Caracterización geoestadística del Suelo de la Cd. de Aguascalientes, Reunión regional en...
25
M. en C. Ing. Ricardo Magdaleno Márquez Gerente de Laboratorio, Control de Calidad y Geotecnia Supervisor Integral de Obra Civil, S. A. de C. V.
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M. en C. Ing. Ricardo Magdaleno Márquez
Gerente de Laboratorio, Control de Calidad y GeotecniaSupervisor Integral de Obra Civil, S. A. de C. V.
La planeación urbana de cualquier ciudad se hace disponiendo el destino de grandes áreas de las cuáles no se cuenta con información geotécnica previa (Trejo, 1989).
Desarrollo urbano:
Ubicación estratégica.
Disponibilidad de recursos.
Geotecnia no contemplada.
Problemática general de la ciudad de Aguascalientes:
Crecimiento acelerado.
0
1000
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3000
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Créd
itos
Año
Figura 1. Registro histórico de créditos para vivienda de INFONAVIT, Delegación Aguascalientes (INFONAVIT, 2007)
Problemática general de la ciudad de Aguascalientes:
Urbanización de predios agrícolas.
Construcción sobre rellenos antropogénicos.
Presencia de suelos colapsables.
El Valle de Aguascalientes
Figura 2.5 Geología general del Estado de Aguascalientes
Figura 2 Geografía general de la ciudad de Aguascalientes
Elevación(msnm)Value
High : 2016.43
Low : 1834.74
0 1 20.5 Kilometros
´ 102°14'0"W102°16'0"W102°18'0"W102°20'0"W
21°57'0"N
21°56'0"N
21°55'0"N
21°54'0"N
21°53'0"N
21°52'0"N
21°51'0"N
21°50'0"N
21°49'0"N
Río Aguascalientes
Afluentes
Río AguascalientesAfluentes
Estudio del suelo en Aguascalientes
VIII Reunión Nacional de la Sociedad Mexicana de Mecánica de Suelos (Orozco J.M. y García F. R., 1976).
Carta del subsuelo de la ciudad de Aguascalientes (Aranda-Gómez y Carrillo, 1983)
Estudio del suelo en Aguascalientes
Fenómeno de agrietamientos (1979)
Carta de agrietamientos (Aranda-Gómez y Aranda-Gómez, 1985).
Sistema Digital de Fallas y Agrietamientos (SIDIFAG, 2000; SIDDIS, 2004 y 2007).
Parámetros seleccionados para la caracterización:
Contenido de humedad gravimétrico (w, %)
Límite líquido (wL, %)
Peso volumétrico seco (gd, Ton/m3)
Módulo elástico de deformación (E, MPa)
Parámetros seleccionados para la caracterización:
Holtz y Hilf (1961) presentaron un método para la identificación de suelos colapsables, mediante la siguiente ecuación:
Donde:gd = Peso volumétrico seco,
gw = Peso volumétrico húmedo,
wL = Límite líquido,
Ss = Peso específico relativo de sólidos,
e0 = Relación de vacíos natural.
Caracterización geoestadística del suelo de la ciudad de Aguascalientes
774,000 776,000 778,000 780,000 782,000 784,000 786,000
2,416,000
2,418,000
2,420,000
2,422,000
2,424,000
2,426,000
2,428,000
2,430,000
Sondeos (PCA)
Traza Urbana_INEGIwgs84
±
0 1 20.5Kilometros
Información disponible
117 estudios geotécnicos.
568 sondeos de exploración.
Zona de estudio de 218.40 km2.
Figura 4.13 Ubicación de los 568 sondeos tipo PCA.
Caracterización geotécnica de la ciudad de Aguascalientes
Zonificación Geotécnica:
1. Zona del Valle.
2. Zona de Suelos Compresibles.
3. Zona de Cauces.
4. Zona Alta Rocosa.
5. Zona de Transición.Zona del ValleZona CompresibleZona de CaucesZona Alta RocosaZona de TransiciónZona no Estudiada
N
Figura 4.2 Zonificación Geotécnica de la ciudad de Aguascalientes.
