Trabajo Final

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

Facultad de Ingeniería Especialidad en Ingeniería Construcción

TRABAJO: Proceso constructivo de Cimentación de losa, aplicada en la estación Ermita línea 12 ALUMNO: Vladimir Rojas Mejía

Abril de 2013

Índice 1 Introducción Cimentaciones Determinación del tipo de cimentación Clasificación de las cimentaciones 2 Cimentación del metro de la línea 12 Ciudad de México estación Mixcoac Demanda de la línea 12 Objetivos de la línea 12 Beneficios de la construcción de la línea 12 Aspectos relevantes del proyecto Trazo de la obra Características técnicas Factores técnicos 3 Estación Ermita Descripción general Geometría Criterios de análisis de diseño Especificaciones Códigos y normas de diseño Sondeos exploratorios del suelo Avances Procedimiento de excavación Losa de cimentación Procedimiento constructivo Tareas previas Replanteo Ejecución Armaduras: elaboración y colocación Hormigonado Juntas Curado Aspectos a tener en cuenta Criterios de medición Control de calidad Maquinaria Diseño 5 Programación de obra 6 Anexos 7 Conclusiones

3 3 3 4 9 2

10 11 11 12 13 15 17 18 18 18 20 20 20 22 24 26 27 27 27 28 28 29 29 30 30 30 31 31 31 32 38 42 45

Introducción Cimentaciones Las cimentaciones son obras subterráneas que median entre el terreno y la estructura según sea la naturaleza del proyecto a construir. La cimentación es indispensable en cualquier sitio, ya sea roca o suelo.

El objetivo de toda cimentación es transmitir de manera uniforme todas las cargas y sobrecargas (en las cuales se consideran: cargas vivas, cargas muertas y cargas accidentales) del proyecto a construir.

Se puede clasificar a los terrenos en dos grupos: Compresibles e Incompresibles.

Es decir que la compresión es una de las principales características y su resistencia vendrá determinada por el esfuerzo con que se oponga a la citada compresión.

Cuando un cimiento se apoya, o mejor dicho, tiene como base un terreno compacto formado por capas de reconocido espesor, resistencia y extensión, no hay peligro alguno para la estabilidad del edificio. Cuando el suelo no es compacto, o sea que está constituido por bancos de pequeña extensión, y pequeña potencia, mientras los estratos o capas tengan un espesor constante, entonces se podrá cimentar con alguna tranquilidad; per o si por el contrario el terreno es compresible y está formado por capas de espesor variable, entonces toda cimentación está expuesta a un verdade ro peligro.

El objetivo principal de las cimentaciones es transmitir las cargas de una estructura a los estratos resistentes del subsuelo, en forma estable y con asentamientos tolerables durante su vida útil.

Determinación del tipo de cimentación Es indispensable evaluar con precisión las cargas que se transmitirán al subsuelo, realizar un estudio detallado de mecánica de suelos y escoger el procedimiento constructivo que técnica y económicamente sea el más viable.

Cargas Es necesario evaluar las acciones permanentes (incluyendo el peso propio), las acciones variables (incluyendo la carga viva), y las acciones accidentales (incluyendo sismo y viento), a las que se encontrará sometida.

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Suelo El estudio del suelo donde se apoyara la estructura es prioritario, ya que su resistencia y comportamiento definirán el tipo de cimentación más adecuada.

Técnica y economía Es necesario definir el procedimiento constructivo que se aplicará considerando los recursos existentes, con el propósito de que su construcción viable, considerando también que la solución sea económicamente aceptable y conduzca a tiempos de ejecución reales y convenientes.

Clasificación de las cimentaciones Las cimentaciones se pueden clasificar de la siguiente manera: 1. Cimentaciones superficiales 2. Cimentaciones compensadas 3. Cimentaciones profundas Cimentaciones superficiales Son aquellas que se construyen sobre estratos resistentes superficiales, no requiere mano de obra especializada ni procedimientos constructivos especiales.

Regularmente no necesitan estudios de mecánica de suelos ni maquinaria pesada, lo que las puede hacer más económicas.

Cimentaciones compensadas Son aquellas en las que se busca reducir el incremento neto de carga aplicado al subsuelo mediante una excavación en donde se aloja un cajón de cimentación que puede ser a su vez: parcialmente compensada, compensada o sobrecompensada,

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dependiendo de cómo transmite la carga al subsuelo. Estas cimentaciones se pueden combinar con pilotes (cimentaciones mixtas).

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Cimentaciones profundas Son aquellas que alcanzan estratos profundos que tengan la capacidad de soportar las cargas adicionales que se aplican al subsuelo, utilizándose generalmente procedimientos constructivos y equipos especiales. Estas se clasifican considerando sus características y condiciones de trabajo, lo que permite facilitar la comunicación técnica entre los consultores y constructores, aplicando los criterios propios de cada actividad, de acuerdo con lo siguiente:   

Material de fabricación: concreto, acero, mixtos y madera.

Procedimiento constructivo. Depende de las condiciones del subsuelo, especificaciones estructurales, recursos disponibles.

Transmisión de carga al subsuelo. Carga vertical: punta, fricción y mixta.

Los elementos de cimentación profunda más utilizados son los pilotes y pilas.

Pilotes Son elementos esbeltos de cimentación profunda que transmiten al subsuelo las cargas provenientes de una estructura y de la misma cimentación, con el propósito de lograr la estabilidad del conjunto. Estos pueden ser de madera (ha dejado de ser frecuente) o de acero que generalmente son tubulares o de sección “H”. Su utilización depende del tipo de subsuelo donde serán instalados, así como del procedimiento constructivo elegido, estos deben ser sometidos a tratamientos especiales cuando se detecta que durante su vida útil pueden ser afectados por la oxidación y/o corrosión.

