Informe MS

ESTUDIOS GEOTÉCNICOS Y CONTROL DE CALIDAD DE LOS MATERIALES

Santiago Blanco # 300-28 Defensores de la Republica, Morelia, Mich. C.P.58337 R.F.C. JERF710306BK8 Tels. : Cel. (443) 2 27 46 41 E-mail: [email protected] [email protected] [email protected]

INFORME DEL ESTUDIO GEOTÉCNICO, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES GENERALES. OBRA: LOCALIZACIÓN: SOLICITANTE:

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES (LAPEM-CFE). LABORATORIO DE PRUEBAS DE EQUIPO Y MATERIALES (LAPEMCFE), IRAPUATO, GTO. M. EN I. MIGUEL NEGRETE PADILLA.

DICIEMBRE 2010

INF. DEL EST. GEOTÉCNICO, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES GENERALES.

OBRA: PLANTA DE TRAT. DE AGUAS RESIDUALES (LAPEM-CFE). LOCALIZACIÓN: LAB. DE PRUEB. DE EQUIP. Y MAT. (LAPEM-CFE), IRAPUATO, GTO.

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OBRA: LOCALIZACIÓN: SOLICITANTE:



I.).INTRODUCCION. II.).- ASPECTOS GENERALES DEL ESTADO Y GEOLOGÍA LOCAL. III.).- TRABAJOS DE CAMPO. IV.).- ESTRATIGRAFIA. V.).- TRABAJOS DE LABORATORIO. VI.).- RESULTADOS DE LABORATORIO. VII.).- CAPACIDAD DE CARGA DEL TERRENO. VIII.).- ASENTAMIENTOS. IX.).- PROPIEDADES Y PARÁMETROS DINÁMICOS A CONSIDERAR. X.).- PERMEABILIDAD. XI.).- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. Anexos: Anexo 1. Croquis de localización. Anexo 2. Tabla de resultados. Anexo 3. Estratigrafías. Anexo 4. Trabajos de campo (Registro fotográfico).



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INFORME DEL ESTUDIO GEOTÉCNICO, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES GENERALES. OBRA: LOCALIZACIÓN: SOLICITANTE:

I.).-


INTRODUCCIÓN. Se proyecta la construcción de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales, ubicado en el Laboratorio de Pruebas de Equipo y Materiales (LAPEMCFE), Irapuato, Gto. Por lo cual fue necesario realizar un estudio integral, para definir previamente las condiciones geotécnicas del sitio, tales como: perfil de las unidades geológicas, valor de las propiedades índices (contenido natural del agua, granulometrías, límites, pesos volumétricos, etc.) y mecánicas (cohesión, ángulo de fricción interna, etc.) y definición de las cargas exteriores y deformaciones máximas inducidas y tolerables. Esto es con el fin principal de determinar la capacidad de carga del terreno, conclusiones y recomendaciones generales para el proceso constructivo del proyecto ya mencionado. El estudio se realizó mediante la exploración y el muestreo de un pozo a cielo abierto (PCA) a una profundidad de 3.20m y una prueba de absorción ó filtración de 29 cm de diámetro y 36 cm de altura, distribuido en el terreno en forma representativa para el mejor reconocimiento estratigráfico (Ver localización del PCA).

I.1.).-

OBJETIVO.

El objetivo principal del Estudio Geotécnico, es el de conocer las propiedades índice (contenido natural del agua, granulometrías, límites de consistencia, pesos volumétricos, etc.), mecánicas (cohesión, ángulo de fricción interna, etc.) e hidráulicas (coeficientes de permeabilidad) del subsuelo, con el fin de establecer las condiciones geotécnicas, necesarias para el cálculo de la capacidad de carga del terreno y permeabilidad del suelo. I.2.).-

ALCANCES.

El alcance de este trabajo es desde la inspección de las características del subsuelo, exploración, muestreo y ensayes básicos de laboratorio, para obtener las propiedades físicas (contenido natural del agua, granulometrías, límites de consistencia, pesos volumétricos, etc.), mecánicas (cohesión, ángulo de fricción interna, etc.) e hidráulicas (coeficientes de permeabilidad) e hidráulicas INF. DEL EST. GEOTÉCNICO, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES GENERALES.


