DETERMINACIÓN DE PARAMETROS GEOTECNICOS

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ING. DINORAH RODRIGUEZ GARCIA

DETERMINACIÓN DE PARAMETROS

GEOTECNICOS

P

LANTA DE SEPARACIÓN DE

CO

2

P

N

E

V

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ING. DINORAH RODRIGUEZ GARCIA

T

C

I. INTRODUCCIÓN ... 3

II. INVESTIGACIÓN DEL SUELO ... 6

II.1 FISIOGRAFIA... 6

II.2 GEOLOGÍA ... 7

II.3 SISMICIDAD ... 8

II.4 TRABAJOS DE CAMPO ... 9

II.6 ENSAYES DE LABORATORIO ... 12

III. ESTRATIGRAFÍA Y PROPIEDADES ... 14

III.1 ESTRATIGRAFÍA ... 14

III.2 PROPIEDADES ... 15

III.3 INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS DE CAMPO Y LABORATORIO ... 18

IV. ANÁLISIS GEOTÉCNICOS ... 19

IV.1 ASPECTOS GENERALES ... 19

IV.2 PROPUESTA DE CIMENTACION ... 21

IV.3 CAPACIDAD DE CARGA ... 23

IV.4 REVISIÓN DE LA SEGURIDAD DE LA CIMENTACIÓN ... 25

IV.4.1 ESTABILIDAD DE LA CIMENTACIÓN ... 25

IV.4.2 ESTABILIDAD DEL TALUD ... 26

IV.4.2 ANÁLISIS DE ASENTAMIENTOS ... 30

V.ASPECTOS CONSTRUCTIVOS ... 32

V.1 PRELIMINARES ... 32

V.2. PROCEDIMIENTO DE EXCAVACIÓN PARA ALOJAR ZAPATAS Y SUELO MEJORADO. ... 34

V.3. PROCEDIMIENTO PARA DESPLANTAR LOSA ... ¡Error! Marcador no definido. V.4 RECOMENDACIONES PARA LA SUPERVISIÓN ... 36

VI.CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 37

VI.1 CONCLUSIONES ... 37

VI.2 RECOMENDACIONES ... 40

VII. REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA ... 42

ANEXO A FIGURAS

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DETERMINACIÓN DE PARAMETROS

GEOTECNICOS

TANQUE

DE

CO2

N

,

V

I.

I

NTRODUCCIÓN

El Instituto Mexicano del Petroleo planea la construcción de una Planta de Separación de CO2 en el poblado de Naranjos, en un terreno situado al sur del poblado de Naranjos,

Estado de Veracruz, en las coordenadas geográficas 21º 20’ 31.34’’ latitud norte y 97º 41’ 18.04’’ de longitud oeste.

En la figura #1 se muestra un croquis con la localización del sitio de estudio.

El proyecto de la planta contempla la instalación de un tanque de forma cilíndrica de acero para almacenar CO2 colocado en posición vertical de 11.0 m de altura

aproximadamente y del orden de 10 m de diámetro el cual estará apoyado en una cimentación circular además de sistemas de compresión, contra incendio, de gas inerte, desfogue y quemador, paquetes de drenaje presurizado, de aculumador Slug Catcher y de condensados, sistema de pretratamiento de gas natural y separación de CO2 (con

varios módulos), vialidad interna, cobertizos, edificio administrativo de un nivel (de 20.50 m x 8.85 m), andadores y estacionamiento vehicular. En la figura #2 se muestran las características del proyecto tanque de almacenamiento (CO2).

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Para alojar los tanques y demás instalaciones de la planta se requerirá construir una plataforma horizontal de 103.85 m por 65.05 m, para lo cual es necesario realizar cortes al terreno hasta de 4.0 m debido a la pendiente que existe en el terreno de estudio.

A fin de identificar las condiciones y características estratigráficas y físicas del subsuelo hasta la profundidad en la que son significativos los esfuerzos producidos por las cargas que transmitirán las estructuras que se proyectan construir y los cortes del terreno que se esperan realizar desde el punto de vista de la determinación de parámetros geotécnicos, así como establecer las recomendaciones para la construcción de los cortes requeridos para construir la plataforma de operaciones, se solicitó a esta empresa la realización de la determinación de parámetros geotécnicos cuyo desarrollo da origen al presente informe.

El estudio está integrado por las siguientes etapas de trabajo:

 Campo: exploración y muestreo.

 Laboratorio: determinación de las propiedades índice, deformación y parámetros geotécnicos.

 Gabinete: interpretación de resultados, análisis de la cimentaciones y diseño geotécnico, revisión de las condiciones de seguridad del futuro talud, conclusiones y recomendaciones.

 Elaboración de informe.

En los capítulos siguientes se mencionan los antecedentes geotécnicos del sitio de estudio y las actividades realizadas, se describen las condiciones estratigráficas del subsuelo, así como las propiedades índice y parámetros obtenidos de los trabajos de

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campo y laboratorio; se reportan los resultados, recomendaciones y conclusiones para el diseño y construcción de la cimentación analizada.

Los análisis de cimentación y diversas revisiones geotécnicas están basados en criterios aceptados en la práctica actual, para la determinación de los Parámetros Geotécnicos, basados en el tipo de obra proyectada y en los antecedentes del sitio.

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II.

I

NVESTIGACIÓN DEL

S

UELO

II.1 FISIOGRAFIA

La población de Naranjos pertenece a la Provincia de la Llanura Costera del Golfo Norte. Esta provincia se extiende paralela a las costas del Golfo de México, desde el río Bravo hasta la zona de Nautla, Veracruz. Los climas en esta región van de los secos cálidos y semicálidos del norte a los cálidos subhúmedos y húmedos del sur. La vegetación se ajusta a dicho patrón climático, con matorrales submontanos y tamaulipecos en la porción boreal y selvas en la austral. En territorio veracruzano se encuentran áreas que corresponden a las subprovincias: Llanuras y Lomeríos y Llanura Costera Tamaulipeca. El sitio objeto de estudio se localiza dentro de la Subprovincia Llanuras y Lomeríos

Subprovincia de las Llanuras y Lomeríos. La mayor parte del sur de esta subprovincia

queda incluida dentro de Veracruz, donde abarca 20,792.50 km cuadrados de la superficie total estatal. En el norte de la entidad se encuentra gran parte de la cuenca baja del Pánuco, en la que dominan llanuras aluviales y salinas, inundables y con lagunas permanentes asociadas con lomeríos. Hacia el sur, hasta el valle de Tuxpan, siguen extensos sistemas de lomeríos suaves asociados con llanos y algunos con cañadas.

Junto a la sierra, al occidente, se localiza el amplio valle de laderas tendidas por el que fluye el río Moctezuma. Al oeste, cerca de la sierra, hay mesetas constituidas de sedimentos antiguos.

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En la figura #3 se muestra la fisiografía del Estado de Veracruz y la ubicación del sitio de estudio.

II.2 GEOLOGÍA

El estado ha quedado comprendido dentro de siete provincias geológicas, que son: Llanura Costera del Golfo Norte, Sierra Madre Oriental, Eje Neovolcánico, Sierra Madre del Sur, Cordillera Centroamericana y Sierras de Chiapas y Guatemala; cada una de ellas con características litológicas, estructurales y geomorfológicas propias y definidas.

