Espec C-400 Mecanica de Suelo

ESPECIFICACIÓN MECÁNICA DE

SUELOS CIVIL ESTRUCTURAL

ESPECIFICACIÓN C-400 Rev. 0 Fecha: Septiembre 2012

PROYECTO: G-070-05-01 DESCRIPCIÓN: “DESARROLLO DE LA INGENIERÍA BÁSICA, DE DETALLE, PROCURA, CONSTRUCCION,

INTEGRACIÓN, PRUEBAS, COMISIONAMIENTO Y PUESTA EN SERVICIO DE LA ESTACIÓN DE CONDENSACIÓN DE VAPOR “EC-04”, A INSTALARSE EN LA REFINERÍA “ING. ANTONIO M. AMOR”, DE SALAMANCA, GTO.”

ESPECIFICACIÓN C-400_CIVIL ESTRUCTURAL Página 1 de 10

ESPECIFICACIÓN PARA EL

ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS

ESTACIÓN DE CONDENSACIÓN DE VAPOR “EC-04”






ESPECIFICACIÓN C-400_CIVIL ESTRUCTURAL Hoja 2 de 10

INDICE

1. OBJETIVO

2. ALCANCE

3. DATOS GENERALES

4. REFERENCIAS

5. ANEXOS/PLANOS

6. REQUERIMIENTOS

7. RESPONSABILIDADES







1 OBJETIVO

Definir los lineamientos técnicos que se deben seguir para la ejecución del Estudio de Mecánica de Suelos en las áreas donde se desarrollará la construcción de las instalaciones objeto de este proyecto y que permitan corroborar la Estratigrafía proporcionada por Pemex en el Anexo 2.3.10 del proyecto.

2 ALCANCE

En estos lineamientos, se indican los requisitos mínimos necesarios, enunciativos y no limitativos, sobre los cuales se desarrollará un Estudio de Mecánica de Suelos para ratificar la secuencia estratigráfica proporcionada por Pemex, así como las correspondientes propiedades índice y mecánicas de los materiales, mediante la exploración de 2 Sondeos Mixtos a una profundidad máxima de 20 m, alternando las técnicas de Penetración estándar (SPT) y Obtención de muestras inalteradas con tubo Shelby, adicionalmente se realizarán 6 Pozos a Cielo Abierto (PCA) hasta una profundidad máxima de 3.0 m. La localización de los Sondeos y Pozos se puede observar en el plano C-401 “Localización de Sondeos”.

El Estudio deberá presentar una reseña de las actividades de campo, laboratorio y gabinete desarrolladas; ratificaciones y recomendaciones de cimentación para las diferentes estructuras en proyecto y su pronóstico de respuesta a largo plazo; diagramas de presión sobre estructuras enterradas, así como su análisis de estabilidad; procedimientos constructivos generales de cimentaciones y clasificación de materiales de acuerdo con el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS), así como de Tipo de Suelo de acuerdo con la norma 3.102.02 correspondiente a la excavabilidad de los materiales. Es alcance del Estudio de Mecánica de Suelos, los objetivos detallados en el Numeral 3.1 “Objetivos del Estudio de Mecánica de Suelos”

3 DATOS GENERALES

3.1 OBJETIVOS DEL ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS

El Estudio de Mecánica de Suelos tiene como objetivos principales, los siguientes:

1) Definir la Profundidad de desplante de las cimentaciones para las estructuras correspondientes a este proyecto.

2) Proporcionar información de las condiciones actuales del subsuelo en el sitio del proyecto

3) Debe ratificar la estratigrafía indicada por Pemex en el Anexo 2.3.8 Lineamientos de Ingeniería y con ello las recomendaciones indicadas en dicho anexo o bien permitir elaborar nuevas recomendaciones para el diseño de cimentaciones y estructuras enterradas a construir.

4) Definir la capacidad de carga para las cimentaciones del proyecto

5) Definir el orden de magnitud de asentamientos a corto y largo plazo para las cimentaciones del proyecto.

