INFORME Rev Cero

“

Estudios Geotécnicos (mecánica de suelo), para la ingeniería básica para bancos de capacitores que se construirán en las SE León III y León IV, Ubicadas en los Municipios de León de los Aldama, Estado de Guanajuato . ”

COMISION COMI SION FEDERAL FEDERAL DE ELECTRICIDAD SUBDIRECCIÓN DE CONSTRUCCIÓN COORDINACIÓN DE PROYECTOS DE TRANSMISIÓN Y TRANSFORMACIÓN TRANSFORMA CIÓN

JUNIO 2017

INDICE

I ANTECEDENTES I.1 INTRODUCCIÓN

2

I.2 LOCALIZACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO

3

I.3 OBJETIVO DEL ESTUDIO

4

II MARCO FÍSICO NATURAL

4

II.1 CLIMA

4

II.2 PRECIPITACIÓN

4

II.3 FISIOGRAFÍA

4

II.4 HIDROLOGÍA

5

III. GEOLOGÍA

6

III.1 GEOLOGÍA REGIONAL

6

III.2 GEOLOGÍA LOCAL

9

III.3 SISMICIDAD IV. MECANICA DE SUELOS

V.

2

10 12

IV.1 RECONOCIMIENTO TÉCNICO DE CAMPO

12

IV.2 EXPLORACIÓN DEL SUELO

13

IV.3 TRABAJOS DE LABORATORIO

18

IV.4 DESCRIPCION ESTRATIGRAFÍCA

20

IV.5 CAPACIDAD DE CARGA

21

IV.6 ESTABILIDAD DE TALUDES.

23

PROCESO CONSTRUCTIVO

CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍA

24

26

27

INDICE

I ANTECEDENTES I.1 INTRODUCCIÓN

2

I.2 LOCALIZACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO

3

I.3 OBJETIVO DEL ESTUDIO

4

II MARCO FÍSICO NATURAL

4

II.1 CLIMA

4

II.2 PRECIPITACIÓN

4

II.3 FISIOGRAFÍA

4

II.4 HIDROLOGÍA

5

III. GEOLOGÍA

6

III.1 GEOLOGÍA REGIONAL

6

III.2 GEOLOGÍA LOCAL

9

III.3 SISMICIDAD IV. MECANICA DE SUELOS

V.

2

10 12

IV.1 RECONOCIMIENTO TÉCNICO DE CAMPO

12

IV.2 EXPLORACIÓN DEL SUELO

13

IV.3 TRABAJOS DE LABORATORIO

18

IV.4 DESCRIPCION ESTRATIGRAFÍCA

20

IV.5 CAPACIDAD DE CARGA

21

IV.6 ESTABILIDAD DE TALUDES.

23

PROCESO CONSTRUCTIVO

CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍA

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LISTA DE FIGURAS Figura 1. Ubicación SE León III y León IV. .................................................. ................................................2 Figura 2. Columna geológica. ................................................................................................................ 8 Figura 3. Mapa de la r egionalización Sísmica Sísmica de la República Mexicana.............................................. ...........10 Figura 4. Ubicación de los sondeos de e xploración SM y PCA .................................................................... 14 ..

LISTA DE TABLAS Tabla 1. Tabla 2. Tabla 3. Tabla 4.

Coeficiente Sísmico de (CFE) .............................................. ..................................................... ....................................................... ..11 11 Resumen de perforación ...........................................................................................................13 Cuadro de coordenadas de los sondeos .................................................. .....................................13 Clasificación de suelos, SCT  ......................................................................................................21

 A N E X O S I. II. III. IV.

Reporte Fotográfi Fotográfico. co. Resultados de laboratorio. Análisis Geotécnico. Perfiles Estratigrá Estratigráficos ficos .

 ESTUDIO GEOTECNICO SUBESTACION LEON III Y LEON IV

1

I ANTECEDENTES I.1 INTRODUCCIÓN

Comisión Federal de Electricidad (CFE), en el marco de su misión de ser una empresa eficiente y competitiva, ha identificado oportunidades tecnológicas y de negocios que le permiten satisfacer los requerimientos de energía de la población en condiciones de calidad, oportunidad, costos mínimos y con un sentido de protección al medio ambiente. La Mecánica de Suelos es una ciencia que trata de responder, entre otras, a las siguientes cuestiones:  Comportamiento del suelo cuando es sometido a una carga externa (resistencia del suelo, deformaciones que experimenta, distribución interna de las tensiones, etc.) 