Provincia Llanura Costera del Golfo Norte. Comprende gran parte del norte del estado,

desde el límite con Tamaulipas hasta el sur de Papantla, donde se localizan las elevaciones del Eje Neovolcánico; su límite occidental lo constituye la Sierra Madre Oriental y hacia el oriente el Golfo de México.

Los afloramientos más extensos corresponden a rocas sedimentarias detríticas del Terciario, depositadas en la Cuenca Tampico-Misantla. Las rocas más antiguas en esta región son las del Cretácico Superior, en tanto que las más recientes son depósitos de suelos, formados por materiales detríticos derivados de las rocas preexistentes.

Estratigrafía.

En esta provincia existe una gran diversidad de rocas representativas de los diferentes periodos geológicos, específicamente del Cretácico Superior, Paleoceno, Eoceno, Oligoceno, Mioceno, así como rocas volcánicas.

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En la figura #4 se muestra la geología del Estado de Veracruz de acuerdo con el INEGI y en la figura #5 se observa un cuadro con la escala de tiempos geológicos para una mejor comprensión de las épocas y periodos geológicos.

II.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 (Tanque de CO2) pertenece a la zona de sismicidad de baja

intensidad, es decir la ZONA SISMICA A. En la figura #6 se muestra su ubicación dentro de la Zonificación Sísmica.

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Tabla 1 Coeficientes Sísmicos (CFE) Zona

Sísmica Suelo de Cimentación Coeficiente Sísmico c* A I (Firme) II (Intermedio) III (Blando) 0.08 0.16 0.20 B I (Firme) II (Intermedio) III (Blando) 0.14 0.30 0.36 C I (Firme) II (Intermedio) III (Blando) 0.36 0.64 0.64 D I (Firme) II (Intermedio) III (Blando) 0.50 0.86 0.86

*Para estructuras del Grupo “B”. En el caso de estructuras del Grupo “A”, los coeficientes se deberán multiplicar por 1.5.

De acuerdo con la tabla 1 y las características del terreno, el sitio de proyecto tiene un coeficiente sísmico de 0.08 que es el recomendable para emplearlo en los análisis sísmicos de las estructuras.

II.4 TRABAJOS DE CAMPO

Considerando las características y ubicación del proyecto y los antecedentes mencionados en el punto anterior, la investigación de campo se estableció mediante la realización de un sondeo de penetración estándar (SPT-1) llevado a 14.70 m de profundidad referido al nivel del terreno actual; en el sondeo se combinó el avance por percusión de la herramienta de penetración estándar con broca tricónica para lograr avance en suelos duros.

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La penetración estándar realizada en los sondeos se llevó a cabo aplicando el procedimiento establecido en la norma ASTM-D1586, consiste en el hincado a percusión de un muestreador de pared gruesa (penetrómetro) de 3.5 cm de diámetro interior de

media caña de 60 cm de longitud, por medio de la energía proporcionada por un martillo

de 67 Kg de peso dejado caer desde una altura libre de 76 cm. Durante este proceso se obtienen muestras alteradas, llevándose además un registro del número de golpes necesarios para hacer penetrar dentro del suelo los 30 cm intermedios del penetrómetro. Este registro permite inferir a través de correlaciones la compacidad de los suelos granulares y la consistencia de los materiales finos. Con el penetrómetro se recuperaron muestras alteradas del suelo en prácticamente toda la profundidad explorada.

Mediante los resultados de los sondeos fue posible determinar la estratigrafía del sitio, la compacidad y/o consistencia de los estratos atravesados. Las muestras obtenidas de los sondeos fueron empacadas y llevadas al laboratorio, para determinar las propiedades índice representativas del lugar.

Además del sondeo profundo se excavó un pozo a cielo abierto (PCA-1 ) a 1.50 m de profundidad con respecto al nivel actual de terreno; la finalidad de esta exploración fue conocer con detalle los estratos superficiales del terreno objeto de estudio, obteniendo para tal fin muestras alteradas de los suelos representativos del pozo.

La profundidad del pozo a cielo abierto estuvo limitada por la dureza del terreno.

No se detectó la posición del nivel de aguas superficiales durante los trabajos de exploración del suelo.

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BANCO DE PRÉSTAMO DE MATERIALES

A continuación se describen los volúmenes aproximados de material requeridos para la construcción de la plataforma de acuerdo con el proyecto geométrico de la planta de gases:

Material de Base (gravas arenosas) para plataformas

2,000 m3

Como parte de los trabajos de campo se realizó la investigación de un banco préstamo de materiales para la formación de la plataforma y construcción de accesos vehiculares. Se buscó y localizó en la región las zonas factibles de bancos de préstamo de materiales requeridos ubicándose el sitio más cercano a la zona de obra para cubrir el volumen descrito anteriormente.

Banco de gravas. Identificado como “banco de gravas” a 5 km al sur de la zona de

estudio, se localiza próximo a la carretera Naranjos-Cerro Azul ingresando 500 m por un camino de terracería hacia el poniente. Se trata de un banco en explotación. Este material fue analizado para formar la plataforma de desplante de la planta. El volumen disponible de explotación es de aproximadamente 20,000 m3_.

En el sitio se recolectaron varias muestras en cantidad suficiente del banco de préstamo, las cuales fueron llevadas al laboratorio para su análisis con lo que se garantizó el conocimiento de estos materiales, la capacidad del banco y la utilización más apropiada para la planta.

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En el Anexo “B” de este escrito se presenta un reporte fotográfico donde se muestran los aspectos más significativos de los trabajos de campo.

En la figura #7 se muestra ubicación de exploración geotécnica con la ubicación del sondeo y pozo a cielo abierto realizado, mientras que en la figura #8 se observa la ubicación del banco de préstamo de materiales.

En la figura #9 se muestra la estratigrafía encontrada en el sondeo de penetración estándar, mientras que en la figura #10 se observa la estratigrafía encontrada en el pozo a cielo abierto.

II.6 ENSAYES DE LABORATORIO

Todas las muestras obtenidas fueron objeto de las pruebas indicadas a continuación y que de acuerdo con el tipo de material encontrado fueron las que se pudieron realizar y que sirvieron para definir el tipo y comportamiento del suelo y con base en los resultados de las exploración de campo y laboratorio se determinan los parámetros de diseño en los análisis que se presentan en los capítulos posteriores.

En todas las muestras se realizó la clasificación visual y al tacto (en estado seco y húmedo) y se determinó el contenido natural de agua (w%).

Las muestras recuperadas durante la exploración de campo fueron objeto de las pruebas indicadas a continuación:

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1. Clasificación del suelo visual y al tacto, en estado húmedo y seco, de acuerdo al Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS)

2. Se determinó el contenido natural de agua (w%). 3. Ensaye de compresión simple (qu) reproducidas

4. Ensaye triaxial, no consolidada no drenada (cu)

5. Peso volumétrico natural (m).

6. Contenido de finos por lavado 7. Valor Relativo de Soporte (VRS) 8. Compactación Próctor Estandar. 9. Granulometría por mallas.

Todos los ensayes se realizaron conforme a lo especificado en las normas ASTM vigentes.

A continuación se describen los resultados de las pruebas efectuadas, así como la estratigrafía encontrada en las exploraciones realizadas.

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III.