6) Debe descartar la existencia de materiales expansivos superficiales que pudieran poner en riesgo la estabilidad de las cimentaciones superficiales

7) Debe proporcionar las recomendaciones y conclusiones para las cimentaciones del proyecto.







8) Con base en la información estratigráfica de los sondeos, deberá proporcionar el Espectro de Diseño a emplear para el diseño de las cimentaciones, de acuerdo con el Manual de Diseño por Sismo de la CFE 2008.

3.2 LOCALIZACIÓN GENERAL DEL PROYECTO

La localización de las diferentes estructuras y equipos que conforman el área del proyecto donde se

construirá la ESTACION DE CONDENSACION DE 105 T/H EC-04, se definen en los planos E-001 y K-

001.

4 REFERENCIAS

La siguiente lista de documentos forma parte de esta especificación. Cada una de ellas deberá

corresponder a la última edición.

El cumplimiento será con apego a los requerimientos técnicos que aquí apliquen.

TRABAJOS DE CAMPO

Técnica Norma

Ensaye de Penetración estándar (SPT) ASTM- D1586-11

Muestreo inalterado mediante Tubo Shelby ASTM- D1587-08

Pozos a cielo abierto NMX-C-430-ONNCCE-2002

Trasporte de Muestras de Suelo ASTM D-4220-07

TRABAJOS DE LABORATORIO

Ensaye Norma

Identificación visual y al tacto NMX-C-416-ONNCCE-2003

Contenido de agua en materiales térreos NMX-C-416-ONNCCE-2003

Clasificación SUCS ASTM D-2487-11

Limite Líquido, plástico e índice de plasticidad

NMX-C-416-ONNCCE-2003

Análisis granulométrico NMX-C-416-ONNCCE-2003

Determinación de la masa específica NMX-C-416-ONNCCE-2003

Resistencia al corte no drenada, con veleta ASTM-D 4648M-10

Resistencia a la Compresión simple ASTM-D 2166-06







Compresión triaxial Consolidada No drenada (CU) de deformación controlada

ASTM-D 4767-11

Compresión triaxial No consolidada No drenada (UU) de deformación controlada

ASTM-D 2850-03a-07

Prueba de Consolidación unidimensional ASTM-D 2435M-11

5 ANEXOS/PLANOS

Plano C-401. Localización de Sondeos

6 REQUERIMIENTOS

TRABAJOS DE CAMPO.

Consistentes en la ejecución de 2 sondeos mixtos a una profundidad máxima de 20 m. Adicionalmente se llevará a cabo la excavación de 6 Pozos a cielo abierto (PCA).

La ubicación de los sondeos y pozos a realizar se especifica en el plano C-401.

Previo al inicio de los trabajos de campo, es necesario efectuar por medio de personal especializado, un reconocimiento preliminar de campo que permita identificar las condiciones geológicas superficiales y el comportamiento de estructuras existentes, con el objeto de poder planear, facilitar y ordenar el programa de actividades de campo.

La localización de sondeos y pozos a cielo abierto debe realizarse con el uso de equipo topográfico, para determinar la posición y elevación del brocal, apoyados en los ejes coordenados y mojoneras de referencia previamente establecidos.

Deben obtenerse en todos los sondeos de exploración directa y pozos a cielo abierto, muestras alteradas e inalteradas, que representen adecuadamente cada material del subsuelo que sea significativo para el diseño y construcción del proyecto.

En el desarrollo de los trabajos de campo (exploración) de mecánica de suelos, deberá cumplirse con lo especificado en las normas listadas para “Trabajos de campo” indicadas en el Numeral 4. “Referencias”.