El diseño estructural de un pilote es determinado por los esfuerzos a los que estará sometido durante las maniobras de estiba, izado y maniobras. Cuando la capacidad estructural de un pilote es mayor a la capacidad de carga del estrato resistente, puede transmitirse mayor carga a través del pilote incrementando la sección de su punta con respecto a la del fuste mediante un bulbo.

Pilas Son elementos de cimentación profunda con secciones mayores que la de los pilotes, las cuales también transmiten al subsuelo las cargas provenientes de una estructura y de la misma cimentación con el propósito de lograr la estabilidad del conjunto.

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Las pilas se fabrican directamente en el subsuelo, por lo que se les conoce como elementos fabricados in situ. Cuando los esfuerzos que se transmitirán al subsuelo son exclusivamente de compresión, las pilas pueden fabricarse prácticamente de cualquier material que tenga la resistencia requerida, los cuales deben ser estables durante la vida útil de la estructura que soportaran, siendo los más utilizados la grava, la cal, el mortero y el concreto premezclado. Las características de los estratos del subsuelo, asi como las condiciones del agua subterránea, definirán el material que deberá emplearse para la fabricación de las pilas.

La sección utilizada con mayor frecuencia es la circular, cuyo diámetro no debe ser menor a 60 cm, con el propósito de garantizar la calidad de la pila. Cuando se requiere que el área de contacto con el estrato resistente sea menor a la del fuste de la pila, se utilizan ampliaciones en la base cuyo diámetro no será mayor de tres veces al del fuste.

Ventajas    

Como son elementos construidos in situ, no requieren área de fabricación y almacenamiento.

Poco expuestas a sufrir daños estructurales en maniobra, esviaje.

La fabricación es monolítica por lo que no requiere de juntas especiales.

La capacidad de carga es mayor que la del pilote.

Desventajas   

Requieren perforación previa.

En algunos casos cuando no existe consistencia en los estratos, es necesario el uso de tubería metálica lo que incrementa el costo.

El sistema de ademado requiere mayor control, ya que de este depende la calidad de la pila.

Cimbras Denominamos cimbras a los moldes que se utilizan para contener y dar forma a los elementos estructurales de una edificación. Las cimbras comúnmente son de madera, aunque en la actualidad y debido al avance tecnológico se utilizan otros tipos de materiales como son: metales, fibra de carbono y fibras de vidrio.

Podemos clasificar la cimbra en dos grupos, en cimbra de contacto y en cimbra complementaria.

Cimbra de contacto, es aquella que durante la elaboración del elemento estructural se encuentra en contacto directo con el concreto, formando el molde y proporcionando las dimensiones y el acabado que se requiera. Cimbra complementaria, es aquella que sostiene al molde y ubica estructuralmente al elemento.

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Todos los elementos de una cimbra pueden emplearse varias veces, pero hay que tomar en cuenta que no todos resisten el mismo número de usos: para la cimbra de contacto generalmente es de 4 a 6 usos y para la cimbra complementaria de 8 a 10 usos.

Exploración del subsuelo Con el fin de conocer las características del subsuelo donde se desplantara la cimentación es necesaria una exploración con el propósito de obtener información que ayude al ingeniero a seleccionar el tipo y profundidad de la cimentación adecuada, a evaluar la capacidad de carga, a estimar el asentamiento probable, entre muchos otros. Para lo cual se realizan estudios de mecánica de suelos.

Juárez Badillo en el libro Mecánica de suelos Fundamentos de la mecánica de suelos explica que la exploración del suelo comprende varias etapas entre ellas la recolección de información preliminar, el reconocimiento y la investigación de sitio.

La recolección de información preliminar la cual consiste en la obtención de información respecto al tipo de estructura por construir y su uso general; Así como una idea general de la topografía y del tipo de suelo que se encuentra en el lugar del sitio propuesto para la construcción.

El reconocimiento que se refiere a una inspección visual del sitio para obtener la topografía general, la posible existencia de zanjas, tiraderos de escombro, el tipo de vegetación, etc.

La investigación de sitio, la cual consiste en la planeación, la realización de sondeos de prueba y la recolección de muestras de suelo para pruebas de laboratorio.

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Cimentación de la línea 12 del metro del distrito Federal, Ciudad de México, estación Ermita.

Antecedentes históricos Entre 1428 y 1440 Izcóatl, soberano azteca, construye las calzadas de Tlalpan e Iztapalapa, utilizando mano de obra de tepanecas y xochimilcas.

Las calzadas cimentadas en el fondo del lago con más de 1.5metros de altura dividieron las aguas saladas del Lago de Texcoco de las aguas dulces de Xochimilco y Chalco.

Moctezuma Ilhuicamina (1440-1469) construye la Calzada de Tláhuac mediante un dique que parte de Tlaltenco hasta Tulyehualco teniendo como centro a la isla de Cuitláhuac (Tláhuac o lugar del oro del agua).

Con esta última obra se separaron las aguas de xochimilco y chalco.

Valle de México en la época de los aztecas

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Demanda de línea 12 La demanda estimada es superior a los 367,000 pasajeros diarios en día laborable, con lo cual la Línea 12 pasará a ocupar el cuarto lugar de la Red de Metro, misma que podrá alcanzar los 450,000 con el ordenamiento del transporte colectivo y la redistribución de viajes locales y regionales.

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Los estudios y análisis base del propósito son: 1. Estudio de prefactibilidad de Línea 12 (2000-2002) 2. Estudio para proyecto de Metrobús en los corredores: Tláhuac-Tasqueña y Santa Martha-Mixcoac (Eje 8 Sur) 2002-2004.

3. Análisis de sensibilidad de la demanda con el EMME/2 (2007) 4. Encuesta de origen y destino 1994.

5. Encuesta de movilidad a 475,000 usuarios en la Red (2007) 6. Encuesta de aceptación organizadas en el presente año, por los jefes delegacionales.