E

STRATIGRAFÍA Y

P

ROPIEDADES

III.1 ESTRATIGRAFÍA

A continuación se presenta la estratigrafía de cada uno de los sondeos realizados:

SONDEO DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR SPT-1 Prof. (m) Descripción:

0.00 -14.70 Arcilla de color café claro de alta plasticidad con carbonato de calcio de consistencia dura a durísima, el contenido natural de agua resultó de 20%, en la prueba de penetración estándar se registró 35 golpes en promedio en los primeros 6.0 m y 50 a partir de esta profundidad. Los límites de plasticidad indican que se trata de una arcilla altamente plástica con valores promedio de LL=60% y LP=22%. El porcentaje de material fino resulto de 98% en promedio.

POZO A CIELO ABIERTO PCA-1 Prof. (m) Descripción:

0.00 – 1.50 Arcilla café claro con carbonato de calcio de consistencia dura. El contenido natural de agua resultó de 17%. Los límites de plasticidad resultaron de LL= 50% e IP= 18% resultando una clasificación CH (arcilla de alta plasticidad). Los parámetros de resistencia son: en la prueba de compresión simple de 2.5 kg/cm2 _{y cohesión aparente de 1.25 tn/m}3_{, en la}

prueba triaxial la cohesión resultó de cu= 13.3 tn/m2 con un ángulo de

fricción interna del 18°. La densidad de sólidos resultó de 2.80. el peso volumétrico es de 2.0 tn/m3.

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III.2 PROPIEDADES

En las tablas mostradas más adelante se presentan los resultados de los ensayes realizados en las muestras obtenidas en campo, de acuerdo a la siguiente relación:

Tabla 1 Resistencia a la compresión simple

Tabla 2 Ensaye triaxial, no consolidada no drenada (cu)

Tabla 3 Compactación Proctor Estándar

Tabla 4 Valor Relativo de Soporte (VRS).

Tabla 5 Granulometría por mallas

Tabla 6 Contenido de finos

Tabla 7 Límites de plasticidad

La figura #11 incluyen la gráficas resultante de la prueba de compresión simple, mientras que en la figura #12 la de ensaye triaxial. La figura #13 se muestra los resultados de la prueba de compactación practicado a material procedente del banco de préstamo, mientras que en la figura #14 se observan los resultados de la prueba de Valor Relativo de Soporte (VRS). En la figura #15 se muestran la curva del ensaye de granulometría. La figura #16 contiene un resumen de con los porcentajes de partículas finas en las diferentes muestras ensayadas. En las figuras #17 a #24 contienen los resultados de los límites de plasticidad.

TABLA 1. RESULTADOS DE PRUEBA DE COMPRESIÓN SIMPLE

Muestra Profundidad (m) W (%)  m kN/m3 (t/m³) E (t/m2) qu kPa (kg/cm²) c kPa (kg/cm2)

Pozo a cielo abierto PCA-1

cúbica 1.35 16 1.98 1700 2.46 1.23

w Contenido natural de agua m Peso volumétrico del suelo

E Módulo de elasticidad en compresión qu Resistencia a la compresión simple

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TABLA 2. RESULTADOS EN PRUEBA TRIAXIAL RÁPIDA.

Sondeo Prof. (m) w prom. (%)  m kN/m3 (t/m3) 3 kPa (kg/cm2) 1 - 3 kPa (kg/cm2) cu kPa (kg/cm2) Ang  ( º ) PCA-1 1.20 1.50 17.7 20.2 (2.02) 0.3 1.0 4.10 4.86 130.6 (1.36) 19°

w Contenido natural de agua

1 Esfuerzo principal mayor

3 Esfuerzo principal menor cu Cohesión del suelo

Ang  Ángulo de fricción del suelo

TABLA 3. RESULTADOS DE PRUEBA DE COMPACTACIÓN PROCTOR Pozo Muestra Profundidad

(m) PVSM kN/m3 (tn/m3) W (%) PCA-1 granel 0.50 1.702 23.2

W Contenido natural de agua PVSM Peso Volumétrico Seco Máximo

TABLA 4. PRUEBAS DE VALOR RELATIVO DE SOPORTE Pozo Prof. (m) Valor Relativo de

Soporte (VRS) %

Expansión por saturación %

PCA-1 0.00 -1.00 121.84 0.42

TABLA 5. GRANULOMETRIA POR MALLAS

Banco Muestra Prof. (m)

G (%) S (%) F (%) SUCS

Grava granel 1.50 60 31.6 8.39 GP

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TABLA 6. CONTENIDO DE PARTÍCULAS FINAS

Sondeo muestra Profundidad (m) Wfinos (g) % de Finos

SPT-1 m-2 0.90 111 95.62 SPT-1 m-5 2.70 201 99.80 SPT-1 m-23 13.35 104 83.22 PCA-1 m-1 0.60 212 98.75 PCA-1 Cúbica 1.35 221 97.71 BANCO Granel 0.50 66 8.39

Wmuestra Peso de la muestra

W finos Peso de partículas finas

TABLA 7. LÍMITES DE CONSISTENCIA.

SONDEO Prof. (m) (t/mLL 3₎ LP (%) (%) IP SUCS PCA-1 0.00 – 1.20 50.8 22.8 28.1 CH PCA-1 1.20 – 1.50 49.4 22.7 26.6 CL BANCO GRANEL 40.5 22.7 17.8 CL SPT-1 1.80 – 2.40 52.7 22.7 30.0 CH SPT-1 3.60 – 4.20 59.1 22.7 36.3 CH SPT-1 6.00 - 6.35 52.4 22.7 29.7 CH SPT-1 8.40 – 8.75 57.3 22.7 34.6 CH SPT-1 13.80 – 14.10 60.7 22.7 38.0 CH LL Límite líquido LP Límite plástico IP Índice plástico

Tomando en cuenta los resultados obtenidos durante los trabajos de exploración de campo, las pruebas de laboratorio y el uso de correlaciones, para fines de análisis se consideró el siguiente modelo estratigráfico para el sitio, con los pesos volumétricos, parámetros de resistencia y módulos de deformación asignados que se indican en la Tabla 8.

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TABLA 8. MODELO ESTRATIGRÁFICO

Prof. (m) Descripción Peso Vol. (t/m3) Cohesión (t/m2) Ángulo de fricción interna (º) Módulo de elasticidad (tn/m2) 0.-6.0 Arcilla Plástica dura 2.00 13.0 19° 1700 6.0-15.0 Arcilla Plástica durísima 2.10 15.0 25° 3000

III.3 INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS DE CAMPO Y LABORATORIO

En términos generales el subsuelo en la zona del predio consiste básicamente en las siguientes unidades estratigráficas:

0.00 a 6.00 m. Se encuentra un depósito de arcilla plástica consistencia dura a durísima.

Este estrato presenta alta resistencia del suelo por lo que es recomendable para el desplante de estructuras ligeras a pesadas. Tiene un comportamiento cohesivo. Las cimentaciones apropiadas para este estrato pueden ser superficiales, ya sea zapatas (aisladas o corridas) o losas sin necesidad de dar un mejoramiento previo del terreno; la elección definitiva dependerá del nivel de carga de los equipos que se coloquen sobre éstas. Este estrato presenta resistencias altas que permiten obtener taludes cercanos a la vertical proporcionando una estabilidad adecuada.

