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ESTUDIO GEOTECNICO EN LA CARRETERA DURANGO-PARRAL KM. 8+232.80 (CARRETERA PANAMERICANA) SOBRE PSV F.F.C.C. INFORME SOBRE LA EJECUCION DE 2 SONDEOS PARA INVESTIGACION GEOTECNICA DE TIPO MIXTO REALIZANDO PRUEBAS SPT Y RECOLECTANDO MUESTRAS ALTERADAS. ANALISIS Y DISEÑO DE LA CIMENTACION PARA LA CONSTRUCCION DEL PSV EN BASE A EL ESTUDIO GEOTECNICO EN EL SITIO DE PROYECTO. M.I. Raúl Reyme Flores Rueda Carretera a Parral KM. 1.211 Durango, Dgo Tel.: 6188034159 I.D.: 75*152051*2 Tel/Fax. 618 827 91 23 E-Mail: [email protected]

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ESTUDIO GEOTECNICO EN LA CARRETERA DURANGO-PARRAL KM. 8+232.80 (CARRETERA PANAMERICANA) SOBRE PSV F.F.C.C.

INFORME SOBRE LA EJECUCION DE 2 SONDEOS PARA INVESTIGACION GEOTECNICA DE TIPO MIXTO REALIZANDO PRUEBAS SPT Y RECOLECTANDO

MUESTRAS ALTERADAS.

ANALISIS Y DISEÑO DE LA CIMENTACION PARA LA CONSTRUCCION DEL PSV EN BASE A EL ESTUDIO GEOTECNICO EN EL SITIO DE PROYECTO.

M.I. Raúl Reyme Flores Rueda Carretera a Parral KM. 1.211 Durango, Dgo Tel.: 6188034159 I.D.: 75*152051*2Tel/Fax. 618 827 91 23 E-Mail: [email protected]

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ÍNDICE DE TEMAS.

I .- INTRODUCCIÓN.---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3

II.- OBJETIVOS.---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3

III.- LOCALIZACIÓN DEL SITIO Y MEDIO FÍSICO (GENERALIDADES).-----------------------------------------------------------------------------------4

IV.-ASPECTOS GEOGRÁFICOS.----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------5

V.- ASPECTOS FISIOGRÁFICOS.---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------6

VI.- GEOLOGÍA REGIONAL.----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------7

VII.- GEOLOGÍA LOCAL.---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------8

VIII.- CLIMA.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------10

IX.-SISMICIDAD.-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------13

X.-IMÁGENES FOTOGRÁFICAS DEL SITIO DE ESTUDIO.---------------------------------------------------------------------------------------------------17

XI.-SONDEOS (REPORTE DE CAMPO).-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------23

XII.- TRABAJOS DE CAMPO PARA LA EJECUCIÓN DE LOS SONDEOS-------------------------------------------------------------------------------25

XIII.-PARÁMETROS OBTENIDOS CON LA EJECUCIÓN DE SONDEOS Y ENSAYES DE LABORATORIO.-----------------------------------27

XIV.-DATOS DE LA EXPLORACIÓN Y MUESTREOS.----------------------------------------------------------------------------------------------------------27

XV.-PRUEBAS INDICADAS A EFECTUAR CON LOS ENSAYES DE LABORATORIO.---------------------------------------------------------------28

XVI.-REPORTES DE ENSAYE DE LABORATORIO.-------------------------------------------------------------------------------------------------------------28

XVII.-CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS QUE CONSTITUYEN LA CIMENTACIÓN.------------------------------------------------------------------30

XVIII.-DATOS DE LA ESTRATIGRAFÍA OBTENIDA CON LOS SONDEOS.------------------------------------------------------------------------------30

XIX.-PERFILES ESTRATIGRÁFICOS DE LOS SONDEOS, Y ANÁLISIS DE LOS PARÁMETROS DR Y SEGÚN LAS “SPT”-----------32

XX.-PERFIL ESTRATIGRÁFICO GENERAL DEL EJE DE ESTUDIO.---------------------------------------------------------------------------------------37

XXI.-RELACIÓN DE PERSONAL QUE LABORO PARA LA EJECUCIÓN DEL ESTUDIO GEOTÉCNICO---------------------------------------38

XXII.-RELACIÓN DE LOS MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS PARA LA EJECUCIÓN DEL ESTUDIO GEOTÉCNICO-------------39

XXIII.-MEMORIA DE CALCULO PARA OBTENER CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE.----------------------------------------------------------40

XXIV.-TABLAS Y BASES TEÓRICAS PARA EL CALCULO DE LA CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE “q adm.”-------------------------40

XXV.-RELACIÓN DE CÁLCULOS A EFECTUAR PARA LA DETERMINACIÓN GEOTÉCNICA.---------------------------------------------------48

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XXVI.-CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE UTILIZANDO MYERHOF, VESIC, HANSEN Y TERZAGHI.---------------------------------------49

XXVII.-CROQUIS UTILIZADOS PARA LA VALORACIÓN GEOTÉCNICA DE LA PROBABLE ESTRUCTURA (PIV).------------------------49

XXVIII.-OBSERVACIONES PARA EL USO DE LAS “SPT” EN ARENAS.---------------------------------------------------------------------------------52

XXIX.-CALCULO DE LA CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE PARA LA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL A DIFERENTES DESPLANTES.---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------55

XXX.-CALCULO DE LA CAPACIDAD DE CARGA DE LA CIMENTACIÓN PROFUNDA. (PILOTES Y/O PILAS)------------------------------64

XXXI.-ASENTAMIENTOS PARA CARGAS DISTRIBUIDAS.---------------------------------------------------------------------------------------------------66

XXXII.-ASENTAMIENTOS POR TEORÍA DE LA ELASTICIDAD.---------------------------------------------------------------------------------------------67

XXXIII.-ANÁLISIS DE LA ESTABILIDAD DE LAS EXCAVACIONES.---------------------------------------------------------------------------------------70

XXXIV.-INFORMACIÓN GENERAL SOBRE CIMENTACIONES PROFUNDAS A SELECCIONAR.------------------------------------------------73

XXXV.-CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES DEL ESTUDIO GEOTÉCNICO.--------------------------------------------------------------------76

XXXVI.-RESUMEN DE LAS CAPACIDADES DE CARGA ADMISIBLE A ADOPTAR PARA LA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL.--------79

XXXVII.-RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS PARA LAS ZAPATAS.-----------------------------------------------------------------------------79

XXXVIII.-RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS PARA LAS PILAS.-----------------------------------------------------------------------------------82

XXXIX.-CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES GENERALES PARA EL SITIO.-------------------------------------------------------------------84

XL.-RECOMENDACIONES PARA LAS ZAPATAS.--------------------------------------------------------------------------------------------------------------85

XLI.-RECOMENDACIONES PARA LA EXCAVACIÓN.--------------------------------------------------------------------------------------------------------86

XLII.-COLADOS DE CONCRETO.-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------87

XLIII.-CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES PARA LA CIMENTACIÓN PROFUNDA. (PILAS DE APOYO).--------------------------89

XLIV.-RECOMENDACIONES PARA LA SUPERVISIÓN.------------------------------------------------------------------------------------------------------90

XLV.-RECOMENDACIONES PARA LA PERFORACIÓN DE PILAS.--------------------------------------------------------------------------------------91

XLVI.-COLADO DE CONCRETOS EN PILAS.-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------92

XLVII.-CRITERIOS PARA LA ACEPTACIÓN DE PILAS.-----------------------------------------------------------------------------------------------------94

XLVIII.-RECOMENDACIONES PARA LA FORMULACIÓN DE INFORMES SOBRE LOS TRABAJOS DE CIMENTACIÓN.--------------95

XLIX.-DEFECTOS A EVITAR EN LA CONSTRUCCIÓN DE LAS PILAS.---------------------------------------------------------------------------------97

L.- ANEXO DE REPORTE FOTOGRÁFICO DE LOS SONDEOS-------------------------------------------------------------------------------------------98

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I.- INTRODUCCIÓN.

Todo proyecto ingenieril requiere necesariamente de estudios de prospección de tipo geotécnico a fin de estar en condiciones de evaluar las características del sitio de emplazamiento de las estructuras a proyectar para establecer las recomendaciones idóneas para la mejor propuesta de subestructuras o cimentaciones que permitan una interacción suelo-basamentos-estructura adecuada, de manera que resulte satisfactorio el trabajo de la cimentación durante la vida útil de la obra.

El presente informe geotécnico aplica al análisis y/o estudio del suelo superficial y del subsuelo, para el diseño de las subestructuras o cimentaciones que han de recomendarse para que la obra del “PSV para F.F.C.C. QUE SE UBICARA EN EL SITIO DONDE EL EJE DEL F.F.C.C. INTERSECTA A LA CARRETERA: DURANGO-PARRAL, EN EL KM. 8+232.80” pueda emplazarse en condiciones óptimas de estabilidad en este sitio seleccionado para su proyección y futura construcción.

II.- OBJETIVOS

Con este estudio se pretende contar con la información necesaria para tener los siguientes alcances

- Conocimiento general de la zona donde se encontrara alojado el PSV DEL F.F.C.C.

proporcionando una descripción geológica superficial y climática tendiente a

establecer soluciones a las problemáticas que con el estudio de estos temas se

puedan visualizar en el área de proyecto.

- Analizar las alternativas de las subestructuras de cimentación que estén acordes a

los resultados obtenidos con los sondeos y con la información que proporcionen las

pruebas de laboratorio, además de los cálculos específicos de la capacidad portante

del suelo obtenida en base a los parámetros dados por el laboratorio, para generar

las cimentaciones más adecuadas en función de las solicitaciones de cargas que la

estructura va a inducir sobre el suelo de sustentación estudiado, para estar en

condiciones de elegir la mas funcional y económica.

- Determinar en base al estudio geotécnico la configuración del perfil estratigráfico

hasta una profundidad aceptable para plantear las alternativas de subestructuras de

cimentación más funcionales y económicas a utilizar.

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- Generar las recomendaciones constructivas específicas para la solución elegida,

describiendo detalladamente el proceso constructivo, los equipos y técnicas más

expeditas y más apropiadas, seguras y económicas.

III.- LOCALIZACIÓN DEL SITIO Y MEDIO FÍSICO (GENERALIDADES)

La grafica muestra el sitio aproximado de ubicación de los sondeos geotécnicos exploratorios para la construcción del PSV, dentro de la mancha urbana de la ciudad de Durango, con coordenadas geográficas aproximadas latitud 24o 3’ 8.54’’ N y longitud 104o

39’ 26.86” O, para el sitio donde el eje del F.F.C.C. cruza con la carretera Durango-Parral en el kilometro 8+232.80

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Localización del área de estudio

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IV.-ASPECTOS GEOGRÁFICOS

2.1.-UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE DURANGO

Coordenadas geográficas extremas

Al norte 26°48', al sur 22°19' de latitud norte; al este 102°28', al oeste 107°11' de longitud oeste. (a)

Porcentaje territorial El estado de Durango representa el 6.3% de la superficie del país. (b)

ColindanciasEl estado de Durango colinda al norte con Chihuahua y Coahuila de Zaragoza; al este con Coahuila de Zaragoza y Zacatecas; al sur con Zacatecas, Nayarit y Sinaloa; al oeste con Sinaloa y Chihuahua. (a)

Capital Victoria de Durango

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V.- ASPECTOS FISIOGRÁFICOS

El estado de Durango se encuentra dentro de cuatro Provincias Fisiográficas: a) Sierra Madre Occidental, que abarca 71.5 67% del territorio estatal con cuatro subprovincias, Gran Meseta y Cañones Chihuahuenses en la parte noroeste, Sierras y Llanuras de Durango que se extiende en una franja central de noroeste a sureste, Gran Meseta y Cañones Duranguenses que cubre toda la franja occidental, después de la subprovincia Mesetas  y  Cañadas del  Sur ubicada en la parte suroeste sobre la colindancia con Sinaloa y Nayarit; b) Sierras y Llanuras del Norte, ocupa con la subprovincia Del   Bolsón   de   Mapimí   la parte norte; c) Sierra Madre Oriental con dos

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2.2.-Fisiografía

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subprovincias, Sierra de la Paila en el extremo noreste y Sierras Transversales al oriente del estado; al sur de éstas últimas, en el lado oriental de la entidad, se ubican las subprovincias Sierras  y Lomeríos   de   Aldama y Río  Grande, así como Sierras   y   Llanuras   del   Norte, pertenecientes a la

provincia Mesa del Centro.

VI.- GEOLOGÍA REGIONAL

La roca más antigua es la metamórfica del Triásico (225 millones de años), se sitúa en el municipio de Mezquital, con 0.1% de la superficie estatal, las rocas sedimentarias del Jurásico (180 millones de años) ocupan 0.3%, se localizan en el extremo este, en el municipio de San Juan de Guadalupe, el Cretácico (135 millones de años) con rocas sedimentarias (10.7%) e ígnea intrusiva (2.7%), se ubican en el extremo oeste colindando con el estado de Sinaloa y en una franja de unidades litológicas con orientación norte-oriente; los tres Periodos descritos pertenecen a la Era del Mesozoico; la Era del

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Cenozoico ocupa 86.2% de la superficie estatal, el Periodo Terciario se manifiesta en la porción occidental y media con una orientación noroeste-sureste, la roca ígnea extrusiva de este Periodo abarca 57.1%, y la sedimentaria ocupa 4.7%; en el Cuaternario las rocas se ubican al centro del estado, y al noreste principalmente, el suelo cubre 20.1% y la roca ígnea extrusiva 4.3%.

VII.- GEOLOGÍA LOCAL

LOCALIZACION GEOLOGICA DEL AREA DE ESTUDIO.

Al norte de la cd. De Durango en la zona de estudio se observa una secuencia volcánica superior, misma que ha sido diferenciada a su vez en dos secuencias, una distribuida en la parte occidental de la carta y otra en la porción oriental (carta geológico minera Durango G13-11 Durango-Sinaloa)

La más antigua se encuentra en la cd. De Durango y esta representada por los grupos, “registro”, “carpintero” y “rio chico”. El grupo ‘registro” es la base de la secuencia riolítica y fue definida en la sierra de “registro” al SW de Durango. Esta constituida por ignimbritas vítreo cristalinas con grandes cavidades de pómez. Fue datada en el método K/Ar dando 31.3 Ma. encima discordantemente se tiene al grupo “carpintero” que está íntimamente relacionado con el desarrollo de la “caldera de chupaderos”, está constituida en el núcleo por ignimbritas. En la zona de abertura se observan ignimbritas brechoides con grandes bloques. El primer colapso forma un anillo de ignimbritas con materilaes retrabajados, asociados a domos y derrames traquíticos y riolíticos cubiertos por ignimbritas

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AREA DE ESTUDIO

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vitrocristalinas, brechas y tobas, las cuales son intrusionadas por pórfidos traquíticos y latíticos. Estos afloran en el “cerro del mercado” y las “tinajas” orientados NW-SE. Este grupo fue datado por el método K/Ar dando un intervalo de 30.3 a 31.2 Ma. el grupo “rio chico” cubre a la secuencia anterior. Consiste de ignimbritas vitrocristalinas, cubiertas por derrames del “basalto caleras” al que coronan ignimbritas, flujos de ceniza, tobas riolíticas e ignimbritas pobremente soldadas.

El grupo tiene un intervalo de edad de 28.3 a 29.3 Ma. En la zona de barrancas se reconoció a una secuencia de brechas rilolíticas, ignimbritas y tobas riolíticas que ha sido datada en 27.9 Ma. Correlacionándose con el grupo “rio chico”.

Para el caso que nos ocupa el sitio de investigación se ubica precisamente sobre suelos autóctonos de tipo “GM”, es decir gravas angulosas empacadas en finos limo-arenosos, pero con mayor proporción de limos y muy poquísimas cantidades de arcillas, producto de la descomposición de la roca volcánica existente en el lugar, que corresponde a una unidad denominada ToIg TR (tobas riolíticas e ignimbritas del triásico), con un característico color rojizo por el contenido de óxidos de hierro de tipo inorgánico con muy pocas cantidades de arcilla que le confieren cierta cohesión, con un peso especifico de 1 450 kg/m3. y con un probable ángulo de fricción interna entre 35o y36o,para inferir una capacidad de carga admisible (qadm.) de entre 3 y 6 kg/cm2. previéndose que esta capa de suelo por su naturaleza semicompacta podrían mejorarse con la adición de cal, para hacerlos mas estables, además estos rellenos deberán compactarse al máximo para recibir las estructuras, subyaciendo a estos rellenos se localizo un piso de roca volcánica ( ToIg ) toba riloitica ignimbrita del terciario en depositacion de escombro de talud superficialmente y asomo firme a profundidad, hacia el sur del área de sondeos se localiza un relleno aluvial del cuaternario que suprayace a las rocas triásicas mencionadas en una capa potente. De acuerdo a los sondeos con las pruebas de penetración estándar se obtuvo una consistencia media para los rellenos que le infieren una buena capacidad de carga.

