888,00 1.066,00 -178,0010-A 51 7 7 0 0 1.554,00 1.066,00 488,0010-B 52 6 6 0 0 1.332,00 1.112,00 220,0010-C 53 5 5 0 0 1.110,00 1.170,00 -60,0010-D 54 4 4 2 1 1.254,00 1.170,00 84,0010-E 55 4 4 4 0 1.620,00 1.112,00 508,0010-F 56 4 4 0 0 888,00 1.066,00 -178,0011-A 57 12 12 0 0 2.664,00 1.857,00 807,0011-B 58 6 7 2 0 1.920,00 1.873,00 47,0011-C 59 6 6 1 0 1.515,00 1.276,00 239,0011-D 60 5 5 1 0 1.293,00 1.276,00 17,0011-E 61 6 9 0 0 1.998,00 1.873,00 125,0011-F 62 5 5 0 0 1.110,00 1.857,00 -747,0012-A 63 11 11 0 0 2.442,00 1.705,00 737,0012-B 64 13 13 0 0 2.886,00 1.702,00 1.184,0012-C 65 12 12 0 0 2.664,00 1.611,00 1.053,0012-D 66 12 12 0 0 2.664,00 1.611,00 1.053,0012-E 67 13 13 0 0 2.886,00 1.702,00 1.184,0012-F 68 7 7 0 0 1.554,00 1.705,00 -151,00

165 169 18 10 40812 33440 7372

Total: 334 355 34 55 82.597,00 87.636,00 -5.039,00

Subtotales

SU

R

Subtotales

P. Punta=corto

Analisis de cargas, ton.

NO

RTE

Subtotales

CE

NT

RO

Sección Vertice GrupoNumero por grupo

TTaabbllaa.. IIVV ..0077 RReellaacciióónn ccaappaacciiddaadd ddee ccaarrggaa,, ttrraannssmmiittiiddaa yy aaddmmiissiibbllee ppoorr ssuubbggrruuppoo .. PPrr iimmeerraammeennttee ssee iigguuaallaarroonn llooss pp iillootteess ddee ppuunnttaa yy llooss ppiill ootteess ccoorrttooss..



0,45 m. Incremento 0,40 m. P.F. Total admisible Total transmitida Diferencia

1-C 1 2 3 0 1 618,00 903,00 -285,001-D 2 3 3 0 0 618,00 903,00 -285,002-A 3 2 2 0 0 412,00 1.148,00 -736,002-B 4 2 3 0 1 618,00 1.436,00 -818,002-C 5 2 3 0 1 618,00 873,00 -255,002-D 6 2 2 0 0 412,00 873,00 -461,002-E 7 2 2 0 0 412,00 1.436,00 -1.024,002-F 8 3 3 0 0 618,00 1.113,00 -495,003-A 9 2 3 0 1 618,00 1.044,00 -426,003-B 10 2 3 0 1 618,00 1.409,00 -791,003-C 11 7 7 0 1 1.442,00 1.385,00 57,003-D 12 6 6 0 0 1.236,00 1.385,00 -149,003-E 13 2 3 0 1 618,00 1.409,00 -791,003-F 14 2 3 1 1 788,00 1.045,00 -257,004-A 15 3 3 0 0 618,00 1.086,00 -468,004-B 16 6 6 0 0 1.236,00 1.222,00 14,004-C 17 4 6 0 2 1.236,00 1.192,00 44,004-D 18 4 6 0 2 1.236,00 1.192,00 44,004-E 19 6 6 0 0 1.236,00 1.236,00 0,004-F 20 3 3 0 0 618,00 1.086,00 -468,005-A 21 3 4 0 1 824,00 1.066,00 -242,005-B 22 6 6 0 0 1.236,00 1.112,00 124,005-C 23 5 6 0 1 1.236,00 1.170,00 66,005-D 24 4 6 0 2 1.236,00 1.170,00 66,005-E 25 5 6 0 1 1.236,00 1.112,00 124,005-F 26 3 5 1 2 1.200,00 1.066,00 134,00