6.0 a 15.0 m. Se encuentra un depósito de arcilla plástica de consistencia durísima. Este

estrato de comportamiento cohesivo es apropiado para el desplante de estructuras muy pesadas, presenta una resistencia a la compresión elevada y es adecuada para cimentaciones de tipo profundas con asentamientos elásticos (a corto plazo) prácticamente nulos. Los resultados de las pruebas de laboratorio correspondientes al banco de materiales indican que la grava es apropiada para construir una base de buena calidad.

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IV.

A

NÁLISIS GEOTÉCNICOS

IV.1 ASPECTOS GENERALES

Los criterios de análisis utilizados están basados en las teorías y criterios aceptados por la mecánica de suelos actual en nuestro país.

Para revisar el sistema de cimentación más adecuado para las estructuras que integran la planta de separación de CO2, en los análisis realizados se tomaron en cuenta los

siguientes aspectos:

b) Las plataformas principales que alojaran diversos equipos y sus características se indican a continuación (información disponible al momento de realizar el presente estudio):

 Plataforma para iniciar la compresión de gas natural (15 m x 8.0 m). Alojará equipos de CO2 con una carga total promedio de 70 tn (esfuerzo de 0.56 tn/m2) y se tendrán

cargas dinámicas.

 Plataforma del sistema final de compresión de gas natural (6.0 m x 8.0 m). Alojará equipos de CO2 con una carga total promedio de 70 tn (esfuerzo de 1.46 tn/m2) y se

tendrán cargas dinámicas.

 Plataforma para el sistema de pretratamiento de gas natural y separación de CO2. en

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 El tanque de agua estará compuesto por un tanque cilíndrico de acero con capacidad aproximada de 360 m3 _{colocado en posición vertical de 5.0 m de altura}

aproximadamente y de 9.60 m de diámetro el cual se apoyará en una cimentación circular. Se estima una presión de contacto al nivel de desplante de la cimentación de 6.0 tn/m2_.

b) De acuerdo al proyecto geométrico, los diferentes equipos de la planta se construirán sobre una plataforma de 103.85 m por 65.05 m dividida en dos zonas, una zona que tendrá la elevación 37.50 donde se alojarán los equipos y tanques industriales y la zona que tendrá la elevación 39.0 donde se alojará el edificio administrativo el tanque de agua como el cobertizo de bombas contra incendio; para lo cual es necesario realizar cortes al terreno hasta de 5.0 m de altura, así como rellenos que inducirán taludes de entre 2.0 m y hasta 4.50 m de altura.

c) En los análisis geotécnicos se estimó para el edificio administrativo una descarga máxima sobre la cimentación por eje de muro de 4.5 tn/ml.

d) En los análisis se consideraron los valores medios de las propiedades índices y estudio de los estratos determinados a partir de los resultados de laboratorio y de campo.

e) Las condiciones hidráulicas del sitio (nivel freático inexistente).

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IV.2 PROPUESTA DE CIMENTACION, PLATAFORMA Y TALUDES

IV.2.1 CIMENTACIÓN

La información anterior permitió concluir que la cimentación adecuada para el proyecto en estudio consistirá en las siguientes cimentaciones:

1. Plataformas para el sistema de compresión de gas natural. Consistirá en losas superficiales con contratrabes desplantadas según la zona de la planta:

 Sobre suelo natural. Solo se requiere afinar el terreno y colar la losa.

 Sobre relleno compactado. Se deberá cortar el terreno en terrazas horizontales de manera que el relleno por colocar tenga por lo menos 0.60 m de espesor y compactado al 98% de la prueba Proctor Estandar. Las contratrabes darán rigidez a la cimentación y podrán ser perimetrales e intermedias con dimensiones de acuerdo al análisis estructural (ver fig #25). Los esfuerzos inducidos por los equipos serán de pequeña magnitud por lo que se espera un buen comportamiento de las cimentaciones (asentamientos muy pequeños). 2. Tanque de Agua del sistema contra incendio. Consistirá en una losa circular

desplantada superficialmente con un diámetro de 10.0 m y contratrabes perimetrales e intermedias que darán rigidez a la cimentación con dimensiones que dependerán del análisis estructural (ver fig #26). El tanque se construirá sobre un relleno a base de suelo cemento el cual deberá tener una extensión de 256 m2 _{(16.0 m por 16.0 m) y un espesor mínimo 1.00 m. Este suelo mejorado}

tendrá la rigidez necesaria para soportar apropiadamente el tanque garantizando una distribución uniforme de la carga hacia estratos más profundos y evitar desplazamientos o asentamientos del suelo de cimentación (ver fig #26 y fig. #26a).

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3. Edificio administrativo. Contará con zapatas corridas de 0.70 m de ancho

mínimo y desplantadas a 0.60 m de profundidad respecto al nivel de piso

terminado ubicadas a lo largo de los ejes transversales y longitudinales del inmueble. Una opción alternativa consiste en desplantar la estructura sobre zapatas aisladas de sección cuadrada de 0.80 m de lado en el cruce de ejes del edificio con trabes de liga (ver fig #27).

4. Cobertizos. Se apoyará sobre zapatas aisladas de sección cuadrada de 0.80 m de ancho mínimo desplantadas a 0.80 m de profundidad mínima (ver fig #28). 5. Plataformas para tanques con cargas pequeñas. Consistirán de losas superficiales

que dependiendo de las cargas se podrá rigidizar y reforzar con contratrabes y que se desplantarán ya se sobre el suelo natural o sobre relleno compactado.

IV.2.2 CONSTRUCCIÓN DE PLATAFORMA Y VIALIDADES

Algunos de equipos de la planta de CO2 se apoyarán sobre el suelo natural (zona de

corte) y otros sobre el relleno artificial el cual estará formado por material inerte proveniente de banco de préstamo (tepetate) de 30 cm de espesor mínimo compactado al 98% Proctor que se colocará sobre el depósito de arcilla previamente despalmado y nivelado.

La vialidad interior estará conformada por una subrasante ya sea del terreno natural o del relleno mejorado y una base hidráulica proveniente de banco de préstamo explorado (gravas arenosas) de 25 cm de espesor con un VRS no menor al 50% (ver fig. # 29)

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IV.2.3 TALUDES EN TERRENO NATURAL Y EN RELLENO

Para la construcción de la plataforma de la planta será necesario cortar el terreno objeto de estudio dejando taludes de hasta 5.0 m de altura con una inclinación de 80° con una berma intermedia de 0.80 m de ancho. Estos taludes deberán ser protegidos contra la erosión para lo cual se recomienda se coloque geosintéticos que favorezcan el crecimiento de vegetación o bien la colocación de un zampeado como se especifica en el procedimiento constructivo.

En la parte perimetral de los rellenos se dejarán taludes a 34º según anteproyecto de plataforma a fin de que estos sean estables. Es muy importante que estos taludes sean protegidos contra la erosión por medio de vegetación o la colocación de un recubrimiento de mampostería, además de la construcción de lavaderos de concreto o mampostería.

A continuación se presentan los criterios de análisis utilizados y los resultados de los mismos.

IV.3 CAPACIDAD DE CARGA

Para los análisis geotécnicos de las estructuras, se tomó como apoyo para las plataformas de gases y el tanque de agua una losa superficial desplantada sobre la plataforma general tanto en terreno natural como relleno compactado. Para dar rigidez al sistema de cimentación serán necesario construir contratrabes. Para las demás estructuras se consideró zapatas corridas o aisladas, así como losas superficiales.