7. Consulta Verde, con una participación mayor a las 1,033,000 personas.

8. Actualización del Estudio de Demanda para la Línea 12 Tláhuac – Mixcoac.

Con una inversión de 17 mil 583 millones de pesos dan inicio los trabajos para la construcción de la Línea 12 del Metro que correrá de Mixcoac a Tláhuac, considerada como la obra más importante de la Ciudad de México y del país en los últimos años.

La construcción de la Línea se realizó en dos etapas, la primera fue inaugurada en el 2011, que comprende el tramo Tlahuác-Atlalilco; y la segunda que termina en Mixcoac.

Resultados obtenidos mediante el Modelo de Simulación del Transporte Emme/2 HORIZONTE Pasajeros que ingresarían en el periodo matutino de 6 a 9 Pasajeros que ingresarían por día ambos sentidos Tramo más cargado sentido ote.-pte. en el periodo matutino de 6 a 9 Tramo más cargado sentido pte.–ote. en el periodo matutino de 6 a 9

2012

2020

2030

127,655 455,911

139,693 498,904

149,880 535,286

67,809

74,799

81,161

11,779

12,022

12,208

Objetivos de la construcción de la línea 12 1.- Brindar servicio de transporte masivo de pasajeros en forma rápida, segura, económica y ecológicamente sustentable a los habitantes de siete delegaciones.  Tláhuac  Iztapalapa  Coyoacán  Benito Juárez  Xochimilco (desde Tulyehualco)  Milpa Alta  Álvaro Obregón 2.- Mejorar el desempeño de la totalidad de la Red del Metro, al proporcionar conectividad con las Líneas 8, 2, 3 y 7 en el sur de la Ciudad de México.

Delegaciones beneficiadas     

Iztapalapa: La más poblada Tláhuac: Con el mayor índice demográfico Coyoacán y Benito Juárez: Con importantes índices de saturación vial Xochimilco: Comunicación adicional al centro por Tulyehualco Milpa Alta: Comunicación directa al CETRAM Tláhuac por Tecomitl

Beneficios de la construcción de la línea 12 

 



 

Vialidades: Construcción de vialidades conforme a un proyecto integrado en la zona de influencia, para reforzar el transporte público y evitar la competencia excesiva con la nueva línea del Metro (puentes vehiculares y peatonales, ampliaciones, adecuaciones geométricas, nueva señalización horizontal y vertical e instalación de semáforos).

Ciclovías y estacionamientos: Incorporación de facilidades al uso de la bicicleta en el diseño de estaciones y vialidades relacionadas.

Nuevo diseño de estaciones: Incorporación de escaleras eléctricas, salvaescaleras, bandas transportadoras, torniquetes mixtos (con capacidad para lectura de boletos unitarios y tarjetas electrónicas); baños y accesibilidad total a personas con discapacidad.

Desarrollo urbano, ecológico y turístico en la zona de influencia: Mejoramiento y ampliación de la capacidad del drenaje existente, especialmente en áreas de inundaciones.

Ampliación del área de reserva ecológica en la zona con el posible desarrollo de un centro de conservación y turismo ecológico.

Equipamiento para la seguridad pública, incorporando vigilancia en las instalaciones y mejorando la iluminación en la zona de influencia.

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Eficiencia  



La inversión en Metro detonará otros proyectos públicos y privados en la Ciudad.

Se reducirá de dos horas a 45 minutos el tiempo de viaje desde la terminal sur-oriente al centro de la Ciudad, por las demoras acumuladas producto de la ineficiencia de servicios de transporte colectivo.

Se ofrecerán diversas opciones de conexión del sur-oriente con las principales zonas de servicios, empleo, educación y recreación de la Ciudad de México.

Aspectos relevantes del proyecto: Características físicas y operativas       

26 Kilómetros de Línea.

20 Estaciones (15 de paso, 3 de correspondencia y 2 terminales (una de correspondencia).

30 Trenes.

Reordenamiento del transporte en el corredor y puntos de transferencia.

Infraestructura planeada considerando necesidades de operación y mantenimiento de la Línea.

Programa de desvíos de tránsito por la construcción de obras. Áreas de estacionamiento para bicicletas en terminal Tláhuac y estaciones.

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Conectividad al sur-oriente 







Recorrido: Inicia en Tláhuac y avanza por la avenida del mismo nombre hasta Calzada Ermita, donde el trazo se prolonga sobre Eje 8 Sur hasta salir a División del Norte; dará vuelta hacia el Norte hasta el Parque de los Venados, para continuar hacia el poniente en Eje 7 Sur y finalizar en Mixcoac.

4 nuevas estaciones de correspondencias: Atlalilco: Línea 8 (Garibaldi – Constitución de 1917) Ermita: Línea 2 (Tasqueña – Cuatro Caminos) Zapata: Línea 3 (Indios Verdes – Universidad) Mixcoac: Línea 7 (El Rosario – Barranca del Muerto) Para primer transbordo ofrece 7 líneas y 15 estaciones de enlace directo: Salto del Agua, Pino Suárez, Balderas, Tacubaya, Chabacano, Bellas Artes, tacuba, Hidalgo, Santa Anita, La Raza, Deportivo 18 de Marzo, El Rosario, Centro Médico, Garibaldi y Guerrero.

Conexión con: Tren Ligero, Metrobús Insurgentes, Terminal de Autobuses del Sur y Próximamente con Metrobús Xola.

Trazo de la Obra Inicia en los predios baldíos denominados Terromotitla de la Delegación Tláhuac, corre paralela al Canal Acalote incorporándose en el cruce de la calle Luis Delgado con la Av. Tláhuac desarrollándose a lo largo de ésta hasta la Calz.

Ermita Iztapalapa siguiendo al poniente por la Av. Popocatépetl y toma a la derecha en la Av. División del Norte retomando el poniente por las Avenidas Municipio Libre, Félix Cuevas, Extremadura y la calle Benvenuto Cellini hasta el Periférico.