91 109 2 19 22794 30072 -7278

6-A 27 5 6 0 1 1.278,00 1.576,00 -298,006-B 28 5 5 0 0 1.065,00 1.213,00 -148,006-C 29 7 8 0 2 1.704,00 1.568,00 136,006-D 30 8 8 0 1 1.704,00 1.568,00 136,006-E 31 5 6 0 1 1.278,00 1.213,00 65,006-F 32 4 4 2 0 1.204,00 1.576,00 -372,007-A 33 8 8 0 0 1.704,00 1.576,00 128,007-B 34 4 4 1 0 1.028,00 1.213,00 -185,007-C 35 6 8 0 3 1.704,00 1.568,00 136,007-D 36 5 7 1 3 1.667,00 1.568,00 99,007-E 37 9 9 1 2 2.093,00 1.213,00 880,007-F 38 4 4 0 0 852,00 1.576,00 -724,008-A 39 7 7 0 0 1.491,00 1.066,00 425,008-B 40 2 3 2 1 991,00 1.112,00 -121,008-C 41 2 4 3 4 1.380,00 1.170,00 210,008-D 42 3 4 3 3 1.380,00 1.170,00 210,008-E 43 7 7 1 4 1.667,00 1.112,00 555,008-F 44 4 5 0 1 1.065,00 1.066,00 -1,00

95 107 14 26 25255 24124 1131

9-A 45 7 7 0 0 1.554,00 1.066,00 488,009-B 46 4 5 1 1 1.293,00 1.112,00 181,009-C 47 3 3 3 3 1.215,00 1.170,00 45,009-D 48 4 4 1 4 1.071,00 1.170,00 -99,009-E 49 5 5 3 1 1.659,00 1.112,00 547,009-F 50 4 4 0 0 888,00 1.066,00 -178,0010-A 51 7 7 0 0 1.554,00 1.066,00 488,0010-B 52 6 6 0 0 1.332,00 1.112,00 220,0010-C 53 5 5 0 0 1.110,00 1.170,00 -60,0010-D 54 4 4 2 1 1.254,00 1.170,00 84,0010-E 55 4 4 4 0 1.620,00 1.112,00 508,0010-F 56 4 4 0 0 888,00 1.066,00 -178,0011-A 57 12 12 0 0 2.664,00 1.857,00 807,0011-B 58 7 7 2 0 1.920,00 1.873,00 47,0011-C 59 6 6 1 0 1.515,00 1.276,00 239,0011-D 60 5 5 1 0 1.293,00 1.276,00 17,0011-E 61 9 9 0 0 1.998,00 1.873,00 125,0011-F 62 5 5 0 0 1.110,00 1.857,00 -747,0012-A 63 11 11 0 0 2.442,00 1.705,00 737,0012-B 64 13 13 0 0 2.886,00 1.702,00 1.184,0012-C 65 12 12 0 0 2.664,00 1.611,00 1.053,0012-D 66 12 12 0 0 2.664,00 1.611,00 1.053,0012-E 67 13 13 0 0 2.886,00 1.702,00 1.184,0012-F 68 7 7 0 0 1.554,00 1.705,00 -151,00

169 170 18 10 41034 33440 7594

Total: 355 386 34 55 89.083,00 87.636,00 1.447,00

GrupoNumero por grupo

SU

R

Subtotal:

Perforaciones

Analisis de cargas, ton.

NO

RTE

Subtotale:

CE

NTR

O

Subtotal:

Sección Vertice

TTaabbllaa.. IIVV ..0088 RReellaacciióónn ccaappaacciiddaadd ddee ccaarrggaa,, ttrraannssmmiittiiddaa yy aaddmmiissiibbllee ppoorr ssuubbggrruuppoo .. HHaacciieennddoo uussoo ddee ppeerrffoorraacciioonneess ffuuttuurraass,, ddee 00..4455 mm ddee ddiiáámmeettrroo ppaarraa ppiillootteess ddee ppuunnttaa..