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En el cálculo de la capacidad de carga de la losa de cimentación se consideraron las propiedades mecánicas correspondientes a la arcilla dura con un comportamiento cohesivo del estrato y la geometría de las losas correspondientes así como también al relleno compactado. La capacidad de carga admisible para el tipo de cimentación seleccionado se determinó con la siguiente expresión (criterio de Vesic):

qa = (Cu Nc + q Nq )/FS 1)

Donde:

qa capacidad de admisible del suelos (t/m

2

)

Cu Cohesión promedio de los estratos involucrados en la posible superficie de falla: 13.0 t/m

2

para la arcilla in situ, 8 tn/m2 para el relleno de suelo cemento y de 5.0 tn/m2 para el relleno compactado. Nc y Nq Coeficientes de capacidad de carga dependientes del ángulo de fricción interna Nc =

5.7 y Nq =1.0 ( para =0°)

q Presión vertical total a la profundidad de desplante por peso propio del suelo, 0.6t/m2

FS Factor de seguridad, 2.5; derivado de las incertidumbres que se tienen en las propiedades del suelo y en función del sistema superficial adoptado.

De acuerdo con los valores obtenidos para cada variable, la aplicación de la expresión anterior dio como resultado la capacidad de carga admisible del suelo afectada por el factor de seguridad indicada a continuación:

qa = 29.90 tn/m2 (cimentación sobre suelo natural, arcilla firme)

qa = 8.30 tn/m2 (cimentación sobre relleno compactado con tepetate)

Para el caso del tanque de agua para el sistema contra incendio se determinó que la capacidad de carga es de qa = 18.50 tn/m2.

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Debe señalarse que el valor indicado anteriormente representa el esfuerzo máximo permisible para que el suelo de apoyo o no llegue a una falla por ruptura.

IV.4 REVISIÓN DE LA SEGURIDAD DE LA CIMENTACIÓN

IV.4.1 ESTABILIDAD DE LA CIMENTACIÓN

a) Primera combinación de acciones (carga permanente más carga viva máxima)

Para revisar la seguridad de la cimentación, debe verificarse su estabilidad para las acciones verticales que se esperan soportar al nivel de desplante de la cimentación, las cuales deben ser menores a la capacidad de carga del suelo.

De tal manera, la cimentación propuesta deberá cumplir la siguiente desigualdad:

 Q /A < qa 2)

Donde:

 Q Suma de las acciones verticales a nivel de desplante de la cimentación (considerando carga viva máxima, c.v.máx.), de 6.0 tn/m2 para el tanque de agua, 1.46 tn/m2 para las

plataformas de tanques y de 4.50 tn/m para e los ejes del edificio administrativo.

A Área del cimiento, que corresponde a la superficie de la cimentación, para el tanque de 78.5 m2_{, 48 m}2 _{para la losa de tanques de CO2 y de 8 m}2 _{para uno de los ejes del edificio}

administrativo.

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Para las descargas antes descritas y evaluando ambos miembros de la ecuación 2, se llegó a los siguientes valores:

1.46 tn/m2 _{< 29.9 tn/m}2 _{(plataforma de tanques de CO2 sobre suelo natural)}

1.46 tn/m2 _{< 8.30 tn/m}2 _{(plataforma de tanques sobre relleno de tepetate)}

6.0 tn/m2 _{< 18.50 tn/m}2 _{(tanque circular de agua).}

5.60 tn/m2 _{< 29.9 tn/m}2 _{(ejes del edificio administrativo)}

Como se cumple la desigualdad 2, las cimentaciones a base de losas superficiales y zapatas corridas son estables para la primera combinación de cargas.

IV.4.2 ESTABILIDAD DEL TALUD

De acuerdo con la geometría y a los niveles de desplante de la plataforma donde se asentarán las diversas instalaciones (cota 37.50 y 39.0) así como la topografía del terreno de estudio, será necesario realizar cortes del suelo de manera que la plataforma general tenga una superficie horizontal. Se deberá garantizar que los taludes que resulten de los cortes sean estables a fin de evitar desplazamientos del terreno hacia la zona de la planta.

Por otra parte los rellenos que se pretenden colocar para formar la plataforma general de la planta tendrán en su periferia taludes de entre 2.0 y 4.50 m de altura con una inclinación a 34º de manera que se deberá garantizar su buen comportamiento (evitar fallas), desplazamientos del relleno hacia zonas bajas motivadas por los esfuerzos de las cimentaciones cercanas a estos taludes o de las vialidades.

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Para cumplir lo anterior será necesario cortar el terreno dejando taludes de hasta 5.0 m de altura con una inclinación de 80°, por lo que se deberá garantizar su estabilidad a través de un factor de seguridad (FS) adecuado.

La estabilidad de los taludes que se tendrán en algunos de los lados de la plataforma general de la planta, fue revisada mediante la determinación de los factores de seguridad contra deslizamiento para distintas geometrías de talud, considerando una sobrecarga en su hombro debido al tránsito de vehículos.

En la revisión de la estabilidad de los taludes se hicieron las siguientes consideraciones: 1. Corte de terreno natural: El talud tiene una inclinación 80° y una altura máxima

de 5.0 m así como una berma intermedia de 0.80 m de ancho a 2.0 m de altura desde la plataforma la cual incrementará la estabilidad y servirá para controlar y conducir las aguas pluviales que se presenten.

2. Taludes en la periferia de rellenos. El talud tiene una inclinación 34° y una altura máxima de 4.50 m, que delimitará a la plataforma general.

3. Dada la geometría y tipo de material del que estará constituidos los taludes, se consideró una superficie de falla circular en dos dimensiones.

4. Se tomaron en cuenta las propiedades de resistencia y volumétricas del suelo determinadas a partir de los resultados de laboratorio y de campo, así como los valores característicos de materiales de relleno. El modelo estratigráfico y parámetros considerados en estos análisis son los siguientes:

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Estrato geometría P.V. (t/m3_{) Cohesión, tn/m}2 _{Ángulo de}

fricción () Talud en corte

Arcilla plástica dura 80º con berma 2.00 13 19

Arcilla plástica durísima 80º con berma 2.10 15 25

Talud de rellenos

Tepetate compactado 45º 1.70 5 10

Arcilla plástica durísima 45º 2.00 13 19

P.V.=Peso volumétrico

5. Se aplicó el criterio de Bishop, considerando que la posible falla se deberá al deslizamiento por gravedad de una masa de suelo a lo largo de una superficie crítica de deslizamiento circular, al cual se opone activando la resistencia al esfuerzo cortante del propio suelo.

6. Para el análisis de estabilidad se empleó el programa de computadora SLIDE considerando la resistencia al esfuerzo cortante mediante la ecuación de Mohr-Coulomb. La estabilidad se determina calculando para ello el factor de seguridad mínimo contra falla por deslizamiento que pudiera presentarse y que a su vez determina la posibilidad de ocurrencia de la falla y que depende de los valores del ángulo de fricción, cohesión, peso volumétrico de los estratos involucrados y de la sobrecarga.

El factor de seguridad contra la falla por deslizamiento del talud se calculó con la siguiente expresión: m r M M FS  3)

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Donde:

Mr Momento resistente del suelo por esfuerzo cortante desarrollado a lo largo de la superficie de falla.

