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CONTROL DE HUNDIMIENTOS DIFERENCIALES EN LA CD. DE MÉXICO, MEDIANTE LA
RECUPERACIÓN DE LA PRESIÓN DE PORO EN EL SUBSUELO, ATRAVES DE LA
IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE POZOS DE INYECCIÓN Y EXTRACCIÓN DE AGUA
EJEMPLO DE LA CASA DEL MARQUÉS DEL APARTADO, EN EL CENTRO HISTÓRICO DE
LA CIUDAD DE MÉXICO.
ING. LUIS FCO. PLIEGO ROSIQUE
ING. ROGELIO VARGAS VILLANUEVA
COLINAS DE BUEN, S.A. DE C.V.
RESUMEN
Se presenta el Proyecto de Implementación del grupo de pozos de bombeo e Inyección para
mejorar el comportamiento del subsuelo y la edificación de la Casa del Marques de Apartado en el
Centro Histórico del Ciudad de México. Se presentan los criterios teóricos básicos para el diseño
de la red de los pozos, correspondiente al flujo transitorio en suelos, para modificar su estado de
esfuerzos, para revertir la distribución de deformaciones en los materiales con compresibilidad
diferencial, se incluye el cálculo de hundimientos aplicando la teoría clásica de consolidación. Se
describe el proceso Teórico-Experimental en la implementación de grupo de pozos, mencionando
las modificaciones que se realizaron en las diferentes etapas de construcción para lograr la
optimización y sustentabilidad de la propuesta técnica, haciendo énfasis en la utilidad y
experiencia de los resultados obtenidos para la implementación de esta propuesta técnica para
mejorar el comportamiento de un conjunto de edificios propiedad de la SHCP.
I.- INTRODUCCIÓN
El edificio de la Casa de Marques de
Aparatado, ubicado en la Calle de Argentina
2
12, en el Centro Histórico de la Cd. de
septiembre
México,
catalogado
operación de los pozos de las dos primeras
Histórico
por
el
como
Instituto
Monumento
Nacional
de
y
noviembre
de
1996.
La
etapas se realizó entre 1995 y 1998. A finales
Antropología e Historia (INAH), había venido
del
presentando durante las últimas décadas un
restaurar y rehabilitar arquitectónicamente el
comportamiento
inmueble, objeto del estudio. En el proyecto
irregular,
que
se
ha
año
2000,
decidió
de
diferenciales
el
consideró la alternativa de intervenir la
consecuente fisuramiento y agrietamiento en
cimentación, tomando en cuenta los efectos
la
desfavorables que pudieran incidir dicha
estructura.
El
desplomos,
patrón
con
dominante
de
inmueble,
originado una pendiente descendente de
interacción con edificios colindantes, así
deformación entre las esquinas Noreste y
como el monto de la inversión económica que
Suroeste, con una perdida de verticalidad
dicha acción representaba. No obstante lo
justamente hacia el Suroeste.
anterior, se analizó la conveniencia técnica
el
comportamiento
se
disposición,
que
su
no
movimientos verticales diferenciales había
de
en
del
reestructura,
manifestado como un patrón de hundimientos
y
rehabilitación
se
inmueble
contará,
con
Con el objeto de mejorar el comportamiento
procedimiento
de
regulación
del edificio,
comportamiento
del
subsuelo,
en
1995
el INAH decidió
e
un
del
cuyas
implementar por etapas un sistema de pozos
tendencias y distribución de movimientos
de bombeo e inyección de agua en el
preexistentes, inciden en las condiciones de
subsuelo, construyéndose en 1995 y 1996 el
seguridad y servicio de la estructura del
primer grupo de pozos (cuatro de inyección
edificio.
en la esquina SW) correspondiente a la
reestructuración
primera fase teórico-experimental, la segunda
constructivas en la superestructura, con el
etapa de construcción de pozos (cuatro
objeto de hacer más armónica su respuesta
pozos de inyección) se llevó a cabo en
con el comportamiento del subsuelo.