Comportamiento y calidad del suelo para su uso como material de construcción (terraplenes de carreteras, presas de materiales sueltos, etc.)



Calculo de las acciones que un suelo ejerce sobre una estructura (acciones sobre estructuras como muros de contención de tierras, pantallas, túneles, etc.)

 Análisis de la estabilidad de taludes naturales o artificiales como los de presas de materiales sueltos. La consecución de estos objetivos requiere datos sobre las propiedades físicas, químicas y mecánicas de los suelos y para ello, la Mecánica de Suelos emplea las siguientes herramientas:  Realización de ensayos “in situ”   Sondeos y/o calicatas para la toma de muestras para su posterior ensayo en laboratorio. 

La importancia de los estudios de la mecánica de suelos radica en el hecho de que si se sobrepasan los límites de la capacidad resistente del suelo o si, aún sin llegar a ellos, las deformaciones son considerables, se pueden producir esfuerzos secundarios en los miembros estructurales, quizás no tomados en consideración en el diseño, produciendo a su vez deformaciones importantes, fisuras, grietas, alabeo o desplomos que pueden producir, en casos extremos, el colapso de la obra o su inutilización y abandono.

2

I.2 LOCALIZACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO

El estado de Guanajuato se localiza entre paralelos 19° 39' 08" y 21° 52' 09" de latitud norte y los meridianos 99° 39' 06" y 102° 05' 07" de longitud oeste; colinda al norte con los estados de San Luis Potosí y Zacatecas, al este con Querétaro de Arteaga, al oeste con Jalisco y al sur con el estado de Michoacán de Ocampo. Figura 1.1

Subestación León III y León IV

Fig. 1 Ubicación SE León III y León IV.

3

I.3 OBJETIVO DEL ESTUDIO

Definir el modelo geotécnico de las zonas estudiadas hasta la profundidad de exploración indicada en los trabajos de campo, además de tipificar los lineamientos técnicos y de calidad mínimos que deben cumplirse en la ejecución de estudios geotécnico donde se desplantarán las estructuras que se construirán SE San León III y SE León IV.

4

II MARCO FÍSICO NATURAL II.1 Clima

Del grupo de clima seco y subgrupo de clima templado presenta el clima semiseco semicálido, con lluvias en verano, precipitación invernal entre 5 y 0.2% e invierno fresco, se distribuye sobre los márgenes de los ríos Santa María y Manzanares, así como en los alrededores de León y Celaya.

II.2 Precipitación La precipitación pluvial media anual, en el municipio es de 400 a 500 ml., y de 500 a 600 ml., y la época de lluvias se presenta en los meses de mayo, julio, y agosto; aunque en la actualidad se han presentado cambios drásticos, ya que se ha notar muy poca presencia de ellas en los últimos años. Existen variantes de clima, debido a la presencia o ausencia de un régimen de lluvias de verano.

II.3 Fisiografía La provincia fisiográfica de la Mesa Central está representada en la entidad por las subprovincias: los Llanos de Ojuelos y las Sierras del Norte de Guanajuato, esta última cubre la zona de estudio. Las llanuras y las mesetas de erosión quedan prácticamente al centro de la subprovincia y se encuentran casi totalmente rodeadas por sierras, sierritas, mesetas lávicas y lomeríos asociados. Presenta una litología complicada, constituida por varios tipos de roca volcánica con altos contenidos de sílice, basalto y rocas ígneas ácidas asociadas con aluviones antiguos.

4

II.4 Hidrología El territorio del estado de Guanajuato pertenece a dos regiones hidrológicas administrativas: la Región Lerma-Santiago (RH-12), cuyas aguas fluyen hacia el Océano Pacífico y la Región Hidrológica del Pánuco (RH-26),(Donde se ubica la zona de estudio). Asimismo, abarca tres cuencas, de las cuales, 78% del territorio corresponde al río Lerma (Región Hidrológica 12), 17% al río Pánuco (Región Hidrológica 26) y 5% al río Santiago (Región Hidrológica 12).