0,45 m 0,40 m. 0,45 m 0,40 m Total admisible Total transmitida Diferencia

1-C 1 3 0 3 2 958,00 903,00 55,001-D 2 3 0 3 2 958,00 903,00 55,002-A 3 2 0 4 2 1.164,00 1.148,00 16,002-B 4 3 0 4 4 1.504,00 1.436,00 68,002-C 5 3 0 3 2 958,00 873,00 85,002-D 6 2 0 3 2 958,00 873,00 85,002-E 7 2 0 4 4 1.504,00 1.436,00 68,002-F 8 3 0 3 3 1.128,00 1.113,00 15,003-A 9 3 0 3 3 1.128,00 1.044,00 84,003-B 10 3 0 4 4 1.504,00 1.409,00 95,003-C 11 7 0 7 0 1.442,00 1.385,00 57,003-D 12 6 0 6 1 1.406,00 1.385,00 21,003-E 13 3 0 4 4 1.504,00 1.409,00 95,003-F 14 3 1 3 3 1.128,00 1.045,00 83,004-A 15 3 0 3 3 1.128,00 1.086,00 42,004-B 16 6 0 6 0 1.236,00 1.222,00 14,004-C 17 6 0 6 0 1.236,00 1.192,00 44,004-D 18 6 0 6 0 1.236,00 1.192,00 44,004-E 19 6 0 6 0 1.236,00 1.236,00 0,004-F 20 3 0 3 3 1.128,00 1.086,00 42,005-A 21 4 0 4 2 1.164,00 1.066,00 98,005-B 22 6 0 6 0 1.236,00 1.112,00 124,005-C 23 6 0 6 0 1.236,00 1.170,00 66,005-D 24 6 0 6 0 1.236,00 1.170,00 66,005-E 25 6 0 6 0 1.236,00 1.112,00 124,005-F 26 5 1 5 1 1.200,00 1.066,00 134,00

109 2 117 45 31752 30072 1680

6-A 27 6 0 6 2 1.630,00 1.576,00 54,006-B 28 5 0 5 1 1.241,00 1.213,00 28,006-C 29 8 0 8 0 1.704,00 1.568,00 136,006-D 30 8 0 8 0 1.704,00 1.568,00 136,006-E 31 6 0 6 0 1.278,00 1.213,00 65,006-F 32 4 2 5 3 1.593,00 1.576,00 17,007-A 33 8 0 8 0 1.704,00 1.576,00 128,007-B 34 4 1 5 1 1.241,00 1.213,00 28,007-C 35 8 0 8 0 1.704,00 1.568,00 136,007-D 36 7 1 7 1 1.667,00 1.568,00 99,007-E 37 9 1 9 1 2.093,00 1.213,00 880,007-F 38 4 0 5 3 1.593,00 1.576,00 17,008-A 39 7 0 7 0 1.491,00 1.066,00 425,008-B 40 3 2 3 3 1.167,00 1.112,00 55,008-C 41 4 3 4 3 1.380,00 1.170,00 210,008-D 42 4 3 4 3 1.380,00 1.170,00 210,008-E 43 7 1 7 1 1.667,00 1.112,00 555,008-F 44 5 0 5 0 1.065,00 1.066,00 -1,00

107 14 110 22 27302 24124 3178

9-A 45 7 0 7 0 1.554,00 1.066,00 488,009-B 46 5 1 5 1 1.293,00 1.112,00 181,009-C 47 3 3 3 3 1.215,00 1.170,00 45,009-D 48 4 1 4 2 1.254,00 1.170,00 84,009-E 49 5 3 5 3 1.659,00 1.112,00 547,009-F 50 4 0 4 1 1.071,00 1.066,00 5,0010-A 51 7 0 7 0 1.554,00 1.066,00 488,0010-B 52 6 0 6 0 1.332,00 1.112,00 220,0010-C 53 5 0 5 1 1.293,00 1.170,00 123,0010-D 54 4 2 4 2 1.254,00 1.170,00 84,0010-E 55 4 4 4 4 1.620,00 1.112,00 508,0010-F 56 4 0 4 1 1.071,00 1.066,00 5,0011-A 57 12 0 12 0 2.664,00 1.857,00 807,0011-B 58 7 2 7 2 1.920,00 1.873,00 47,0011-C 59 6 1 6 1 1.515,00 1.276,00 239,0011-D 60 5 1 5 1 1.293,00 1.276,00 17,0011-E 61 9 0 9 0 1.998,00 1.873,00 125,0011-F 62 5 0 6 3 1.881,00 1.857,00 24,0012-A 63 11 0 11 0 2.442,00 1.705,00 737,0012-B 64 13 0 13 0 2.886,00 1.702,00 1.184,0012-C 65 12 0 12 0 2.664,00 1.611,00 1.053,0012-D 66 12 0 12 0 2.664,00 1.611,00 1.053,0012-E 67 13 0 13 0 2.886,00 1.702,00 1.184,0012-F 68 7 0 7 1 1.737,00 1.705,00 32,00