Así mismo
se
como
parte
indujeron
de
la
juntas
3
CASA DEL MARQUÉS
DEL APARTADO
TEMPLO
MAYOR
CATEDRAL
Figura 1.- Croquis de localización
Bajo estas circunstancias, durante los años
esfuerzos, del cual depende la velocidad y
de 2002 y 2003, el Consejo Nacional para la
distribución de hundimientos, de tal forma
Cultura y las Artes (CONACULTA), a través
que el sitio donde históricamente se han
de la Dirección General para la Cultura y las
manifestado
Artes,
grupo
hundimiento, se construyeron los pozos de
complementario de pozos de inyección y
inyección de agua; mientras que en la zona
bombeo, correspondiente a la última etapa de
donde se ha reportado la menor velocidad de
construcción de sistema de pozos, propuesto
hundimiento, se construyeron los pozos de
originalmente para mitigar los efectos de los
extracción
hundimientos diferenciales. Los pozos de
esquinas NW, SE y en las zonas de
inyección y bombeo regulan la presión de
transición entre los grupos de pozos de
poro que influye a su vez en el estado de
bombeo e inyección, se instalaron pozos
decidió
construir
el
la
de
tendencia
agua.
de
Asimismo
mayor
en
las
4
híbridos de doble función, con el propósito de
la instalación y lecturas periódicas de los
regular y modular, la influencia del proceso
pozos de observación y piezómetros, así
de inyección y extracción de agua en las
como
condiciones hidráulicas en el subsuelo.
topográficas, consistentes en nivelaciones
la realización de las mediciones
topográficas y medición de desplomos en
Con el objeto de registrar y evaluar la
aristas
representativas.
respuesta de las condiciones hidráulicas en
desarrolló
el subsuelo, y en los movimientos inducidos
topográfico, en el entorno de la edificación
en la edificación, por efecto de operación del
para registrar el hundimiento regional del
grupo de pozos, desde la construcción de los
subsuelo en la manzana, donde se ubica el
primeros cuatro pozos se implementó un
monumento histórico.
un
programa
Asimismo
de
se
monitoreo
programa de instrumentación consistente en
II.- DIAGNOSTICO DEL
diferencias de comportamiento, ya que los
COMPORTAMIENTO
cambios en los esfuerzos efectivos del
subsuelo provocados por la transmisión
El problema de hundimiento diferencial en
gradual de esfuerzos entre la fase líquida y
edificios de la Ciudad de México se acentúa a
los
partir de la década de 1930 cuando se
deformaciones de magnitudes diferenciales
empezó a intensificar la extracción de agua
importantes, y sobretodo del grado de
con el bombeo profundo para el suministro de
preconsolidación debido a su compresibilidad
agua de la ciudad. Esto último ha originado
diferencial que dependen de la historia previa
una pérdida de presión en el agua intersticial
de cargas
sólidos
del
suelo,
producen
en la masa del suelo y la constante
consolidación de los estratos compresibles
La zona del Centro Histórico ha estado
en
sometida a diversas condiciones de carga y
el
subsuelo
con
espesores
descarga, presentándose en un solo predio
significativamente grandes.
condiciones de compresibilidad irregulares,
En la zona del Centro Histórico de la Ciudad
que cambian abruptamente en los límites de
de
de
las antiguas edificaciones, aun dentro de un
preconsolidación irregular de las arcillas
mismo edificio. Inclusive la presencia de
constituyen
restos de construcciones prehispánicas como
México,
un
las
factor
condiciones
que
origina
las
5
es el caso de la Casa de Marques de
regional que se manifiesta de manera no
Apartado ocasiona puntos duros superficiales
uniforme y que actúa sobre el monumento
y profundos.
histórico constituido por una cimentación y
Es un hecho que asociadas a las cargas de
estructura
las estructuras coloniales, los movimientos
susceptible de figurarse y agrietarse, aún con
provocados por la presencia y posterior
un nivel bajo de esfuerzos de tensión. El
demolición parcial o total de las estructuras
comportamiento regular del subsuelo había
del principio del siglo XX ya se manifestaron
repercutido
en su totalidad.
incremento de esfuerzos, fisuras, grietas,
humedad,
de
mampostería,
en
colapso
la
la
cual
edificación
en
sitios
es
como
locales
y
Bajo estas circunstancias el aspecto que rige
sobretodo deterioro gradual y progresivo,
el comportamiento del subsuelo, y de la
considerando que el hundimiento regional es
edificación en el fenómeno de hundimiento
un fenómeno continúo en el Valle de México.