Por lo aquí considerado es muy probable que la cimentación sobre la que descansarán los basamentos de la futura obra, sean específicamente los rellenos aluviales holocenos recientes del cuaternario, que están constituidos por gravas, gravillas, arenas, y suelos finos como limos arenosos con poca presencia de arcillas, que de acuerdo a los sondeos efectuados, se establece que la cimentación para la estructura la constituirá esta capa de relleno superficial de gravas mezcladas en una matriz de material limo arenoso que se clasifico como suelo ”GM”, y que en un dado caso pueda profundizarse la fundación hasta el contacto con la roca o escombros de roca subyacentes constituida por una unidad geológica de tobas riloítiacas e ignimbritas.

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VIII.- CLIMA.

El clima en Durango, México

La ciudad de Durango se ubica a 1,895 metros sobre el nivel del mar y tiene un clima frío

semi-árido. Los veranos son lluviosos y las noches de invierno muy frías con heladas y

lloviznas. No es común ver nevadas en la ciudad, pero sí en las montañas circundantes. La

temperatura media anual es de 17 ºC.

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Temporada de lluvias (Junio a Septiembre): en la ciudad de Durango, la temporada de lluvias coincide con los meses más calurosos del año, desde principios de Junio hasta finales de Septiembre o principios de Octubre. Durante el día las temperaturas oscilan entre 27-31 ºC, alcanzando máximas de 38 ºC en el mes de Junio. Las noches son más frescas, con una temperatura promedio de 14 ºC.

Temporada seca (Octubre a Mayo): éstos son los meses más secos en la ciudad de Durango. Las temperaturas diurnas bajan un poco, alcanzando los 20 ºC en Enero, el mes más frío del año. Las noches son muy heladas, con temperaturas que alcanzan los 2-3 ºC y mínimas de -6 ºC. Las heladas son comunes desde Noviembre a Febrero.

La variedad climática que tiene el estado de Durango se debe a la interacción de factores tales como: la altitud, por lo general de 2 000 m en adelante; el relieve irregular, sobre todo en las porciones occidental y sur; la ubicación de la mayor parte de su territorio en la zona subtropical; y su distancia con respecto a las masas de agua. Así, en orden por la extensión que cubren, se presentan climas semisecos, templados, secos, muy secos, semifríos, semicálidos y cálidos.

El clima que abarca la mayor extensión (26.05%) es el semiseco templado, se distribuye en forma de una franja que cruza a la entidad del nornoroeste al estesureste; en estos terrenos se encuentran situadas las poblaciones de Santa Catarina de Tepehuanes, Santiago Papasquiaro, Ciudad Canatlán, Ciudad Guadalupe Victoria, Victoria de Durango y Vicente Guerrero, entre otras; su temperatura media anual varía de 12° a 18°C y su precipitación total anual va de 400 a 600 mm. Al noreste de Ciudad Canatlán y al oeste y suroeste de Vicente Guerrero, se localizan dos áreas de clima semiseco semicálido, las cuales apenas suman 1.44% de la superficie estatal, presentan temperaturas medias anuales entre 18° y 22°C, y su rango de precipitación total anual va de 400 a más de 500 mm. En el sur está ubicada una zona reducida de clima semiseco muy cálido y cálido (0.39%), en ella la temperatura media anual va de 22° a 26°C y la precipitación total anual es menor de 800 mm.

Del lado occidental y sur de la zona de clima semiseco templado, se extienden los terrenos que están bajo la influencia de clima templado subhúmedo con lluvias en verano. Tales terrenos representan 22.01% del área total de Durango; en estos, la temperatura media anual varía entre 12° y 18°C, la temperatura media del mes más frío va de -3° a 18°C y la precipitación total anual, desde 600 hasta 1 500 mm.

En el noreste (parte del Bolsón de Mapimí y de la Comarca Lagunera) y este, predomina el clima muy seco semicálido, el cual abarca 12.61% del territorio duranguense; en esta zona, lugar de establecimiento de las poblaciones Ceballos, Tlahualilo de Zaragoza, Gómez Palacio y Ciudad Lerdo, se reportan las precipitaciones totales anuales más bajas de la entidad, entre 100 y 300 mm, y la temperatura media anual varía de 18° a 22°C. En una proporción mucho menor, por lo que no se muestran en el mapa, se encuentran los climas muy seco muy cálido y cálido, localizado al suroeste de Ciudad Lerdo y cuya temperatura media anual va de 22° a 24°C, y muy seco templado, al oriente de Ceballos y

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con temperatura media anual entre 16° y 18°C; en ambos la precipitación total anual es menor de 300 mm.

Las porciones más elevadas de la zona serrana en el occidente (12.29%), son las que presentan clima semifrío subhúmedo con lluvias en verano. Dichas porciones integran unidades discontinuas rodeadas por clima templado subhúmedo; en ellas la temperatura media anual va de 8° a 12°C y la precipitación total anual varía de 600 a más de 1 500 mm. En un área muy reducida, no representada en el mapa, al poniente de la localidad El Salto, se distribuye el clima semifrío húmedo con abundantes lluvias en verano; en él la temperatura media anual va de 10° a 12°C y la precipitación total anual, de 1 200 a 1 500 mm.

El clima seco semicálido abarca 8.30% de la entidad, se localiza al noroeste de la sierra El Rosario y en una franja que va del noroeste de Rodeo a San Juan de Guadalupe. Estas áreas tienen temperaturas medias anuales entre 18° y 22°C, su precipitación total anual es de 300 a 400 mm. Al norte y noroeste de la localidad Rodeo, se encuentran las zonas de clima seco templado (4.55%), en éstas la temperatura media anual es de 12° a 18°C, en tanto que la precipitación total anual varía entre 300 y 400 mm.

En los terrenos contiguos al límite con los estados de Sinaloa y Nayarit, pertenecientes a los cañones y cañadas de los ríos Humaya-Colorado, San Lorenzo-San Gregorio, Los Remedios, Piaxtla, San Diego-Galindo y Mezquital, entre otros, donde la altitud varía entre 1 000 y 1 200 m, se distribuye el clima semicálido subhúmedo con lluvias en verano. Este comprende 8.14% de la superficie de Durango, lo caracterizan temperaturas medias anuales mayores de 18°C, temperaturas medias del mes más frío entre -3° y 18°C y precipitaciones totales anuales entre 800 y 1 500 mm.

Las zonas más bajas de los cañones y cañadas de los ríos mencionados en el párrafo anterior, cuya altitud es menor de 1 000 m y que representan 3.99% del área estatal, tienen clima cálido subhúmedo con lluvias en verano. Ahí, la precipitación total anual va de 700 a 1 500 mm, este último valor principalmente al suroeste de El Salto; la temperatura media anual comprende un rango entre 22° y 26°C, mientras que la temperatura media del mes más frío es mayor a 18°C.

La precipitación indicada aunque no es muy alta, si provoca en determinados eventos escurrimientos superficiales de tipo erosivo que podrían afectar las subestructuras de alguna manera e incidir el las probabilidades de aparición de asentamientos indeseables por lo tanto será recomendable generar buenos drenajes superficiales que eviten el acumulamiento y circulación del agua de lluvias e las cercanías de las estructuras.

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IX.- SISMICIDAD

Regiones Sísmicas en MéxicoLa República Mexicana se encuentra dividida en cuatro zonas sísmicas. Esto se realizó con fines de diseño antisísmico. Para realizar esta división (Figura 1) se utilizaron los catálogos de sismos de la República Mexicana desde inicios de siglo, grandes sismos que aparecen en los registros históricos y los registros de aceleración del suelo de algunos de los grandes temblores ocurridos en este siglo. Estas zonas son un reflejo de que tan frecuentes son los sismos en las diversas regiones y la máxima aceleración del suelo a esperar durante un siglo. La zona A es una zona donde no se tienen registros históricos de sismos, no se han reportado sismos en los últimos 80 años y no se esperan aceleraciones del suelo mayores a un 10% de la aceleración de la gravedad a causa de temblores. La zona D es una zona donde se han reportado grandes sismos históricos, donde la ocurrencia de sismos es muy frecuente y las aceleraciones del suelo pueden sobrepasar el 70% de la aceleración de la gravedad. Las otras dos zonas (B y C) son zonas intermedias, donde se registran sismos no tan frecuentemente o son zonas afectadas por altas aceleraciones pero que no sobrepasan el 70% de la aceleración del suelo. El mapa que aparece en la Figura 1 se tomó del Manual de diseño de Obras Civiles (Diseño por Sismo) de la Comisión Federal de Electricidad.

 

Figura 1. Regiones Sísmicas en México

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Para fines de diseño sísmico de la estructura, el PSV en estudio, de acuerdo a la Regionalización Sísmica de la Republica Mexicana, se encuentra dentro de la Zona A, por lo que el coeficiente sísmico a considerar estará en función Zona, el cual se vera incrementado en un 50% debido a que la estructura pertenece al grupo “A”. En la tabla 1 se indican los valores del espectro de diseño a emplear.

Tabla 1.- Espectros Sísmicos de Diseño para estructuras comunes.

ZONA SÍSMICA

TIPO DE SUELO

ao C Ta (seg.) Tb (seg.) r

A I 0.02 0.08 0.2 0.6 ½II 0.04 0.16 0.3 1.5 2/3III 0.05 0.20 0.6 2.9 1

B I 0.04 0.14 0.2 0.6 ½II 0.08 0.30 0.3 1.5 2/3III 0.10 0.36 0.6 2.9 1

C I 0.09 0.36 0.0 0.6 ½II 0.13 0.50 0.0 1.4 2/3III 0.16 0.64 0.0 1.9 1

D I 0.13 0.50 0.0 0.6 ½II 0.17 0.68 0.0 1.2 2/3III 0.21 0.86 0.0 1.7 1

E(Zona

Metropolitana Ciudad de México)

I 0.04 0.16 0.2 0.6 ½II 0.08 0.32 0.3 1.5 2/3III 0.10 0.40 0.6 3.9 1

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Donde el tipo de suelo se define como sigue:

I.- Terreno “A” firme

II.- Terreno “B” Zona de transición, espesor moderado intermedio

III.- Terreno “C” Blando, arcilla muy deformable de gran espesor

El tipo de terreno del sitio se clasifica en este informe como II con base en la geología de la zona y en los resultados de la exploración geotécnica realizada (campo y laboratorio).

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IMAGEN AREA PARA LA UBICACIÓN DE LOS SONDEOS DE ESTUDIO GEOTECNICO, SE APRECIA EL EJE DEL F.F.C.C. EN UN TRAMO DE SU TRAYECTORIA Y LOS SITIOS APROXIMADOS DE LOS SONDEOS EN LA ZONA.

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LOCALIZACION DE LOS SONDEOS EN EL EJE DE ESTUDIO GEOTECNICO

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X.-IMÁGENES FOTOGRÁFICAS DEL SITIO DE ESTUDIO

Fotografía de las proximidades del sitio carretera federal No. 45 Durango- Hidalgo del Parral, que muestra, la flecha amarilla indica la ubicación aproximada donde se realizo el sondeo número 1 de la investigación geotécnica.

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Vista panorámica del punto de estudio para la ubicación del “P.S.V.”, obsérvese la línea del eje en color blanco que esta en disposición aproximada y que corresponde al eje de la via del F.F.C.C. que indica el sitio donde se pretende construir la obra mencionada para el paso de los vehículos, al fondo aparece también el camellón existente del entronque de la avenida pavimentada que se ubica en la zona y que se conecta con la carretera no. 45 Durango-Parral. En la imagen se indican las coordenadas geográficas aproximadas de la vista aportadas por GOOGLE earth. Asi como la elevación topográfica aproximada del sitio.

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Vista del corte que se efectuó en la geo forma existente en el sitio de estudio geotécnico, nótese que este corte es indicativo de las condiciones del suelo existente en el área donde se construirá el PSV, para el F.F.C.C. , se aprecia prácticamente el mismo perfil estratigráfico obtenido con los sondeos, en la pared superior se tienen suelos tipo GM, que supra yacen a boleos mas gruesos y clastos de la roca descompuesta y subyaciendo a estas capas la roca volcánica cineritica propia del lugar reconocida como unidad ToIg-TR ( tobas riolíticas- ignimbritas triásicas), la línea discontinua indica los diferente contactos entre los estratos.

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SONDEO 1

SONDEO 2

PANTEON

ACCE

SO A

L PA

NTE

ON

Roca volcánica cinerítica ‘’ToIg”

Rellenos de escombro de talus

Suelos tipo ‘’GM ‘’grava limosa. Mezcla de grava, arena y limos: fracción fina poco plástica

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Aquí se aprecia tramo de la carretera Durango-Parral en la zona cercana al sitio donde se construira el PSV. Para el cruce del F.F.C.C., observese el corte efectuado en la geoforma para alojar el cuerpo de la estructura de la carretera, constituido en su parte superior por escombros de roca volcanica y material de rellenos como boleos y gravas, ademas del suelo de la zona que resulto en uno del tipo GM según calasificacion S.U.C.S. (GRAVA LIMOSA. MEZCLA DE GRAVA, ARENA Y LIMOS:

FRACCION FINA POCO PLASTICA) mismos materiales que se encontraron en los sondeos del estudio geotécnico.

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VISTA DE LA ZONA DE INVESTIGACION GEOTECNICA PARA EL P.S.V.

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Sitio donde se efectuó el sondeo numero 2 de investigación geotécnica para el PSV. que se construirá para permitir el paso libre del F.F.C.C. que se construirá a futuro, obsérvese el tipo de suelos superficiales existentes en el sitio, de tonalidad rojiza que acusa presencia de óxidos de hierro, el suelo es de tipo limoso revuelto con gravas y presenta una consistencia de media a firme, la presencia de material limoso como matriz de formación para el empacamiento de gravas y boleos, implica que se deberá tener que utilizar un criterio conservador para estimar la capacidad de carga admisible a adoptar para el diseño de las cimentaciones del PSV. La flecha amarilla indica la localización aproximada del sondeo.

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Imágenes que muestran la zona estudiada para la valoración geotécnica del sitio donde se construirá el PSV.

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ZONA DE ESTUDIO GEOTECNICO

ZONA DE ESTUDIO GEOTECNICO

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XI.-SONDEOS (REPORTE DE CAMPO)

Para efectuar los estudios geotécnicos de cimentación del “PSV” ubicado en la carretera: Durango- Parral, en el tramo cercano a entronque hacia la salida a parral de la Cd. de Durango en la obra: “PSV para F.F.C.C. QUE SE UBICARA EN EL SITIO DONDE EL EJE DEL F.F.C.C. INTERSECTA A LA CARRETERA: DURANGO-PARRAL, EN EL KM. 8+232.80”, se llevo a cabo la exploración del subsuelo, realizándose la ejecución de 2 sondeos mixtos, ejecutados a los costados del eje central de la vía del F.F.C.C. hasta una profundidad de 15 mts.

Los sondeos se realizaron con maquina rotatoria, utilizando para su avance broca diamantina de 1 3/4” de diámetro, con rima a 2” con lubricación y enfriamiento por agua, con mezcla de lodo bentonítico, que también sirvió de sellante y sostén de las paredes de la perforación, además de esto se ejecutaron también las pruebas de penetración estándar en suelos superficiales del sitio que correspondieron a suelos del tipo “GM” gravas limosas. Mezcla de grava, arena y limos: con fracción fina poco plástica, obteniéndose muestras alteradas con la cuchara o penetrómetro. El número de golpes que se aplicaron en este estrato superficial oscilo entre los 20 a 30 golpes en promedio, para la penetración de los 30 cms. subsecuentes a los 15 cms. iniciales para cada prueba.