La hidrología general del estado se compone principalmente por el río Lerma y cuatro afluentes que se integran a esta corriente: río Turbio, río Laja, río Temascatío y río Guanajuato, además del cuerpo de agua de la Laguna de Yuriria; en menor proporción, la cuenca del río Pánuco tiene presencia en el norte del estado, con el río Santa María. Dentro de la Región Hidrológica 26, Pánuco, se encuentra la cuenca del río Santa María, la cual nace en el estado de Guanajuato, para después introducirse en San Luis Potosí, cruzar una parte del territorio de Querétaro y, posteriormente, servir de límite natural de estos dos estados, hasta confluir con el río Verde y así formar el río Tampaón. El río Pánuco tiene una extensión total de 5 104 km2 y posee gran importancia, ya que alberga el sitio en donde se encuentra la presa El Realito, en el municipio de San Luis de la Paz. Dentro de la misma región del Pánuco, se encuentra la cuenca del río Extoráz, la cual tiene sus orígenes en la parte noroeste del estado, principalmente en los municipios de Santa Catarina, Tierra Blanca, Victoria y Xichú, para después continuar con los escurrimientos hacia Querétaro; el área abarca 3 884 km2, de los cuales 1 050 km2 corresponden a Guanajuato y el resto a Querétaro.

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III. GEOLOGÍA III.1 GEOLOGÍA REGIONAL

Las rocas más antiguas en la entidad se localizan en la parte norte y corresponden a metamórficas del Triásico-Jurásico, con secuencia sedimentaria de plataforma del Cretácico y, las que constituyen la mayoría de las rocas del estado, están cubiertas en discordancia angular por rocas ígneas extrusivas del Cenozoico principalmente del Oligoceno y la cima de la columna está constituida por rocas sedimentarias continentales y derrames basálticos del Terciario y Cuaternario (crm,1992; López, 1981) (figura 2). En el estado se localizan los tres tipos de rocas: ígneas (originadas por la actividad volcánica), sedimentarias (originadas por la acumulación y cementación de sedimentos) y metamórficas (que se originan por la alteración de las primeras por una presión y temperatura), en donde las más antiguas son del Mesozoico, entre las que se encuentran, también, rocas de origen más reciente, tanto del Terciario como del Cuaternario. Dichas rocas se formaron por dos dominios: el del Pacífico, que predomina en la mayor parte del estado, de origen volcánico y ambiente de arcocontinental; y el otro de origen sedimentario marino de un ambiente geotectónico de plataforma (crm, 1992; Ortega et al., 1992). Se infiere que el origen de este estado data del Cretácico Inferior y que probablemente se prolonga hasta el Jurásico Superior. La cronología del origen se establece fundamentalmente en cuatro etapas de deformación: a) inicio de la depositación de sedimentos para la formación del estado de una edad pre-Albiana; b) deformación (origen de montaña) Laramídica; c) compresiva (compactación) afectando las rocas de edades del Mesozoico y Terciario; y d) deformación distensiva (estiramiento), afectando rocas miocénicas y dando origen a los grabens (zonas donde ocurre que la parte central se hunde) de la región y fallas de fuerte echado (crm,1992; Ferrari et al., 2000). En general, históricamente se puede decir que los principios del estado son de una edad Albiano-Cenomaniano con una sedimentación de plataforma (zonas cercanas a la costa), constituida por calizas fosilíferas, y que durante la edad del Campaniano se da una actividad orogénica (origen de montañas) del Pacífico y como resultado existe sedimentación marina, es decir, una serie constante de capas de rocas sedimentarias marinas. 6