170 18 171 26 42720 33440 9280

Total: 386 34 398 93 101.774,00 87.636,00 14.138,00

Analisis de cargas, ton.Propuestos Recomendación

NO

RTE

Subtotale:

Sección Vertice GrupoDistribución de pilotes

RecomendaciónCaso especial

CE

NTR

O

Subtotal:

SU

R

Subtotal:

TTaabbllaa.. IIVV ..0099 RReellaacciióónn ccaappaacciiddaadd ddee ccaarrggaa,, ttrraannssmmiittiiddaa yy aaddmmiissiibbllee ppoorr ssuubbggrruuppoo .. HHaacciieennddoo uussoo ddee ppeerrffoorraacciioonneess ffuuttuurraass,, ddee 00..4455 mm ddee ddiiáámmeettrroo ppaarraa ppiillootteess ddee ppuunnttaa



X Y Total admisible Total transmitidam m Reacción pilotes Bajada de cargas X Y X Y

1-C 1 22,38 124,10 958,00 903,00 21.440 118.888 20209 1120621-D 2 38,14 124,10 958,00 903,00 36.538 118.888 34440 1120622-A 3 0,00 116,80 1.164,00 1.148,00 0 135.955 0 1340862-B 4 11,14 116,80 1.504,00 1.436,00 16.755 175.667 15997 1677252-C 5 22,38 116,80 958,00 873,00 21.440 111.894 19538 1019662-D 6 38,14 116,80 958,00 873,00 36.538 111.894 33296 1019662-E 7 49,49 116,80 1.504,00 1.436,00 74.433 175.667 71068 1677252-F 8 60,63 116,80 1.128,00 1.113,00 68.391 131.750 67481 1299983-A 9 0,00 105,00 1.128,00 1.044,00 0 118.440 0 1096203-B 10 11,14 105,00 1.504,00 1.409,00 16.755 157.920 15696 1479453-C 11 22,38 105,00 1.442,00 1.385,00 32.272 151.410 30996 1454253-D 12 38,14 105,00 1.406,00 1.385,00 53.625 147.630 52824 1454253-E 13 49,49 105,00 1.504,00 1.409,00 74.433 157.920 69731 1479453-F 14 60,63 105,00 1.128,00 1.045,00 68.391 118.440 63358 1097254-A 15 0,00 93,70 1.128,00 1.086,00 0 105.694 0 1017584-B 16 11,14 93,70 1.236,00 1.222,00 13.769 115.813 13613 1145014-C 17 22,38 93,70 1.236,00 1.192,00 27.662 115.813 26677 1116904-D 18 38,14 93,70 1.236,00 1.192,00 47.141 115.813 45463 1116904-E 19 49,49 93,70 1.236,00 1.236,00 61.170 115.813 61170 1158134-F 20 60,63 93,70 1.128,00 1.086,00 68.391 105.694 65844 1017585-A 21 0,00 83,00 1.164,00 1.066,00 0 96.612 0 884785-B 22 11,14 83,00 1.236,00 1.112,00 13.769 102.588 12388 922965-C 23 22,38 83,00 1.236,00 1.170,00 27.662 102.588 26185 971105-D 24 38,14 83,00 1.236,00 1.170,00 47.141 102.588 44624 971105-E 25 49,49 83,00 1.236,00 1.112,00 61.170 102.588 55033 922965-F 26 60,63 83,00 1.200,00 1.066,00 72.756 99.600 64632 88478