La profundidad de exploración se estableció en campo en función de las características estratigráficas del sitio, tomándose en consideración los siguientes criterios, utilizados en los planteamientos generales para efectuar sondeos de estudios geotécnicos de cimentaciones:

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ZONA DE ESTUDIO GEOTECNICO

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a) Cuando se penetrara 6.0 m en arena y arcilla con un numero de golpes mayor a 50 en la prueba de penetración estándar, en este caso se penetro la capa superficial de grava limo-arenosa hasta que superficialmente presento características de alta compacidad, pues el penetrometro contabilizo un número cercano o mayor de --- golpes, este tipo de suelo superficial resulto en un estrato de solo - metros como máximo en la zona investigada para el sondeo numero 2, y prácticamente el estrato de suelo abarco toda la profundidad investigada en el sondeo numero 1.

b) Cuando se detectara una masa rocosa, conformando un espesor de la misma, mínimo de 4.0 m. para nuestro caso particular. Para el caso precisamente se detecto capa rocosa a poca profundidad, pues se obtuvo secuencia de boleos o material de escombro empacado en rellenos de material mas fino compuesto de gravas limo-arenosas, y de acuerdo a estas características geológicas observadas se infiere que el piso de rocas cineriticas constituida por derrames y/o depositaciones de la toba riloitica y la ignimbrita se encuentra relativamente muy superficial en el sitio subyaciendo a los rellenos que constituyen los suelos superficiales indicados y los boleos o escombros que se encuentaran inmediatamente bajo estos, para en el sitio donde el asomo terciario se aleja hacia el sur del lugar de la obra, quedar subyaciendo a mayor profundidad bajo los rellenos aluviales del cuaternario reciente.

Como en este caso se detecto la roca muy superficial en el sondeo numero 2 se decidió realizar ambos sondeos hasta los 15 metros de profundidad con el equipo rotatorio y ejecutando las “SPT” cuando se encontrara relleno, no se detecto nivel freático en ninguno de los barrenos exploratorios, y se consigno una consistencia de media a firme para los rellenos de acuerdo a las “SPT” efectuadas, considerando el posible peso de la estructura a proyectar como paso superior vehicular, estableciendo que esta profundidad de investigación es suficiente para definir el tipo de cimentación que soportara la estructura a proponer. Considerando que para el caso y según los suelos encontrados de tipo gravas –limo arenosas, seria muy recomendable mejorar la capa superficial con aditivo de cal para aumentar la estabilidad del relleno que se encuentra sobre la roca, o en definitiva colocar pilote de soporte que transmitan la carga hasta la roca, si es que la roca no se detecta muy superficial en el área de desplante de la superestructura.

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XII.- TRABAJOS DE CAMPO PARA LA EJECUCIÓN DE LOS SONDEOS.

Para la ejecución de los trabajos de campo se siguieron rigurosamente como procedimiento, las siguientes etapas:

-reconocimiento general del sitio y sus zonas aledañas.

-planificación y ejecución de los sondeos

-pruebas de penetración “SPT” con toma de muestras

-reconocimiento de niveles freáticos

-registro de los resultados

Para efectuar el estudio de investigación geotécnica de PSV para el F.F.C.C. que cruzara la carretera numero 45 Durango-Parral en el sitio elegido se programaron dos sondeos profundos de tipo continuo mediante la maquina de perforación rotatoria y realizando pruebas de penetración estándar a cada metro donde existiera relleno o suelo y a su vez obteniendo muestras alteradas con la cuchara del penetrometro de este material, tomando nota del numero de golpes que reportara la prueba de penetración, para anotar este dato en el perfil estratigráfico.

Para el caso y como no se encontraron suelos finos pasticos no se efectuaron recuperaciones shelby porque las capas detectadas fueron prácticamente rellenos conformados por gravas limo-arenosas con muy poco contenido arcilloso en todo el sondeo para el pozo uno y hasta los 3 metros en el sondeo 2, por lo cual los resultados para la capacidad de carga admisible para el estrato de rellenos quedan basados en las “SPT” efectuadas durante los sondeos de investigación, además de los otros parámetros mecánicos obtenidos de las muestras alteradas recuperadas con la cuchara del penetrometro.

Como para el caso se estima a la roca existente a poca profundidad de la superficie se estableció que sondear a mayor profundidad de los 15 metros resultaría impráctico por lo cual en todo caso la superestructura es susceptible de apoyarse sobre zapatas que a su vez se desplantaran sobre pilotes que no requerirán de profundidades fuertes por encontrarse la roca cercana a la superficie, o bien desplantadas sobre el mismo suelo del sitio mejorado con algún aditivo cementante como puede ser la cal o el propio cemento gris en proporciones adecuadas en peso del material de relleno a mejorar , al cual habrá de dársele una compactación eficiente para formar un conjunto zapatas- plataformas mejoradas-superestructura en condiciones de estabilidad optima contra asentamientos de cualquier tipo.

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Los resultados de las pruebas de penetración estándar y/o avances en suelos encontrados en general se muestran en el reporte respectivo de este estudio correspondiente a los registros de los sondeos que se ejecutaron en el sitio de la investigación.

Al interpretar los resultados obtenidos con el penetrometro estándar, se obtuvo lo siguiente:

- Se definió la estratigrafía del sitio elaborando el perfil estratigráfico del eje estudiado

y anotando las características mecánicas de las capas atravesadas con los sondeos.

- Se determinó la correlación de la compacidad relativa de los suelos granulares y

finos del relleno además de su consistencia para inferir otros parámetros mecánicos

a fin de poder calcular la capacidad de carga admisible de diseño de los basamentos

a proponer.

Como ya se indicó el muestreo solo consistió en la recuperación de muestras alteradas del suelo obtenidas de las medias cañas del penetrometro de los suelos granulares que conforma el relleno superficial existente que subyace a los suelos y que empaca a boleos o clastos de roca, el cual esta mezclado con gravas angulosas derivadas de la misma roca, estas muestras se estudiaron en el laboratorio para identificar el tipo de suelo fino existente como matriz de los rellenos que empaca a las gravas y los boleos localizados bajo los suelos superficiales, además de la toma de muestras del material limo-arenoso y/o gravoso que salió con el agua de lubricación o lavado de las perforaciones, para con este muestreo definir la estratigrafía subyacente y asi con la investigación en conjunto obtener las propiedades mecánicas y otras características físicas importantes al realizarles sus respectivas pruebas en el laboratorio.

Las muestras obtenidas con el penetrometro durante las exploraciones se guardaron en bolsas plásticas, para evitar la perdida de humedad natural, desechándose las partes que se saturaron con el agua de la perforación.

Finalmente, se enviaron las muestras obtenidas al laboratorio de suelos, para ser sometidas a los ensayes respectivos a fin de determinar sus características y demás propiedades mecánicas para determinar la capacidad de carga admisible del cimiento de lugar.

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XIII.-PARÁMETROS OBTENIDOS CON LA EJECUCIÓN DE SONDEOS Y ENSAYES DE LABORATORIO.

Algunos de Los parámetros para la correcta estimación de la capacidad de carga admisible en base a cálculo y teorías vigentes, además para visualizar tipos de problemáticas entre otros, son los siguientes que fueron inferidos de las SPT y determinados con los ensayes de laboratorio son los siguientes:

CARACTERÍSTICA MECÁNICA gravas Limos arenososW contenido natural de agua % - 12%γ peso especifico del suelo t/m3. 1.45 1.4Cu cohesión del suelo T/m2. - 1.0ángulo de fricción interna 37o De 19o a 28o

Ss densidad de solidosE relación de vacíos.Gw grado de saturación.L.L. limite líquido. - 30.00-32.00L.P. limite plástico. - 19.20-20.00Índice plástico - 10.80-12.00Cc índice de compresión del suelo.Cr índice de re compresión del suelo.Ce índice de expansión del suelo. Baja expansividadClasificación SUCS. gravas limosDr densidad relativaCR compacidad relativa Cu coeficiente de uniformidad.Cc coeficiente de curvatura del suelo

XIV.-DATOS DE LA EXPLORACIÓN Y MUESTREOS.

Numero, tipo y profundidad de sondeos:

El sondeo SP-1 se realizó en la estación 8+223.01 L.IZQ hasta los 15.00 m de profundidad.

El sondeo SP-2 se realizó en la estación 8+240.00 L.DER hasta los 15.00 m de profundidad.

Tipo de Muestras: Alteradas representativas.

Profundidad de nivel freático: no se detectó nivel freático existente hasta la profundidad de sondeo.

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XV.- PRUEBAS INDICADAS A EFECTUAR CON LOS ENSAYES DE LABORATORIO.

3.2.-- PRUEBAS DE LABORATORIO EFECTUADAS.

- Humedad Natural ( )

- Límites de plasticidad ( )

- Granulometría por mallas ( )

- Porcentaje de finos ( )

- Peso específico relativo ( )

- Peso volumétrico en estado natural ( )

- Compresión simple ( n.a.)

- Compresión triaxial rápida ( n.a.)

- Compresión triaxial rápida consolidada ( n.a )

- Compresión triaxial lenta ( n.a )

- Consolidación unidimensional (n.a. )

- Resistencia al corte con torcómetro de bolsillo ( n.a.)

- n.a. no aplica.

XVI.-REPORTES DE ENSAYE DE LABORATORIO.

A continuación se presentan los reportes de laboratorio para las muestras recolectadas:

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OBRA: 60-61

TRAMO: 21 de enero de 2013

BANCO 28 de enero de 2013

60 61

-

S#1 S#2

76 76 76 mm

- -

% QUE PASA MALLA DE 4.75, mm 55 60

% QUE PASA MALLA DE 0.425, mm 30 22

% QUE PASA MALLA DE 0.075, mm 15 18

LIMITE LÍQUIDO, % 30.0 32.0 50 Máx

INDICE PLÁSTICO, % 10.8 12.0

CONTRACCIÓN LINEAL, % - -

P.E.S. SUELTO, Kg/m3 1280 1300

P.E.S. MÁXIMO, Kg/m3 1580 1600

HUMEDAD ÓPTIMA, % 19.0 20.5

G.M G.M

45.0 50.0 5 Mín

1.09 1.25 5 Máx

OBSERVACIONES:

ENS-60.- MATERIAL RELLENO KM 8+223 L.I COLOR ROJIZO

ENS-61.- MATERIAL RELLENO KM 8+240 L.D COLOR ROJIZO

INFORME DE CALIDAD DE TERRAPLEN

ENSAYES: SONDEOS DE ROTACION PARA PASO DEL FERROCARRIL

ESTACIÓN:

LABORATORIO DE CONTROL DE CALIDAD PARA LA CONSTRUCCION

DURANGO - PARRAL FECHA DE RECIBIDO:

SONDEO # 1KM 8+223 L.I, SONDEO # 2 KM 8+240 L.D FECHA DE INFORME:

PR

OP

IED

AD

ES

DE

L M

AT

ER

IAL

IDENTIFICACIÓN

ENSAYE ESPECIFICACIÓN N.CMT.1.01/02

BANCO

ESTACION

TAMAÑO MÁXIMO, mm.

CLASIFICACIÓN S.U.C.S.

% RETENIDO MALLA DE 3"

ESTUDIO DE ESPESORES

TIPO DE PRUEBA

V.R.S

EXPANSIÓN

OFICINA: ZARAGOZA No. 234 NTE. ZONA CENTRO, C.P. 34000 DURANGO, DGO. TEL Y FAX (618) 8279123

LABORATORISTA JEFE DE LABORATORIO DIRECTOR DE LOS SERVICIOS

ING.FERNANDO GUTIERREZ DE LA HOYA ING. ADRIAN HERNÁNDEZ TORRES M.I. RAÚL REYME FLORES RUEDA

LABORATORIO: CALLE AZUCENA No. 412, COL. VALLE FLORIDO

LA MUESTRA ANALIZADA CUMPLE NORMA DE CALIDAD N.CMT.1.01/02 MATERIALES PARA TERRAPLÉN

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XVII.-CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS QUE CONSTITUYEN LA CIMENTACIÓN

Clasificación manual y visual de campo y laboratorio, según S.U.C.S adaptado por la S.O.P.

Los suelos encontrados se clasificaron de acuerdo al SITEMA UNIFICADO DE CLASIFICACION DE SUELOS S.U.C.S. como de tipo “GM” (GRAVEL MJOL) GRAVAS LIMOSAS. MEZCLA DE GRAVA, ARENA Y LIMOS: FRACCION FINA POCO PLASTICALas pruebas de compresión simple, triaxiales y de consolidación no se efectuaron porque el suelo de desplante a la profundidad probable de fundaciones y/o basamentos para la superestructura, resulto ser GM mezclas de gravas con finos, mezclas de grvas, arenas y limos de baja o nula plasticidad, con compacidad relativa de semicompacta a compacta (firme), por lo que solo fue necesario efectuar pruebas de penetración estándar.

XVIII.-DATOS DE LA ESTRATIGRAFÍA OBTENIDA CON LOS SONDEOS.

ESTRATIGRAFÍA DEL EJE DE ESTUDIO.

Sondeo No. 1

De 0.00 a 15.00 m de profundidad se encontró un material gravoso empacado en finos areno-limosos de color rojizo por la presencia de óxidos al tener el suelo origen volcánico, suelo que se clasifico en campo como suelo del tipo GM (gravel mjol) gravas limosas. Mezcla de grava, arena y limos: fracción fina poco plástica), es decir arcillas inorgánicas de baja a mediana plasticidad, obteniéndose a mayores profundidades un mayor incremento del número de golpes para la “SPT” con valores que oscilaron entre los 20 y los 33 golpes para la penetración de los 30 cm, pues este suelo se encontró en estado semicompacto, con un contenido de humedad promedio de 2% AL 4 % con un porcentaje mínimo de arenas, y mucho mayor de limos. El peso volumétrico natural es en promedio de 1 400 ton/m3. Las gravas empacadas en los finos de baja o nula plasticidad son de tipo anguloso lo que permite cierta trabazón entre partículas y le confiere cierta firmeza al estrato investigado, los limos tienen escasa o nula cohesión pues son de origen autóctono, es decir provienen de la descomposición de la roca volcánica (toba riolítica) local.

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Sondeo No. 2

En este sondeo se efectuaron también pruebas de penetración estándar ,@ metro de profundidad, pero con ciertas dificultades, ya que a diversas profundidades se encontraron clastos o boleos de la roca existente en el área (toba riolítica), lo que acusa que se tiene a este material muy cercano a la superficie del terreno, por lo cual se infiere un perfil de escombro de estas rocas prácticamente superficial (escasos un metro de profundidad) además de que las “SPT” que se ejecutaron superficialmente, reportaron hasta 0.0 golpes para 30 cms. de penetración, pero además el penetrometro atravesó en varias ocasiones el material de relleno que se clasifico también como “GM” (gravel mjol) gravas limosas. Mezcla de grava, arena y limos: fracción fina poco plástica), lo cual consigna releno de escombros de roca empacados en material más fino compuesto por gravas limosas.

A continuación se presentan los perfiles estratigráficos de cada sondeo con las características importantes del comportamiento mecánico de los suelos explorados.