Durante la orogenia Laramídica existe un emplazamiento de los batolitos (estructuras de origen volcánico) de Comanja-Arperos, de Mangas y de Irámuco, así como la formación de pequeños troncos y diques. A finales del Eoceno y principios del Oligoceno, prevalece la depositación de lechos rojos continentales en cuencas estructurales de tipo graben. Desde el Oligoceno hasta el Plioceno se presentó actividad volcánica que fue de gran importancia para la acumulación de minerales; esta actividad tuvo como resultado la depositación de tobas, derrames y material piroclástico de composición riolítica, andesítica y dacítica. El Plioceno se caracteriza por una facie clástica y por derrames basálticos que se extienden hasta el Cuaternario. Finalmente, en el Cuaternario existen depósitos de relleno de valles, planicies y cuencas intracontinentales (Demat y Silva, 1976). En general, con respecto a la geología estructural en el estado, existen grandes zonas alineadas, las cuales infieren las estructuras de tipo grabens, calderas, fallas regionales, zonas con sistemas de lineamientos y curvilineamientos, las cuales se asocian a las diferentes unidades litológicas. Por ejemplo, en el estado se puede visualizar en imágenes de satélite las diferentes estructuras, como son: el graben de la Sierra de San Felipe-El Cubo y Penjamillo, la caldera de Dolores Hidalgo y de Amealco, el sistema de lineamientos y curvilineamientos del Sistema de Guanajuato, Sierra de León, Área de Puruagua-Jerécuaro y, por último, el Rift de Chapala-Tula (Johnson y Harrison, 1990; crm, 1992; Ferrari et al., 1994).

7

8

III.2 GEOLOGÍA LOCAL La Faja Ignimbrítica Mexicana (Mesa Central) comprende la porción norte del estado y está limitada al sur por el Eje Neovolcánico y, al oriente, por la Sierra Madre Oriental. En esta provincia se han localizado las rocas más antiguas en el estado: rocas metamórficas del Triásico-Jurásico. Se localizan también rocas sedimentarias del Cretácico y del Terciario y rocas ígneas del Terciario. El Cuaternario está representado por los aluviones que han originado las llanuras y valles existentes en la provincia y por rocas sedimentarias.

Mencionada Faja Ignimbrítica está constituida principalmente por rocas volcánicas de tipo riolítico que se presentan como tobas suaves de color gris rosado claro y como ignimbritas duras de color café rojizo. Las rocas riolíticas constituyen las principales elevaciones de la zona y tienden a formar altas mesetas por la manera en que fueron depositadas como lluvia de cenizas, algunas tan calientes que llegaron a soldarse formando ignimbritas. La edad de las rocas riolíticas pertenece al Terciario Medio y Superior y su espesor es de varios cientos de metros (López, 1981). Los altos valles del norte del estado están ocupados por grandes rellenos aluviales y lacustres, formados por gravas, arenas y arcillas que le dieron a la región el aspecto de grandes planicies. Descansando sobre la secuencia descrita se observan grandes depósitos de rocas riolíticas de color gris rosado y café rojizo, las cuales tienden a formar extensas mesetas que, además, ocupan las partes más elevadas de la Sierra de Guanajuato.

9

III.3 SISMICIDAD

De acuerdo con Comisión Federal de Electricidad (CFE), la República Mexicana se dividió para fines de diseño sísmico en cuatro zona (A, B, C y D); la Zona A es la de menor intensidad sísmica, mientras que la de mayor en la zona D. Esta clasificación tomó en cuenta los registros históricos de grandes sismos en México, los catálogos de sismicidad y datos de aceleración del terreno como consecuencia de sismos recientes de gran magnitud. De acuerdo con esta clasificación y las características de resistencia del terreno, la CFE ha propuesto los coeficientes sísmicos descritos en la tabla 1 para ser empleados en el diseño de las estructuras. En la zona A, no se tienen registros históricos, no se han reportado sismos grandes en los últimos 80 años y las aceleraciones esperadas del terreno son menores a 0.1 g; la zona D, donde han ocurrido con frecuencia grandes temblores y las aceleraciones esperadas del terreno pueden ser mayores a 0.7g; las zonas B y C, entre las dos anteriores, donde la sismicidad es intermedia y las aceleraciones esperadas no son superiores a 0.7 g. El sitio objeto de estudio pertenece a la zona de sismicidad de media intensidad, es decir la ZONA SISMICA B. En la figura 3 se muestra su ubicación dentro de la Zonificación Sísmica.

Figura 3. Mapa de la regionalización sísmica de la república mexicana 10

Tabla 1: Coeficiente Sísmico (CFE)

De acuerdo con la tabla 1 y las características del terreno, el sitio de proyecto tiene un coeficiente sísmico de 0.14 que es el recomendable para emplearlo en los análisis sísmicos de las estructuras.