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(coeficientes de permeabilidad), obtención del perfil estratigráfico, con la finalidad de lograr una tipificación general de los suelos y rocas, para determinar la capacidad de carga admisible, permeabilidad del suelo y finalmente, con la información obtenida, emitir algunas recomendaciones generales para el proceso constructivo. II.).-

ASPECTOS GENERALES DEL ESTADO Y GEOLOGÍA REGIONAL Y LOCAL. El estado de Guanajuato tiene una excepcional ubicación geográfica. Cuenta con una extensa red de carreteras, una amplia red ferroviaria y un aeropuerto internacional, lo que pone de manifiesto la importante infraestructura de esta entidad y la facilidad que ofrece para el desarrollo integral para la explotación de sus recursos naturales, así como para la elaboración y el abastecimiento de los productos manufacturados. Guanajuato, una entidad, cuya tradición minera está dignamente representada en su propia capital, es uno de los estados importantes de nuestro país como productor de oro, plata, fluorita, caolín, arena sílica, feldespato, caleras y pumicita, entre otros. Se estima que su capacidad en cuanto a energía eléctrica basta para cubrir las necesidades actuales y futuras de la planta productiva del Estado. Ubicado en la porción central de la República Mexicana, el estado de Guanajuato se localiza entre las coordenadas 19°55’08” y 21°52’09” de latitud norte y entre 99° 39’06“ y los 102°05’07” de longitud al oeste del meridiano de Greenwich, lo cual sitúa al estado entre el Ecuador y el Trópico de Cáncer. La entidad colinda al norte con el estado de San Luís Potosí, al oriente con el estado de Querétaro, al sur con el estado de Michoacán, y al poniente con el estado de Jalisco. Cubre una superficie de 30,460 km2 (3 046 934 ha), lo que le hace ocupar el vigésimo segundo lugar entre las entidades federativas en lo que a extensión territorial se refiere. Su superficie representa el 1.54% del territorio nacional.

II.1.).-

GEOLOGÍA REGIONAL.

Las rocas más antiguas reconocidas en el estado de Guanajuato son de edad mesozoica y se dividen en dos grandes secuencias una volcanosedimentaria, distribuida en la parte centro del norte de la entidad y otra como una secuencia sedimentaria de plataforma en el extremo nororiental del Estado. Las rocas mesozoicas están cubiertas en discordancia angular por rocas volcánicas y volcanoclásticas del Terciario, principalmente del Oligoceno y la cima de la columna está constituida por rocas sedimentarias continentales y derrames basálticos del Cuaternario. INF. DEL EST. GEOTÉCNICO, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES GENERALES.


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El intrusivo mayor es de constitución granítica, sus dimensiones son batolíticas, ocupa la parte central de la Sierra de León Guanajuato y su edad data del Paleoceno y la columna geológica, particularmente el paquete volcanosedimentario de edad mesozoica. II.2.).-

GEOLOGÍA LOCAL.

El distrito se localiza fisiográficamente en la parte sur de la Mesa Central. Las rocas del basamento están representadas por una secuencia volcanosedimentaria del Mesozoico que subyacen a rocas volcánicas terciarias del Oligoceno. Formación Esperanza. Contiene pizarras carbonosas en la base y lutitas calcáreas en la cima, donde se presentan interestratificadas con andesitas almohadiformes. Su edad se considera del Triásico Jurásico y su espesor de más de 700 m La cima de la unidad, cuando predominan las andesitas, se le ha denominado Formación La Luz, y pertenece al Jurásico Superior Cretácico Inferior, su espesor es de más de 500 m. Ambas unidades son buenas receptoras de mineralización. Formación Guanajuato. Descansando discordantemente sobre las rocas anteriores existe un aglomerado polimíctico, mal clasificado y constituido por fragmentos provenientes de una gran gama de rocas Se conoce como “conglomerado rojo de Guanajuato”, su espesor se calcula en más de 1500 m, y su edad del Oligoceno. Se considera como buena receptora de la mineralización. Formación Losero. Descansando concordantemente sobre la Formación Guanajuato, se encuentra la Formación Losero que está formada por capas de areniscas volcano clásticas de estratificación delgada a media, de color verde, rojo y morado, su espesor varía entre 10 y 25 m. Se utiliza como cantera. Formación La Bufa. Sobreyaciendo discordantemente sobre la Losero está la Formación La Bufa que consiste de una riolita color rosado y blanco, que ocasionalmente muestra una estructura columnar. El espesor es muy variable, con un promedio de 360 m. Se considera como una de las rocas más favorables a la mineralización. Formación calderones. En forma discordante, sobre la riolita La Bufa existen rocas volcanoclásticas Andesíticas de color verde, denominadas como Formación Calderones, la mayor parte de la roca está cloritizada y su estratificación es de media a gruesa Esta roca tiene la mayor superficie de afloramiento en el distrito y su espesor varía de 200 a 250 m. Se considera poco afín a la mineralización. Formación Cedros. Consiste en una andesita porfídica cuyo color va del gris oscuro al café oscuro, el espesor es muy variable y se estima en 250 m Se considera poco favorable a la mineralización. INF. DEL EST. GEOTÉCNICO, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES GENERALES.