Figura 2.- Perfil estratigráfico
6
Marques de Apartado, se muestra en las
III.- HUNDIMIENTO REGIONAL
figura 3 y en la gráfica de la figura 4, las
III.1
cuales
En las manzanas adyacentes
se
han
construido
a
partir
de
mediciones topográficas realizadas por los
La
evolución
del
hundimiento
regional
suscritos desde el año de 1995.
registrado durante las ultimas décadas cerca
de la manzana donde se ubica la casa del
Fig.3.- Hundimiento regional en las manzanas adyacentes
Curvas de igual movimiento vertical
(Periodo de noviembre de 1995 a marzo de 2004)
7
Fig.4.- Hundimiento regional en las manzanas adyacentes
Curvas de igual movimiento vertical
(Periodo de marzo de 2004 a noviembre de 2012)
III.2
En la manzana local
bancos de nivel superficial, los cuales están
referenciados al banco de nivel profundo a
En la manzana donde se ubica la Casa del
100.00 m de profundidad en el sector
Marques de Apartado, se ha llevado un
poniente de la Catedral Metropolitana.
registro de hundimiento regional, mediante
8
CASA DEL MARQUÉS DE APARTADO
BNS-D
BNS-A
m L=
= 65
0 . .1
96 6
m m
m
/a
ñ
o
BNS-6
BNS-5
BNS-B
VH
BNS-7
SIMBOLOGÍA
BNS-4
BNS-6
BNS-3
BNP
BANCO DE NIVEL SUPERFICIAL
6 (BNS)
L= 60.4
VHm= 19.1 6 m
9 mm/año
L= 51.71 m
VHm= 9.60 mm/año
BNS-8
BANCO DE NIVEL PROFUNDO (BNP)
L= 41.58 m
VHm= 16.79 mm/año
BNS-C
BNS-F
BNS-2
MAGNITUD DE LA CURVA, EN mm/año
CURVA DE IGUAL VELOCIDAD DE
HUNDIMIENTO DIFERENCIAL
BNS-1
BNS-E
SENTIDO DE LA VELOCIDAD DEL
HUNDIMIENTO DIFERENCIAL
L= 56.22 m
VHm= 9.6 mm
DISTANCIA DEL HUNDIMIENTO
DIFERENCIAL, EN m
VELOCIDAD DEL HUNDIMIENTO
DIFERENCIAL, EN mm/año
B.N.P.
ELEVACIÓN=2230.00
m.s.n.m.
Fig.05.- Curvas de velocidad de hundimiento, en mm/año (noviembre de 1995 a marzo de 1996)
CASA DEL MARQUÉS DE APARTADO
BNS-D
BNS-B
BNS-5
ño
BNS-4
SIMBOLOGÍA
BNS-6
m /añ
.76 m
80 3 m
L= 13.8
m=
VH
BANCO DE NIVEL SUPERFICIAL
6 (BNS)
BNS-3
BNP
BNS-C
o
BNS-E
VH L
m= = 7
11 4.3
.53 3 m
mm
/a
VH
m L=
= 65
0. .1
23 6
m m
m
/a
ño
BNS-7
BNS-8
BNS-A
BNS-6
BNS-1
m
8.21 /año
L= 6 .31 mm
=2
VHm
BNS-2
BNS-F
RUINAS DEL
BANCO DE NIVEL PROFUNDO (BNP)
TEMPLO MAYOR
MAGNITUD DE LA CURVA, EN mm/año
CURVA DE IGUAL VELOCIDAD DE
HUNDIMIENTO DIFERENCIAL
SENTIDO DE LA VELOCIDAD DEL
HUNDIMIENTO DIFERENCIAL
L= 68.21 m
VHm= 9.6 mm
DISTANCIA DEL HUNDIMIENTO
DIFERENCIAL, EN m
VELOCIDAD DEL HUNDIMIENTO
DIFERENCIAL, EN mm/año
ELEVACIÓN=2230.00
m.s.n.m.
CATEDRAL
METROPOLITANA
Fig.06.- Curvas de velocidad de hundimiento, en mm/año (marzo de 2004 a noviembre de 2012)
9
CASA DEL MARQUÉS DE APARTADO
BNS-D
BNS-A
BNS-6
BNS-5
BNS-7
o
m /añ
6
.1 mm
65 36
L= 9.