31752 30072 961638,88 3213568,4 910262,89 3046656,6

6-A 27 0,00 72,30 1.630,00 1.576,00 0 117.849 0 113.9456-B 28 11,14 72,30 1.241,00 1.213,00 13.825 89.724 13.513 87.7006-C 29 22,38 72,30 1.704,00 1.568,00 38.136 123.199 35.092 113.3666-D 30 38,14 72,30 1.704,00 1.568,00 64.991 123.199 59.804 113.3666-E 31 49,49 72,30 1.278,00 1.213,00 63.248 92.399 60.031 87.7006-F 32 60,63 72,30 1.593,00 1.576,00 96.584 115.174 95.553 113.9457-A 33 0,00 56,40 1.704,00 1.576,00 0 96.106 0 88.8867-B 34 11,14 56,40 1.241,00 1.213,00 13.825 69.992 13.513 68.4137-C 35 22,38 56,40 1.704,00 1.568,00 38.136 96.106 35.092 88.4357-D 36 38,14 56,40 1.667,00 1.568,00 63.579 94.019 59.804 88.4357-E 37 49,49 56,40 2.093,00 1.213,00 103.583 118.045 60.031 68.4137-F 38 60,63 56,40 1.593,00 1.576,00 96.584 89.845 95.553 88.8868-A 39 0,00 45,70 1.491,00 1.066,00 0 68.139 0 48.7168-B 40 11,14 45,70 1.167,00 1.112,00 13.000 53.332 12.388 50.8188-C 41 22,38 45,70 1.380,00 1.170,00 30.884 63.066 26.185 53.4698-D 42 38,14 45,70 1.380,00 1.170,00 52.633 63.066 44.624 53.4698-E 43 49,49 45,70 1.667,00 1.112,00 82.500 76.182 55.033 50.8188-F 44 60,63 45,70 1.065,00 1.066,00 64.571 48.671 64.632 48.716

27302 24124 836077,19 1598112,8 730845,4 1427499

9-A 45 0,00 35,0 1.554,00 1.066,00 0 54.390 0 37.3109-B 46 11,14 35,0 1.293,00 1.112,00 14.404 45.255 12.388 38.9209-C 47 22,38 35,0 1.215,00 1.170,00 27.192 42.525 26.185 40.9509-D 48 38,14 35,0 1.254,00 1.170,00 47.828 43.890 44.624 40.9509-E 49 49,49 35,0 1.659,00 1.112,00 82.104 58.065 55.033 38.9209-F 50 60,63 35,0 1.071,00 1.066,00 64.935 37.485 64.632 37.31010-A 51 0,00 24,3 1.554,00 1.066,00 0 37.762 0 25.90410-B 52 11,14 24,3 1.332,00 1.112,00 14.838 32.368 12.388 27.02210-C 53 22,38 24,3 1.293,00 1.170,00 28.937 31.420 26.185 28.43110-D 54 38,14 24,3 1.254,00 1.170,00 47.828 30.472 44.624 28.43110-E 55 49,49 24,3 1.620,00 1.112,00 80.174 39.366 55.033 27.02210-F 56 60,63 24,3 1.071,00 1.066,00 64.935 26.025 64.632 25.90411-A 57 0,00 13,6 2.664,00 1.857,00 0 36.230 0 25.25511-B 58 11,14 13,6 1.920,00 1.873,00 21.389 26.112 20.865 25.47311-C 59 22,38 13,6 1.515,00 1.276,00 33.906 20.604 28.557 17.35411-D 60 38,14 13,6 1.293,00 1.276,00 49.315 17.585 48.667 17.35411-E 61 49,49 13,6 1.998,00 1.873,00 98.881 27.173 92.695 25.47311-F 62 60,63 13,6 1.881,00 1.857,00 114.045 25.582 112.590 25.25512-A 63 0,00 0,0 2.442,00 1.705,00 0 0 0 012-B 64 11,14 0,0 2.886,00 1.702,00 32.150 0 18.960 012-C 65 22,38 0,0 2.664,00 1.611,00 59.620 0 36.054 012-D 66 38,14 0,0 2.664,00 1.611,00 101.605 0 61.444 012-E 67 49,49 0,0 2.886,00 1.702,00 142.828 0 84.232 012-F 68 60,63 0,0 1.737,00 1.705,00 105.314 0 103.374 0

42720 33440 1232227,17 632308,8 1013158,63 533236

101.774,00 87.636,00 3.029.943,24 5.443.990,00 2.654.266,92 5.007.391,60

X Y29,77 53,4930,29 57,14

Analisis de cargas, ton. Distancias Testadas, mCentro de presiones Centro de cargas

NO

RTE

Subtotal:

Sección Vertice GrupoDistancias Testadas

CE

NTR

O

Subtotal:

SU

R

Subtotal:

Bajada de cargas

Total:

Centro de cargasPilotes

TTaabbllaa.. IIVV ..1100 DDeetteerrmmiinnaacciióónn ddee CCCC,, CCPP,, yy CCGG.. TTrraass iinnccrreemmeennttoo eenn eell nnúúmmeerroo ddee ppiill ootteess..