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La construcción se llevará a cabo en dos etapas, la primera desde el Depósito y Talleres Tláhuac hasta la Estación Atlalilco y la segunda de ésta hasta el Depósito Mixcoac.

Contará con las siguientes estaciones: 14

1.Tláhuac

11.Pueblo Culhuacán

2.Tlaltenco

12.Atlalilco

3.Zapotitlán

13.Mexicaltzingo

4.Nopalera

14.Ermita

5.Olivos

15.Eje Central

6.San Lorenzo

16.Parque de los Venados

7.Periférico Oriente

17.Zapata

8.Calle 11

18.20 de Noviembre

9.Santa María Tomatlán

19.Insurgentes Sur

10.San Andrés Tomatlán

20.Mixcoac

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Características técnicas Trenes: 1. De rodada férrea 2. De 8 vagones cada uno 3. 30 trenes  

Puesto de Control de Línea: (PCL) Pilotaje automático: digital

     

Subestaciones de Rectificación: 14 en línea 1 en talleres 1 en plataforma de 4000kw.

Alimentación de energía eléctrica: en alta tensión 230 KVA (tarifa HT) Tracción: Línea elevadiza de contacto (catenaria) de 1500 vcc Señalización: en línea Radio telefonía: radio troncalizado digital tecnología Tetra Video vigilancia: basada en CCTV con cámaras vía red (IP) y análogas

El 20 de junio de 2008, el Sistema de Transporte Colectivo presento la Manifestación de Impacto Ambiental Específica (MIAE), para el proyecto integral de la Línea 12 del Metro Tláhuac – Mixcoac, ante la Secretaría del Medio Ambiente (folio de ingreso 18235/2008).

El 29 de agosto de 2008, la Secretaría del Medio Ambiente emite el resolutivo SMA/DGRA/DEIA/005417/2008, de la autorización parcial condicionada en materia de impacto ambiental al Sistema de Transporte Colectivo para la construcción y operación de la Línea 12 del Metro Tláhuac - Mixcoac.

Mapa de zonas geotécnicas

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Factores Técnicos El tipo de cimentación que deberá adoptarse en cada zona será diferente, pues es necesario adecuarlas a las características del subsuelo, a las magnitudes del hundimiento regional y a las solicitaciones sísmicas; por lo que en las transiciones de una zona de obra se deberán tomar medidas en las cimentaciones para promover cambios graduales del comportamiento por hundimiento regional, y además, se deberán tomar medidas en el diseño de la superestructura para que esta sea capaz, por una parte, de absorber deformaciones por asentamientos diferentes y desplazamientos horizontales y por otra, contar con dispositivos de ajuste de niveles tanto en cimentación como en superestructura, que permitan a través de un programa de mantenimiento realizar ajustes durante la vida útil de la línea.

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Estación Ermita Descripción general La losa de fondo o losa de cimentación será la encarga de distribuir en el suelo todas las cargas transmitidas por el Muro Milán para todas y cada una de las combinaciones de carga en las que se involucren los empujes laterales del suelo, la supresión del agua, cargas muertas y vivas, paso del tren y en su momento el paso del equipo de perforación.

Este elemento estructural será de concreto reforzado y se unirá mediante conectores mecánicos a los muros Milán en los que previamente (durante su construcción) se ahogaran las varillas conectoras correspondientes. En algunos casos será necesario hacer barrenos para cumplir con la demanda de refuerzo.

Ubicación

Geometría A continuación se presenta la planta de la Losa de Fondo, con una longitud aproximada de 192.45 m y un ancho promedio de 26.40 m con espesor de 1.60 m.

Nota: los cortes indicados en planta (A, B y C) son de refuerzo. Se deben cotejar en la sección correspondiente al diseño de cada franja.

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Criterios de análisis y diseño Se utilizaran para el diseño de losa de fondo los modelos desarrollados para los Muros Milán, obteniendo de estos los elementos mecánicos, deformaciones, reacciones, etc. La losa se diseñará a flexión y cortante como viga, para las condiciones o combinaciones de carga más críticas, incluyendo el efecto de la subpresion del agua, la cual es una condición probable a largo plazo y que aun combinada con las cargas muertas, empujes a largo plazo y carga viva nula, provoca un comportamiento crítico para diseño.

Especificaciones Materiales Concreto Estructural (Clase 1) Concreto para plantillas Acero de refuerzo (Grado 60)

f´c=300 kg/cm2 f´c=100 kg/cm2 f´c=4200 kg/cm2

Parámetros de diseño Clasificación de la estructura Factor de carga en condición permanente Factor de carga en condición de sismo Factor de resistencia por flexión Factor de resistencia por cortante

Grupo A F.C.= 1.5 F.C.= 1.1 F.R.= 0.9 F.R.= 0.8

Códigos y normas de diseño Reglamento de Construcciones del Distrito Federal y sus correspondientes Normas Técnicas Complementarias (RCDF y NTC 2004) Bases de Diseño del Proyecto Estructural para el Proyecto Integral de la línea 12, Tláhuac-Mixcoac del Sistema de Transporte Colectivo Metro.

Definición de cargas de diseño Se determinan a continuación las cargas muertas y vivas que actuarán sobre los marcos de la estructura, cada una de ellas tendrá que afectarse por su correspondiente área o ancho tributario obteniendo así las cargas uniformes o puntuales que se aplican en cada uno de los modelos de análisis.