774,000 776,000 778,000 780,000 782,000 784,000 786,000
2,416,000
2,418,000
2,420,000
2,422,000
2,424,000
2,426,000
2,428,000
2,430,000
Traza Urbana_INEGIwgs84
Ordinary Kriging
[H1_UTMwgs84].[H1]
0.05 - 0.33
0.33 - 0.46
0.46 - 0.53
0.53 - 0.57
0.57 - 0.64
0.64 - 0.78
0.78 - 1.06
1.06 - 1.60
1.60 - 2.68
2.68 - 4.8
±
0 1 20.5Kilometros
Caracterización del espesor del estrato superficial colapsable
Los mayores espesores se concentran en dos grandes áreas (de 1.60 a 4.80 m) :
Área poniente de 8.00 km2,
Área centro-oriente de 5.50 km2.
Figura 4.18 Estimación del espesor del estrato superficial colapsable (m).
774,000 776,000 778,000 780,000 782,000 784,000 786,000
2,416,000
2,418,000
2,420,000
2,422,000
2,424,000
2,426,000
2,428,000
2,430,000
f13d18_19_hl_wgs84
Ordinary Kriging
[H1_UTMwgs84].[H1]
0.05 - 0.33
0.33 - 0.46
0.46 - 0.53
0.53 - 0.57
0.57 - 0.64
0.64 - 0.78
0.78 - 1.06
1.06 - 1.60
1.60 - 2.68
2.68 - 4.8
±
0 1 20.5Kilometros
Incremento estacional del contenido de humedad (w, %) en el estrato superficial colapsable
En general los incrementos de humedad van del 5.00 al 10.00 %.
En algunas zonas este incremento va del 10.00 al 25.00 %, por lo que se pueden considerar como zonas críticas en cuanto al humedecimiento del estrato superficial colapsable .
Figura 4.44 Variación del contenido de humedad gravimétrico (w, %) del estrato superficial colapsable, entre las temporadas de sequía y de lluvias.
5 -5
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00
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776,000 778,000 780,000 782,000 784,000 786,000
2,416,000
2,418,000
2,420,000
2,422,000
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Contour_w1_dif1
-15 %
-10 %
-5 %
0 %
+5 %
+10 %
+15 %
+20 %
+25 %
Datos_sequía
Datos_lluvias
±
0 1 20.5Kilometros
Incremento estacional del contenido de humedad (w, %) en el estrato superficial colapsable
Zonas críticas:
Arroyo San Francisco, al sur de la ciudad.
Arroyo La Estacada (actual traza de la avenida La Alameda).
Figura 4.45 Zonas críticas por incremento del contenido de humedad gravimétrico (w, %) del estrato superficial colapsable sobre un modelo digital de elevaciones.
776,000 778,000 780,000 782,000 784,000 786,000
2,416,000
2,418,000
2,420,000
2,422,000
2,424,000
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Incremento w (10 % - 25 %) mde_ags(1)
Value
High : 2279.94
Low : 1832.38
±
0 1 20.5Kilometros
Arroyo La Estacada
Arroyo San Francisco
Río
Ag
uas
calie
nte
s
776,000 778,000 780,000 782,000 784,000 786,000
2,416,000
2,418,000
2,420,000
2,422,000
2,424,000
2,426,000
Traza Urbana_INEGIwgs84 Incremento w (10 % - 25 %)
±
0 1 20.5Kilometros
Arroyo La Estacada
Arroyo San Francisco
Río
Ag
uas
calie
nte
s
Límite líquido (wL, %) en el estrato superficial colapsable
En la mayor parte de la ciudad fluctúa entre 25.80 y 35.30 %
En zonas aledañas al río Aguascalientes se dan los mayores valores, del 44.80 al 68.50 %.
Figura 4.52 Estimación del límite líquido (wL, %) del estrato superficial colapsable.
774,000 776,000 778,000 780,000 782,000 784,000 786,000
2,416,000
2,418,000
2,420,000
2,422,000
2,424,000
2,426,000
2,428,000
2,430,000
Traza Urbana_INEGIwgs84
OK_LL1
[LL1_UTMwgs84].[LL1]
21 - 25.8
25.8 - 30.5
30.5 - 35.3
35.3 - 40
40 - 44.8
44.8 - 49.5
49.5 - 54.3
54.3 - 59
59 - 63.8
63.8 - 68.5
±
0 1 20.5Kilometros
Peso volumétrico seco (gd, kN/m3) en el estrato superficial colapsable
Generalmente fluctúa entre 13.09 y 14.14 kN/m3 en la mayor parte de la ciudad.