=
m
VH
BNS-B
BNS-6
m L=
= 74
5 . .5
34 9
m m
m
/a
ño
BNS-E
BANCO DE NIVEL SUPERFICIAL
6 (BNS)
BNS-3
BNS-8
V
H
SIMBOLOGÍA
BNS-4
BNP
BANCO DE NIVEL PROFUNDO (BNP)
BNS-C
RUINAS DEL
BNS-F
BNS-2
TEMPLO MAYOR
BNS-1
MAGNITUD DE LA CURVA, EN mm/año
CURVA DE IGUAL VELOCIDAD DE
HUNDIMIENTO DIFERENCIAL
SENTIDO DE LA VELOCIDAD DEL
HUNDIMIENTO DIFERENCIAL
L= 56.22 m
DISTANCIA DEL HUNDIMIENTO
DIFERENCIAL, EN m
VHm= 9.6 mm
VELOCIDAD DEL HUNDIMIENTO
DIFERENCIAL, EN mm/año
ELEVACIÓN=2230.00
m.s.n.m.
CATEDRAL
METROPOLITANA
Fig.07.- Curvas de velocidad de hundimiento, en mm/año (noviembre de 2012 a mayo de 2014)
0
-50
-100
S.O.S.P.
ENERO 2008
-150
S.O.S.P.
31 DICIEMBRE 2011
VH=0 mm/año
BNS-F
VH=38.36 mm/año
BNS-3
-200
HUNDIMIENTO (mm)
I.O.S.P.
29-JUNIO-2011
I.O.S.P.
1 JUNIO 2012
-250
VH=41.18 mm/año
BNS-A
I.O.S.P.
2-MARZO-2004
*
VH=40.75 mm/año
BNS-5
-300
-350
E.I.O.S.P.
FEBRERO-2006
VH=42.29 mm/año
BNS-2
VH=38.79 mm/año
BNS-1
-400
I.O.S.P.
DICIEMBRE 2006
-450
VH=43.66 mm/año
BNS-4
S.O.S.P.
FEBRERO 2007
-500
I.O.S.P.
NOVIEMBRE 2007
VH=42.29 mm/año
BNS-2
06-Ago-13
05-Dic-12
06-Abr-13
05-Ago-12
05-Dic-11
05-Abr-12
05-Ago-11
04-Dic-10
05-Abr-11
04-Ago-10
03-Dic-09
04-Abr-10
03-Ago-09
02-Dic-08
03-Abr-09
02-Ago-08
02-Dic-07
02-Abr-08
02-Ago-07
01-Dic-06
02-Abr-07
01-Abr-06
01-Ago-06
31-Jul-05
30-Nov-05
31-Mar-05
30-Jul-04
29-Nov-04
30-Mar-04
30-Jul-03
29-Nov-03
30-Mar-03
29-Jul-02
28-Nov-02
29-Mar-02
28-Jul-01
27-Nov-01
28-Mar-01
-550
TIEMPO (DÍAS)
SIMBOLOGÍA
Vhp=35.01 mm/año
NOMENCLATURA DE EVENTOS
CASA DEL MARQUES DE APARTADO
BNS-1
BNS-2
BNS-3
BNS-4
BNS-5
BNS-A
BNS-F
I.O.S.P.
S.O.S.P.
E.I.O.S.P.
Vhp =
BNS
VH
INICIO DE OPERACIÓN DEL SISTEMA DE POZOS
SUSPENSIÓN DE LA OPERACIÓN DEL SISTEMA DE POZOS
ETAPA INTERMITENTE DE LA OPERACIÓN DEL SISTEMA DE POZOS
VELOCIDAD DE HUNDIMIENTO PROMEDIO (mm/año) ENTRE EL 28 DE
MARZO DE 2001 AL 15 DE DICIEMBRE DE 2012
BANCO DE NIVEL SUPERFICIAL
VELOCIDAD DE HUNDIMEINTO
NOTAS:
* REUBICACIÓN DEL BANCO DE
NIVEL SUPERFICIAL F
Fig. 8.- Gráficas deformación-tiempo de bancos de nivel superficial, BNS-1 al BNS-5, BNS-A y BNS-F
(Actualizada al 26 de enero de 2013)
10
Hundimientos en el edificio
3955
355
355
355
355
355
391
362
350
354
363
364
359
481
4033
354
ACCESO
356
348
372
350
0
369
345
PATIO
PRINCIPAL
ESCALA GRÁFICA
600
343
400
CENTÍMETROS
357
0 50 100 200
ACOTACIONES EN CM
1000
Fig.9.- Curvas de igual hundimiento, en mm (enero de 2013 a mayo de 2014)
3955
355
355
355
355
355
391
362
350
354
363
364
359
372
350
-6
348
SIMBOLOGÍA
481
CURVA
DE
IGUAL
VELOCIDAD
HUNDIMIENTO DIFERENCIAL
SENTIDO
DE
LA
VELOCIDAD
HUNDIMIENTO DIFERENCIAL
4033
ACCESO
356
MAGNITUD DE LA CURVA, EN mm/año
DISTANCIA
DE
LA
VELOCIDAD
HUNDIMIENTO DIFERENCIAL
DEL
DE
354
369
345
PATIO
PRINCIPAL
DE
VELOCIDAD DEL HUNDIMIENTO DIFERENCIAL,
EN mm
ESCALA GRÁFICA
400
600
343
0 50 100 200
CENTÍMETROS
357
III.3
ACOTACIONES EN CM
1000
Fig. 10.- Curvas de velocidad de hundimiento, en mm (enero de 2013 a mayo de 2014)
11
IV.- PROYECTO DE POZOS DE INYECCIÓN
consecuentemente
Y BOMBEO
Histórico.