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Formación Chichíndaro. Sobreyace discordantemente a la Formación Cedros, está constituida de una ignimbrita vítrea y cristalina mal clasificada. Su espesor es del orden de 100 m, y su edad es del Oligoceno Medio. En ocasiones se presenta en forma de domos riolíticos como el cerro de las Antenas (intrusivo Peregrina), el de Chichindaro (intrusivo Mata) y el Rosa de Castilla, presentando cierta relación con zonas mineraliza das ricas en oro. De acuerdo con la Geología Local, en la región de Irapuato, se conoce que las rocas más antiguas del lugar están constituidas por volcanosedimentaria del Mesozoico que subyacen a rocas volcánicas terciarias del Oligoceno. Las rocas volcanosedimentaria, generalmente cubiertas por rocas volcánicas y volcanoclásticas del cuaternario como son derrames, tobas y brechas de composición basálticas, forman la masa de las montañas; pero los valles, donde se encuentra la mayor parte de la ciudad, han sido llenados por materiales de origen fluvial, aluvial, lacustre, orgánicos, tales como arcillas, arcillas limosas y limos arcillosos, arenas y gravas, producto de la intemperización de la roca y transporte. II.3.).-

DESCRIPCIÓN DEL TERRENO EN ESTUDIO.

El sitio en estudio se localiza geográficamente a una altura promedio de 1718 m.s.n.m., en las coordenadas geográficas 20°37’32.94’’ de latitud norte y 101° 17’ 27.47’’ de longitud oeste. El terreno en estudio se localiza en la Ciudad de Irapuato, Guanajuato, que se ubica al Suroeste del Estado y colinda con los siguientes municipios: al poniente con Romita y Abasolo, al norte con Guanajuato y Silao, al oriente con Salamanca y al sur con Pueblo Viejo. El clima que predomina en la zona en estudio es el clima semi-cálido, con lluvias entre junio y septiembre, con una precipitación pluvial media anual del orden de 700 a 800 mm y se caracteriza por tener una temperatura media anual que oscila entre 18 y 24°C, y está asociado a comunidades de vegetación como los que se presentan crasicaule y desérticos rosetófilos, mezquitales, chaparrales y pastizales naturales. Topográficamente el terreno es plano a semi-plano. Donde se encontró superficialmente arenas arcillosas (SC) y subyaciendo se tienen arcillas inorgánicas de alta plasticidad (CH) y arcillas inorgánicas de baja plasticidad (CL), de consistencia natural que varía de “muy firme” a “dura”, lo cual se observa en la estratigrafía del PCA realizado, concordando con la geología regional descrita anteriormente (ver anexo No. 3).



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III.).- TRABAJOS DE CAMPO. Los trabajos de campo consistieron en la exploración y el muestreo de los diferentes materiales que forman el subsuelo, observado en un pozo a cielo abierto (PCA), en donde se extrajeron muestras para determinar las propiedades índices, mecánicas e hidráulicas y una prueba de absorción ó filtración, ubicado de forma representativa en el terreno, de acuerdo al croquis de localización que se presenta en el Anexo No. 1. Se extrajeron muestras alteras de suelos y por ser un estrato de consistencia natural muy firme a dura, lo cual dificultó el labrado u obtención de la muestra inalterada, se decidió obtener el peso volumétrico de campo y posteriormente en el laboratorio determinar sus propiedades mecánicas, mediante la fabricación de especimenes remoldeados con pesos volumétricos de campo (gm), cohesión (c) y ángulo de fricción interna (f) y a la vez sea el más representativo a nivel de la cimentación (ASTM D2850), para de esa forma poder calcular la capacidad de carga del terreno. Así mismo, se extrajeron muestras alteradas de los materiales que constituyen los distintos estratos del subsuelo, para determinar sus propiedades índice (ASTM D2487, ASTM D2488), lo cual se observa también en el perfil estratigráfico y resultados de laboratorio (ver anexo No. 2 y 3). También, se realizó una prueba de absorción superficial para determinar la permeabilidad del suelo, que consiste en una prueba en un recipiente cilíndrico de 29 cm de diámetro, 36 cm de altura, se satura el suelo y nuevamente se llena con agua; por el tiempo que transcurre en ser absorbida ésta, y se determina la permeabilidad de material. Los resultados de este ensayo son cualitativos y solo son representativos de una capa de material del orden de 1.00m.