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IV. MECANICA DE SUELOS IV.1 RECONOCIMIENTO TÉCNICO DE CAMPO

El presente trabajo, desde el punto de vista geotécnico analizara las condiciones del subsuelo del sitio SE León III y SE León IV. Para tal fin se efectuó un recorrido de campo en el área de estudio donde se pudieron observar las condiciones topográficas y de acceso del lugar, así como la disposición geotécnica existente. Con la observancia de las mojoneras existentes se ubicaron los puntos para la realización de pozos a cielo abierto (PCA) y de los sondeos de penetración estándar (SM) con máquina rotaria, de manera tal, que la información que proporcionaran fuera detectada en cada unidad geotécnica, el plano de localización de estos sondeos y del área de estudio en campo aparece en el anexo. El desarrollo de las actividades en campo se dividieron en dos etapas: la primera consiste en los trabajos de exploración directa mediante sondeos penetración estándar, la segunda de forma alterna en la excavación de pozos a cielo abierto, en las Subestaciones León III y León IV.

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IV.2 EXPLORACIÓN DEL SUELO

Se realizaron trabajos de exploración por métodos directos que consistieron en tres sondeos mixtos (SM) y tres pozos a cielo abierto, con obtención de muestras alteradas, ver fig.4 de ubicación de los sondeos. Con este trabajo se determinó la estratigrafía, la composición de las capas y espesores. Los perfiles estratigráficos obtenidos se presentan en el anexo. En la tabla 2, se indica para cada sondeo la profundidad alcanzada.

Sondeo León III SM-1 SM-2 SM-3

PROFUNDIDAD DE EXPLORACIÓN (M) 12.10 12.02 12.05

Sondeo León III PCA-1 PCA-2 PCA-3

PROFUNDIDAD DE EXPLORACIÓN (M) 1.10 1.40 2.80

Sondeo león IV SM-1 SM-2 SM-3

PROFUNDIDAD DE EXPLORACIÓN (M) 12.03 12.35 12.12

Sondeo León IV PCA-1 PCA-2 PCA-3

PROFUNDIDAD DE EXPLORACIÓN (M) 1.40 1.80 3.10

NAF NO DETECTADO NO DETECTADO NO DETECTADO

NAF NO DETECTADO NO DETECTADO NO DETECTADO

NAF NO DETECTADO NO DETECTADO NO DETECTADO

NAF NO DETECTADO NO DETECTADO NO DETECTADO

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Las coordenadas de los sondeos son:

UBICACIÓN DE SONDEOS SM

CORDENADA UTM X

Y

1

216,760.00

2,340,405.00

2

216,783.00

2,340,413.00

3

216,804.00

2,340,419.00

S.E. León lll UBICACIÓN DE SONDEOS CORDENADA UTM

SM X

Y

1

216,760.00

2,340,405.00

2

216,783.00

2,340,413.00

3

216,804.00

2,340,419.00

Tabla 3 Cuadro de coordenadas de los sondeos

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UBICACIÓN DE LOS SONDEOS

Fig. 4 Ubicación de los sondeos de exploración SM y PCA.

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Sondeo Mixto (SM) Consistió en la extracción de muestras alteradas, se extrajeron utilizando el método de Penetración Estándar (SM) que consiste en la determinación de la resistencia de los estratos detectados, mediante el número de golpes necesarios para hincar el penetrómetro estándar los 30 cm intermedios, dejando caer un martinete de 63.50 kg de peso desde una altura de 75 cm, de acuerdo a la especificación ASTM-DI586. Durante la ejecución de los sondeos, se registró el número de golpes que se requieren para penetrar 60 cm, divididos en tres etapas, la primera y última de 15 cm y la intermedia de 30 cm; los datos de la segunda etapa se consideraron para correlacionar el número de golpes con la compacidad relativa en el caso de arenas y la consistencia relativa en el caso de limos ó arcillas. Se empleó un muestreador de suelo marca Joy modelo 12-B con barras AW para los sondeos de penetración estándar. En varias ocasiones se muestreo con barril Denison y Pitcher sin recuperación o recuperación pobre de material, siendo este no labrable y no el suficiente para realizar pruebas de tipo mecánico. Según la TABLA 1 - Penetrómetros para diferentes tipos de suelos de la norma CFE C0000-43 es aceptable el Penetrómetro estándar de 5,1 cm de diámetro exterior y 3,6 cm de diámetro interior (SPT) para arena, arcilla media y arcilla dura. El suelo encontrado en general es una arena arcillosa o arcilla arenosa dura con algunos grumos del mismo material.