Mm Momento motor generado por el peso de las masas de suelo dentro de la superficie de falla y las sobrecargas en el hombro del talud.

En las figuras #30 a #32 se muestra el mecanismo de falla final de los diversos análisis efectuados y la localización de la trayectoria del círculo crítico en condiciones no saturadas y saturadas. En la tabla 9 se muestran los resultados de los análisis de estabilidad de talud.

TABLA 9. RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE ESTABILIDAD

Análisis No. Altura (m) ( tn/m2) q (°)  Mr kN-m kN-m Mm M R F.S. Talud en corte No saturado 5.0 2.50 80° 7006 4823 10.29 1.452 saturado 5.0 2.50 80° 8945 6233 12.80 1.435 Talud de relleno No saturado 4.50 2.00 34° 9538 6538 9.87 1.452

q Sobrecarga en la superficie del terreno (vehículos)

 Inclinación del talud. Mr Momento resistente Mm Momento motor R Radio del círculo crítico

FS Factor de seguridad mínimo (del círculo crítico)

El factor de seguridad que es apropiado para la seguridad de los taludes para el tipo de estructura térrea, altura considerada y condiciones a corto plazo como operará la presa es de 1.30.

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Considerando los resultados del análisis de estabilidad se concluye que bajo las condiciones geométricas, cargas y de resistencias consideradas, los taludes perimetrales a la plataforma tanto en corte como en el relleno no tienen riesgo de falla por deslizamiento por lo que se consideran estables.

IV.4.2 ANÁLISIS DE ASENTAMIENTOS

Debido al tipo de suelo y las características estratigráficas del sitio, los asentamientos esperados para el tanque de CO2 se presentaran a corto plazo y corresponden

principalmente a los asentamientos del suelo natural de la arcilla plástica dura.

La determinación de los hundimientos del suelo que se presentarán debido las cargas de los equipos y del tanque de agua, se llevó a cabo por medio de la teoría de la elasticidad, aplicando el siguiente criterio (ref 4):

e-max= q b ((1-2)/E) Iw 4)

Donde:

e-max Compresión elástica a corto plazo, en m

.q Descarga del suelo a la profundidad de excavación, considerando una descarga de 1.50 t/m2 _{para las plataformas de tanques de CO2, 6.0 t/m}2 _{para el tanque de agua.}

.b Ancho del cimiento, 8.0 m y 10.0 m.

 Relación de Poisson de 0.40 (para arcilla dura) E Módulo de elasticidad del suelo: 1,700 t/m2

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Con este criterio el asentamiento inmediato esperado es de: 0.50 para las losas que soportarán los equipos de CO2, de 1.53 cm para la losa del tanque de agua y de 0.25 cm

para las zapatas corridas, lo que se considera valores aceptables para el tipo de estructura analizada.

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V.

A

SPECTOS CONSTRUCTIVOS

El procedimiento constructivo para el desplante de las cimentaciones se ajustará a los siguientes lineamientos.

V.1 PRELIMINARES

1. Antes de dar inicio con la remoción del suelo se deberá hacer la limpieza del terreno. En esta etapa se retirarán de la obra cualquier resto de construcciones antiguas, vegetación, árboles, etc.

2. A fin de trazar la zona de trabajo, se deberá realizar un despalme de 10 cm con el fin de retirar la capa vegetal superficial y facilitar el trabajo de remoción del terreno. 3. Se procederá a ubicar los puntos de referencia topográfica como son los bancos de

nivel, localización de ejes y demás referencias que garanticen el correcto trazo y nivelación de la plataforma, losas para tanques de CO2, estructura del tanque de

agua, edificio administrativo y demás instalaciones. Se deberán localizar el banco de nivel fuera del predio y en un sitio donde no sea afectado por construcciones nuevas o paso de vehículos pesados.

V.2. PROCEDIMIENTO DE EXCAVACIÓN PARA ALOJAR PLATAFORMA.

1. La excavación se realizará en una etapa (103.85 m por 65.05 m) a 5.0 m de profundidad como máximo iniciando por la zona más elevada del área por excavar hacia la zona donde solo se realizará despalme dejando taludes perimetrales a 80° en las colindancias y una berma intermedia de 0.80 m de ancho situada a 4.0 m por arriba de la máxima excavación. En la zona del relleno se deberá hacer terrazas (franjas horizontales) o escalonamientos. (fig. # 33).

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2. La excavación se realizará por medios mecánicos exceptuando los últimos 15.0 cm, que se removerán con herramienta manual para evitar la alteración del suelo de apoyo.

3. Se afinará la cara del talud por medios manuales. En la parte superior del talud se construirá una cuneta a base de mampostería o de concreto a fin de encausar el agua pluvial fuera de la excavación y se localizará a 2.0 m del hombro del talud con dimensiones de 0.40 cm de ancho por 0.30 m de profundidad. En la berma intermedia también se construirá una cuneta de concreto o mampostería de sección cuadrada de 0.25 m de lado. Finalmente en la base de talud junto a la plataforma general se construirá otra cuenta que conducirá el agua fuera de la plataforma. La sección será similar a la de la berma intermedia.

4. Se recomienda vegetar las caras de los taludes con pastos de crecimiento limitado para dar protección al mismo principalmente contra erosión. Se recomienda emplear fibras de coco para favorecer el nacimiento y crecimiento de vegetación.

5. Otra alternativa para la protección de los taludes, es la colocación de un zampeado de 3 cm de espesor y una malla de gallinero sujeta con anclas de varilla de 3/8” de 50 cm de longitud. En esta propuesta se deberán colocar drenes a base de tubos de PCV de 2” de diámetro colocados a “tres bolillo” separados a 2.50 m uno de otro.

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V.3. PROCEDIMIENTO DE EXCAVACIÓN PARA ALOJAR ZAPATAS Y PLATAFORMA.

6. Al llegar al nivel máximo de excavación respecto al nivel original del terreno y una vez alcanzado el nivel de la plataforma se procederá a afinar, nivelar y compactar su superficie al 95% Proctor. Se emplearán rodillos pata de cabra y lisos.

7. A continuación se procederá a colocar el relleno para conformar la plataforma de la planta a base de tepetate procedente de banco compactado en capas de 20 cm al 98% Proctor. Este procedimiento se aplicará en la región de relleno excepto en la zona donde se construirá el tanque de agua, sitio donde se colocará como relleno un suelo cemento que abarcará 256 m2 _{(área de 16 m x 16 m). El suelo cemento estará}

constituido por la mezcla de tepetate con cemento en proporción del 4% en peso y será colocado en capas de 20 cm hasta llegar al nivel de desplante de la plataforma. 8. Se iniciarán la construcción de las cimentaciones de las diferentes estructuras del

proyecto. La excavación para alojar las cimentaciones se realizará hasta la profundidad de desplante de cada cimentación (de entre 0.30 y 0.80 m) dejando taludes perimetrales verticales de manera que el desplante se efectuará sobre la arcilla dura.

9. La excavación podrá realizarse por medios mecánicos o manuales exceptuando los

últimos 15.0 cm, que se removerán con herramienta manual para evitar la alteración

del suelo de apoyo.

