24. GEO 64 Hundimientos - Consejo de Cuenca del Valle de México

Nombre del Proyecto:
EVALUACIÓN Y CONTROL DE RIESGOS GEOTÉCNICOS
EN LA ZONA METROPOLITANA DEL VALLE DE MÉXICO
2007
CIUDAD DE MÉXICO
(Fernández Leal,1899)
LABORATORIO DE GEOINFORMÁTICA
N
CONTENIDO
1. Hundimiento regional
2. Agrietamiento
3. Anomalías geotécnicas
HUNDIMIENTO para el periodo 1898 – 2005
107
años
de
nivelaciones
periódicas
84 años del descubrimiento por el Ing. R. Gayol
62 años de la explicación científica por el Dr. N. Carrillo
N
Condición inicial
del
Valle de México
(1862)
Don. Francisco Díaz Covarrubias
HUNDIMIENTOS, en metros 1862 - 2005
Zonas con 13.50 m de hundimiento
1aZona más baja del valle,
elevación 2226.00 m.s.n.m.
Plano de referencia:
2,226.00 msnmm
Área:
1,123,079.72 m2
Volumen:
3,698.45 m3
2a Zona más baja del valle,
Elevación 2227.00 m.s.n.m.
Plano de referencia:
2,227.00 msnm
Área:
3,550,484.48 m2
Volumen:
2,164,492.50 m3
3a Zona más baja del valle,
Elevación 2228.00 m.s.n.m.
Plano de referencia:
2,228.00 msnm
Área:
49,189,210.79 m2
Volumen:
34,595,035.62 m3
4a Zona más baja del valle,
Elevación 2229.0 m.s.n.m.
Plano de referencia:
2,229.00 msnm
Área:
94,637,193.66 m2
Volumen:
111,051,950.80 m3
Velocidades de hundimiento, en metros, para el periodo 1998–2002
Zonas con más de 40 cm / año
2000
1911
Emersión
E
ió
aparente
Δh
Efecto del Hundimiento
en las
Construcciones
Cad. 19+035
Efecto del Hundimiento
en las
Construcciones
Modelo simplificado del hundimiento
P
Para
espesores de
d arcilla
ill d
de 10 metros,
t
ell h
hundimiento
di i t requiere
i
poco años
ñ
Para espesores de 85 metros, el hundimiento requiere de más de un siglo
Ab ti i t ttotal
Abatimiento
t l Δp
Δ =γwH
Modelo simplificado del hundimiento
Para un espesor d
P
de arcilla
ill d
de 70 metros,
t
ell H
Hundimiento
di i t Fi
Finall
esperado a largo plazo es de 35 metros
Abatimiento total Δp =γwH
70
-35
Contribución de los estratos profundos
La contribución al hundimiento de los estratos profundos
parece ser cada vez mas importante
Agrietamiento
g
Banco Fotográfico
Distribución espacial de grietas
368 sitios de agrietamiento
PRINCIPALES MECANISMOS DE GENERACIÓN DE GRIETAS
1 GRIETAS DE TRANSICIÓN ABRUPTA.
1.
ABRUPTA Grietas correspondientes a hundimientos
diferenciales en las zonas de transición abrupta entre materiales firmes y blandos.
2 GRIETAS POR ESTRUCTURAS SEPULTADAS.
2.
SEPULTADAS Grietas atribuibles a estructuras de
roca, rellenos y otros sepultadas en el subsuelo.
3. GRIETAS POR IRREGULARIDADES ESTRATIGRÁFICAS. Grietas atribuibles a la
heterogeneidad del subsuelo (fractura de la costra superficial, etc.)
4. GRIETAS POR DIFERENCIA DE VELOCIDAD Y MAGNITUD DE HUNDIMIENTO.
Grietas que aparecen en la frontera de suelos aluvial–lacustre y lacustre.
5. GRIETAS POR EVAPO-TRANSPIRACIÓN. Grietas atribuibles a la evapo-transpiración
en las
l capas superficiales
fi i l d
dell subsuelo.
b
l
6. GRIETAS DE FRACTURAMIENTO HIDRÁULICO. Son aquellas grietas que se generan
en la zona ex lacustre con grandes espesores de suelos blandos y atribuibles a
fracturamiento hidráulico.
7. OTROS
GRIETAS DE TRANSICIÓN ABRUPTA
Estas grietas correspondientes a hundimientos diferenciales en las zonas
de transición abrupta entre materiales firmes y blandos.