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En cubierta Cargas Muertas Relleno compactado (tprom= 2.50 m x 1.7 t/m3 Relleno compactado (tprom= 5.00 m x 1.7 t/m3 Losa maciza de concreto (tprom= 32 cm) Tabletas de concreto precolado Reencarpetamiento (t= 0.1 m x 1.95 t/m3 Ductos, lámpara e instalaciones Por reglamento (Art. RCDF)

4250 kg/m2 8500 kg/m2 768 kg/m2 Según peralte 2 kg/m 195 kg/m2 15 kg/m2 20 kg/m2

Cargas Vivas Carga Viva Máxima (a nivel de vialidad) Carga Viva Máxima (a nivel de cubierta)

1500 kg/m2 1450 kg/m2

En mezzanine Cargas Muertas Losa maciza de concreto (t=25 cm) Peso uniforme por trabes (propuestas de 60 x 150) Ductos, lámparas e instalaciones Por Reglamento (Art. RCDF) Acabado de piso (mortero) (t= 0.03 m x 2.0 t/m3) Acabado de piso (mármol) (t= 0.02 m x 2.8 t/m3)

600 kg/m2 400 kg/m2 15 kg/m2 40 kg/m2 60 kg/m2 56 kg/m2

Cargas Vivas Carga Viva Máxima de Construcción Carga Viva Máxima de Operación

500 kg/m2 500 kg/m2

En andén y cuneta Cargas Muertas (en andén) Losa maciza de concreto (t= 20 cm) Por Reglamento (Art. RCDF) Acabado de piso (mármol y mortero) Ductos, lámparas e instalaciones

480 kg/m2 40 kg/m2 120 kg/m2 15 kg/m2

Cargas Muertas (en cuneta) Durmientes, rieles, barras guía, etc.

Balastro (ᵧ=1.7 t/m3) Base de concreto Relleno compactado (ᵧ=1.8 t/m3)

1300 kg 5066 kg 15091 kg 10516 kg

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Total de cargas muertas en cuneta Que distribuida uniformemente 31.97376.5*1=4.9 t7m2

31973 kg en

el

ancho

de

la

cuneta

será

de:

Cargas Vivas en andén Carga Viva Máxima

500 kg/m2

Exploración del suelo La exploración del suelo se realiza mediante sondeos, generalmente a base perforaciones exploratorias; Los principales tipos de sondeos que se usan para fines de muestreo y conocimiento del subsuelo, en general, se dividen en tres métodos.

Los métodos de exploración de carácter preliminar: a) Pozo a cielo abierto, con muestro alterado o inalterado, consiste en la excavación de un pozo de dimensiones suficientes para que un técnico pueda directamente bajar y examinar los diferentes estratos del suelo en su estado natural, así como darse cuenta de las condiciones precisas referentes al agua contenida en el suelo. b) Perforaciones con posteadoras, muestro alterado, barrenos helicoidales o métodos similares, consiste en introducir un barreno helicoidal de forma manual, lo cual resulta evidente al ver la figura.

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c) Método de lavado, se realiza hincando un ademe de diámetro ligeramente mayor que la tubería de agua que se empleé para la inyección del agua, la operación consiste en inyectar agua en la perforación, la cual forma una suspensión con el suelo en el fondo del pozo y sale al exterior a través del espacio comprendido entre el ademe y la tubería de agua, una vez afuera es recogida con un recipiente en el cual se puede analizar el sedimento.

d) Método de penetración estándar, la prueba consiste en hacer penetrar la tubería de perforación (generalmente de media caña para facilitar la extracción de la muestra del interior, ver figura1.9) mediante golpes dados por un martinete, contando el número de golpes necesario para lograr una penetración de 30cm; Cada avance de 60cm debe retirarse el penetrometro, removiendo el suelo en su interior, el cual constituye la muestra.

e) Método de penetración cónica, Este método consiste en hacer penetrar una punta cónica en el suelo y medir la resistencia que el suelo ofrece, estos métodos se dividen en dos en estáticos y dinámicos. En los primeros el hincado es a presión; En los segundos el hincado se logra a golpes dados por un peso que cae.

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f) Perforaciones con boleos y gravas (con barretones, etc.) En estos casos se hace necesario el empleo de herramental más pesado, del tipo de barretones con taladros de acero duro, que se sus penden y dejan caer sobre el estrato en cuestión; en ocasiones se ha recurrido al empleo de explosivos localizados.

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Métodos de sondeo definitivo: 1) Pozo a cielo abierto, con muestro inalterado, este método ya fue descrito anteriormente, por lo que no se considera necesario describirlo nuevamente.

2) Métodos con tuvo de pared delgada, el hincado debe efectuarse, ejerciendo presión constante y nunca a golpes ni con algún otro método dinámico.

3) Métodos rotatorios para roca, generalmente se emplean máquinas perforadoras a rotación con broca de diamantes, en el extremo de este se coloca un muestreador especial llamado “corazón”, en cuyo extremo se acopla la broca con incrustaciones de diamantes.

Métodos geofísicos: 1) Sísmico, este procedimiento se funda en la diferente velocidad de propagación de las ondas vibratorio de tipo sísmico a través de diferentes medios materiales.

2) De resistencia eléctrica, este método se basa en el hecho de que los suelos, dependiendo de su naturaleza, presentan una mayor o menor resistividad eléctrica cuando una corriente es inducida a su través.

3) Magnético y gravimétrico, este método de exploraciones similar a los anteriores, distinguiéndose en el aparato usado, con el magnetómetro se mide la componente vertical del campo magnético terrestre. En los gravimétricos se mide la aceleración del campo gravitacional de la zona a explorar.

Avances Elaboración de estudios y proyectos para la línea 12

ACTIVIDADES Actualización de la demanda (1)

FECHA FECHA DE DE TÉRMIN INICIO O Concluido 1 de 1 de Abril Noviemb de 2008 AVANCE FÍSICO

Estudios de exploración geotécnica

Concluido

Estudio para la detección de interferencias

Concluido

Ingeniería básica, proyecto operativo, especificaciones y estudio de Impacto Ambiental.

Concluido

re de 2007 29 de Octubre de 2007 29 de Octubre de 2007 29 de Octubre de 2007 1 de Julio de 2008 7 de Agosto de 2008

25 de Marzo de 2008 26 de Febrero de 2008 30 de Junio de 2008 31 de Agosto de 2008 6 de Septiembr e de 2008

Estudios para la detección de grietas (2) y fisuras Concluido del Subsuelo del Tramo Vía Láctea-Tláhuac de la Línea 12.