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IV.).- ESTRATIGRAFÍA. La estratigrafía observada en el PCA, se presentan en el anexo No. 3, en las cuales se aprecia lo siguiente:

PCA 1 0.00 m. a 0.05 m. 0.05 m. a 0.72 m. 0.72 m. a 2.72 m. 2.72 m. a 3.20 m.

Capa vegetal. Primer estrato, formado por una arena arcillosa (SC), color café claro, de consistencia natural “dura”. Segundo estrato, formado por una arcilla inorgánica de alta plasticidad (CH), color café oscuro, de consistencia natural “muy firme”. Tercer estrato, formado por una arcilla inorgánica de baja plasticidad (CL), color café claro, de consistencia natural “dura”. Nota: No se encontró el nivel de aguas freáticas (N.A.F.). Las profundidades son referidas al brocal del PCA.

V.).-

TRABAJOS DE LABORATORIO. Los trabajos de laboratorio consistieron en realizar los ensayes correspondientes, para determinar las propiedades índice y mecánicas de los materiales, los cuales se mencionan en el inciso siguiente, junto con los resultados de laboratorio.

VI.).- RESULTADOS DE LABORATORIO. Los resultados que se obtuvieron en nuestro laboratorio se resumen en la tabla del anexo No. 2, donde todas las pruebas fueron realizadas mediante un adecuado control de calidad, con la finalidad de dar la confiabilidad requerida a los resultados.

Donde: SUCS =

Sistema Unificado de Clasificación de Suelos.

A R P.C. A. SC CH CL

Muestra alterada. Muestra remoldeada ó reconstituida. Pozo a cielo abierto. Arena arcillosa. Arcilla inorgánica de alta plasticidad. Arcilla inorgánica de baja plasticidad.

= = = = = =



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VII.).- CAPACIDAD DE CARGA DEL TERRENO. VII.1.).-

CONSIDERANDO ZAPATAS A UNA PROFUNDIDAD DE DESPLANTE SEGÚN LA TABLA SIGUIENTE.

Considerando los resultados de las pruebas de compresión triaxial rápida (remoldeada) o de acuerdo a la tabla siguiente, donde c=0.36 kg/cm², ángulo de fricción interna f =23° y considerando una profundidad de desplante Df =1.20 m ó de acuerdo a la tabla siguiente, peso volumétrico gm=1.691 tn/m³, factor de seguridad FS=3 (en suelos), y aplicando la teoría de Terzaghi, se obtiene la capacidad de carga admisible (qadm) en tn/m² siguiente: PARAMETROS DE RESISTENCIA DEL SUELO PARA EL PCA-1:

Sondeo N.A.F. Estrato De No. PCA-1

(m) N/E

A

Espesor

gm

Tipo de material excavación (%) Ka Kp A B C

No.

(m) (m)

(m)

(t/m3)

1

0.05 0.72

0.67

1.722 100

0 0

2

0.72 2.72

2.00

1.691 100

3

2.72 3.20

0.48

1.579 100

-

*Modulo de reacción (kg/cm3) Vert Horiz MR KsH

-

*G

4.50

1500

0 0 0.44 2.28

6.00

3.00

0 0

8.00

4.00

-

c

f

Tipo

(kg/cm2) (kg/cm2) (kg/cm2) (º) de suelo

9.00

-

qu (penetrómetro)

>4.0

-

-

SC

1000

2.80

0.36

23°

CH

2000

>4.0

-

-

CL

*Parámetros estimados con base a la consistencia natural del suelo.

Zapatas Continuas Df q adm (t/m2) 0.5 10.40 + 0.84 0.8 11.12 + 0.84 1.0 11.59 + 0.84 1.2 12.07 + 0.84 1.5 12.79 + 0.84 2.0 13.99 + 0.84 2.5 15.19 + 0.84 3.0 16.39 + 0.84 3.5 17.59 + 0.84 4.0 18.79 + 0.84

B B B B B B B B B B

Zapatas Aisladas q adm (t/m2) 13.15 + 0.67 B 13.87 + 0.67 B 14.35 + 0.67 B 14.83 + 0.67 B 15.55 + 0.67 B 16.75 + 0.67 B 17.95 + 0.67 B 19.15 + 0.67 B 20.35 + 0.67 B 21.55 + 0.67 B

NOTA: Se recomienda no sobrepasar una capacidad de carga admisible de 12 tn/m2 ó acuerdo a la tabla anterior y una profundidad de desplante mínima de Df=1.00m ó de acuerdo al proyecto.