En los pozos a cielo abierto, el muestreo será selectivo con recuperación de muestras alteradas e inalteradas (muestras cúbicas), obteniendo al menos una muestra representativa a cada cambio de estrato así como al menos una muestra cúbica del estrato más profundo o de los estratos representativos del perfil estratigráfico encontrado en cada pozo. Las muestras así obtenidas se clasificarán en campo, se etiquetarán identificando con el número de sondeo o pozo a cielo abierto de donde se obtuvo y profundidad a la que se extrajo con respecto al nivel de la superficie, se protegerán debidamente para evitar la pérdida de humedad y asegurar su integridad estructural y se empacarán para evitar su intemperismo y preservar su estructura y se trasladarán al laboratorio para someterlas a los ensayes de laboratorio correspondientes. Adicionalmente y en su caso, los PCA permitirán definir la profundidad del Nivel Freático.







En todo momento y durante el desarrollo de los trabajos de campo deberá contarse con la supervisión de un ingeniero especialista en geotecnia.

TRABAJOS DE LABORATORIO.

Consistentes en la ejecución de pruebas de laboratorio para determinar las propiedades índice de los materiales para precisar su clasificación de acuerdo con el SUCS, así como la determinación de las pruebas mecánicas para la obtención de los parámetros de resistencia, deformabilidad y compresibilidad, relevantes en el diseño de las cimentaciones de las estructuras del proyecto.

Todas las muestras recuperadas se clasificarán de acuerdo al criterio establecido por el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS) y se efectuarán las correspondientes pruebas índice para precisar su clasificación.

A las muestras inalteradas, además de las pruebas índice de clasificación, se les efectuarán ensayes para determinar las propiedades mecánicas de resistencia y de compresibilidad.

En el desarrollo de los trabajos de laboratorio de mecánica de suelos, deberá cumplirse con lo especificado en las normas listadas para “Trabajos de laboratorio” indicadas en el Numeral 4. “Referencias”.

De las muestras inalteradas, además, se obtendrá la Relación de vacíos, Grado de saturación y Peso volumétrico natural.

El número de pruebas finales de laboratorio, dependerá del material encontrado durante el muestreo y estarán sujetas a que se evalúen y aprueben por PEMEX.

TRABAJOS DE GABINETE.

Consistentes en la realización, de los análisis para ratificar o establecer las recomendaciones de cimentación para las estructuras en proyecto y que proporcionen los valores de Capacidad de Carga, Análisis de asentamientos y Diagramas de presión para las estructuras enterradas, así como los Análisis de estabilidad para excavaciones correspondiente. Elaboración de la Memoria Descriptiva que reseñe todos los trabajos desarrollados y ratifique las recomendaciones ya establecidas o incluya nuevas recomendaciones a considerar tanto en el proyecto como en la construcción de las cimentaciones y estructuras involucradas con el suelo que formen parte del proyecto; al informe se anexará, como apéndice, la memoria de cálculo que justifique los análisis y cálculos realizados para la determinación de las conclusiones y recomendaciones del estudio.

Con la información obtenida de los trabajos de campo y laboratorio, se elaborará y determinará lo siguiente:

Descripción estratigráfica del área, en la cual se deben detallar las propiedades índice y mecánicas de los suelos.

Elaboración de los perfiles estratigráficos de cada sondeo y los cortes estratigráficos los cuales deben contener la siguiente información: Localización con coordenadas y elevación de los brocales de los sondeos, ligadas a las mojoneras o bancos de nivel correspondientes, Identificación del sondeo ó pozo a cielo abierto, El número de golpes en







la prueba de penetración estándar, La profundidad de los diferentes estratos, Clasificación y descripción de los suelos de acuerdo con el SUCS y de acuerdo con la norma 3.104.09 “Clasificación de Materiales para el pago de excavaciones” para efectos de pago de excavaciones en función del tipo de suelo detectado (A, B ó C), deben incluir también el registro de la variación de la posición del nivel de aguas freáticas. Los perfiles estratigráficos deben contener, los puntos de obtención de las muestras, así como los valores de las propiedades índice y mecánicas, resultados de las pruebas de laboratorio hechas a las muestras a su profundidad, como son: límites de consistencia, contenido de humedad, peso volumétrico natural, densidad de sólidos, granulometría (porcentajes de grava-arena-finos), parámetros de resistencia al esfuerzo cortante y de compresibilidad.