Estudios de Geofísica para la detección de estratos Concluido resistentes del subsuelo en el tramo Vía LácteaTláhuac de la Línea 12, con la Técnica denominada Radar de Penetración Terrestre (RODAR) Estudio de Impacto Urbano (3) para la construcción Concluido 13 de 12 de de la Línea 12.

Mayo de Septiembr 2008 e de 2008 Estudios de Geofísica (4) en cualquiera de sus Concluido 1 de 31 de modalidades para la detección de estratos Julio de agosto de resistentes del subsuelo tramo Vía Láctea-Tláhuac 2008 2008 de la Línea 12, con las técnicas denominadas, sondeos eléctricos verticales (SEV,s), y refracción sísmica, además de la interpretación e informe concentrador de resultados.

Notas: 1) Actualización de la demanda elaborador por el Centro de Investigaciones Económicas, Administrativas y Sociales (CIECAS) del Instituto Politécnico Nacional.

2) Estudios para la detección de grietas elaborado por Instituto de Ingeniería de la UNAM. 3) Estudio de Impacto Urbano elaborado por El Programa Universitario de Estudios sobre la Ciudad (PUEC) de la UNAM. 4) Estudios de Geofísica elaborado por la Escuela Superior de Ingeniería ESIA Ticomán del Instituto Politécnico Nacional.

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Módulos de Reacción Metro Línea 12-estación Ermita procedimiento de Excavación Mixto Módulos de reacciones laterales

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Losa de cimentación Procedimiento constructivo Se pueden mencionar cuatro grandes actividades para la descripción de este procedimiento constructivo.    

Instalado de cimbra para colado de la losa.

Armado de acero de refuerzo en la losa.

Colado de la losa de concreto armado Descimbrado de la losa.

Es necesaria la formación de cuadrillas para la realización de las distintas actividades.

Tareas previas a) Deberá realizarse el Informe Geotécnico determinando los siguientes puntos:    

Corte estratigráfico y nivel de la capa freática.

Características mecánicas (módulo endométrico, etc.)

Profundidad de la cimentación (estimada).

Grado de agresividad del suelo.

b) Trabajos previos de desmonte o vaciado, dejando preparada la superficie con suficiente planeidad para replantear las zapatas. c) Terreno Apto: Antes de comenzar con las tareas de cimentación por losa, deberá verificarse que no existan zonas blandas o cavernosas que dificulten los trabajos, y tener conocimiento si existe agua en el terreno, a fin de efectuar los achiques que se requieran. También deberá considerar las cimentaciones próximas y la existencia de servicios que puedan afectar el desarrollo de la obra. d) Hormigón: Comprobar mediante ensayos que el hormigón, materiales y componentes, sean los adecuados; del mismo modo los equipos de transporte, colocación y vibrado propuestos.

Se controlará la resistencia del hormigón mediante ensayos de ejecución (series de probetas). e) Encofrado: se comprobará que los elementos componentes del mismo sean los propuestos; que posean el dimensionado correcto para resistir su peso propio y el peso del hormigón y la carga de los encofradores que deberá sustentar y otras posibles sobrecargas accidentales que pueda llegar a resistir, sin deformaciones apreciables, considerando el método de compactación empleado.

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Replanteo Los trabajos de replanteo estarรกn a cargo de un topรณgrafo quien tendrรก la ayuda de una estaciรณn total para obtener mayor precisiรณn en los datos.

El replanteo se efectรบa mediante la colocaciรณn de estacas o camillas de madera en las esquinas de la excavaciรณn, con las especificaciones de las cotas a que se deberรก bajar tomadas desde la cabeza de la estaca, marcando el borde de la losa con pintura o yeso.

Ejecuciรณn Excavaciรณn y Hormigรณn de Limpieza Despuรฉs del replanteo, se inicia la excavaciรณn con una retroexcavadora con cuchara si fuese terreno de trรกnsito; en caso de terreno rocoso o conglomerado se emplea martillo, reservando el material acopiado para su posterior relleno o para transporte a vertedero.

Cuando se llega al fondo de la excavaciรณn, se realiza la nivelaciรณn y se comprueba si el terreno es el previsto para cimentar (conforme a condiciones de tensiรณn admisible).

Las dimensiones de la losa serรกn las indicadas en los planos con una tolerancia de 5 cm.

Previo a la colocaciรณn del hormigรณn de limpieza, se procede a la limpieza del fondo, eliminando materiales sueltos para lograr una superficie plana y horizontal.

Se colocan clavos ubicados uniformemente sobre la superficie de la excavaciรณn marcando la cota del hormigรณn de limpieza que debe coincidir con la cota inferior de la losa.

Si fuese necesario, a continuaciรณn se coloca el encofrado lateral correspondiente comprobando dimensiones y pendientes.

Luego se coloca un hormigรณn de limpieza nivelando el fondo de excavaciรณn para dejarlo preparado para la colocaciรณn de la armadura.

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Armaduras: Elaboración y Colocación Las armaduras se preparan previamente de acuerdo a los planos del proyecto. Se colocan con las separaciones correspondientes y los recubrimientos consignados en el proyecto, verificando la disposición correcta, en especial las esperas para efectuar los solapes.

Marcar sobre la armadura principal, la posición de las barras de reparto antes de su colocación.

Se emplearán separadores de las dimensiones adecuadas para respetar los recubrimientos indicados en el proyecto, de acuerdo a lo indicado. Para piezas hormigonadas contra el terreno, se realizará un recubrimiento mínimo de 7 cm.

Cuidar las longitudes mínimas de anclajes y solapes de esperas, las mismas se ajustarán a la normativa en vigor.

Si las esperas llevan tiempo expuestas a la intemperie, serán limpiadas y revisadas para comprobar su buen estado de conservación.