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VIII.).- ASENTAMIENTOS. De acuerdo a los resultados de laboratorio, se determinó el asentamiento máximo, diferencial y la distorsión angular, para esta estructura, considerando una losa de cimentación, resultando de 7.1 cm, 5.3 cm y 0.005, respectivamente, lo anterior resultó, considerando y estimando las descargas de 3 tn/m2, recomendándose verificarlos en función de las descargas reales, seguramente resultaran muy similares a las obtenidas en este inciso, las cuales se encuentran dentro de lo permisible. IX.).- PROPIEDADES Y PARÁMETROS DINÁMICOS A CONSIDERAR. De acuerdo a los resultados de laboratorio, la consistencia natural del suelo varía “muy firme” a “dura”, prevaleciendo la consistencia natural “muy firme”, a nivel de desplante de las cimentaciones. a).-

MODULOS DE REACCIÓN DEL SUELO. Se presenta en las tablas de los parámetros de los suelos (ver inciso VII).

b).-

MODULO DE RIGIDEZ DINAMICO DEL SUELO. En general la rigidez dinámica del suelo varía de G=1000 kg/cm² a G=2000 kg/cm² y estos valores se presentan también en la tabla de los parámetros de los suelos (ver inciso VII).

c).-

PARÁMETROS SÍSMICOS DE ACUERDO AL MANUAL DE CFE. C.1.- Zona Sísmica B. C.2.- Tipo de suelo II (Suelo muy firme a duro). C.3.- Coeficiente Sísmico CS = 0.30



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X.).-


PERMEABILIDAD.

X.1.).-

PERMEABILIDAD A PARTIR DE LOS POZOS DE ABSORCIÓN.

Con el objetivo de determinar cuantitativamente la capacidad de infiltración de los estratos que componen el subsuelo, se realizó una prueba de absorción ó infiltración en el sitio; la prueba se realizó sobre el estrato superficial del área donde se ha proyectado la planta de tratamiento. Procedimiento para realizar la prueba. Sobre el lecho del horizonte superficial de suelo arena arcillosa (SC), se excavó una fosa de forma cilíndrica y se hinco un recipiente cilíndrico de dimensiones 29 cm de diámetro, 36 cm de altura, se satura de agua el suelo que rodea la fosa excavada, llenándola completamente de agua y dejándola consumir, repitiendo la operación por tres veces consecutivamente. Una vez que el suelo está saturado, se llena la fosa nuevamente y a partir de un punto fijo, en este caso apoyado sobre el brocal de la fosa ó recipiente, y con el auxilio de una regla graduada, se miden los abatimientos del nivel del agua a intervalos regulares. La primera lectura se considera cero para niveles y tiempo y corresponde a la fosa ó recipiente lleno. La frecuencia en la toma de las lecturas depende del grado de permeabilidad del material, materiales muy permeables requieren de tomas de lecturas en intervalos cortos de tiempo (cada cinco minutos) y materiales muy impermeables, requieren de tiempos más largos (cada 10 a 60 minutos ó cada 4 hrs.). Se registran los tiempos y abatimientos y se construye una gráfica de abatimiento ó tirante – tiempo. Se determinaron los coeficientes de permeabilidades k (cm/seg), a partir de las pruebas de permeabilidad de campo (ver anexo 4 fotográfico), principalmente en el área donde se construirá la planta de tratamiento, es importante recalcar que en esta zona se encontraron superficialmente arenas arcillosas (SC) y subyaciendo arcillas inorgánicas de alta plasticidad (CH) y arcillas inorgánicas de baja plasticidad (CL), a las cuales se evaluaron su grado de permeabilidad mediante la prueba de consolidación, cuyos datos son los siguientes:



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Pruebas de absorción ó infiltración. Prueba de absorción ó infiltración PA-1

Tiempo Prueba deDtabsorción Nivel de agua ó infiltración t PA-1 en el anillo (min) h (cm) 1.20(min) 0 0 36.0 1.00 1 1 34.9 1 34.7 0.80 2 4 2 34.2 0.60 8 4 33.5 7 32.4 0.40 15 30 15 30.3 0.20 60 30 26.0 60 19.4 0.00 120 0 100120 200 14.0 300 240

Velocidad de Inf (cm/min)

25

Abatimiento ó Tirante H (cm)

Tiempo Minutos 0 1 2 4 8 15 30 60 120 240

Abatimiento Tirante H (cm) 0 1.1 1.3 1.8 2.5 3.6 5.7 10 16.6 22

20 15 10 5 0

0

100

200

300

Tiempos (min)

Tiempos (min)

Figura X.1. Resultados de las pruebas de infiltración para el PA-1, se tiene que el estrato en el que se realizó la prueba es clasificado como impermeable. No.