Los valores menores, de 8.85 a 11.81 kN/m3 se presentan en una zona aledaña al río Aguascalientes, al poniente de la ciudad.
Figura 4.60 Estimación del peso volumétrico seco (gd, kN/m3) en el estrato superficial colapsable.
776,000 778,000 780,000 782,000 784,000 786,000
2,416,000
2,418,000
2,420,000
2,422,000
2,424,000
2,426,000
2,428,000
Traza Urbana_INEGIwgs84
[PVseco1_UTMwgs84].[PVseco1]
8.85 - 10.7
10.7 - 11.81
11.81 - 12.47
12.47 - 12.86
12.86 - 13.09
13.09 - 13.48
13.48 - 14.14
14.14 - 15.25
15.25 - 17.1
±
0 1 20.5Kilometros
776,000 778,000 780,000 782,000 784,000 786,000
2,416,000
2,418,000
2,420,000
2,422,000
2,424,000
2,426,000
2,428,000
Traza Urbana_INEGIwgs84
Materiales potencialmente colapsables
±
0 1 20.5Kilometros
774,000 776,000 778,000 780,000 782,000 784,000 786,000
2,416,000
2,418,000
2,420,000
2,422,000
2,424,000
2,426,000
2,428,000
2,430,000
Traza Urbana_INEGIwgs84
Mat. colapsable esp. mayor 1.50m
±
0 1 20.5Kilometros
Identificación de materiales colapsables mediante el método propuesto por Holtz y Hilf (1961)
Figura 4.63 Identificación de depósitos superficiales potencialmente colapsables, según el método de Holtz y Hilf (1961).
En general el primer estrato superficial cumple con las características de un suelo colapsable.
Se aplicó el método de identificación de suelos colapsables propuesto por Holtz y Hilf (1961).
Figura 4.64 Mapa de riesgo: Zonas de suelos colapsables superficiales,con posibilidad mayor al 75% de que se presenten espesores mayores a 1.50 m.
Caracterización geoestadística del módulo elástico de deformación (E, MPa) en el segundo estrato resistente
.
Figura 4.70 Estimación del módulo elástico de deformación (E, MPa) en el estrato resistente.
En la mayor parte de la ciudad fluctúa entre los 73.65 y 95.70 MPa.
Zona central de 25.20 km2, presenta valores de 95.70 a 135.87 MPa.
776,000 778,000 780,000 782,000 784,000 786,000
2,416,000
2,418,000
2,420,000
2,422,000
2,424,000
2,426,000
2,428,000
2,430,000
Traza Urbana_INEGIwgs84
[EPP2_UTMwgs84].[EPP2]
33.5 - 46.71
46.71 - 57.53
57.53 - 66.39
66.39 - 73.65
73.65 - 79.59
79.59 - 86.84
86.84 - 95.7
95.7 - 106.52
106.52 - 119.73
119.73 - 135.87
±
0 1 20.5Kilometros
Variaciones estacionales del contenido de humedad gravimétrico (w, %) en el estrato resistente
Zonas críticas:
Abarcan una mayor área que en el caso del estrato colapsable.
Aledañas a los afluentes del río Aguascalientes,
La mayor cuenta con un área de 5.92 km2, localizada al suroeste.
Figura 4.88 Zonas críticas por incremento del contenido de humedad gravimétrico (w, %) del segundo estrato resistente sobre un modelo digital de elevaciones.
776,000 778,000 780,000 782,000 784,000
2,416,000
2,418,000
2,420,000
2,422,000
2,424,000
2,426,000
Humedecimientos > 10%
f13d18_19_hl_wgs84
mde_agsutm27
Value
High : 2255.72
Low : 1832.09
±
0 1 20.5Kilometros
776,000 778,000 780,000 782,000 784,000
2,416,000
2,418,000
2,420,000
2,422,000
2,424,000
2,426,000
Traza Urbana_INEGIwgs84
Humedecimientos > 10%
±
0 1 20.5Kilometros
Correlación espacial entre el módulo elástico y las variaciones del contenido de humedad en el estrato resistente
En las zonas con mayores valores de módulo elástico (E, MPa) (79.59 - 135.87 MPa) se reportan las menores variaciones en el contenido de humedad (w, %).