Para obtener la rigidez necesaria, se realizará el atado de las armaduras a fin de impedir movimientos durante el hormigonado y se dispondrán rigidizadores y pates para mantener la separación entre parrillas, debiendo controlar que los recubrimientos sean los correctos.

El Hormigonado Ya comprobada la colocación del armado, se realiza el replanteo de la cota de hormigonado colocando marcas de pintura o barras de acero laterales. Para facilitar la nivelación de la superficie de hormigón, se disponen cuerdas entre las marcas indicadas.

Se limpia la zona quitando suciedades y materiales sueltos. Si después de lavada la superficie presenta charcos, éstos deben secarse.

La puesta en obra se efectúa con bomba o grúa con cubilote.

El hormigón se vierte en forma directa desde una altura menor o igual a 1,5 m. evitando la segregación y tomando los recaudos correspondientes en tiempos de mucho frío o calor, ver.

Debe cuidarse que con el vertido no se produzcan desplazamientos de encofrados o armaduras, evitando la formación de juntas, coqueras y planos de debilidad en estas secciones.

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El hormigón se coloca de modo continuo o en capas, con esperas de manera que cuando se coloca una capa, la anterior aún debe presentar estado plástico para impedir la formación de junta fría.

La compactación se realiza con vibradores de aguja, cuidando que la aguja se introduzca en la masa vertical, en forma rápida y profunda y debe extraerse lentamente y a velocidad constante.

Se compacta en tongadas no mayores a 60 cm.; cuando se hormigona por tongadas, la aguja del vibrador penetrará en la capa inferior unos 10 a 15 cm.

Juntas Las juntas de hormigonado se preveen en el proyecto. Cuando aparece alguna junta no prevista, debe ejecutarse normalmente en la dirección de esfuerzos máximos, y si no se puede realizar, se formará con ella el mayor ángulo que sea posible lograr.

Si debe interrumpirse el hormigonado, en un plazo entre 4 y 6 horas, se limpiará la junta por medio de un chorro de aire y agua a presión garantizando la limpieza de la lechada superficial para que quede el árido visto.

Curado El curado se realiza en toda la superficie expuesta por riego de agua durante 7 días o con un líquido especial de curado (filmógeno). Se efectúa inmediatamente después de finalizado el vibrado y enrasado final para evitar la formación de fisuras de retracción plástica con la pérdida de humedad.

Los paramentos encofrados se curan inmediatamente después del desencofrado.

Los curados con agua se realizan durante un lapso no menor a 4 días. Si las temperaturas son muy bajas, se extiende el curado a 7 días.

Aspectos a tener en cuenta 

Profundidad del plano de apoyo de la losa: se situará a la cota prevista en el proyecto, realizando la excavación inmediatamente antes del vertido del hormigón de limpieza. Para que el terreno de cimentación no sufra

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      

deterioros, la excavación permanecerá abierta el menor tiempo que sea posible.

Si después de excavada la losa se comprueba que el cimiento no es el adecuado, se realiza nuevamente el cálculo.

Para evitar asientos diferenciales, comprobar que el fondo de la excavación sea homogéneo.

Armaduras: se colocarán sobre calzos de mortero y separadores de acero fijándolas para inmovilizarlas durante el vertido y compactación del hormigón.

Si fuese necesario disponer de juntas de hormigonado no previstas, las mismas se situarán en la dirección más normal posible a la de los esfuerzos de compresión.

Previo a la reanudación del hormigonado, se limpia a presión la junta para que los áridos queden al descubierto y se humecta la superficie.

Cuando se realiza la compactación del hormigón, siempre conviene tener de repuesto otros vibradores para no generar demoras.

Tener dispuesta previamente la conexión y red de puesta a tierra.

Criterios de medición Hormigón: en m3, sobre planos Encofrado: en m2, sobre planos Acero corrugado: en kg

Control de calidad Durante la ejecución de la losa, deberán comprobarse los siguientes trabajos:        

Replanteo.

Dimensiones de la losa (según proyecto).

Fondo de la excavación.

Cotas del hormigón de limpieza.

Colocación del armado.

Tipo y calidad del hormigón empleado.

Fabricación de probetas de hormigón.

Curado del hormigón.

Maquinaria Equipo de excavación:  Retroexcavadora  Bulldozer

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Equipo de armado:  Grúa pequeña Equipo de hormigonado:  Camión hormigonera (olla)  Grúa con cubilote  Bomba de hormigón  Vibradores

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Diseño Carga por subpresión

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Cargas especiales Por concepto del equipo de perforación cuyo peso total estimado es de 804 ton y considerando que la longitud de dicho equipo es de 10.0 m aproximadamente, por una longitud unitaria (1.0 m) la carga correspondiente será de 804/10= 80.4 ton y si esta carga la concentramos en dos rieles equidistantes del centro de la cuneta, tendremos finalmente que cada carga putual será:

Se consideran por esta condición las cargas del tren de mantenimiento por ser mayores a las del tren de servicio. La descarga máxima por rueda (incluyendo el 25% de incremento por impacto) y de acuerdo a las especificaciones de COVITUR para el tren de mantenimiento tenemos que: P2/2= 12.5 ton, mismas que por la geometría de la cuneta y por sistema de apoyo (balasto, rieles, durmientes, etc) se

distribuirรกn cuatro de estas descargas en un รกrea definida de 6.5 x 8 =52 m2, con lo que la carga uniforme a considerar serรก de: 4*12.5/52=0.96 t/m 2 (para fines prรกcticos se tomarรก W tren=1.0 t/m2)

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Diseño de trabes de cimentación En las zonas donde no existirá Muro Milán se utilizara una trabe de cimentación que servirá como apoyo para la losa de fondo.

Para su diseño se engloban en 3 grupos: en el primero tenemos los tipos: CT-1, CT-2, CT-3 y CT-4, diseñando con L= 4.20 m; en el segundo grupo tenemos los tipos: CT-5 y CT-6, diseñando con L= 4.90 m; en el tercer grupo tenemos los tipos CT-7, CT-8 y CT-9, diseñando con L= 6.40 m.