Determinación de la capacidad de carga admisible de las diferentes propuestas de de cimentación.

Evaluación de los asentamientos probables de estructuras, equipos y áreas con sobrecargas, tomando en consideración los asentamientos elásticos, por consolidación primaría y consolidación secundaria.

Cálculo y elaboración de graficas de la historia de los asentamientos a lo largo del tiempo para las zonas donde se construirán las instalaciones.

Elaboración de gráficas paramétricas de Capacidad de carga-Profundidad de desplante y Presión de contacto-Asentamiento para cimentaciones superficiales y en su caso de Carga-Asentamiento para cimentaciones profundas.

Determinación de los empujes sobre muros (activos, en reposo y pasivos) y de los módulos de reacción del suelo para las diversas propuestas de cimentación.

Determinación de la máxima profundidad de excavación sin soporte, y los taludes recomendados en cortes y terraplenes.

Determinación de la estabilidad de las excavaciones para la construcción de trincheras y las especificaciones para su construcción.

Definición de las recomendaciones para los procedimientos constructivos para cimentaciones.

Elaboración de las recomendaciones procedentes para su uso en la construcción de rellenos, terraplenes y terracerías.

Se deben realizar los análisis suficientes para proponer la cimentación más adecuada para las estructuras en proyecto, abarcando la revisión de los estados límites de falla y de servicio, reportando gráficas de capacidad de carga admisible para diferentes geometrías y niveles de desplante de cimientos, así como su pronóstico de asentamientos a lo largo del tiempo.

INFORME FINAL

Como resultado final, se entregará una memoria escrita que detalle los trabajos efectuados de campo, incluyendo la localización de pozos, laboratorio y gabinete, incluyendo los resultados de la pruebas de laboratorio. Dicho informe deberá presentar de forma clara los criterios de cálculo empleados y deberá presentar las conclusiones y recomendaciones relativas a la cimentaciones de las estructuras en proyecto, mencionando la capacidad de carga de







diferentes opciones de cimentación así como el comportamiento de asentamientos a corto y a largo plazo, adicionalmente deberán presentarse los diagramas de presión sobre estructuras enterradas así como las recomendaciones de los procedimientos constructivos posibles que deberán seguirse en la construcción de las cimentaciones y estructuras de retención. Este informe deberá incluir adicionalmente la siguiente información:

Nombre del proyecto

Localización del área investigada

Descripción general de las condiciones climáticas y geológicas del sitio, incluyendo las formaciones geológicas predominantes

Descripción de las condiciones regionales, sismo, viento y variación estacional del nivel de agua superficial.

Descripción detallada de los trabajos de campo, incluyendo el número, localización, tipo y elevación de sondeos y pozos a cielo abierto

Plano de ubicación de las áreas estudiadas, incluyendo la localización con coordenadas de los sondeos mixtos (SM) y de los pozos a cielo abierto (PCA)

Planos de cortes estratigráficos generales, para correlacionar la información de todos los sondeos

Descripción de las pruebas efectuadas en el laboratorio

Planos con la localización e identificación de los sondeos y pozos realizados

Análisis, discusión y presentación de los resultados de las pruebas de laboratorio apoyándose con gráficas, tablas y figuras

Descripción estratigráfica de cada estrato incluyendo espesor y clasificación del material del estrato

Perfiles estratigráficos de cada sondeo y cortes estratigráficos, los cuales deben contener la información ya mencionada

Propiedades Índice.- Clasificación visual y al tacto, contenido de agua, contenido de finos, límites de consistencia, líquido y plástico, densidad de sólidos, análisis granulométrico, pesos volumétricos, etc.

Propiedades Mecánicas.- Resistencia al corte, resistencia a la compresión no confinada, compresión triaxial no consolidada-no drenada, compresión triaxial consolidada-no drenada (ASTM D 4767), compresión unidimensional (ASTM D 2435), Módulo de deformabilidad, Ángulo de fricción interna, Cohesión, etc.