10. Dada la inexistencia del NAF en el sitio, no se espera la presencia de aguas dentro del área de trabajo, sin embargo, de presentarse agua pluvial deberá ser controlada,

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captándola y conduciéndola mediante drenes superficiales o canaletas al pie de los taludes perimetrales de 20 cm de ancho con pendientes mínimas del 2% hacia cárcamos de achique localizados en las esquinas de la excavación o hacia dura de la plataforma de trabajo.

11. En el fondo de las zanjas se colocara una plantilla de concreto (f´c=150kg/cm2_{) de 5}

cm de espesor en el fondo de la excavación, después de haber nivelado perfectamente el fondo de la excavación, con el fin de evitar que el concreto de los elementos estructurales se contaminen con partículas de suelo.

12. Se armara, cimbra y colará la losa de fondo de las zapatas de cimentación, así como las contratrabes.

13. El espacio entre las zapatas y las paredes del suelo se deberá colocar un relleno formado por material de banco tipo “tepetate”, compactado en capas de 20 cm al 95% de PVSM obtenido en una prueba Proctor estándar.

14. El material excavado para alojar las cimentaciones no podrán ser empleado para el relleno de zanjas.

En caso de que una vez efectuada la excavación, el suelo expuesto presente altos porcentajes de suelo vegetal, entonces se retirará una capa de 60 cm la cual será sustituida por un material arenoso limoso (tipo tepetate), colocado en capas de 15 cm y con un grado de compactación de cuando menos el 95% con el resto al peso volumétrico seco máximo obtenido de la prueba de compactación AASHTO estándar.

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V.4 RECOMENDACIONES PARA LA SUPERVISIÓN

Con base en lo anterior, los aspectos geotécnicos a vigilarse continuamente durante la excavación son los siguientes:

1. Las características de excavación especificadas deben seguirse estrictamente; cualquier propuesta de modificación debe analizarse cuidadosamente con apoyo en el Estudio Geotécnico.

2. Es importante la colocación oportuna cunetas, para evitar la erosión de la cara de los taludes, que eventualmente puedan generar deslizamientos locales que propicien fallas mayores.

3. De presentarse grietas en la corona de los taludes, estas deberán sellarse frecuentemente con una lechada cemento – arena 1:3.

4. Debe prohibirse la colocación de sobrecargas en la corona de los taludes en una franja de 1.50 m como mínimo medida a partir del hombro; especialmente, debe evitarse en esta zona la presencia de equipo como grúas, revolvedoras, compresores, etc.

5. El sistema de drenes para desalojo de agua pluvial debe mantenerse limpio, (canal de recolección localizado al pie del talud); por ningún motivo deberá permitirse la acumulación de agua en esta zona ya que podría favorecerse la falla progresiva del talud particularmente en el hombro y berma intermedia.

6. Deben revisarse las condiciones de drenaje superficial de la obra para evitar que se formen encharcamientos durante el proceso de excavación y construcción de las cimentaciones.

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VI.

C

ONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

VI.1 CONCLUSIONES

El presente documento contiene las actividades, datos y conclusiones resultado del Estudio de Mecánica de Suelos realizado a un predio de 6,755.44 m2_.

1. De acuerdo con el proyecto se pretende construir una plataforma con dimensiones de

103.85 m x 65.05 m donde se alojará un tanque de CO2 con capacidad de 5,000

barriles, tanques pequeños, patios de operaciones, cobertizos, edificio administrativo de un nivel, andadores y estacionamiento vehicular.

2. La investigación del subsuelo se llevó a cabo mediante la realización de un sondeo de penetración estándar (SPT-1) llevado a 14.70 m de profundidad, y un pozo a cielo abierto (PCA-1) a 1.50 m de profundidad en promedio respecto al nivel del terreno actual. La profundidad del pozo estuvo restringida por la resistencia del terreno. 3. En general la estratigrafía del sitio consiste en la existencia de un depósito de arcilla

dura a durísima de alta plasticidad que exhibe un comportamiento cohesivo. El nivel de aguas freáticas no se encontró durante los trabajos de exploración.

4. En los análisis geotécnicos se tomaron en cuenta los valores medios de las propiedades índice y parámetros mecánicos determinados a partir de la exploración de campo y pruebas de laboratorio.

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5. De acuerdo a los resultados de campo, laboratorio y las cargas estimadas que transmitirá el tanque de agua, el edificio administrativo y demás estructuras, se concluye que las cimentaciones consistirán en.

 Plataformas para el sistema de compresión de gas natural. Consistirá en losas

superficiales con contratrabes desplantadas según la zona de la planta: o Sobre suelo natural. Solo se requiere afinar el terreno y colar la losa.

o Sobre relleno compactado. Se deberá cortar el terreno en terrazas horizontales de manera que el relleno por colocar tenga por lo menos 0.60 m de espesor y compactado al 98% de la prueba Proctor Estandar. (ver fig #25).

 Tanque de Agua del sistema contra incendio. Consistirá en una losa circular con

un diámetro de 10.0 m y contratrabes desplantada superficialmente que darán rigidez a la cimentación y podrán ser perimetrales e intermedias con dimensiones de acuerdo al análisis estructural (ver fig #26).

 Edificio administrativo. Contará con zapatas corridas de 0.70 m de ancho mínimo y desplantadas a 0.60 m de profundidad respecto al nivel de piso

terminado ubicadas a lo largo de los ejes transversales y longitudinales del inmueble.

 Cobertizos. Se apoyará sobre zapatas aisladas de sección cuadrada de 0.80 m de

ancho mínimo desplantadas a 0.80 m de profundidad mínima (ver fig #28).  Plataformas para tanques con cargas pequeñas. Consistirán de losas superficiales

que dependiendo de las cargas se podrá rigidizar y reforzar con contratrabes y que se desplantarán ya se sobre el suelo natural o sobre relleno compactado. 6. La capacidad de carga admisible del suelo natural es de 29.9 tn/m2 _{y de 8.30 tn/m}2

para el relleno que es superior al esfuerzo inducido por las cargas estimadas que transmiten las diversas estructuras.

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7. Los asentamientos calculados ocurridos a corto plazo como resultado de la compresión del suelo debido a las cargas sobre el suelo de cimentación, con valores máximos de 4.60 cm para el tanque y máximas de 0.50 cm para el resto de las construcciones, que se consideran aceptables para el tipo de edificaciones.

8. Se construirá una plataforma horizontal donde se edificarán las estructuras de la planta, para lo cual se tendrá que hacer cortes al terreno natural con alturas de hasta 5.0 m. los taludes en estas condiciones (perimetrales a la plataforma) se realizarán a 80° con una berma perimetral de 0.80 m de ancho con altura máxima desde el nivel de plataforma de 2.0 m. La plataforma también se construirá sobre relleno compactado como se describe en el siguiente inciso.

9. Los taludes del material de relleno tendrán una pendiente de 34° y al igual que los taludes en corte deberán ser protegidos contra erosión por medio de vegetación o zampeados. Ser deberán construir lavaderos de concreto o de mampostería para conducir de forma segura el agua proveniente del terreno situado en la parte alta de la plataforma.

10.La plataforma general de la planta estará formada por material inerte proveniente de banco explorado (tepetate) de 30 cm de espesor mínimo compactada al 98% Proctor que se colocará sobre el depósito de arcilla previamente despalmado y nivelado. Este material se colocará en toda la región de relleno excepto en la zona del tanque ( 16 m x 16 m) donde se colocará un suelo cemento.