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Pozos a cielo abierto (PCA). La exploración de los pozos a cielo abierto (PCA), se realizaron de acuerdo a la especificación TR-GTCPTT-EMSD-SEyLT-2017 que dice: a)

Suelo Tipo IIA. Suelo que contenga boleos o que por sus características de dureza requiera para su excavación la utilización de barretas y/o rompedoras.

b)

Los pozos se excavan a una profundidad mínima de 4 m o la limitada por el nivel freático o suelo tipo II A. En cada uno de los pozos se hace una inspección visual al subsuelo y se extraen muestras inalteradas para realizar pruebas de laboratorio.

De todos y cada uno de los materiales detectados durante la exploración se obtuvieron muestras alteradas representativas, las cuales se protegieron contra pérdidas de humedad, y etiquetándolas para su posterior envío al laboratorio. El suelo presenta poca humedad lo que no permitió obtener muestras inalteradas de suelo “cúbicas” .

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IV.3 TRABAJOS DE LABORATORIO

En el laboratorio de Mecánica de Suelos, se llevó a cabo un programa de ensayes para determinar las propiedades índices de suelo obtenidas con los sondeos de penetración estándar, a continuación se presenta una descripción de las pruebas realizadas: Clasificación macroscópica.  A cada muestra obtenida se le practicó una clasificación

macroscópica tomando en cuenta características como color, olor, resistencia en estado seco y reacción al agitado (dilatancia). Contenido natural de agua . A todas las muestras obtenidas se les determinó su

contenido de humedad (W%), la cual permitirá en forma cualitativa prever el posible comportamiento mecánico del suelo. Límites de consistencia. Los límites de consistencia se realizaron en un porcentaje

de las muestras obtenidas, con la finalidad de poder precisar el contenido de agua que marca el límite entre los estados líquido, plástico y semisólido del suelo. Este ensaye se lleva a cabo en la fracción de suelo que pasó a la malla No. 40; los límites a determinar son el límite líquido y el límite plástico.  Análisis por vía húmeda para determinar el porcentaje de finos, arena y grava.   Para

poder evaluar los diferentes porcentajes de finos, arenas y gravas de que se compone el suelo y poder ubicar las muestras dentro del Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS), se realizaron análisis por vía húmeda consistentes en la separación por lavado de las diferentes partículas que componen el muestreo. El lavado se realiza con ayuda de los tamices No. 4 y 200. Densidad de sólidos. Para poder calcular otras propiedades índice del suelo como la

relación de vacíos, fue necesaria la determinación de la densidad de sólidos, la cual se obtuvo como la relación entre el peso del suelo seco y el volumen de agua. Las propiedades mecánicas del suelo se determinaron con la prueba de compresión triaxial no consolidada no drenada y la prueba de consolidación unidimensional.

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Ensaye Químico. El valor del pH es una medida del grado de acidez o alcalinidad de

las sustancias, el cual toma valores numéricos del 0 al 14, siendo los valores más ácidos aquellos que son progresivamente menores que 7, los valores más alcalinos aquellos que son progresivamente mayores que 7 , teniéndose al valor 7 como punto neutral

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IV.4 DESCRIPCION ESTRATIGRAFÍCA

La zonificación de los estratos sobre el eje del trazo de la línea de transmisión se estableció considerando la exploración de sondeos y pozos, el reconocimiento geotécnico efectuado en la zona de estudio, basado en la ubicación física de las estructuras, determinada por personal técnico de Comisión Federal de Electricidad y los resultados de las pruebas de laboratorio de las muestras logradas.