Gráficas y tabulaciones de capacidades de carga admisible y útil de las diferentes alternativas de cimentación ante cargas estáticas y dinámicas

Tabulación de los asentamientos totales, tomando en consideración los asentamientos elásticos, por consolidación primaría y consolidación secundaria, ante cargas estáticas y dinámicas

Gráficas de ancho de cimentación-esfuerzo de contacto-asentamiento para cimentaciones superficiales y de carga-asentamiento para cimentaciones profundas







En caso necesario, dar soluciones para acelerar la consolidación del terreno presentando las gráficas de asentamiento contra el tiempo con y sin los sistemas de aceleración de consolidación (precarga, drenes verticales, combinación de ambos sistemas), tomando en consideración las sobrecargas por equipos, estructuras y terraplenes

Soluciones para la mejor opción de cimentación atendiendo a las características de las estructuras, indicando la profundidad de desplante, y el pronóstico de la evolución con el tiempo de los movimientos verticales, inmediatos y diferidos, así como de los movimientos horizontales esperados

Coeficiente de fricción entre el suelo y las cimentaciones

Módulos de reacción del suelo para las propuestas de cimentación presentadas

Cálculo de empujes de tierra sobre muros (activos, en reposo y pasivos)

Para el caso de cimentaciones profundas (si aplica), debe indicar: El tipo de pilotes y/o pilas y su geometría, la capacidad de carga vertical en la cabeza del pilote y/o pila (a compresión y tensión), la capacidad de carga horizontal permitida en la cabeza del pilote y/o pila, el nivel de desplante para obtener la capacidad de carga requerida, la longitud de penetración del extremo inferior del pilote dentro del estrato de suelo resistente, el análisis de desplazamientos verticales y horizontales para los tipos de cargas esperadas, los procedimientos de construcción más adecuados, y recomendaciones para pruebas de carga, vertical y horizontal

Taludes recomendables en cortes y terraplenes, y la máxima profundidad de excavación sin soporte

Procedimientos constructivos para terracerías, rellenos y terraplenes

Procedimientos constructivos para cimentaciones

En el caso de que el proyecto requiera la construcción de plataformas con rellenos, se deben indicar: las características de los bancos de materiales que garanticen un buen comportamiento ante las cargas impuestas por estructuras y equipos, el grado de compactación y humedad óptima, el equipo y procedimiento de construcción y la inclinación de los taludes

Conclusiones y recomendaciones

Referencias, publicaciones, revistas, libros, apuntes, etc.

Tablas y figuras

Un archivo fotográfico con la descripción y ubicación de cada foto

El Informe deberá contar con anexos que reporten los registros de campo de los sondeos y pozos, así como sus perfiles estratigráficos y todos los resultados de las pruebas de laboratorio, así como tablas resumen que presenten todos los resultados de laboratorio.

Adicionalmente, el Informe Final deberá presentar de forma separada, una Memoria de Cálculo, con el detalle de los análisis realizados y que soporten las Cimentaciones Recomendadas.







Se presentarán 2 juegos de la memoria descriptiva y se entregarán archivos electrónicos de todos los documentos, de acuerdo a los siguientes formatos:

Documentos: Word para Windows

Dibujos: DGN ó DWG

Relación de normas y especificaciones.

Notas generales El contratista deberá identificar y obtener los permisos, licencias y autorizaciones correspondientes y que se requieran y se deberá abastecer del agua suficiente para la realización de los sondeos y pozos a cielo abierto indicados.

Notas adicionales: La profundidad de los Sondeos Mixtos podrá ser menor a la de proyecto si antes se detecta roca o bien un estrato de suelo competente con espesor mínimo de 5m y un número de golpes en la prueba de penetración estándar que supere los 50 golpes.

Para la ejecución de los PCA, la profundidad de 3m está referida al nivel de terreno en su condición física actual.

La ubicación aproximada de los pozos y sondeos se muestra en el plano C-401.

7 RESPONSABILIDADES.

Será responsabilidad del CONTRATISTA la adecuada aplicación y verificación de ésta Especificación.

Fin de especificación.

Documents

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