El fenómeno toma una importancia
p
particular en la Delegación
p
g
Iztapalapa
p p p
por la
compleja y extensa zona de interacción entre la Sierra de Santa Catarina, el Cerro del
Marqués, el Peñón Viejo y el Cerro de la Estrella con la zona lacustre ( figuras 1 y 2).
figuras
g
2
figuras 1
50 km. de TRANSICIÓN BRUSCA en la delegación Iztapalapa
Se entiende por Anomalías Geotécnicas a:
Laderas y cortes
Cavernas / galerías (zonas minadas)
Oquedades / tubos lávicos (coladas)
Rellenos / basureros
Antiguas cimentaciones
Antiguas calzadas, tlateles, diques y canales, etc.
Otros…
San Lorenzo Totolinga, Naucalpan
Inestabilidad
Bloques de Rocas
Insu
r
gent
e
s
Zonificación de la colada del Xitle
Av.
Cerro de la Estrella
Cerro Zacatépetl
o
éric
f
i
r
Pe
Volcán Xitle
Oquedad en ladera Cerro de la Estrella, Del Iztap.
PREDIO EN
ESTUDIO
Basurero
PREDIO EN
ESTUDIO
PREDIO EN
ESTUDIO
Bordo de Xochiaca
Antiguas calzadas, tlateles, diques y canales
N
Anomalías en el contexto de la Zonificación Geotécnica
N
RELIEVE INDUCIDO POR HUNDIMIENTO
Y POR LOS RELLENOS
N
1891 - 1948
57 años
Traza urbana de la ciudad Azteca
Información
puntual
del subsuelo
Espesor de rellenos prehispánicos en el Centro
Hi tó i
Histórico
Modelo Digital de
Espesores
del Centro Histórico
Zócalo
Alameda
a eda
Rellenos
Capa Dura
Depósitos
Profundos
P
f d
Estrategias para mitigación de riesgos
a) Eliminación o mitigación de la causa
b) Disminución de la probabilidad
Seguimiento / instrumentación
Tratamiento local de daños
c) Menor exposición de bienes
Restricciones a la construcción
d) Reducción de la vulnerabilidad
Refuerzo construcciones
Hundimiento
Proteger
El Centro Histórico ?
Toda la zona lacustre ?
Suspender el bombeo
Todo?
No inducir abatimientos piezométricos adicionales ?
Cerrar pozos
p
Cuantos ?
Donde ?
Tratamiento de grietas
Objetivos:
Restablecer continuidad
Proteger contra erosión.
Principios:
Relleno con material semejante al suelo natural
Relleno lento por etapas para evitar propagación
S
Seguimiento.
i i t
Control de grietas en zona lacustre
Terraplén
Refuerzo
NTN
2m
2m
NAF
Grieta
d
Fuerza axial en
n el refuerzo, kN/m
30
25
20
15
10
5
0
0
3
6
9
12
15
Longitud de la grieta (d), m
18
21
Control de grietas con refuerzo
Material
en tensión
Material
en tensión
Terraplén
Grieta
Grieta
Refuerzo
Suelo
Sin refuerzo
Suelo
Con refuerzo
ACCIONES E INVESTIGACIONES REQUERIDAS
HUNDIMIENTO
1. Rehabilitar
e ab ta y asegu
asegurar
a ba
bancos
cos de referencia
e e e c a ((Atzacoalco
t acoa co y ot
otros)
os)
2. Proteger y documentar evidencias históricas (ademes que emergen)
3. Compilar información
Nivelaciones
Datos estratigráficos
Sondeos
Pozos de agua (incluyendo datos de instalación)
Niveles estáticos en pozos
p
Piezometría
4. Visualizar y procesar información (SIG)
5. Interpretar y modelar
6 Instrumentar estaciones de monitoreo del hundimiento
6.
Bancos profundos
Piezómetros
Sondeos profundos
Pruebas de laboratorio
7. Pruebas en pozos
8. Calibrar nuevas técnicas para medir hundimiento.
GPS
Interferometría de radar
LIDAR
9. Tomar decisiones para un uso óptimo del agua subterránea
ACCIONES E INVESTIGACIONES REQUERIDAS
GRIETAS
Tramos de p
prueba
Se definirán varios tramos de prueba para la realización de ensayes de campo
(pruebas de fracturamiento inducido, reactivación de agrietamiento existente, etc.) e
implementación y evaluación de distintas soluciones en condiciones controladas
controladas. En
cada uno de estos sitios, se tendrá que contar con exploración detallada del
subsuelo.
Interpretación
ó y conclusiones
Se establecerán conclusiones y recomendaciones para el control del agrietamiento
basadas por primera vez en evidencias experimentales de calidad.
Extensómetro utilizado para medir las
deformaciones horizontales de los agrietamientos
Actualización de zonificación geotécnica
con descripción de riesgos
CATEDRAL, 1920
Manuel Ramos
Muchas Gracias