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11.Las vialidades interiores se construirán con una base hidráulica de 25 cm de espesor como mínimo colocada directamente sobre el terreno cortado o bien sobre el relleno compactado (ver fig. ·29).

VI.2 RECOMENDACIONES

a) Deberá seguirse el procedimiento constructivo para la construcción de las cimentaciones y mejoramiento del terreno o construcción de la plataforma.

b) Por ningún motivo, las cimentaciones de las diferentes estructuras podrán desplantarse en estratos blandos, rellenos sueltos o de desperdicio o con apreciable contenido de materia orgánica, de presentarse deberá retirarse por completo y colocarse en su lugar un material volumétricamente inerte procedente de banco y compactado cuando menos al 95% de su peso volumétrico seco máximo obtenido de una prueba de compactación Proctor estándar.

c) Para cualquiera de los casos de cimentación, para el desplante de las losas se deberá colocar una plantilla de concreto pobre f’c= 150 Kg/cm² de 5 cm de espesor, sobre la cual se apoyarán las cimentaciones; lo anterior a fin evitar la contaminación del concreto estructural con partículas del suelo de apoyo. Posteriormente se iniciará con la colocación y armado del acero de refuerzo previamente habilitado.

d) Las excavaciones que alojarán las estructuras y su cimentación podrán realizarse por medios mecánicos a excepción de los últimos 15 cm, los cuales se removerán manualmente para evitar el remoldeo del material de la superficie de desplante. e) En caso de que los trabajos de excavación se efectúen durante temporada de lluvias, ó

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material expuesto de los mismos se protegerá contra la intemperización mediante la colocación de un repellado de concreto pobre de 2 cm de espesor reforzado con malla de gallinero.

f) Se deberá evitar la concentración de cargas importantes sobre los hombros de los taludes de las cimentaciones durante toda la etapa de excavación y construcción del mismo.

g) De presentarse grietas en la corona de los taludes durante la construcción de las zapatas, estas deberán sellarse frecuentemente con una lechada cemento – arena 1:3. Las conclusiones y recomendaciones anteriores, corresponden a las condiciones geométricas y de carga indicadas en los capítulos anteriores. Cualquier modificación importante en las condiciones del proyecto deberá ser reportado a esta empresa a fin de evaluar la influencia de tales cambios en los resultados del presente estudio.

Ciudad de México, Agosto de 2009 A t e n t a m e n t e

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VII.

R

EFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA

1. COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD “Manual de Diseño de Obras Civiles, Geotecnia”, Libro B.1.3. Instituto de Investigaciones Eléctricas.

2. COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD “Manual de Diseño de Obras Civiles, Estructuras”, Libro C.1.3. y C.1.2. Instituto de Investigaciones Eléctricas.

3. COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD “Manual de Diseño de Obras Civiles, Geotecnia”, Libro B.2.4. Instituto de Investigaciones Eléctricas.

4. Norma Oficial Mexicana NOM-083-SEMARNAT-2003, que contiene las Especificaciones de Protección Ambiental para la Selección del Sitio, Diseño, Construcción, Operación Monitoreo, Clausura y Obras Complementarias de un Sitio de Disposición Final de Residuos Sólidos Urbanos y de Manejo Especial 5. R. B. PECK, W. E. HANSON, T. H. THORNBURN (1989). Ingeniería de

Cimentaciones. Ed. Limusa.

6. HUNT, ROY E. (1986) Geotechnical Engineering Analysis and Evaluation. Mc Graw - Hill Book Company, pp 729.

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ANEXO A

FIGURAS

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SITIO SITIO OBJETO DE OBJETO DE ESTUDIO ESTUDIO SITIO SITIO OBJETO DE OBJETO DE ESTUDIO ESTUDIO

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E

FIGURA 2. CARACTERÍSITCAS DEL PROYECTO (TANQUE DE ALMACENAMIENTODE CO2)

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SITIO DE ESTUDIO | SITIO DE ESTUDIO |

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SITIO DE ESTUDIO SITIO DE ESTUDIO

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SITIO DE ESTUDIO SITIO DE ESTUDIO

FIGURA 6. MAPA DE LA REGIONALIZACION SÍSMICA DE LA REPÚBLICA MEXICANA (CFE, 1993)

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SIMBOLOGIA:

SONDEO DE PENETRACIÓN ESTANDAR (SPT)

POZO A CIELO ABIERTO (PCA) SPT-1 ÁREA DE PROYECTO Vialidad existente PCA-1 Zona de equipos industriales SIMBOLOGIA: SONDEO DE PENETRACIÓN ESTANDAR (SPT)

POZO A CIELO ABIERTO (PCA)

SIMBOLOGIA:

SONDEO DE PENETRACIÓN ESTANDAR (SPT)

POZO A CIELO ABIERTO (PCA) SPT-1 ÁREA DE PROYECTO Vialidad existente PCA-1 Zona de equipos industriales

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N Banco de Banco de limo limo arenoso arenoso N N Banco de Banco de limo limo arenoso arenoso

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9 Fig.

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Densida solidos Ss=Ws / (w4+Ws) -w3 matraz usado: Num= 101

Temperatura °C= 18

peso seco del suelo Ws= 100 grs peso matraz+agua+suelo w3= 742 grs peso matraz+agua w4= 683.40 grs Densida solidos Ss= 2.42

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CORTE

Nivel de plataforma _{Desplante de losa}

Min 0.60 m

Tanques

N+0.00

Suelo natural (arcilla dura)

Cimentación en zona de relleno

CORTE

Nivel de plataforma _{Desplante de losa}

0.60 m

Tanques

N+0.00

Suelo natural (arcilla dura)

Cimentación sobre terreno natural

CORTE

Nivel de plataforma _{Desplante de losa}

Min 0.60 m

Tanques

N+0.00

Suelo natural (arcilla dura)

Cimentación en zona de relleno

CORTE

Nivel de plataforma _{Desplante de losa}

0.60 m

Tanques

N+0.00

Suelo natural (arcilla dura)

Cimentación sobre terreno natural

FIGURA 25. SOLUCIÓN DE CIMENTACIÓN PARA LAS PLATAFORMAS DEL SISTEMA DE COMPRESIÒN DE GAS Y ESTRUCTURAS SIMILARES

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Relleno a base de suelo cemento Losa de cimentación 1.0 m mínimo

TANQUE DE

AGUA

Suelo natural (arcilla dura) Contratrabes Relleno de tepetate, compactado al 98% Proctor 3.0 m (perimetral)

Nivel original del terreno

Relleno a base de suelo cemento Losa de cimentación 1.0 m mínimo

TANQUE DE

AGUA

Suelo natural (arcilla dura) Contratrabes Relleno de tepetate, compactado al 98% Proctor 3.0 m (perimetral)

Nivel original del terreno

INGENIERIA PARA EL FUTURO

ING. DINORAH RODRIGUEZ GARCIA

ÁREA DE PROYECTO Zona de equipos industriales TANQUE DE AGUA 16.0 m 16.0 m RELLENO DE SUELO CEMENTO ÁREA DE PROYECTO Zona de equipos industriales TANQUE DE AGUA 16.0 m 16.0 m RELLENO DE SUELO CEMENTO