PA-1

Ubicación Zona de la planta de tratamiento

Prof. del suelo (m)

Estrato

0.10

1

Profundidad del recipiente ó fosa (cm)

Diámetro de fosa ó recipiente

36

(cm)

Coef. de perm. k en cm/seg

Perm. del suelo

29

6.16x10-5

Baja

A partir de estas pruebas de absorción se puede observar que la permeabilidad es “baja”. Por lo que superficialmente el suelo es impermeable ó con propiedades de drenaje “malo”.



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Dh (cm) 0.0 1.1 0.2 0.5 0.7 1.1 2.1 4.3 6.6 5.4


X.2.).-


PERMEABILIDAD A PARTIR DE LA CONSOLIDACIÓN.

En 1856, H. Darcy estableció la ley que rige el flujo de agua a través de los suelos, expresándola como sigue:

Q  k *i * A Dónde: Q K i A

= Gasto que pasa a través de la muestra. = Coeficiente de permeabilidad. = Gradiente hidráulico. = Área de la sección transversal de la muestra.

El coeficiente de permeabilidad k depende del tamaño y forma de los granos que componen el suelo, de la relación de vacíos, del grado de saturación, del contenido de materia orgánica y de la temperatura y solubilidad de los elementos. Siendo este coeficiente distinto para cada tipo de suelo, es necesario determinarlo experimentalmente, mediante pruebas de permeabilidad, en cada caso particular. La permeabilidad de un suelo se puede determinar directamente en el terreno, mediante pruebas de laboratorio, utilizando muestras representativas del suelo. Las pruebas de laboratorio se ejecutan utilizando aparatos especiales llamados permeámetros que pueden ser de carga constante, de capilaridad horizontal, de carga variable y permeámetro consolidometro (consolidación estándar). La prueba de consolidación estándar consiste en comprimir verticalmente un espécimen del material que se estudia, confinando con un anillo rígido, siguiendo una secuencia de cargas establecidas de antemano. En todos los casos y para cada incremento de carga, el espécimen sufre una primera deformación correspondiente al retraso hidrodinámico que se llama consolidación primaria, y también sufre una deformación adicional, debida a un fenómeno secundario que se llama retraso plástico ó retraso friccional. Debido a la presión que de este modo se induce en el agua, esta fluye hacia las fronteras en las cuales dicha presión se disipa, produciéndose variaciones en el volumen del material y la transferencia de la carga a la estructura sólida. La velocidad con que se produce este fenómeno, conocido en mecánica de suelos con el nombre de consolidación, que depende de la permeabilidad del suelo, al igual que de otras condiciones geométricas y de frontera (drenes). Con el objetivo de determinar cuantitativamente la capacidad de infiltración del estrato superficial del subsuelo, se realizó una prueba de consolidación para determinar la permeabilidad del suelo (k, cm/seg) para el área donde se ha proyectado el panteón comunitario.



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GRÁFICA-CONSOLIDACIÓN CURVA DE COMPRESIBILIDAD

1.20

1.10

e

1.00

0.90

0.80

0.70 0.1

1.0

10.0

s(kg/cm^2)

RESUMEN CONSOLIDACION - REGISTRO

Sitio de muestreo Planta de tratamiento

PRESIÓN

PRESIÓN

Def.

Def.

esp.

Real

inicial

Lineal

Unit.

comp.

H-Hs

e

Hm

Hm^2

d

e

H1

s (kg/cm^2)

s (kg/cm^2)

(mm)

(%)

(mm)

0.000

0.000

0.000

0

20.00 10.92 1.20 0.99

0.99

0.213

0.213

0.255 1.275 19.75 10.67 1.17 0.98

0.426

0.426

0.592

2.96

19.41 10.33 1.14 0.96

0.751

0.751

1.130

5.65

18.87

9.79

1.08 0.92

1.196

1.196

1.905 9.525 18.10

9.02

1.839

1.839

2.788 13.94 17.21

2.722

2.722

3.696

3.696

2.722

t50

mv

av

CV

(mm)

(cm) (cm^2) seg cm^2/kg

cm/seg

-

-

1.19

0.107

0.000000961 0.000000065 0.000000019 0.000000009 0.000000004 0.000000003 0.000000001 0.000000152