Recordamos que la zona de estudio se encuentra en un clima árido a semiárido conformado por Tepetate, un suelo de material polvoriento de arcillo limoso con poca arena fina con grumos cementados del mismo material. Esta combinación de material no hace lo humanamente posible la obtención de muestras inalteradas con el labrado deseado. Se realizara la descripción estratigráfica encontrada. S.E. León III De nivel de brocal hasta 5.40 m se encuentra arcilla (CL) de consistencia media a dura café oscuro con poca arena fina y gravas medias con 16 a 40 golpes en la prueba de penetración estándar. De la profundidad 5.4 hasta los 12.0 m se encuentra un estrato Arena Limoso (SM) de baja plasticidad de consistencia dura o cementada café claro y gris con arena fina, su contenido de humedad de 5% a 20% y contenido de finos con una variación de 6% a 44% con más de 50 golpes en la prueba de penetración estándar. El PH es de 7.8 Y no se detectó nivel de aguas freáticas.

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IV.5 CAPACIDAD DE CARGA

Para analizar las condiciones donde se desplantarán los bancos de capacitores se considera de inicio el reconocimiento geotécnico, las formaciones geológicas y estratigrafía de la zona, en forma alterna los registros de campo, los ensayes de laboratorio y la experiencia en trabajos anteriores. Para el estrato conformado en las estructuras, se analizó la capacidad de carga admisible estimada, utilizando el criterio editado por la Comisión Federal de Electricidad (CFE): qa = 3.38 (N-3) B+0.3 2B

2

Donde: qa

= Capacidad de Carga neta admisible en t/m², corresponde aproximadamente a un asentamiento de 2.5 cm.

N

= Número de golpes en la prueba de penetración estándar, representativa para la zona del Sub suelo afectada por la zapata.

B

= Ancho de la zapata en m.

La capacidad de carga se calculó para zapatas cuadradas con profundidades de 1.0 m, 2.0 m y 2.5 m con anchos de zapata de 3.0 m, 2.5 m y 2.0, obteniéndose capacidades de 35 t/m², 37 t/m² y 39 t/m² respectivamente, en el anexo se presenta la memoria de cálculo. La capacidad de carga calculada, corresponde aproximadamente a un asentamiento de 2.5 cm (Manual de Obras Civiles, CFE).

21

CÁLCULO DE ASENTAMIENTOS

Para el cálculo de los asentamientos que se presentarán por la acción de la sobrecarga producida por la estructura se empleó la siguiente expresión:

s

=

qB

(1 - m 2 ) E

IW

Dónde:

s q  B

m E

Iw

Asentamientoselásticos(cm) Sobrecarga debida a la estructura (t/m²) Ancho de la cimentación (m) Módulo de Poisson del material de apoyo (adimensional) (recomendado 0.3) Módulo de Elasticidad Tangencial del suelo de apoyo de la cimentación (5000t/m²) Factor de influencia (1.53)

 Aplicando la expresión anterior, se determinó la magnitud de los asentamientos que se generarán debido a la construcción de estructura para un esfuerzo neto de la estructura al subsuelo 35 ton/m2, el asentamiento inmediato es del orden de 1 cm.

22

IV.6 ESTABILIDAD DE TALUDES.

De acuerdo con lo tratado en los puntos anteriores, quedó asentada la existencia de suelo arcillo granulares. Se estima una cohesión considerada como permanente, con la reserva de una probable degradación de ella por intemperismo; permite excavar cortes a plomo cuya altura máxima se puede evaluar con la expresión:

Dando los siguientes valores a los parámetros anteriores. C = 4.0 ton/m² en los primeros 3.00 m.  = 1.8 ton/m³ F  s = 0.40

Efectuando operaciones da por resultado que los cortes verticales resultan estables hasta profundidades de 3.00 m. El valor anterior se debe considerar en el corto plazo (máximo dos semanas), para taludes definitivos el valor mínimo es de 0.25 a 1 (h-v). ó se presentarán desconchamientos. En las colindancias donde haya construcción actual se deberá dejar una banqueta de 1.00 m ancho con talud 0.25:1 y la excavación se atacará en tramos alternados de 2.00 m. En las zonas donde existan rellenos no controlados, se propone colocar una malla tipo gallinero anclada con grapas de varilla de 3/8” de diámetro de 0.60 m de longitud

y colocar un repello de 5 cm de espesor a base mortero simple de f´c = 100 Kg/cm2. 23