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XIX.-PERFILES ESTRATIGRÁFICOS DE LOS SONDEOS, Y ANÁLISIS DE LOS PARÁMETROS DR Y SEGÚN LAS “SPT”

PERFIL ESTRATIGRAFICO SONDEO # 1 KM 8+223.01 L.IZQ

SUCS γ W%

Ss e Gw

%L.L.%

L.P.%

I.P So

cc

cr

%G%S%F

GM 1.4 30 10.3

GM 1.4

GM 1.4

GM 1.4

GM 1.4

GM 1.4

GM 1.4

GM 1.4

GM 1.4

GM 1.4

GM 1.4

GM 1.4

GM 1.4

GM 1.4

GM 1.4

La capacidad de carga del suelo según las pruebas de penetración estándar y el tipo de suelo clasificado con el sondeo oscila entre: CLASIFICACION SUCS: GM – GRAVA LIMOSA. MEZCLA DE GRAVA, ARENA Y LIMOS: FRACCION FINA POCO PLASTICA

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DESCRIPCION DEL SUELO

GRAVAS LIMOSAS- MEZCLA DE

GRAVA, ARENA Y LIMO GRAVAS

LIMOSAS- MEZCLA DE GRAVA,

ARENA Y LIMO

GRAVAS LIMOSAS- MEZCLA DE

GRAVA, ARENA Y LIMO GRAVAS

LIMOSAS- MEZCLA DE GRAVA,

ARENA Y LIMO

GRAVAS LIMOSAS- MEZCLA DE

GRAVA, ARENA Y LIMO GRAVAS

LIMOSAS- MEZCLA DE GRAVA,

ARENA Y LIMO

GRAVAS LIMOSAS- MEZCLA DE

GRAVA, ARENA Y LIMO GRAVAS

LIMOSAS- MEZCLA DE GRAVA,

ARENA Y LIMO GRAVAS LIMOSAS-

MEZCLA DE GRAVA, ARENA Y LIMO

GRAVAS LIMOSAS- MEZCLA DE

GRAVA, ARENA Y LIMO GRAVAS

LIMOSAS- MEZCLA DE GRAVA,

ARENA Y LIMO

GRAVAS LIMOSAS- MEZCLA DE

GRAVA, ARENA Y LIMO GRAVAS

LIMOSAS- MEZCLA DE GRAVA,

ARENA Y LIMO

GRAVAS LIMOSAS- MEZCLA DE

GRAVA, ARENA Y LIMO GRAVAS

LIMOSAS- MEZCLA DE GRAVA,

ARENA Y LIMO

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

1 STP 15

2 SPT 20

3 SPT 20

4 SPT 24

5 SPT 24

6 SPT 18

7 SPT 23

8 STP 23

9 STP 25

10 STP 25

11 STP 30

12 STP 30

13 STP 30

14 STP 32

15 STP 32

REGISTRO DE

MUESTRASNGTIPONo.

No. DE GOLPES PARA 30 CMS. PENETRACION ESTANDARD

10 20 30 40 50 100 200 300 2.4 2.5 2.6

CONTENIDO DE HUMEDAD

LIM.LIQUIDO

DENSIDAD DE

SOLIDOS

PERFIL ESTRATIGRAFICO SONDEO MIXTO.

No 1 PROF. METROS

Page 34: 2INFORME ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS durango CORRECTO copia12345.doc

51

Esquemas de suelos – simbologías - nomenclaturas

Reseña de ejecución de la perforación y las SPT:

El sondeo se efectuó con diámetro de perforación de 1 ¾ “ utilizando broca diamantina del mismo diámetro el cual siempre estuvo lubricado por mezcla de agua bentonita como lodo de perforación, ampliándose a 2” con la “rima” para efectuar las pruebas de penetración estándar @ metro de profundidad avanzada, y recolectar las muestras que quedaban en la cuchara de muestreo y penetración, se comenta que la recuperación de las muestras de gravas con finos que se obtuvieron en superficie se realizo discriminando el material humedecido por el lodo de lubricación para obtener el material recuperado con su humedad natural y estar en condiciones de clasificarlo.

Las penetraciones en la capa de estudiada de gravas y finos no produjeron gran número de recuperaciones inalteradas de muestras a las diferentes profundidades debido a que se observó el estrato muy homogéneo hasta la profundidad de investigación la arena se encontró mezclada con el fino limoso fue en un bajo porcentaje en toda la perforación, en su mayor parte el material es limoso ( polvo de roca ) recolectándose este material a medida que afloraba por el brocal del pozo a la salida del los lodos de lubricación.

El sondeo se efectuó en forma continua perforándose cuidadosamente con avance lento montando y desmontando líneas para las pruebas STP, se decidió en esta etapa de trabajo perforar el siguiente sondeo con el mismo tipo de broca para facilitar el avance continuo sobre toda la capa investigada y generar el mismo número de recuperaciones de material durante las ejecuciones de las SPT.

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γ

W

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51

PERFIL ESTRATIGRAFICO SONDEO # 2 KM 8+240 L.DER

SUCS γ W%

Ss e Gw

%L.L.%

L.P.%

I.P. SO

cc

cr

%G%S%F

GM 1.4 32 12

GM

GM

GM

GM

GM

GM

GM

GM

GM

GM

La capacidad de carga del suelo según las pruebas de penetración estándar y el tipo de suelo clasificado con el sondeo oscila entre: CLASIFICACION SUCS: GM – GRAVA LIMOSA. MEZCLA DE GRAVA, ARENA Y LIMOS: FRACCION FINA POCO PLASTICA

ESQUEMAS, SIMBOLOGÍAS Y NOMENCLATURAS DEL PERFIL

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DESCRIPCION DEL SUELO

GRAVAS LIMOSAS- MEZCLA DE GRAVA,

ARENA Y LIMO

GRAVAS LIMOSAS- MEZCLA DE GRAVA, ARENA Y LIMO

GRAVAS LIMOSAS- MEZCLA DE GRAVA, ARENA Y LIMO

GRAVAS LIMOSAS- MEZCLA DE GRAVA, ARENA Y LIMO

GRAVAS LIMOSAS- MEZCLA DE GRAVA, ARENA Y LIMO

GRAVAS LIMOSAS- MEZCLA DE GRAVA, ARENA Y LIMO

GRAVAS LIMOSAS- MEZCLA DE GRAVA, ARENA Y LIMO

GRAVAS LIMOSAS- MEZCLA DE GRAVA, ARENA Y LIMO

GRAVAS LIMOSAS- MEZCLA DE GRAVA, ARENA Y LIMO

GRAVAS LIMOSAS- MEZCLA DE GRAVA, ARENA Y LIMO EMPACANDO

BOLEOS Y ROCAS

GRAVAS LIMOSAS- MEZCLA DE GRAVA, ARENA Y LIMOEMPACANDO

BOLEOS Y ROCAS

TOBA RIOLITICA FRACTURADA

TOBA RIOLITICA FRACTURADA

TOBA RIOLITICA FRACTURADA

TOBA RIOLITICA FRACTURADA

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

1 STP 20

2 SPT 25

3 SPT 28

4 SPT 33

5 SPT 33

6 SPT 26

7 SPT 30

8 STP 30

9 STP >50

10 SPT >50

11 SPT >50

12 NA.

13 NA.

14 NA.

15 NA.

REGISTRO DE

MUESTRASNGTIPONo.

No. DE GOLPES PARA 30 CMS. PENETRACION ESTANDARD

10 20 30 40 50 100 200 300 24 25 26

CONTENIDO DE HUMEDAD

LIM.LIQUIDO

DENSIDAD DE

SOLIDOS

PERFIL ESTRATIGRAFICO SONDEO MIXTO.

No 2 PROF. METROS

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Reseña de ejecución de la perforación y las SPT:

Este sondeo también se efectuó con diámetro de perforación de 1 ¾ “ utilizando broca diamantina lubricado también con mezcla de agua-bentonita como lodo de perforación, y se amplió con rima a 2”, se efectuaron pruebas de penetración estándar @ metro de profundidad avanzada, y se recolectaron las muestras que quedaban en la cuchara de muestreo o penetrómetro, se comenta que la recuperación de las muestras de gravas-limosas que se obtuvieron en superficie y hasta el fondo del sondeo, se realizó discriminando así mismo el material humedecido por el lodo de lubricación para obtener el material recuperado con su humedad natural y estar en condiciones de clasificarlo.

Las penetraciones en la capa investigada de acuerdo a las recuperaciones de la cuchara consignan una capa más firme que el primer sondeo, con mayor cantidad de boleos o roca, motivo por el cual se optó aquí también vigilar el material que afloraba por el brocal del pozo a la salida de los lodos de lubricación, acusando que el barreno en algunos sitios encontraba clastos importantes de roca (toba riolítica) similar a la que se localiza en el corte de la geoforma para el paso de la carretera, que se encuentra cercana al sitio de estudio

El sondeo se efectuó alternando desmontes del barreno con los de los respectivos para la SPT sin contratiempos, en forma continua, con avance un poco más lento al montar y desmontar líneas más seguidamente para las pruebas SPT por la mayor variación de los materiales encontrados (rocas y/o boleos con gravas y finos), siempre se tuvo cuidado de vigilar el material a la salida del pozo de sondeo.

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γ

W

Sondeo mixto No. 1 Calculo de la densidad relativa y el ángulo de fricción interna utilizando la corrección de terzaghui y peck para el número de golpes de la SPT para la capa de material “MG” GRAVA LIMOSA. MEZCLA DE GRAVA, ARENA Y LIMOS: FRACCION FINA POCO PLASTICA

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Dando los siguientes valores promedio para la capa estudiada Dr=60% =38o

Dando los siguientes valores promedio para la capa estudiada Dr=60% =39o

XX.-PERFIL ESTRATIGRÁFICO GENERAL DEL EJE DE ESTUDIO.

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Sondeo mixto No. 2 Calculo de la densidad relativa y el ángulo de fricción interna utilizando la corrección de terzaghui y peck para el número de golpes de la SPT para la capa de material “MG” GRAVA LIMOSA. MEZCLA DE GRAVA, ARENA Y LIMOS: FRACCION FINA POCO PLASTICA

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PERFIL ESTRATIGRAFICO DE LOS SONDEOS SOBRE EL EJE DE ESTUDIO

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SONDEO 1 SONDEO 2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Relleno no consolidado de Suelo tipo “GM” –

grava limosa. mezcla de grava, arena y limos: fracción fina poco plástica

Boleos empacados en la matriz del relleno “GM”

Carpeta asfáltica existente

Roca volcánica de origen cineritico, toba riolítica-

ignimbrita

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XXI.-RELACIÓN DE PERSONAL QUE LABORO PARA LA EJECUCIÓN DEL ESTUDIO GEOTÉCNICO.

XXII.-RELACIÓN DE LOS MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS PARA LA EJECUCIÓN DEL ESTUDIO GEOTÉCNICO

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Gerente de Proyecto

Trabajos de exploración Ing. Residente de campo

Jefe de Laboratorio Ingeniero Civil

Perforista

2 Ayudantes Generales

Laboratorista “A” Ingeniero Geotécnico

Brigada de exploración2 Ayudantes Generales

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.

Tubos Shelby 2”.

Tubos partidos.(penetrometro)

Zapatas para tubos partidos. Broca para. Suelos finos 1 ¾”(trepano)

Cabezas de tubo shelby.

Brocas Triconicas de 3” juego de llaves Stilson 24”.

Bentonita. Llaves Stilson 36”.

Yunque Golpeador. Hule polietileno.

Swibel completo. Cascos.

Tapón elevador. Botas de hule.

Martinete. Caja de herramientas.

Tubería de perforación “AW” con sus Barretas.

Torre con garruchas. Flexometros.

Juego de llaves Permalite para tubo Tambos de 200 lts

Maquina de perforación “joy” con motor diésel con motor a diesel

Cubetas de 19 lts.

Picos y palas. Cable de acero.

Bomba de pistones longyear soga de nylon

Garrafones de 50 lts

Planta de luz con motor a gasolina y equipo de lámparas gemelas en percha.

XXIII.-MEMORIA DE CÁLCULO PARA OBTENER CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE

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XXIV.-TABLAS Y BASES TEÓRICAS PARA EL CALCULO DE LA CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE “q adm.”

ASPECTOS TEÓRICOS DE LA SPT (PRUEBA DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR).

-

para el caso se considerando la equivalencia de golpes sobre la capa encontrada de “GM” a una de arena se tiene un suelo muy firme

-- para el caso de estudio el suelo tiene poca cohesión 0.10 , y de acuerdo al

numero de golpes se considera un suelo de consistencia muy firme en estado seco, por el contenido de gravas y arenas. Reportando con la tabla un “qu” de

entre 2.00 a 4.00 kg/cm2.

RELACIONES ENTRE EL NÚMERO DE GOLPES "N" DEL SPT, DENSIDAD

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RELATIVA Y ANGULO DE FRICCIÓN INTERNA ()

3.1 Aporte de TERZAGUI y PECKRelacionan los valores de N-DR Y N-φ en forma independiente de la profundidad a la que se efectúa el ensayo, y por lo tanto de la sobrecarga efectiva en el nivel considerado (ver Fig. No. 5). Cuando el ensayo se efectúa en arenas finas o limosas bajo el nivel de la napa freática, debe reducirse el número de golpes a través de la siguiente relación:

N = (N’ + 15)/2

Donde:N' > 15 (valor medido in/situ, debajo del N.F.)N = valor corregido.

Para el caso no se detecto napa freática alguna, por lo que esta corrección no se considera. De hecho el calculo de los parámetros N-DR y N- , se efectuaron con software que se basa en la teoría de TERZAGUI y PECK.

3.2 Aporte de GIBBS y HOLTSProporciona correlaciones entre N, DR y la sobrecarga efectiva, tomando en consideración el grado de humedad y el tamaño de los granos. En la Fig. 6 se muestra la correlación entre "N" y la Densidad Relativa de una arena fina, seca, para diferentes valores de la sobrecarga efectiva. La Fig. 7 muestra la misma correlación para arenas gruesas, secas o húmedas. En las figuras mostradas se incluye la correlación de TERZAGHI y PECK a modo de comparación.Las propiedades de las arenas utilizadas por GIBBS y HOLTZ en sus investigaciones se muestran en la Fig. 8. En todo caso, puede observarse que el hecho de utilizar la correlación de TERZAGHI y PECK, conduce a estimar una menor densidad relativa, y por ende a subestimar la capacidad de soporte del suelo, con excepción del caso de arenas secas o húmedas cuando "N" es aproximadamente mayor que 35 y la sobrecarga efectiva excede a 40 P.S.I. (2.8 Kg/cm²).

3.3 Aporte de Peck y BazaraaRelacionan la densidad relativa de la arena con el índice de penetración standard "N" y la presión de sobrecarga en el nivel donde se efectúa el ensayo, por medio de las siguientes relaciones:

N = 20 D2R(1 + 2σ) para σ< 1.5 kips/pie2 (0.73 kilos/cm2)

N = 20 D2R (3.25 + 0.5 σ) para σ>1.5 kips/pie2 (0.73 kilos/cm2)

En la que "N" es el valor del S.P.T. para una arena con una densidad relativa DR y bajo una presión de sobrecarga σ. La figura No. 9 representa esta correlación.

3.4 Aporte de Meyerhof

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En investigaciones realizadas entre 1953, 1954 y 1955 Meyerhof estableció una correlación entre N, DR, y φ, la cual es independiente de la presión de sobrecarga efectiva (ver figura No. 10). Según el autor los valores de los ángulos son seguros para arenas limpias y uniformes, deben reducirse por lo menos 5 grados para el caso de arenas arcillosas en ausencia de ensayos de corte; para el caso de una mezcla de arenas con gravas pueden aumentarse hasta 5 grados.Posteriormente en 1975 estableció una correlación en la cual se incluye el efecto de la presión de sobrecarga (σ) en el nivel donde se efectúa el ensayo, por medio de la siguiente relación.

N = 1.7DR2(σ + 10);σ=lib/pulg2

Existen además otras correlaciones, que relacionan los valores de N, DR y φ, tales como:SCHULTZE & MELZERALPANSCHULTZE & MENZENBACHBURMISTER

4.0 FACTORES DE CORRECCION POR SOBRECARGA EN ARENAS

El factor de corrección del S.P.T. (CN) está definido como la relación entre la resistencia medida del S.P.T. para una presión vertical efectiva dada (σv), a la resistencia medida a un esfuerzo vertical standard (σv)Ref, normalmente de 1 T/pie² ó 1 Kg/cm². En la práctica el valor del número de golpes corregido (N1), se obtiene usando la siguiente relación:

N1 = CN. N

Donde N representa el número de golpes medidos.Los factores de corrección comúnmente usados y que han sido publicados se resumen en la tabla No. III.