1.16

0.320

1.11

0.589

1.04

0.974

0.94

1.518

0.86

2.281

0.80

3.209

0.77

3.209

0.96

12

0.132

0.060

0.01573

0.92

230

0.174

0.081

0.00078

0.85

800

0.182

0.086

0.00021

0.99 0.88

0.78

1600

0.192

0.094

0.00010

8.13

0.90 0.85

0.71

3050

0.151

0.078

0.00005

3.410 17.05 16.59

7.51

0.83 0.82

0.67

2000

0.078

0.042

0.00007

3.960

16.04

6.96

0.77 0.80

0.64

8900

0.062

0.035

0.00001

2.722

3.938 19.69 16.06

6.98

0.77

1.839

1.839

3.871 19.36 16.13

7.05

0.78

1.196

1.196

3.800

19

16.20

7.12

0.78

0.751

0.751

3.700

18.5

16.30

7.22

0.80

0.426

0.426

3.590 17.95 16.41

7.33

0.81

0.213

0.213

3.350 16.75 16.65

7.57

0.83

0.000

0.000

1.343 6.715 18.66

9.58

1.06

Estrato

PCA-1

2

Espesor (m)

0.72-2.72

Pm

Permeabilidad

-

Ubicación

em

cm^2/seg

-

19.8

Km 20º

cm²/kg

Km promedio=

k/c^2

Clasificación SUCS.

Coef. de permeabilidad, k en cm/seg

Permeabilidad del suelo

CH

1.52 X 10 -7

Muy baja

La permeabilidad de los suelos obtenidos resultó muy baja. Esto quiere decir que los estratos son impermeables, por lo cual el uso que se pretende dar al terreno como planta de tratamiento, con base a los resultados, es factible y adecuado.

Nota: La prueba de consolidación se basa de la norma ASTM D 2435 y al parecer no hay una morma mexicana que regule esta prueba. Y se utiliza para determinar los parámetros de asentamiento y parámetros de permeabilidad que en este informe se reporta. Los valores de la permeabilidad con los que se rige esta prueba está en los libros de texto, como el libro de Juárez Badillo, libros de mecánica de suelos ó bien en el manual de obras civiles de CFE, IMTA, SRH, etc. Y los parámetros que se obtuvieron son bajos que con base a la ingeniería geotécnica se clásica como un suelo impermeable. INF. DEL EST. GEOTÉCNICO, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES GENERALES.


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XI.).- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. XI.1.).CIMENTACIONES. XI.1.1.).-

De acuerdo a los resultados de laboratorio, el suelo esta compuesto superficialmente por arenas arcillosas (SC) y subyaciendo se tienen arcillas inorgánicas de alta plasticidad (CH) y arcillas inorgánicas de baja plasticidad (CL), de consistencia natural que varía de “muy firme” a “dura”.

XI.1.2.).-

De acuerdo a los resultados de laboratorio obtenidos como son las propiedades índice e hidráulicas del suelo, la permeabilidad varía de baja a muy baja, donde el coeficiente de permeabilidad varió de k =6.16x10-5 cm/seg a k =1.52x10-7 cm/seg, cuyas propiedades de drenaje se clasifican como “prácticamente impermeable”, por lo cual consideramos en base a los resultados, que es factible y adecuado construir la planta de tratamiento.

XI.1.3.).-

En base a la estratigrafía, topografía, capacidad de carga y el tipo de estructuras por cimentar y se recomienda el siguiente tipo de cimentación: A. ZAPATAS. Se recomienda una cimentación a base de zapatas continuas, para posteriormente colocar una plantilla y finalmente colocar la cimentación de concreto. a. PROFUNDIDAD DE DESPLANTE: Se recomienda una profundidad de desplante mínima de 1.00m, ó bien de acuerdo a los niveles de proyecto, ver inciso VII.1. b. CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE. Se recomienda no sobrepasar la capacidad de carga admisible de 12 tn/m2 ó acuerdo a la tabla de capacidades admisibles del inciso VII.1. Para recibir los pisos ó firmes, es necesario realizar el mejoramiento colocando de preferencia la siguiente estructuración (espesores mínimos de acuerdo al instructivo para diseño de pavimentos mediante el método del PCA, Pórtland Cement Association). Firme de concreto

10 cm

Base hidráulica al 95 % de su PVSM

15 cm

Subrasante al 95% de su PVSM

30 cm

55 cm.

Terreno natural (SC)

ESTRUCTURACIÓN PARA PISOS.