Al suroeste se reportan los menores valores de módulo elástico (33.50 - 66.39 MPa) y las mayores variaciones en el contenido de humedad (de hasta +28.35 %).
Figura 4.90 Relación espacial entre el módulo elástico de deformación (E, MPa) y las variaciones del contenido de humedad gravimétrico (w, %) en el estrato resistente.
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2025
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776,000 778,000 780,000 782,000 784,000
2,416,000
2,418,000
2,420,000
2,422,000
2,424,000
2,426,000
Contour_w2_dif [EPP2_UTMwgs84].[EPP2]
33.5 - 46.71
46.71 - 57.53
57.53 - 66.39
66.39 - 73.65
73.65 - 79.59
79.59 - 86.84
86.84 - 95.7
95.7 - 106.52
106.52 - 119.73
119.73 - 135.87
±
0 1 20.5Kilometros
Relación de los parámetros geotécnicos con las estructuras geológicas e hidrográficas del Valle de Aguascalientes
Las dos zonas con mayores espesores del estrato superficial colapsable se encuentran delimitadas por agrietamientos en el sentido norte-sur, y por ríos o arroyos en el sentido oriente-poniente.
Figura 4.91 Relación del espesor del estrato superficial colapsable con las fallas, agrietamientos e hidrografía del Valle de Aguascalientes.
774,000 776,000 778,000 780,000 782,000 784,000 786,000
2,416,000
2,418,000
2,420,000
2,422,000
2,424,000
2,426,000
2,428,000
2,430,000
Fallas_Ags_2002_UTMnad27
Hidrografía_f13d18_19
Espesor estr. superf.
[H1_UTMwgs84].[H1]
0.05 - 0.33
0.33 - 0.46
0.46 - 0.53
0.53 - 0.57
0.57 - 0.64
0.64 - 0.78
0.78 - 1.06
1.06 - 1.60
1.60 - 2.68
2.68 - 4.8
±
0 1 20.5Kilometros
Relación de los parámetros geotécnicos con las estructuras geológicas e hidrográficas del Valle de Aguascalientes
Las zonas de humedecimientos ubicadas al norte del arroyo “La Estacada”, se encuentran sobre la traza de la falla “Oriente”, que puede estar facilitando la infiltración de agua.
Figura 4.93 Relación de las variaciones en el contenido de humedad (w, %) del estrato superficial colapsable con las fallas e hidrografía del Valle de Aguascalientes.
776,000 778,000 780,000 782,000 784,000 786,000
2,416,000
2,418,000
2,420,000
2,422,000
2,424,000
2,426,000
Fallas_Ags_2002_UTMwgs84
Incremento w (10 - 25 %)
±
0 1 20.5Kilometros
Arroyo La Estacada
Arroyo San Francisco
Río
Ag
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calie
nte
s
Relación de los parámetros geotécnicos con las estructuras geológicas e hidrográficas del Valle de Aguascalientes
La dirección típica para los agrietamientos y fallas presentes en el Valle de Aguascalientes es N–S.
En la zona con mayores valores de módulo elástico, las fallas “Altavista”, “San Cayetano-Pulgas Pandas”, “Río San Pedro” y “Estrella-Jardínes” presentan una dirección atípica NE–SW.
Figura 4.94 Relación del módulo elástico de deformación (E, MPa) en el estrato resistente con las fallas, agrietamientos e hidrografía del Valle de Aguascalientes.
776,000 778,000 780,000 782,000 784,000 786,000
2,416,000
2,418,000
2,420,000
2,422,000
2,424,000
2,426,000
2,428,000
2,430,000
Fallas_Ags_2002_UTMnad27
Hidrología_f13d18_19
[EPP2_UTMwgs84].[EPP2]
33.5 - 46.71
46.71 - 57.53
57.53 - 66.39
66.39 - 73.65
73.65 - 79.59
79.59 - 86.84
86.84 - 95.7
95.7 - 106.52
106.52 - 119.73
119.73 - 135.87
±
0 1 20.5Kilometros
Dra. María de la Luz Pérez Rea, Facultad de Ingeniería UAQ.
Ing. Ricardo Magdaleno Rodríguez,Supervisor Integral de Obra Civil, S. A. de C. V.
Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología,