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En los recientes esfuerzos para promover la estandarización de S.P.T. (KOVACS y SALAMONE 1982; KOVACS y COLABORADORES 1984; SEED y COLABORADORES 1984) propusieron que sería conveniente normalizar el factor de corrección por sobrecarga a fin de tener una común interpretación.De esta manera recomiendan que el factor de corrección de TENG (1962) sea reducido, debido a que el nivel de esfuerzo de referencia es demasiado alto (σv)Ref = 2.9 t.s.f. También recomienda que el factor de corrección de SEED (1976) Y TOKIMATSU y YOSHIMI (1983) no deben ser usados o su uso para σv mayor que 1.5 t.s.f. porque proporciona valores conservadores.El uso de cualquiera de los factores de corrección mostrado en la figura 11b, es aceptable y conducirá a una normalización temporal y a resultados consistentes. Sin embargo, se propone un factor de corrección simple el cual es comparable con cualquiera de la figura anterior, y es el siguiente:

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RELACIONES ENTRE EL NUMERO DE GOLPES "N" Y LA CONSISTENCIADE LAS ARCILLAS

Durante la ejecución de los sondajes es posible estimar la resistencia por medio del Ensayo de Penetración, Fig. No. 12; sin embargo, para un número de golpes dado la dispersión con respecto al término medio puede ser muy grande. Por lo tanto, es recomendable como control realizar ensayos de compresión simple en las muestras obtenidas por la cuchara normal (los valores de laboratorio serán sensiblemente menores debido a la alteración de las muestras.

Se puede estimar en forma aproximada la resistencia de la compresión simple (qu) en función de N, para los tipos de suelos que se indica, mediante las relaciones siguientes:

En todo caso sería naturalmente riesgoso e incluso peligroso, pretender deducir directamente qu de N en una región donde no se hubiera realizado jamás ensayos previos comparativos. Según GRAUX, se puede ligar la resistencia a la compresión simple de arcillas con el valor de N por medio de la siguiente relación:

qu= 0.133 N (Kg/cm²)

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6.0 ALGUNAS APLICACIONES DEL ENSAYO DE PENETRACION STANDARD(S.P.T)

6.1 Determinación de la Capacidad Portante6.1.1 Suelos GranularesLa capacidad de carga última (qult.) de un suelo (Terzaghi y Peck) puede establecerse a partir delas siguientes relaciones:

Terzaghi y Peck han correlacionado el ancho de la fundación para que, con un valor de N dado, se obtenga una presión de contacto que produzca un asentamiento total máximo de 1", esta correlación se muestra en la figura 14 que es válida para arenas secas.

6.1.2 Suelos FinosEl ensayo de Penetración Standard fue ideado predominantemente para ser usado en suelos granulares, sin embargo, en trabajos de pequeña envergadura, puede conseguirse una menor economía utilizando un diseño conservador basado en resultados del S.P.T.La tabla No. IV proporciona una relación aproximada entre N, la consistencia y la capacidad de carga admisible (FS = 3) de suelos arcillosos. Al aplicar estas relaciones no se tiene un control sobre la magnitud de los asentamientos y en consecuencia deben ser efectuados por algún método en particular.

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Esta correlacion marca 12.92 t/m2-25.83 t/m2 para zapatas cuadradas, y 9.68 t/m2.-19.37 t/m2. Para zapatas continuas o corridas.

SUELOS COHESIVOS para el caso DR entre el 60% a 70%dando el ángulo de fricción interna entre 39o

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PARA EL CASO DR DEL 60%

PARA 40 PSI DR 60

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XXV.-RELACIÓN DE CÁLCULOS A EFECTUAR PARA LA DETERMINACIÓN GEOTÉCNICA.

1.- Capacidad de carga:

- Superficial ( x )

- Compensación parcial ( n.s.a.d.)

- Compensación total ( n.s.a.d.)

- Pilastrones colados en el lugar ( n.s.a.d.)

- Con excavación previa ( x )

- Pilotes de fricción y punta ( n.s.a.d.)

- Cilindros ( n.s.a.d.)

- 2.- Modulo de reacción ( n.s.a.d.)

3.- Asentamientos de cimentación ( x )

4.- estabilidad de taludes de corte ( x )

- 5.- socavación ( n.s.a.d.)

- 6.- empuje lateral ( n.s.a.d.)

- 7.- otros cálculos: ( n.s.a.d.)

- Asentamientos en Terraplenes ( n.s.a.d.)

( n.s.a.d.) no se aportaron datos de la estructura.

Aunque para el caso no se aportaron datos de la superestructura se supondrán las siguientes cargas y dimensiones para la misma.

Cargas:

Carga por tren de puntales--------------------------------- 2500 toneladas.Carga en el aproche del PSV. -----------------------------1250 toneladas.

Dimensiones:

Zapatas cuadradas---------------------------------------------6.00x6.00 mts.Zapatas continuas o corridas; ancho-----------------------------6.00 mts.

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XXVI.-CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE UTILIZANDO MYERHOF, VESIC, HANSEN Y TERZAGHI.

CAPACIDAD DE CRAGA ADMISIBLE.-

Para el caso se recomienda desplantar la estructura sobre la capa de relleno a una profundidad de 3 a 4 metros, recomendándose utilizar zapatas corridas o “placas macizas” (LOSAS DE CIMENTACION) las cuales deberán tener suficiente amplitud acorde ala capacidad de carga calculada para distribuir eficazmente las solicitaciones sobre el terreno de sustentación, indicándose que este relleno deberá tratarse con algún cementante para mejor su estabilidad al asentamiento, o bien se procurará de no ser esto lo conveniente utilizar grupos de pilotes ó pilas que generen mayor capacidad de carga del terreno llevándolos hasta una profundidad aproximada de 8 a 10 metros o hasta alcanzar la roca, podrá combinarse en la solución el uso de ambas recomendaciones a juicio del ingeniero residente de obra.

XXVII.-CROQUIS UTILIZADOS PARA LA VALORACIÓN GEOTÉCNICA DE LA PROBABLE ESTRUCTURA (PSV)

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2 500 TON1 250 TON1 250 TON

2 500 TON

34.00 mts.34.00 mts.34.00 mts.

102.00 mts.

Zapatas cuadradas o continuas con

dimensiones de 6x6 mts o 6 mt. De ancho

Toba riolitica- ignimbrita

Suelo gravo – limo-arenoso mejorado con cementante

al 5% en peso

Terraplén del F.F.C.C.

SISTEMA DE PILOTES

SUGERIDO

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La estructura a plantear consiste en un paso superior vehicular de anchura suficiente a las funcionalidades de la vialidad que solicitara cargas importantes a la cimentación de poyo, que se esta indicando aplica una carga aproximada de 2 500 ton. sobre una pila de apoyo que a su vez transmite la carga a una zapata del tipo corrido, o bien si consideramos la bajada de esta carga a través de una columna se podrá optar por descargar en una zapata de tipo cuadrado, o si el intercolumnio entre columnas lo establece en una zapata de tipo rectangular, por otro lado el PSV tendrá en los aproches con los terraplenes de acceso y los estribos o muros de contención que a su vez descansaran o se poyaran sobre un sistema de zapatas corridas o losas, que permitirán distribuir las cargas de diseño adoptado al cimiento del sitio que corresponde a la capa arenosa detectada con los sondeos.

Las dimensiones probables para la placa corrida de apoyo para las pilas son de 21 mts. De largo, 6 mts de ancho por 1.50 mts. de espesor o como se indica en el siguiente

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Placa de cimentacion

8.00

1.50

8.008.00

6.00

Pilas o puntales de apoyoVista en alzado de la zapata

VISTA EN ALZADO DE LA SECCIÓN DE PSV PROPUESTO PARA EL PASO DEL F.F.C.C.

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De acuerdo a los parámetros obtenidos con las pruebas de penetración estándar y los resultados de laboratorio para las muestras del material detectado los valores para el cálculo de la capacidad de carga admisible a las profundidades de desplante son los siguientes:

γ = PESO ESPECIFICO DE LA GRAVA LIMO-ARENOSA 1450 kg/m3.=14.21 kn/m3.

= ANGULO DE FRICCION INTERNA 39o se adoptara conservadoramente 380

c = 1.0 T/m2.=

Df=PROFUNDIDAD DE DESPLANTE DE 3.50, 4.00 y hasta los 4.50 mts.

Dr= 60%

XXVIII.-OBSERVACIONES PARA EL USO DE LAS “SPT” EN ARENAS.

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XXIX.- CALCULO DE LA CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE PARA LA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL A DIFERENTES DESPLANTES.

CALCULO DE LA CAPACIDAD ADMISIBLE DE CARGA PARA LA PROFUNDIDAD DE 3.50 MTS. PARA ZAPATA CUADRADA DE 6X6 MTS.

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RESULTADOS:

Se observa que este basamento es capaz de soportar cargas desde 25.09 kg/cm2. Que equivalen a 250.90 t/m2, hasta 32.58 kg/cm2. Que equivalen a 325.80 t/m2, pudiendo soportar por unidad o zapata desde 9 032.13 ton. Hasta las 11 729.06 ton. Para un F.S.=3

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51CALCULO DE LA CAPACIDAD ADMISIBLE DE CARGA PARA LA PROFUNDIDAD DE 4.00 MTS. PARA ZAPATA CUADRADA DE 6X6 MTS.

Se observa que a esta profundidad de desplante la zapata podría soportar como carga admisible desde 26.58 kg/cm2 que equivalen a 265.80 t/m2 hasta 35.04 kg/cm2. Que equivalen a 35.40 t/m2. Siendo capaz de soportar esta zapata desde las 9 567.21 ton hasta las 12 615.58 ton. Para un F.S.=3.00.

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51CALCULO DE LA CAPACIDAD ADMISIBLE DE CARGA PARA LA PROFUNDIDAD DE 4.50MTS. PARA ZAPATA CUADRADA DE 6X6 MTS.

Se observa que a esta profundidad de desplante la zapata podría soportar como carga admisible desde 28.06 kg/cm2 que equivalen a 280.60 t/m2 hasta 37.56 kg/cm2. Que equivalen a 375.60 t/m2. Siendo capaz de soportar esta zapata desde las 10 102.28 ton hasta las 13 522.74 ton. Para un F.S.=3.00

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La otra opción planteada es una zapata corrida de tipo rectangular con dimensiones para el área de sustentación de 20 metros de largo con un ancho de 6.00 mts. la cual se pretende manejar con un espesor de 1.50 mts.

Para el caso se evaluaran las diferentes capacidades de carga para las diferentes profundidades de desplante recomendadas.

Datos para el calculo de la opción con zapata corrida.

Aplicando el software para el caso se tienen los siguientes resultados:

LEGENDA:

B = Ancho de la cimentaciónL = Longitud de la cimentación

D =Profundidad de la cimentación

ecc.B = Excentricidad en Becc.L = Excentricidad en L

Angulo de fricción A. inclinacion del terreno de fundación. A. inclinación de la carga Inclinación de la cimentaciónc = Cohesiónca = Adhesión a la base de la fundación Peso especifico del sueloqv = Comp. Vertical de la cargaqh = Comp. Horizontal de la cargaKp = Coeficiente de empuje pasivo

Af =Area efectiva de la cimentación

FS = Factor de seguridad

q = Capacidad portante

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CALCULO DE LA CAPACIDAD ADMISIBLE DE CARGA PARA LA PROFUNDIDAD DE 3.50 MTS. PARA ZAPATA CORRIDA DE 6 MTS. DE ANCHO POR 20 MTS. DELARGO.

Se observa que para esta zapata tipo corrida las capacidades de carga admisibles van desde los 19.81 kg/cm2. Que equivalen a 198.10 t/m2.Hasta los 27.15 kg/cm2. Que equivalen a las 271.50 t/m2. Pudiendo soportar una carga de acuerdo a sus dimensiones desde las 23 777.04 ton, hasta las 32 576.55 ton. Para un F.S.=3.00

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CALCULO DE LA CAPACIDAD ADMISIBLE DE CARGA PARA LA PROFUNDIDAD DE 4.00 MTS. PARA ZAPATA CORRIDA DE 6 MTS. DE ANCHO POR 20 MTS. DELARGO.

Se observa que para esta zapata tipo corrida las capacidades de carga admisibles van desde los 23.13 kg/cm2. Que equivalen a 231.20 t/m2.Hasta los 28.63 kg/cm2. Que equivalen a las 286.30 t/m2. Pudiendo soportar una carga de acuerdo a sus dimensiones desde las 27 760.19 ton, hasta las 34 360.15 ton. Para un F.S.=3.00

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CALCULO DE LA CAPACIDAD ADMISIBLE DE CARGA PARA LA PROFUNDIDAD DE 4.50 MTS. PARA ZAPATA CORRIDA DE 6 MTS. DE ANCHO POR 20 MTS. DELARGO.

Se observa que para esta zapata tipo corrida las capacidades de carga admisibles van desde los 26.67 kg/cm2. Que equivalen a 266.70 t/m2.Hasta los 30.12 kg/cm2. Que equivalen a las 301.20 t/m2. Pudiendo soportar una carga de acuerdo a sus dimensiones desde las 32 009.80 ton, hasta las 36 143.74 ton. Para un F.S.=3.00

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XXX.-CALCULO DE LA CAPACIDAD DE CARGA DE LA CIMENTACIÓN PROFUNDA. (PILOTES Y/O PILAS)

Para el caso de utilizar la zapata cuadrada de 6x6 mts se puede en un dado caso aumentar la capacidad de carga de la cimentación con el uso de pilotes de concreto del tipo hincado armados con varillas de acero y como mínimo de 4 metros de longitud. A continuación se calculan los pilotes considerando como base un diámetro mínimo de 60 cms.

DATOS:

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ESTIMACION DE CARGA LÍMITE DE UN PILOTE AISLADO

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RESULTADOS:

De acuerdo a estos resultados cada pila o pilote con las dimensiones propuestas, podría soportar una carga de entre 35.24 ton hasta 35.53 toneladas, con un valor promedio de 35.386 toneladas, si consideramos que el numero de pilotes propuesto como mejoramiento para la capa es de 20 unidades para la zapata rectangular corrida de 6.00 metros de ancho por 20.00 metros de largo la capacidad portante o de carga que se adiciona con el uso de pilotes para el suelo estudiado seria de 35.386x20=707.72 toneladas con lo cual la zapata corrida propuesta de 6.00x20.00 metros podría soportar hasta las 32 576.55 +707.72=33 283.72 toneladas para la profundidad de los 3.50 mts. de desplante.

Si ha de requerirse mayor capacidad de carga, podrá aumentarse el numero de pilotes y este pudiera, incluso, duplicarse para tener una capacidad adicional de carga de hasta las 1 415.44 toneladas.

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XXXI.-ASENTAMIENTOS PARA CARGAS DISTRIBUIDAS.

La carga estimada sobre la zapata corrida es de 2500 toneladas sin considerar el peso propio de las subestructuras, lo que nos proporciona un esfuerzo de compresión sobre el terreno a una profundidad de 3.50 metros, en una área de 6 x 20 metros es de:

σ= P/A= 2500/6X20=20.83 t/m2.=2.08 kg/cm2.

Datos de entrada.

Con estos datos los asentamientos que calcula el software son los siguientes:

Datos de salida.

15.34 mm.= 1.534 cms.= 0.603”

28.12 mm.= 2.812 cms.= 1.10”

51.52 mm.= 5.152 cms.= 2.02”

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XXXII.-ASENTAMIENTOS POR TEORÍA DE LA ELASTICIDAD.

Este programa compilado en Excel 2000 ejecuta la estimación de los asentamientos elásticos en terrenos no cohesivos.

Y la aplicación del método propuesto por BURLAND Y BURBIDGE en 1984, basado sobre los resultados de la prueba penetrométrica dinámica del tipo “SPT”. Según este autor, la expresión para el cálculo del asentamiento, para fundaciones o basamentos superficiales indefinidos, en el caso más general es la siguiente:

S=KqB0.7

En la cual:

S; es el asentamiento

q; es la sobrecarga inducida en la base de la fundación o basamento.

B; es el ancho de la fundación o basamento.

K; es un factor que esta en función e la geometría del lecho o fondo, del tiempo y de la reologia del terreno.

Para ejecutar la estimación de los asentamientos basta insertar en la tabla de registro de datos, de la hoja de cálculo de asentamientos, los siguientes parámetros;

Largo de la fundación o basamento.

Ancho de la fundación o basamento.

Profundidad del plano de desplante.

Peso del volumen del terreno por encima del plano de colocación de los basamentos.

Espesor del estrato compresible.( si el valor no es conocido, puede ser supuesto igual al valor del ancho de la fundación o basamento.

Numero promedio de golpes de la prueba “SPT” por debajo del plano del lecho de fundación.

Carga inducida por la estructura en el plano de la base de la fundación o basamento.

Si hay que considerar cargas estáticas o pulsantes (útil solo para estimar la evolución temporal del asentamiento introduzca los datos en la tabla output de la

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hoja de calculo del asentamiento, para que sean devueltos los asentamientos inmediatos según 3 valores de confianza: 50%,67% y98%.