* Revisar estructuralmente el espesor y el acero de refuerzo, en el firme de concreto. INF. DEL EST. GEOTÉCNICO, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES GENERALES.


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XI.1.4.).-

Para los rellenos de las excavaciones deberán emplearse materiales producto de banco que cumplan con los requisitos establecidos en las normas vigentes. Para este caso pueden emplearse los bancos de materiales autorizados ubicados dentro de la obra, ver especificaciones de los materiales.

XI.1.5.).-

Si durante la etapa de construcción se encuentra una estratificación del subsuelo, diferente a la presentada en el pozo a cielo abierto, es recomendable informar al responsable de obra, para que tome las precauciones correspondientes.

XI.2.).-

ESPECIFICACIONES DE MATERIALES.

XI.2.1.).-

TERRENO NATURAL.- El terreno natural, una vez despalmado ó afinado la superficie, debe de estar compactado al 90 % de su PVSM (peso volumétrico seco máximo), para eliminar el material suelto y zonas inestables, a partir del cual se pueden desplantar las cimentaciones, plataforma para cimentaciones ó bien de acuerdo a los niveles de proyecto.

XI.2.2.).-

SUBRASANTE Ó RELLENO EN EXCAVACIONES (NORMA CMT1.03/02): La subrasante, para el pavimento ó relleno para las excavaciones, debe ser de grava limpia, bien graduada (granulometría adecuada ó tezontle) ó arena limosa (Tepetate), con Valor Relativo de Soporte CBR 20% mínimo, expansión 2% máximo y 95% de compactación prueba AASHTO Estándar. Además su limite liquido no debe ser mayor de 40%, índice plástico 12% y tamaño máximo de 3”. (ver estructuración).

XI.2.3.).-

CAPA DE BASE PARA PAVIMENTO FLEXIBLE Ó MEJORAMIENTO (NORMA CMT-4.02.002/04).- La capa de base hidráulica, se construirá con material al 95% de compactación prueba AASHTO modificada. Dicha capa debe ser de grava limpia bien graduada (granulometría adecuada) y arena limosa como cementante, con Valor Relativo de Soporte CBR 80% mínimo. Además su Límite Líquido debe ser menor de 25%, índice Plástico menor al 6%, equivalente de arena 50 mínimo, desgaste de los Ángeles 35 máximo, partículas alargadas y alejadas 40% y tamaño máximo de 1 ½ ”.

XI.2.4.).-

CONCRETO HIDRÁULICO.- Para la elaboración del concreto hidráulico deberán emplearse materiales pétreos limpios y con el proporcionamiento adecuado, de acuerdo al previo análisis de la calidad de los materiales.



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XI.2.5.).-

XI.2.6.).-


ELABORACIÓN DE CONCRETO HIDRÁULICO.- La elaboración se llevará a cabo en revolvedora de un saco ó en planta premezcladora, si así se requiere. La dosificación del cemento para lograr el f'c y revenimiento de proyecto, se ajustará periódicamente de acuerdo a la calidad y humedad de los agregados pétreos. ADITIVOS.-El uso de aditivos químicos como acelerantes, retardantes, fluidizantes y otros, se dosificarán de acuerdo a la recomendación del fabricante y producto a emplearse; de tal manera que no se disminuya la resistencia de proyecto. Así mismo se recomienda realizar ensayes previos a la elaboración del concreto hidráulico y muestreo de acuerdo a las normas en vigencia.

XI.2.7.).-

COMPACTACION: Para compactar las capas del material se recomienda utilizar rodillo liso vibratorio de 20.192 tn. de impacto total, con un espesor de 15 cm. a 20 cm ó un equipo pequeño de compactación que se pueda manipular adecuadamente, debido a las condiciones difíciles por la pendiente y como protección para no dañar ó poner en riesgo la estabilidad de los muros de retención que se construyan antes de colocar y compactar las capas de material.

XI.2.8.).-

BANCOS.- Se deben utilizar los bancos de materiales que cumplan con las especificaciones de las normas en vigencia de la S.C.T., resumidas en los puntos anteriores. ATENTAMENTE Morelia, Mich., a 29 de diciembre del 2010. _____________________________________________ M. en I. Felipe de Jesús Jerónimo Rodríguez. Ced. Prof 4137799. DIRECTOR DE EGC. ESTUDIOS GEOTÉCNICOS DE CONTROL DE CALIDAD DE LOS MATERIALES. Tels. Part. Cel. (443) 2 27 46 41 E-mail: [email protected] [email protected] [email protected]



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Informe MS

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