V. PROCESO CONSTRUCTIVO

La construcción de cimentación se lleva a cabo mediante un proceso conformado por la planeación, programación, presupuestación, construcción y control de calidad. Este proceso, incluyendo el procedimiento constructivo y la elección de la maquinaria, se define en función de las especificaciones determinadas por el diseño geotécnico y estructural. Para ello se requiere conocer el material a excavar. De nivel de brocal hasta la profundidad de 0.50 m se encuentra arcilla negra con poca arena fina, excavado a pico y pala clasificado del Tipo II, le subyace hasta la profundidad de muestreo un suelo Tipo IIA que se requiere para su excavación la utilización de barretas o rompedores. La clasificación de materiales corresponde a una posible necesidad práctica de las instituciones que se dedican a proyectar y construir en gran escala, con el concurso de empresas contratistas se trata de establecer una clasificación de los materiales, hecha con fines de pago de los movimientos correspondientes. Tabla 4. Clasificación de suelos, SCT

MATERIAL

ESTADO

COEFICIENTE DE VAR. VOL.

CLASIFICACION PRESUPUESTAL

90 %

95%

100%

A

B

C

 AB UNDA MIENTO

ARCILLA POCO ARENOSA CAFE CLARO (ESTRATO 0.0 A 0.50m)

MUY FIRME

1.01

0.96

0.97

20

80

0

1.49

'ARCILLA CON POCA ARENA FINA, PEQUEÑOS GRUMOS DEL MISMO MATERIAL DE COLOR CAFÉ CLARO Y GRIS (ESTRATO SUBYACENTE HASTA 12.0m)

DURA

1.14

1.08

1.02

00

100

0

1.57

Iniciamos con el desmonte del área necesaria para realizar maniobras en la construcción de las Estructuras.

En caso necesario de nivelar el terreno para apoyar la estructura, se cuidaran las condiciones de drenaje superficial sin dejar zonas que perjudiquen la estabilidad de la estructura. 24

Ejecutamos las cuatro excavaciones por estructura de acuerdo al plano de proyecto, se atacarán en tramos alternados de 2.00 m con talud 0.25:1 En las zonas donde existan rellenos no controlados, se propone colocar una malla tipo gallinero anclada con grapas de varilla de 3/8” de diámetro de 0.60 m de longitud y colocar un repello

de 5 cm de espesor a base mortero simple de f´c = 100 Kg/cm2. Colocamos una plantilla de mínimo 10 cm de espesor con concreto pobre de 100 kg/cm2 para recibir el acero de refuerzo. Cortamos, doblamos y amarramos el armado del acero de refuerzo de acuerdo a especificaciones de proyecto. Las barras de refuerzo, después de colocadas, se mantendrán limpias hasta quedar completamente cubiertas por concreto. Los insertos (stub), en la base serán fijados con sus distancias, inclinaciones y niveles exigidos en los planos. Colocación de concreto en la cimentación preparado en el sitio o premezclado, colado mediante canalones en cimbra de madera o metálica. Introducir el vibrador verticalmente en el concreto sin desplazarlo horizontalmente. Para evitar la formación de grietas y el concreto no sufra reducciones ni de resistencia ni de durabilidad este deberá curarse inmediatamente. Verificada la base por la Comisión Federal de Electricidad se procederá al relleno con material producto de la excavación, si a juicio de la CFE el material no es factible para su utilización este deberá suministrarse de un banco de material que cumpla las especificaciones de proyecto. La compactación del relleno se realizara con compactadora manual hasta alcanzar el 85% de la prueba proctor. Por las características del material no se recomienda despalme. El CBR del terreno se correlaciona de 19% para una penetración estándar de N 60= 30 golpes, corresponde a una calidad de sub base, por lo cual se propone escarificar el material 20 cm y compactarlo al 95% de su PVSM de acuerdo a la prueba AASHTO estándar.

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CONCLUSIONES A continuación se enlistan los principales resultados del presente estudio. 

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Se encuentra un material Limo arenoso con poca arena fina, de baja plasticidad de consistencia dura o cementada,  con contenidos de humedad menores a 30% y números de golpes de la prueba de penetración estándar mayores a 50 golpes. No se detectó nivel de aguas freáticas. El PH del suelo es de 7.8

Se recomienda una cimentación superficial a base de zapatas sobre el terreno de estudio que admite una capacidad de carga de 35 t/m², al que corresponde un asentamiento de 2.5 cm aproximadamente (Manual de Obras Civiles). Las estructuras elevadas deberán analizarse por volteo.

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