La evolución temporal del asentamiento, estimado para un periodo de 100 años, es representada de manera grafica, en las graficas; grafica 50%, grafica 67% y grafica 98% relativas a los tres valores de confianza.

A continuación se presentan las graficas del asentamiento previsto con los tres valores de confianza:

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Valores que se consideran dentro del rango admisible de asentamiento de 2” que aplica para muros de mampostería considerando a al estructura del “PSV” con esta equivalencia pues son menores, pero aquí hay que tener en cuenta que el pilotaje sugerido en este caso garantiza el impedimento para cualquier tipo de asentamiento.

XXXIII.-ANÁLISIS DE LA ESTABILIDAD DE LAS EXCAVACIONES.

Verificación de estabilidad de taludes

Método de Bishop simplificado.

la verificación de la estabilidad de un talud es obtenida a mediante el calculo del coeficiente de seguridad (Fs) entendido como la relación entre las fuerzas estabilizantes y las inestabilizantes.

Los cálculos se efectuaran en correspondencia de la determinación de las cargas y niveles de aguas freáticas, en las cuales se podrá corresponsabilidad, imaginarla aparición de superficies de deslizamiento.

El calculo de estas fuerzas como se ha dicho antes define el coeficiente de seguridad que en condiciones de estabilidad debe resultar mayor que la unidad (estado de equilibrio al limite).

Es justo por lo tanto comprobar especialmente en el caso de localización en la zona de nuevos asentamientos que este parámetro resulta superior al límite citado anteriormente con un margen de seguridad lo suficientemente elevado. (Por norma Fs=1.3).

En adición a lo anteriormente expuesto se considera a la verificación de la ladera en examen con la metodología simplificada de “Bishop”.

Para efectuar la construcción de las zapatas se supondrá el caso más crítico de excavación en un terreno gravo limo arenoso, que se considerara como una arena semicompacta para hacer la situación más crítica y tener mayor seguridad en los taludes de excavación del suelo. Aquí el desplante se esta indicando se efectué en la situación mas critica o mas profunda a los 4.50 metros, precisamente para garantizar la seguridad de la obra y los trabajadores durante la construcción delos basamentos, por lo tanto y teniendo en cuenta la naturaleza de los estratos excavados se hará el análisis de la estabilidad de los taludes, de tal forma que no se tengan deslizamientos del material durante el proceso constructivo.

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CALCULO DE ESTABILIDAD EL ATLUD DE LAS EXCAVACIONES PARA UN TALUD DE 450 CON LOS DATOS OBTENIDOS POR EL ESTUDIO:

Datos:

γ = PESO ESPECIFICO DE LA GRAVA LIMO-ARENOSA--------------------------------------------------1450 kg/m3.=14.21 kn/m3. = ANGULO DE FRICCION INTERNA 39o se adoptara conservadoramente 380; ---------------------c = 1.0 T/m2.=9.8 kn/m2. ;Df=PROFUNDIDAD DE DESPLANTE DE 3.50, 4.00 y 4.50 mts.; ---------------------------------------------------------------Dr= 60%

Para altura de la excavación de 3.50 metros:

Se observa que el material gravo limo arenoso seria estable con un talud 1:1, para la profundidad de excavación de 3.50 metros, por lo que se recomienda utilizar en las excavaciones un talud mínimo de 450 para evitar deslizamientos.

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Para altura de la excavación de 4.50 metros:

Se observa que el material gravo limo arenoso seria estable con un talud 1:1, también para la profundidad de excavación de 4.50 metros, por lo que se recomienda en cualquier caso utilizar en las excavaciones un talud mínimo de 450 para evitar deslizamientos.

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XXXIV.-INFORMACIÓN GENERAL SOBRE CIMENTACIONES PROFUNDAS A SELECCIONAR.

Información general y detalles sobre la construcción de pilas y pilotes.

Como el subsuelo resultaron ser arenas en una capa potente, subyaciendo a la capa superficial de arcillas, es más recomendable construir pilas del tipo excavadas y rellenadas “in situ”, con lodos bentoniticos y/o ademes no recuperables hasta la profundidad de los 10 metros, sobre todo por la inestabilidad de las paredes de arena.

Construcción de Pilas Excavadas: Método con Lodo Natural o Bentonitico.

Este método se conoce como excavación mojada y resulta especialmente indicada en suelos muy blandos, donde es imposible mantener estables las paredes del pozo sin entibación.

Cuando los estratos superiores son resistentes, el proceso puede comenzarse con el método en seco y al alcanzar estratos desmoronables en el subsuelo, se introduce la camisa y se continúa la perforación, como se ha descrito previamente. Al alcanzar la profundidad necesaria, se llena el - tubo con lodo y se retira la camisa.

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Una de las ventajas de este método permite no tener que vaciar el concreto inmediata - mente después de excavado el pozo, ya que el lodo estabiliza las paredes del mismo. El lodo a usar -es de dos tipos:

-Lodo natural

-Lodo bentonitico o bentónico

El lodo natural es el que se prepara con el suelo del lugar, mezclándolo con agua y con minerales pesados, de modo que el lodo adquiera la misma densidad del suelo y ejerza una presión Interna igual a la del suelo que ha sido excavado. Este lodo debe tener una consistencia tal que mantenga en suspensión las partículas de los suelos granulares. El vaciado del concreto se realiza haciéndolo descender hasta el fondo de la excavación mediante tolvas o tubos y a medida que se llena el pozo con el concreto fresco, se desplaza el lodo, que es recogido en la superficie en fosas especialmente colocadas a tal fin. Por eso a este método se lo conoce como de lodo desplazado.

Más usual es el empleo del lodo bentónico. La bentonita es una arcilla tixotrópica - del tipo de la montmorillonita que se expende en forma de polvo y presenta la capacidad de poder absorber grandes cantidades de agua. Posee sodio como base de cationes y al ser - mezclada con agua forma una suspensión o gel coloidal que por agitación pasa al estado plástico.

El límite líquido de la bentonita se dice es del orden del 500%, y las partículas coloidales de la bentonita que se mantienen en suspensión fluida, penetran en las paredes del suelo, por permeabilidad, y se depositan entre los granos de la masa del terreno con el cual están en contacto. Al penetrar el lodo entre los granos va depositando elementos coloidales y por efecto de la tixotropía, se convierte en gel plástico, que modifica las características de un cierto espesor de las paredes del pozo, otorgándoles cohesión y disminuyendo su permeabilidad. Este proceso forma una costra o torta en las paredes de la excavación, que puede alcanzar varios centímetros de espesor

La acción estabilizante del lodo bentónico es muy duradera, de modo que se pueden excavar todas las pilas de la obra, llenarlas de este lodo, y luego proceder al vaciado del concreto en forma simultánea o sucesiva.

La técnica de la construcción de pilas o muros colados con bentonita es relativamente reciente, pues su origen data de 1950, cuando se la comenzó a usar con éxito en exploraciones petroleras. El efecto del lodo asegura la estabilidad de las paredes del pozo excavado, aun en arenas sin cohesión y bajo el nivel freático.

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Las pilas de gran sección también pueden excavarse con barrenos rotativos como muestra la figura 12.27, pudiendo alcanzar los 3 m de diámetro. El suelo barrenado se va extrayendo y en- su lugar se llena el pozo con lodo bentónico, hasta terminar la excavación. Debe escogerse un barreno que permita el libre flujo del lodo, pues de lo contrario, se puede producir un vacío debajo que provoque el derrumbe de las paredes en la altura donde no hay lodo en suspensión.

Cuando se debe colocar armadura resistente, se la hace descender dentro del lodo hasta ubicarla en su posición correcta, y luego se procede a vaciar el concreto utilizando la tolva según se indicó previamente. Como el concreto tiene mayor densidad que el lodo, lo desplaza, y este sube y es recogido en la superficie para su posterior tratamiento y decantación.

El tratamiento a que se somete la bentonita resulta un proceso de reciclado, pues el — lado debe ser periódicamente controlado para verificar su densidad, su viscosidad, su contenido de arena e impurezas, etc. La balanza de lodos indica cuando el contenido de arena es muy grande. En este caso, se debe proceder al desarenado del lodo, para su posterior utilización en la construcción de otras pilas. Debido al gran volumen de lodo empleado, el proceso de decantación es lento y costoso, y consiste básicamente en el siguiente proceso:

1) Controlar la densidad utilizando la balanza de lodos

2) Verificar que la viscosidad no sea muy elevada

3) Tamizar las muestras para constatar el contenido de arena y limos

En algunas ocasiones se procede también a efectuar ensayos de filtrado y control de —muestra seca mediante un filtro de prensa. Es conveniente por medio de eyectores producir la circulación forzada de la bentonita, para activar su remoción y obtener una óptima dispersión.

Los ensayos indican en todos los casos el nivel de entumecimiento necesario del lodo -bentónico, pues si resulta demasiado espeso, la rigidez obstaculiza la decantación y el proceso se vuelve difícil y se encarece. De todos modos, la experiencia evidencia que la evacuación de los - lodos no utilizables es siempre más costosa que el reciclado y decantación de los mismos.

Se tratara luego nuevamente el uso del lodo bentónico para la construcción de muros colados, con características muy similares a la técnica empleada en las pilas mencionadas. En los muros o pantallas, sin embargo, debido a su limitado espesor, se debe proceder a la construcción de los muros gula antes de excavar, para asegurar la verticalidad y estabilidad de la excavación,  pues la circulación del lodo puede producir una erosión importante.

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Debe tenerse en cuenta, sin embargo, en todos los casos mencionados, que la costra o torta que se forma en las paredes de la excavación antes de vaciar el concreto, elimina en la mayoría de los casos, o al menosdisminuye notablemente la fricción que se produce entre el fuste de la pila y el suelo que lo rodea.

XXXV.-CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES DEL ESTUDIO GEOTÉCNICO.

-SE CONCLUYE QUE LA PROFUNDIDAD DE DESPLANTE PARA LA ZAPATA YA SEA CUADRADA O RECTANGULAR PUEDE VARIAR EN EL RANGO DE LOS 3.5 METROS HASTA LOS 4.50 METROS, PARA QUE EL BASAMENTO QUEDE EMPLAZADO EN LA CAPA GRAVO LIMO ARENOSA SEMICOMPACTA O COMPACTA QUE SE ESTUDIO.

-SE CONCLUYE QUE EN EL RANGO DE ESTAS PROFUNDIDADES LA ZAPATA CUADRADA DE 6X6 MTS. ESTUDIADA, PODRA REQUERIRA DEL USO DE UNA CIMENTACION PROFUNDA A BASE PILOTES, PARA SOPORTAR SATISFACTORIAMENTE LA CARGA DE DISEÑO ESTABLECIDA, SIN QUE SE PUEDA PENSAR EN ASENTAMIENTOS DE NINGUNA INDOLE. LA PROFUNDIDAD RECOMENDABLE ESTARIA ENTRE LOS 4 Y 6 METROS PARA LA CIMENTACION PROFUNDA.

-SE CONCLUYE QUE LA ZAPATA ANALIZADA DE 6X20MTS.PARA LOS DIFERENTES DESPLANTES ANALIZADOS PRESENTA UNA CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE QUE ESTA MUY POR ENCIMA DE LA REQUERIDA PARA LA CARGA ESTABLECIDA POR EL PESO TOTAL DEL CONJUNTO SUPERESTRUCTURA-SUBESTRUCTURA, Y OBVIAMENTE A MEDIDA DE QUE EL DESPLANTE SEA MAS PROFUNDO EN EL RANGO RECOMENDADO, LA CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE AUMENTA.

-SE CONCLUYE PARA LOS ASENTAMIENTOS ESPERADOS ANALIZADOS DE ACUERDO A LA TEORIA DE THERZAGUI Y DE LA ELASTICIDAD, PARA LA ZAPATA RECTANGULAR DE ESTUDIO SE PRESENTAN ESTOS ASENTAMIENTOS DENTRO DEL RANGO DE LOS TOLERABLES PARA EL TIPO DE ESTRUCTURA EQUIVALENTE A LA DEL “PSV”, SI CONSIDERAMOS EL AREA DE SUSTENTACION SIN EL COMPLEMENTO DEL BASAMENTO (PILOTES), YA QUE EL AREA DE CONTACTO ESTA RECIBIENDO UN ESFUERZO DE COMPRESION DE SOLO 2.06 KG/CM2, CON LO CUAL EL ASENTAMIENTO ELASYICO ESPERADO CON LA MAYOR PROBABILIDAD (98%) PARA EL PERIODO DE 100 AÑOS SERIA DE S0L0 2”, POR LO QUE SI SE DECIDEN ESTAS DIMENSIONES DE BASAMENTO SUPERFICIAL, NO SERIA IMPRECINDIBLE EL USO DE PILOTES, PARA EVITAR ASENTAMIENTOS, PERO DE CUALQUIER MANERA SON RECOMENDABLES ESTOS, ASI COMO LA ESTABILIZACION DE LA CAPA DE SUELOS DE RELLENOS DETECTADA, YA QUE SU MATRIZ LIMO ARENOSA , COMO ES SABIDO HACE DIFICIL SU COMPACTACION IDONEA,

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PO LO QUE CABRIA MEJORAR EL SUELO CON ALGUN CEMENTANTE PARA GARANTIZAR CON TODOS ESTOS MEDIOS LA AUSENCIA TOTAL DE CUALQUIER INDESEABLE ASENTAMIENTO, SOBRE TODO POR LA IMPORTANCIA DE LA OBRA EN CUANTO A SU ESTABILDAD SE REFIERE.

-SE CONCLUYE PARA LOS ASENTAMIENTOS ESPERADOS ANALIZADOS PARA EL BASAMENTO SUPERFICIAL DE TIPO RECTANGULAR SUGERIDO, QUE ESTE DEBIDO A LA GRAN AREA DE SUSTENTACION SE ENCUENTRA CERCANO A LA AUSENCIA DE ASENTAMIENTOS DE CUALQUIER TIPO, PUES LOS VALORES CALCULADOS COMO YA SE ACOTO, EXCEDIERON MINIMAMENTE A LOS ESTBLECIDOS COMO RANGO ADMISIBLE DE 2”, PERO SI ES NECESARIO EVITAR CUALQUIER INCIDENCIA POR ASENTAMIENTOS, POR MINIMOS QUE ESTOS SEAN, SI SE PREFIERE EL USO DE ZAPATAS CUADRADAS POR GRUPO DE PUNTALES, SERA TAMBIÉN REQUISITO INDISPENSABLE COMO TAMBIEN YA SE INDICO, EL USO DE PILOTES PERO EN MENOR NUMERO Y A MENOR PROFUNDIAD QUE PARA EL CASO DE LA ZAPATA RECTANGULAR ESTUDIADA Y ANALIZADA.

-SE CONCLUYE QUE LA ZAPATA O PLATEA (PLACA) DE CIMENTACION RECTANGULAR ES LA QUE CONVENDRIA MAS UTILIZAR PARA EL CASO, MINIMIZANDO LOS EFECTOS DE ASENTAMIENTO CON EL USO DE PILOTES HASTA LOS 6 METROS DE PROFUNDIDAD, PUDIENDO SER DE CUALQUIER TIPO QUE EL ESTRUCTURISTA SELECIONE DE LA RESEÑA SUGERIDA EN ESTE ESTUDIO, AUNQUE SE RECOMIENDA QUE SE INCLINE O SE PREFIERA EL USO DE LOS DE TIPO HINCADO, PERO PODRA EN UN DADO CASO SELECCIONARSE SI ASI LO INDICA EL INGENIERO RESIDENTE, LOS EXCAVADOS Y COLADOS “IN SITU”, CON EL USO DE ADEMES.

-SE CONCLUYE QUE PARA EL RANGO DE PROFUNDIDADES ANALIZADO PARA EL DESPLANTE DE LAS ZAPATAS, Y POR ESTARSE ATRAVEZANDO UN MATERIAL NO COHERENTE EN ESTADO MUY SECO, COMO LO ES LA CAPA SUPERFICIAL DE MATERIAL TIPO “GM” DE APROXIMADAMENTE 8-10 METROS DE ESPESOR, NO ES NECESARIO EL USO DE ENTIBADOS O ADEMES PARA LAS EXCAVACIONES, PUES EL SUELO SUPERFICIAL PUEDE SER EXCAVADO CON UN TALUD DE 450, HASTA LA PROFUNDIDAD DE DESPLANTE DE LOS BASAMENTOS.