La trabe de cimentación se diseñará para las cargas verticales, laterales, etc. Que trasmita la losa de fondo, y para tal efecto se tomaron las reacciones obtenidas de los modelos de los marcos utilizados para el diseño de los muros Milán.

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Programación de obra No. TAREA

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Trabajos previos Estudios geotecnicos Planeidad de superficie Pruebas a hormigón Replanteo Ejecución Excavación Nivelación Limpieza de fondo Cotas p/hormigón Encofrado Hormigón pobre

Armaduras 12 Elaboración 13 Colocación

14 15 16 17 18

Hormigonado Replanteo de cotas Limpieza de zona Colocación Compactación Curado

DURACIÓN COMIENZO

FIN

107 15 28 2

días días días días

14/07/2008 30/10/2008 13/10/2008 15/11/2008

29/10/2008 14/11/2008 09/11/2008 16/11/2008

4 1 2 1 5 1

días días días días días días

17/11/2008 21/11/2008 22/11/2008 24/11/2008 25/11/2008 30/11/2008

20/11/2008 21/11/2008 23/11/2008 24/11/2008 29/11/2008 30/11/2008

20 días 5 días

1 2 1 1 7

días días días días días

14/07/2008 21/07/2008 28/07/2008 06/10/2008 13/10/2008 L MMJ V S D L MMJ V S D L MMJ V S D L MMJ V S D L MM

01/12/2008 20/12/2008 21/12/2008 25/12/2008

26/12/2008 27/12/2008 29/12/2008 30/12/2008 31/12/2008

26/12/2008 28/12/2008 29/12/2008 30/12/2008 06/01/2009

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Programación de obra No. TAREA

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Trabajos previos Estudios geotecnicos Planeidad de superficie Pruebas a hormigón Replanteo Ejecución Excavación Nivelación Limpieza de fondo Cotas p/hormigón Encofrado Hormigón pobre

Armaduras 12 Elaboración 13 Colocación

14 15 16 17 18

Hormigonado Replanteo de cotas Limpieza de zona Colocación Compactación Curado

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días días días días

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13/10/2008 20/10/2008 27/10/2008 03/11/2008 10/11/2008 J V S D L MMJ V S D L MMJ V S D L MMJ V S D L MMJ V S 29/10/2008 14/11/2008 09/11/2008 16/11/2008

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días días días días días días

17/11/2008 21/11/2008 22/11/2008 24/11/2008 25/11/2008 30/11/2008

20/11/2008 21/11/2008 23/11/2008 24/11/2008 29/11/2008 30/11/2008

DURACIÓN COMIENZO

20 días 5 días

1 2 1 1 7

días días días días días

FIN

01/12/2008 20/12/2008 21/12/2008 25/12/2008

26/12/2008 27/12/2008 29/12/2008 30/12/2008 31/12/2008

26/12/2008 28/12/2008 29/12/2008 30/12/2008 06/01/2009

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Programación de obra No. TAREA

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Trabajos previos Estudios geotecnicos Planeidad de superficie Pruebas a hormigón Replanteo Ejecución Excavación Nivelación Limpieza de fondo Cotas p/hormigón Encofrado Hormigón pobre

Armaduras 12 Elaboración 13 Colocación

14 15 16 17 18

Hormigonado Replanteo de cotas Limpieza de zona Colocación Compactación Curado

DURACIÓN COMIENZO

FIN 10/11/2008

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14/07/2008 30/10/2008 13/10/2008 15/11/2008

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17/11/2008 21/11/2008 22/11/2008 24/11/2008 25/11/2008 30/11/2008

20/11/2008 21/11/2008 23/11/2008 24/11/2008 29/11/2008 30/11/2008

20 días 5 días

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17/11/2008 24/11/2008 01/12/2008 08/12/2008 15/12/2008 D L MMJ V S D L MMJ V S D L MMJ V S D L MMJ V S D L M

01/12/2008 20/12/2008 21/12/2008 25/12/2008

26/12/2008 27/12/2008 29/12/2008 30/12/2008 31/12/2008

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Programación de obra No. TAREA

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Trabajos previos Estudios geotecnicos Planeidad de superficie Pruebas a hormigón Replanteo Ejecución Excavación Nivelación Limpieza de fondo Cotas p/hormigón Encofrado Hormigón pobre

Armaduras 12 Elaboración 13 Colocación

14 15 16 17 18

Hormigonado Replanteo de cotas Limpieza de zona Colocación Compactación Curado

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días días días días

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15/12/2008 22/12/2008 29/12/2008 05/01/2009 MJ V S D L MMJ V S D L MMJ V S D L MMJ V S D 29/10/2008 14/11/2008 09/11/2008 16/11/2008

4 1 2 1 5 1

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17/11/2008 21/11/2008 22/11/2008 24/11/2008 25/11/2008 30/11/2008

20/11/2008 21/11/2008 23/11/2008 24/11/2008 29/11/2008 30/11/2008

DURACIÓN COMIENZO

20 días 5 días

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días días días días días

FIN

01/12/2008 20/12/2008 21/12/2008 25/12/2008

26/12/2008 27/12/2008 29/12/2008 30/12/2008 31/12/2008

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Anexo

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Conclusiones Es importante conocer y sobre todo poder llevar a cabo el proceso constructivo de una cimentación. El cual va a depender de las condiciones del terreno para poder elegir un tipo de procedimiento constructivo que no altere las obras colindantes, así como también no valla a causar otros problemas dentro de la misma obra, ya que cualquiera de estos puede aumentar el costo del proyecto y/o ser multados.

Por lo que considero, tener conocimientos y saber aplicarlos para cada caso.

En cuanto a la programación o planeación de la obra; considero relevante esta no debe variar demasiado con la realidad, puesto que también puede ser causa de aumento en el costo y/o sanción.

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