C.C.C.P. C.G.60,63

30,32

30,2929,77

124,1

53,49

57,14

62,05

12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

F

E

D

C

B

A

FFiigg.. IIVV..1100 LLooccaalliizzaacciióónn ddee cceennttrrooss ddee ccaarrggaass,, ““CC..CC..”” ,, cceennttrroo ddee pprreessiioonneess ““CC..PP ..”” yy cceennttrroo ddee ggrraavveeddaadd ““ CC..GG..”” eenn llaa pp llaanntt aa ddee llaa CCaatteeddrraall MMeettrrooppoo lliittaannaa.. PPoosstteerr iioorrmmeennttee aa iinnccrreemmeennttaarr eell nnúúmmeerroo ddee ppii llootteess..



2. REVISIÓN DEL CAJÓN DE CIMENTACIÓN

Durante la construcción de las criptas, se ranurarón las contratrabes para servir de acceso entre ellas, por lo cual estas se debilitaron estructuralmente. El sistema de contratrabes que conforma la retícula de cimentación desplantada sobre el pedraplén fue reestructurada mediante la colocación de cuatro perfiles de acero estructural “IPR” de 0.45 m, de peralte. La finalidad es revisar los elementos estructurales existentes; losa de fondo, contratrabes, losa tapa, y de ser necesario reforzarlos. Lo anterior para dar una continuidad entre las trabes, dado el incremento del número de pilotes por grupo, se incrementa el empuje que presenta el suelo ante la estructura. Fig. IV.11

3.50

0.45

2.60

0.45

0.30Losa de concreto armado

Secciónde criptas

Refuerzo, IPR, 0.45 m de peralte

Pedraplen

Refuerzo, IPR, 0.45 m de peralte

Basamento columna

Contratrabe de cimentación de mampostería

FFiigg.. IIVV..1111 DDeettaallllee ddee rreeffuueerrzzoo eenn ccoonnttrraattrraabbeess ddeell ccaajjóónn ddee cciimmeennttaacciióónn..

3. EVOLUCIÓN DE LOS ASENTAMIENTOS

Desde el comienzo de los trabajos de la recimentación, que se remontan a finales de los años 20´s, en la Catedral Metropolitana, se han instrumentado sistemas de monitoreo tanto de la estructura como del subsuelo. Para efectos de un mejor control se recomienda implementar un banco de nivel profundo, este podría localizarse en cualquiera de los pilotes de punta, o preferentemente en la periferia de la Catedral, a un costado de la torre sur-poniente. Fig. IV.12 a y b.



5

6,59

30,31

62,05

12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

F

E

D

C

B

A

B.N.P.

A

B.N.P.Df= 37.50 m

1112

FFiigg.. IIVV..1122.. aa LLooccaalliizzaacciióónn ddee BBaannccoo ddee NNiivveell PPrrooffuunnddoo..

Registro de resguardo

Estrato resistente

Perforación

Coples de unión

Junta flexible

Ademe de PVC

37.50 m

Cota punta variable

Tubería de fierro galvanizado.

Cota cabeza variable

FFiigg.. IIVV..1122.. bb DDeettaallllee ddee BB..NN..PP.. ddeessppllaannttaaddoo eenn CCDD..



•• SSoocciieeddaadd MMeexx iiccaannaa ddee MMeeccáánniiccaa ddee SSuueellooss,, 11998899.. ““TTóóppiiccoo ss ggeeoollóóggiiccoo ss ddee llaa ccuueennccaa ddee ll VVaall llee ddee MMééxx iiccoo””..

•• NNoorrmmaa ss TTééccnniiccaass CCoommpplleemmeennttaa rriiaass DDFF,, 22000022

RReeggllaammeennttoo ddee CCoonn ssttrruu cccciióónn ddee ll DDFF..

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•• TTaammeezz GGoonnzzáá lleezz,, EEnnrriiqquuee ,, 22000011

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BIBLIOGRAFÍA


RECIMENTACIÓN DE LA CATEDRAL METROPOLITANA

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