-SE RECOMIENDA EN TODOS LOS CASOS QUE LAS EXCAVACIONES SE ABRAN CON UN TALUD A 45O (1:1) COMO MINIMO, PARA EVITAR CONTINGENCIAS POR DESLIZAMIENTOS.

-SE CONCLUYE POR LOS CALCULOS EFECTUADOS CON LAS DIFERENTES TEORIAS Y DE ACUERDO A LOS PARAMETROS OBTENIDOS POR LAS “SPT”, QUE LAS CAPACIDADES DE CARGA ADMISIBLES CALCULADAS A LAS DIFERENTES PROFUNDIDADES PROBABLES DEL

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DESPLANTE PARA LA CIMETACION Y PARA LOS DIFERENTES TIPOS DE ZAPATAS, QUE EL SUELO SUPERFICIAL DE SUSUTENTACION A LAS DIFERENTES PROFUNDIDADES DE DESPLANTE ANALIZADAS CON LOS CALCULOS, PRESENTA MUY BUENA CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE AUN Y CUANDO SE ESTA APLICANDO UN FACTOR DE SEGURIDAD DE 3.

XXXVI.-RESUMEN DE LAS CAPACIDADES DE CARGA ADMISIBLE A ADOPTAR PARA LA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL.

RESUMEN DE LAS CAPACIDADES DE CARGA ADMISIBLES OBTENIDAS CON EL ANALISIS DE LAS PRUEBAS “SPT” A LAS DIFERNTES PROFUNDIDADES DE ESTUDIO PARA EL

DESPLANTE DE LOS BASAMENTOS, DADAS EN (T/M2).

PROFUNDIDAD DE DESPLANTE

TEORIA ZAPATA CUADRADA 6X6

ZAPATA RECTANGULAR 6X20

3.5 MEYERHOF 32.58 25.31VESIC 28.08 19.81HANSEN 28.63 19.82TERZAGHI 25.09 27.15

RANGO DE VARIACION de: 25.09 a32.58 de: 19.81 a 27.15VALOR PROMEDIO 28.58 23.02

PROFUNDIDAD DE DESPLANTE

TEORIA ZAPATA CUADRADA 6X6

ZAPATA RECTANGULAR 6X20

4.0 MEYERHOF 35.04 27.24VESIC 32.86 23.13HANSEN 33.41 23.13TERZAGHI 26.58 28.63

RANGO DE VARIACION de: 26.58 a 35.04 de:23.13 a 28.63VALOR PROMEDIO

PROFUNDIDAD DE DESPLANTE

TEORIA ZAPATA CUADRADA 6X6

ZAPATA RECTANGULAR 6X20

4.5 MEYERHOF 37.56 29.23VESIC 37.98 26.67HANSEN 38.53 26.68TERZAGHI 28.06 30.12

RANGO DE VARIACION de: 28.06 a 38.53 de: 26.67 a 30.12VALOR PROMEDIO 35.53 28.17

SE DEBERÁN TOMAR PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL DEL “PSV” PARA EL F.F.C.C. CON UN CRITERIO CONSERVADOR LAS CAPACIDADES DE CARGA ADMISIBLES PROMEDIO OBTENIDAS.

SE CONCLUYE QUE ENTRE MAYOR SEA EL AREA DE CONTACTO ENTRE EL SUELO Y LA SUBESTRUCTURA DE APOYO, MENOR SERA LA POSIBILDAD DE ASENTAMIENTOS POR LO QUE INCLUSO PODRA PENSARSE UTILZAR UNA LOSA DE CIMENTACION SUFICIENTEMENTE DIMENSIONADA PARA EVITAR EL PILOTAJE Y AUN LOS

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ASENTAMIENTOS, SI ASI SE CONSIDERA OPORTUNO, Y DEBERA DISEÑARSE CON LAS CAPACIDADES DE CARGA ADMISIBLE INDICADAS, PARA LOS DIFERENTES NIVELES DE DESPLANTE SUGERIDOS.

XXXVII.-RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS PARA LAS ZAPATAS.

En los sitios de apoyo, primeramente se excavaran las zanjas para recibir las Zapatas; sus dimensiones dependerán de la geometría indicada en el proyecto estructural. La profundidad de desplante recomendable es la de los 3.50 metros tanto para los basamentos como para los estribos y para los apoyos del PSV, pudiendo adoptar taludes temporales de 1:1, para efectuar las excavaciones anteriores a la construcción de las subestructuras.

A continuación, se colocara una plantilla de enrase a nivel de concreto pobre de 10 ó 15 cm. De espesor (100 kg/cm2) para dar una superficie uniforme de desplante.

Se procederá a armar los habilitados de acero dentro de los cajones de cimbra ya estructurados para el caso perfectamente “troquelados” y “apuntalados”, para posteriormente y una vez revisados estos trabajos por la supervisión, efectuar los colados de concreto en el sitio de las zapatas conforme a lo señalado en el proyecto estructural correspondiente.

Finalmente, se rellenaran las zapatas con material producto de la propia excavación (material del terreno natural), compactándolo adecuadamente al 90% de su peso Volumétrico Seco Máximo Proctor, y si se usa el mismo material de las excavaciones del sitio como relleno, este deberá mejorarse con cal al 5% de su peso volumétrico seco suelto, procurándose una compactación cuando menos del 95%,para finalmente una vez terminados los trabajos de colocación de las subestructuras estar en condiciones de continuar procediendo con la construcción de la superestructura.

Las siguientes son una serie de recomendaciones que tienen por objeto facilitar la construcción de la cimentación:

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- Previa excavación, se deberá instalar un mínimo de dos referencias por zapata, colocadas a 1.00 m. por debajo del fondo de la excavación. Estas referencias estarán niveladas respecto a un banco de nivel superficial colocado a 100.0 m. de distancia como mínimo, a fin de que no sea afectado por los trabajos de la obra.

- Las cotas o niveles de las referencias servirán para monitorear los movimientos verticales del suelo durante la excavación, la construcción y la operación del puente.

En consecuencia los periodos de tiempo para correr nivelaciones topográficas serán:

- Previo al inicio de los trabajos.

- Durante la excavación de la cimentación, 1 vez a la semana.

- Durante la construcción de la cimentación, 1 vez a la semana.

- Durante la operación del puente:

o 1 vez al mes durante los primeros 6 meses.

o 1 vez cada 2 meses los siguientes 6 meses.

o 1 vez cada 6 meses durante los siguientes 3 años.

Estos tiempos se podrán modificar dependiendo de los resultados obtenidos durante este proceso.

La excavación podrá efectuarse por medio de maquinaria, en este caso los últimos 0.20 m. de excavación se realizaran manualmente para afinar, a pico y pala, a fin de alterar lo menos posible la estructura natural del subsuelo. La distancia entre la orilla de la excavación y la maquinaria deberá ser mayor de 1.50 m.

Los elementos constituyentes del concreto para el sistema de cimentación no deberán deteriorarse ni modificar sus propiedades con el tiempo, bajo las condiciones a las que estarán sujetos, es decir, deberán ser compatibles entre ellos y resistentes al medio que los rodeara, además de tomarse en cuenta los siguientes comentarios:

- Los agregados gruesos del concreto contengan de forma integral y homogénea algún aditivo impermeabilizante.

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- Deberá garantizarse que el concreto no presente conductos generados por aire o cualquier otro factor, por lo que al colocarse deberá ser vibrado perfectamente e incluso contener un aditivo fluidificante.

- Deberá preverse el volumen de concreto necesario para cada elemento, ya que por ningún momento se suspenderá el colado una vez que se inicie.

- El fraguado del concreto se controlara asegurando la no-generación de grietas, fisuras, etc., pudiendo alcanzar este fin mediante un adecuado curado a base de películas o aditivos.

- El área de contacto entre concretos de diferentes edades (junta fría) deberá presentar un acabado rugoso, humedeciéndolo por un plazo de 24 horas previas al colado y aplicándole un aditivo para unir concreto de diferentes edades; además, será conveniente colocar cintas impermeabilizantes a cada lado (wáter stop o similar).

- Deberá cuidarse que en ningún momento las excavaciones queden abiertas sin avance en la obra por más de una semana con objeto de minimizar los posibles problemas por intemperismo y reacción elástica del suelo.

- Cualquier discrepancia que se presente en este estudio y el comportamiento del subsuelo durante las excavaciones, se nos deberá informar a la brevedad a fin de establecer la importancia de las diferencias y proporcionar soluciones cuando así se requieran.

- Es importante iniciar un control topográfico en la estructura de proyecto al iniciar la construcción y después, en su vida útil. Así también es importante la presencia de una supervisión geotécnica especializada y laboratorio de control de calidad de los materiales de construcción, con el fin de realizar la construcción del puente en forma ordenada.

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XXXVIII.-RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS PARA PILAS

En caso de usar pilas de cimentación como solución alternativa al uso de pilotes hincados se observaran las siguientes recomendaciones constructivas:

Cimentación de Pilas.

1. Registro de construcción. Para cada pila se llevara un registro con todos los detalles relevantes durante la construcción, incluyendo al menos información relativa a los incisos siguientes.

2. Control topográfico. Es indispensable contar con un equipo topográfico para referenciar los ejes y niveles de colocación de las pilas antes y después del colado, es decir, los proyectos y los reales.

3. Distribución de pilas. La distribución de las pilas se ajustara al proyecto correspondiente, verificando que la profundidad de desplante, el número y el espaciamiento de estos elementos correspondan a lo señalado en los planos estructurales.

4. Equipo de perforación. Deberá utilizarse un equipo de perforación con la herramienta adecuada para garantizar la verticalidad del barreno minimizar la alteración del suelo adyacente a la excavación, obtener una perforación limpia y conservar las dimensiones de proyecto en toda la profundidad, evitando la sobre excavación lateral y vertical del terreno.

5. Características de la perforación. Será uniforme en toda su longitud, debiendo empotrarse en el estrato compacto; las paredes de la perforación se estabilizaran con ademe metálico o bentonita, según sea el caso. El tipo de perforadoras serán las de percusión, a través de algún sistema que puede ser mecánico, neumático o hidráulico, transmitiendo una serie rítmica de impactos al material por perforar por medio de un elemento de corte o ataque.

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6. Ademe metálico. El espesor de la pared del tubo estará en función de los esfuerzos a que estará sometido durante su hincado y extracción. El hincado del tubo de ademe se efectuara mediante el empleo de un martillo golpeador o un vibrohincador bien sea en una sola operación o en varias, haciendo varios ciclos de perforaciones, hasta lograr la longitud total de la pila; la extracción del material interior del tubo se realizara con herramienta apropiada para el tipo y condiciones del suelo. Los ademes metálicos empleados serán recuperables cuando se hayan extraído al finalizar el colado de la pila, o bien se perderán cuando se integren a ellas. La longitud del ademe metálico será según la profundidad de desplante de cada pila, de acuerdo al espesor de los materiales granulares que se indican en el perfil geotécnico y que fueron encontrados a lo largo de los sondeos profundos.

7. Apoyo de las pilas. El material suelto que se acumule en el fondo de la perforación se retirara en su totalidad empleando herramientas de limpieza adecuadas (cuchara o air lift) para garantizar el apoyo adecuado de las pilas.

8. Acero de refuerzo. Una vez terminada la perforación, se procederá de inmediato a la colocación de acero de refuerzo previamente habilitado con separadores para garantizar un recubrimiento libre mínimo de 5 cm, entre paños de estribos y perforación.

9. Colocado del concreto. Inmediato después de instalar el armado se iniciara la colocación del concreto con el procedimiento de tubo de tremie, manteniendo el extremo inferior del tubo embebido en el concreto fresco un mínimo de 1.5 m. el revenimiento del concreto será de ± 2 cm.

10.Pruebas de integridad física. Con el propósito de verificar la calidad de la construcción durante el colado, de las primeras pilas se realizaran pruebas para comprobar las dimensiones y homogeneidad (sin agregación) en toda la longitud de los elementos de cimentación; estas pruebas son indirectas y se basan en las características de propagación y reflexión de una onda en un medio heterogéneo.

11.Liga estructural. Se excavara el área de cimentación hasta la profundidad de desplante del estribo o caballete: en el fondo se colocara una plantilla de concreto con f’c de 100 kg/cm2 y 5 cm de espesor posteriormente se demolerá el concreto contaminado de la parte superior de las pilas y se continuara con la construcción de los estribos, ligando los armados de las pilas a la subestructura.

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XXXIXI.-CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES GENERALES PARA EL SITIO.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES PARA LAS ZAPATAS DE APOYO

Con base a las condiciones topográficas del sitio en estudio, así como el análisis efectuado, se proporcionan las siguientes conclusiones y recomendaciones de cimentación para la obra en proyecto.

La cimentación será de tipo superficial, consistente en zapatas de concreto armado, coladas en el lugar, pudiendo ser estas cuadradas en dimensiones de 6.00x6.00 metros ó de tipo platea rectangular en dimensiones de 6.00x20.00 metros , ambas con un espesor tentativo de 1.50 metros como mínimo, debiéndose desplantar estas subestructuras sobre una plantilla de concreto pobre, que a su vez es recomendable se desplante sobre una plataforma de suelo del sitio mejorada cuando menos con cal al 5% de su peso en seco, compactada al 95% como mínimo de la proctor std. Y con un espesor mínimo de 2.00 metros.

- Para fines de diseño de las zapatas, la capacidad de carga admisible a considerar

serán las obtenidas de la tabla de resumen de este estudio para las diferentes

profundidades y de acuerdo al tipo de zapata que se seleccione o elija.

- la profundidad mínima de desplante de la zapata será de 3.50 m respecto a la

superficie del terreno en el sitio.

-

Se prevé la construcción de terraplenes de acceso, los cuales deberán tener una altura máxima del orden de 8.10 m, para los cuales no se consideren problemas especiales de cimentación, debiendo solo despalmar la capa superficial contaminada con materia orgánica, de 20 a 40 cm de espesor. La capacidad de carga admisible en los terraplenes será del orden de 50 ton/m2 para una profundidad de desplante de 1.0 m.

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Los asentamientos inmediatos en terraplenes sean de 11.0 cm. Considerando la altura máxima indicada anteriormente, los cuales ocurrirán durante la etapa constructiva.

Debido al relleno formado por suelo gravo-areno limoso o granulares inorganicos, que se colocara en la parte posterior de los estribos, se tendrá que considerar un empuje lateral, determinado mediante la expresión:

H= ; Donde;

H= Empuje horizontal, expresado en ton/m2

= Altura del relleno, en m.

= Peso volumétrico natural, en ton/m3

= Coeficiente de empuje en reposo = 0.6.

El empuje horizontal, se considera actuando a un tercio de la altura .

XL.-RECOMENDACIONES PARA LAS ZAPATAS.

Una vez alcanzadas las profundidades de desplante, se deberá verificar que los materiales encontrados en el fondo de las excavaciones sean los previstos; en caso contrario se recomienda solicitar una visita de un ingeniero especialista, con objeto de determinar lo que procede en dicho caso.

Las excavaciones temporales para alojar las zapatas podrán efectuarse en seco con taludes de 1:1, sin problemas de filtración de agua hacia el interior de las mismas.

Una vez efectuadas las excavaciones para alojar las zapatas, se colocara en el fondo una plantilla de concreto simple con f’c=100 kg/cm2, de 10 ó 15 cm de espesor como mínimo. Después se construirán las zapatas y se rellenaran las excavaciones con material producto de excavación compactado al 95% de su peso volumétrico máximo.

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La supervisión de la cimentación deberá:

Reconocer procedimientos de construcción deficientes.

Interpretar correctamente los registros de colados de las zapatas.

Evaluar adecuadamente las condiciones reales del subsuelo.

Así mismo, la inspección y verificación de la construcción de las zapatas incluirá entre otros aspectos:

La corroboración de su localización.

La inspección directa de su construcción.

La protección de las zapatas una vez construidas.

La verificación de las dimensiones de cada zapata.

La confirmación de la profundidad de desplante adecuada y de la capacidad de

carga del estrato de apoyo.

La verificación de la calidad de los materiales usados para el concreto.

La verificación de que los procedimientos de colocación del concreto sean

adecuados.

Deberá marcarse con una estaca la localización exacta de cada una de las zapatas y verificar su posición inmediatamente antes de la construcción de la misma. Después de determinada la construcción de cada zapata, se deberá comprar con la tolerancia permisible prevista.

XLI.-RECOMENDACIONES PARA LA EXCAVACIÓN

Entre los conceptos que conviene verificar o anotar durante la excavación se tiene:

Información general: fecha, condiciones atmosféricas, identificación individual, hora de inicio y terminación de la excavación, equipo utilizado, personal a cargo, etc.

Localización de la zapata: se deberá determinar con aparatos la desviación del centro de la excavación terminada con respecto al centro de proyecto.

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Seleccionar adecuadamente el proceso constructivo para la excavación y colado de las zapatas, a fin de garantizar el movimiento del equipo y la seguridad tanto de este como de las construcciones vecinas.

Registro de los estratos de suelo atravesado durante la excavación.

Profundidad de empotramiento en el estrato resistente.

Calidad del estrato de apoyo (esto debe hacerse con inspección visual cuando sea posible). El inspector deberá decidir cuando se ha alcanzado el material de apoyo y cual es la profundidad correcta de cada una de las zapatas.

Limpieza del fondo y de las paredes de la excavación.

XLII.-COLADOS DE CONCRETO.

Después de haber inspeccionado y aprobado la excavación, se procederá a colocar el acero de refuerzo y el concreto. Entre los conceptos que se deben verificar o anotar se tiene:

Información general: fecha, condiciones atmosféricas, identificación de cada zapata, hora de inicio y terminación del colado.

Calidad del concreto (proporcionamiento, revenimiento, tiempo después de mezclado); se deberá tomar cilindros de cada olla, de cada banda sospechosa y cuando menos tres de cada zapata.

Que el método de colocación y posicionamiento del tubo o canalón de descarga de concreto sean los correctos; No usar tubería que tenga elementos que se atoren por dentro ni por fuera.

Observar la condición de las paredes y fondo de la excavación que estará en contacto con el concreto fresco.

Observar si el acero de refuerzo esta limpio y colocado en su posición correcta y si el diámetro y longitud de varillas es el adecuado. En varillas con diámetro mayor a ¾” los traslapes deberán ser a base de soldadura.

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No usar patos para el manejo de las jaulas y de acero de refuerzo. Observar que la posición de la jaula se ajuste a los planos y especificaciones.

Observar el método de colocación del concreto en cada zapata y asegurarse de que no exista segregación de materiales cuando se utilizan procedimientos tales como caída libre desde una tolva y botes con descarga de fondo.

Realizar pruebas en el concreto fresco tales como revenimiento, aire incluido y peso volumétrico húmedo cuando se necesite.

Asegurarse de que el concreto se coloca en forma continua sin interrupciones ni retrasos largos.

El inspector deberá estar pendiente de que el concreto no se contamine con el suelo aledaño.

Verificar in situ las zapatas terminadas extrayendo núcleos con maquina extractora.

Verificar la localización correcta de las zapatas una vez terminadas.

CAUSAS MÁS COMUNES DE ZAPATAS DEFECTUOSAS.

a) Desconchamiento del suelo dando lugar a contaminación del concreto.

b) Localización incorrecta, falta de verticalidad o refuerzo inadecuado.

c) Colocación inadecuada del concreto, dando lugar a segregación.

d) Exceso de agua en las juntas frías, dando lugar a un concreto débil.

e) Concreto de baja calidad entregado en obra.

f) Estrato de apoyo inadecuado.

g) El concreto es demasiado viejo al colocarse.

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XLIII.-CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES PARA LA CIMENTACIÓN PROFUNDA. (PILAS DE APOYO). EN CASO DE PREFERIRSE ESTE TIPO DE

SOLUCION.

Con base a las condiciones topográficas del sitio en estudio, así como a la experiencia, se proporcionan las siguientes conclusiones y recomendaciones de cimentación para la obra en proyecto.

La cimentación será profunda para las zapatas de apoyo consistente en pilas de concreto armado, coladas en el lugar de 1.20 m. de diámetro como mínimo.

Para fines de diseño de las pilas, la capacidad de carga admisible a considerar será de 100ton/pila a 130 ton/m2.

La profundidad mínima de desplante de las pilas de concreto armado respecto a la superficie del terreno se estima de entre 6 y 10 metros.

Una vez alcanzadas dichas profundidades de desplante, se deberá verificar que los materiales encontrados en el fondo de las excavaciones sean los previstos; en caso contrario se recomienda solicitar una visita de un ingeniero especialista, con objeto de determinar lo que procede en dicho caso.

Los asentamiento totales máximos estimados en la cimentación a base de pilas serán inexistentes en tanto se coloquen estas en número adecuado, pero el número podrá adecuarse para establecer los asentamientos dentro del rango tolerable de las 2”.

Los terraplenes con material de calidad de cuerpo de terraplén alcanzaran una altura de 8.10 m. con pendientes de 1.5 a 1, compactados al 95% de su PVSM., Los asentamientos del terraplén podrán ser del orden de 11.0 cm. Los cuales ocurrirán principalmente en la etapa de su construcción.

Las pilas deberán separarse horizontalmente entre si a una distancia de 2.5 veces su diámetro, medido centro a centro de las mismas.

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XLIV.-RECOMENDACIONES PARA LA SUPERVISIÓN.

La supervisión de la cimentación deberá:

Reconocer procedimientos de construcción deficientes.

Interpretar correctamente los registros de colados de las pilas.

Evaluar adecuadamente las condiciones reales del subsuelo.

Así mismo, la inspección y verificación de las pilas incluirá entre otros aspectos:

La corroboración de su localización.

La inspección directa de la perforación.

La protección del agujero y de las construcciones vecinas.

La verificación de la verticalidad del barreno y de las dimensiones del fuste.

La confirmación de la profundidad de desplante adecuada y de la capacidad de carga del estrato de apoyo.

La verificación de la calidad de los materiales usados para el concreto.

La verificación de que los procedimientos de colocación del concreto sean adecuados.

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XLV.-RECOMENDACIONES PARA LA PERFORACIÓN DE PILAS.

Entre los conceptos que conviene verificar o anotar durante la excavación se tiene:

Información general: fecha, condiciones atmosféricas, identificación individual, hora de inicio y terminación de la excavación, equipo utilizado, personal a cargo, etc.

Localización de la pila: se debe determinar con aparatos la desviación del centro de la excavación terminada con respecto al centro de proyecto.

Conformidad de procedimientos de perforación a intervalos regulares. La verticalidad de la perforación se debe comparar con el valor de proyecto y con la desviación permisible especificada.

Bondad del método y equipo usados para atravesar estratos permeables.

Bondad del método y equipo usados para atravesar grandes obstrucciones.

Seleccionar adecuadamente proceso de perforación y colado, cuando se contemple ejecutar varias pilas relativamente cercanas, a fin de garantizar el movimiento del equipo y la seguridad tanto de este como de las construcciones vecinas.

Registro de los estratos de suelo atravesado durante la perforación.

Profundidad de empotramiento en la roca sana.

Calidad de estrato de apoyo (esto debe hacerse con inspección visual cuando sea posible). Se recomienda la obtención de núcleos y ensaye in situ del material hasta una profundidad de 1 a 2 diámetros bajo el nivel del desplante. El inspector debe decidir cuando se ha alcanzado el material de apoyo y cual es la profundidad correcta de la pila.

Limpieza del fondo, de las paredes de la perforación y del ademe permanente.

Gasto de filtración hacia la perforación.

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Calidad del lodo (hora, elevación y cantidad).

XLVI.-COLADO DE CONCRETOS EN PILAS.

Después de haber inspeccionado y aprobado la perforación, se procederá a colocar el acero de refuerzo y el concreto. Entre los conceptos que se deben verificar o anotar se tiene:

Información general: fecha, condiciones atmosféricas, identificación de pila, hora de inicio y terminación del colado.

Calidad del concreto (proporcionamiento, revenimiento, tiempo después de mezclado); se deberá tomar cilindros de cada olla, de cada bacha sospechosa y cuando menos tres de cada pila.

Que el método de colocación y posicionamiento del tubo o canalón de descarga de concreto sean los correctos; llevar un registro continuo del embebimiento del extremo del tubo tremie en el concreto, no usar tubería que tenga elementos que se atoren por dentro ni por fuera.

Observar la condición del fondo del agujero inmediatamente antes de colocar el concreto.

Observar la condición de las paredes del agujero o del ademe de acero que estará en contacto con el concreto fresco y anotar la posición del nivel del agua detrás del ademe, el concreto deberá colocarse inmediatamente después de esta inspección.

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Observar si el acero de refuerzo esta limpio y colocado en su posición correcta y el diámetro y longitud de varillas es el adecuado. En varillas con diámetro mayor que el No. 10 los traslapes deberán ser a base de soldadura.

No usar patos para el manejo de las jaulas y de acero de refuerzo. Observar que la posición de la jaula se ajuste a los planos y especificaciones.

Observar el método de colocación del concreto en la pila y asegurarse de que no hay segregación de materiales cuando se utilizan procedimientos tales como caída libre desde una tolva, tubería tremie y botes con descarga de fondo. No usar concreto bombeado a menos que sea colocado con tubos de tremie.

Realizar pruebas en el concreto fresco tales como revenimiento. Aire incluido y peso volumétrico húmedo cuando se necesite.

Asegurarse de que el concreto se coloca en forma continua sin interrupciones ni retrasos largos y de que dentro del ademe, verificar que el peso del concreto sea el suficiente para equilibrar la presión hidrostática existente.

Calcular el volumen de concreto y compararlo con el equivalente a la altura del barreno.

El inspector deberá estar pendiente de que el concreto no se contramine con el suelo debido a desprendimientos de las paredes o extrusión.

Vibrar el tramo superior de 1.5 a 3 m de concreto cuando el concreto tenga un revenimiento menor de 10 cm.

Determinar la elevación del descabece y la longitud exacta de cada elemento.

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Verificar in situ las pilas terminadas extrayendo núcleos con barril NQ, inspeccionando el barreno con métodos tales como cámara para sondeos, o midiendo directamente con calibrador o registro ultrasónico, si se especifica.

XLVII.-CRITERIOS PARA LA ACEPTACIÓN DE PILAS.

Localización.-En el posicionamiento de la cabeza de la pila, la desviación aceptada debe ser menor del 4% de diámetro de la pila o de 8 cm en cualquier dirección, cualquier que sea el valor mas bajo. El diseño de la cimentación deberá tomar en cuenta esta excentricidad.

Verticalidad.-la tolerancia permisible esta comprendida entre 1 y 2% de la longitud final de la pila, pero sin exceder el 12.5% del diámetro de la pila o 38 cm en el fondo, cualquiera que sea el valor mas bajo.

Limpieza.-se deberá remover todo el material suelto y de azolve del fuste antes de aplicar el concreto. En ningún caso el volumen de tales materiales excederá el equivalente al que fuera necesario para cubrir 5% del área en un espesor de 5 cm.

Concreto.-el tamaño máximo agregado deberá ser menor de 1/5 del diámetro de la pila o de ¾ partes de la abertura mínima del acero de refuerzo.

Ademes.-los ademes deberán manejarse y protegerse evitando que se ovalen mas de ± 2 % del diámetro normal.

Acero de refuerzo.-la separación mínima entre varillas no debe ser menor de 1.5 veces el diámetro de la varilla ni menor de 1.5 veces el tamaño máximo del agregado.

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XLVIII.-RECOMENDACIONES PARA LA FORMULACIÓN DE INFORMES SOBRE LOS TRABAJOS DE CIMENTACIÓN.

El inspector deberá entregar un informe diario firmado al director de la obra, al proyectista estructural y al ingeniero de cimentaciones. En formas preparadas ex profeso. Estos informes deberán contener los siguientes datos.

A) Localización precisa y dimensiones de los barrenos excavados para las pilas o en su caso las zapatas.

B) Elevaciones del brocal y del fondo.

C) Registro de mediciones de la verticalidad.

D) Método empleado para la perforación del pozo o excavación en la zapata.

E) Descripción de los materiales encontrados durante la perforación o excavación.

F) Descripción de las condiciones de agua freática encontradas.

G) Descripción de las obstrucciones encontradas y si fue necesario removerlas.

H) Descripción del ademe temporal o permanente colocado, incluyendo su finalidad, longitud y espesor de pared, así como empotramiento y el sello obtenido, si estaba proyectado en el caso de las pilas.

I) Descripción de cualquier movimiento del suelo o del agua y de las paredes, perdida de suelo, método de control y necesidades de bombeo.

J) Datos obtenidos de la medición directa del barreno en las pilas.

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K) Descripción de los métodos de limpieza y grado de limpieza alcanzado inicialmente.

L) Elevación a la cual se encontró el material de apoyo, descripción del material de apoyo, sondeos realizados, método de muestreo, velocidad de avance en roca, especímenes recuperados, pruebas realizadas y conclusiones alcanzadas con respecto a la calidad del material de apoyo.

M) Descripción del grado de limpieza justamente antes de colar el concreto.

N) Registro de la profundidad del espejo de agua dentro del barreno y gasto de infiltración antes de vaciar el concreto.

O) Registro de la inspección del acero de refuerzo en cuanto a posición y calidad.

P) Método de colocación del concreto y de extracción del ademe, si lo hay. Registro de la carga de altura del concreto durante la extracción del ademe. Registro de la elevación del concreto al comenzar el vibrado.

Q) Registro de las dificultades encontradas. Este debe contener la posible inclusión de suelo, posibles huecos, posible estrangulamiento y posible colapso del ademe.

R) Condición del concreto entregado en obra incluyendo el control del revenimiento, peso volumétrico, aire incluido, ensayes de cilindros en compresión y otras pruebas.

S) Registro de cualquier desviación de las especificaciones y decisiones tomadas al respecto.

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XLIX.-DEFECTOS A EVITAR EN LA CONSTRUCCIÓN DE LAS PILAS.

a) Formación de huecos en el fuste debido a la extracción inadecuada del ademe.

b) Desconchamiento del suelo dando lugar a contaminación del concreto.

c) Localización incorrecta, falta de verticalidad o refuerzo inadecuado.

d) Colocación inadecuada del concreto hidráulico, dando lugar a segregación.

e) Estrangulamiento del fuste.

f) Colapso del ademe.

g) Exceso de agua en las juntas frías, dando lugar a un concreto débil.

h) de baja calidad entregado en obra.

i) Tamaño inadecuado de la campana.

j) Estrato de apoyo inadecuado.

k) El concreto es demasiado viejo al colocarse.

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L.- ANEXO DE REPORTE FOTOGRÁFICO DE LOS SONDEOS EJECUTADOS PARA EL ESTUDIO GEOTÉCNICO

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ANEXO FOTOGRAFICO TRABAJOS SONDEO # 1 KM 8+223.01 L.IZQ

Ejecutando sondeo sobre el pavimento de concreto asfaltico existente en el tramo de estudio de la carretera DURANGO-PARRAL, en el que también se realizaron pruebas “STP” @ metro de perforación, obsérvese en el área el tipo de suelo fino rosáceo que

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acusa suelos de origen volcánico. El terreno investigado resulto ser grava limosa en estado seco. Para este procedimiento se paraba la perforación y se colocaba la sarta del penetrometro, para posteriormente aplicar los golpes con el martillo del penetrómetro.

ANEXO FOTOGRAFICO TRABAJOS SONDEO # 2 KM 8+240 L.DER

Efectuando el sondeo número 2, donde se localizó prácticamente en la superficie una mayor cantidad de roca, entre capas de material gravo-limoso, lo que presume escombro superficial y roca firme a la profundidad de entre 8 y 10 metros. Aquí también se efectuaron pruebas de penetración estándar @ metro pero con ciertos problemas en el hincado del

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penetrómetro pues prácticamente chocaba contra los clastos o boleos de roca, por lo que tenía que ser retirado hasta encontrar nuevamente material blando.

ANEXO FOTOGRAFICO DE MUESTREO DEL SONDEO # 2 KM 8+240 L.DER

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Obsérvese en las gráficas los materiales que se extrajeron con el sondeo encontrándose todavía presencia de material fino a los 9 metros de profundidad., para continuar con material rocoso (toba riolítica).

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