IV.1
Bajo estas circunstancias para mejorar el
Comportamiento histórico
en
el
Monumento
comportamiento del subsuelo se analizaron
La Casa de Marques de Apartado había
diferentes
alternativas,
seleccionándose
manifestado
un
como
más
conveniente
caracterizado
por
comportamiento
la
con
la
de
implementación de un grupo de pozos de
monumentos verticales no uniformes, con
inyección, tomando en cuenta los siguientes
una velocidad en la esquina NE, hacia los
beneficios:
una
tendencia
calles de Donceles y argentina en el informe
del Templo Mayor; y mayor hundimiento en la
•
Regula la distribución presiones de
esquina opuesta al SW del edificio. Este
poro en el subsuelo, que rigen a su
patrón de comportamiento había inducido
vez la distribución de deformación en
hasta 1995 un desnivel de 0.95 m de 55.00 m
el suelo.
que corresponde a las distancia de ambas
•
No es invasiva y su construcción y
esquinas, con la consecuente perdida de
operación se pueden llevar a cabo
verticalidad. De 0.415 y 0.467 m, en las
estando el edificio en funcionamiento.
aristas del lado oriente en el borde del
•
Templo Mayor en una altura de 14.93 m. Esta
configuración de deformación es congruente
con el mayor grado de preconsolidación que
Es
compatible
y anuncia
con
el
comportamiento de su entorno.
•
Es un proceso controlado y con un
potencial de largo plazo
presenta el sector NE del edificio. Es posible
que
esta
condición
de
compresibilidad
diferencial se haya remarcado a partir de
1976 cuando se decidió llevar a cabo el
rescate del Templo Mayor lo que obligó a la
IV.2.- Aspectos Teóricos
IV.2.1.- Diseño de la red del sistema de
pozos de bombeo e inyección.
demolición y excavación de los rellenos que
Para el análisis de la variación de presiones
cubrían las ruinas prehispánicas, con el
en la fase líquida del suelo, por la operación
consecuente
de los pozos de bombeo
tendencias
verticales
alivio
de
adversas
diferenciales
esfuerzos.
de
se
Las
e inyección se
movimientos
consideró que el pozo es perforado en un
remarcaron
estrato no confinado, el cual se encuentra
12
subestratificado, y con base a ley de Darcy se
q
Gasto
puede deducir las siguientes expresiones
bombeo.
de
extracción
del
pozo
de
según el Dr. L. Zeevaert, para el cálculo del
gasto y la curva de abatimiento de pozos:
Con base a
los análisis de abatimiento y
recarga de la presión de poro al subsuelo, se
q=
πk h (d 0 + y 0 )
Ln
R0
r0
pudo
s 0 …………….. (1)
di
más
dinámicos de operación, de tal manera de
r
qLn
r0
2
+ Y0 ………..……. (2)
πk h
poder regular las condiciones hidráulicas en
el subsuelo.
El cálculo de gastos de extracción y de
Profundidad
de
desplante
del
pozo
infiltración para diferentes condiciones se
muestra en la siguiente tabla y la distribución
menos el nivel de aguas freáticas,
ki
separación
diámetro, profundidad de desplante y niveles
Donde:
d0
la
conveniente de los pozos, así como su
Despejando y 0 :
Y=
determinar
de presiones en la figura 6.
Permeabilidad del subestrato i,
Espesor de los estratos perforados, del
nivel freático hasta la profundidad del pozo.
kh
Permeabilidad media del subestrato i,
que
se
obtiene
como
un
promedio
ponderado.
y0
γ λ1
Nivel de agua respecto al fondo del
pozo.
R0
Radio de influencia del pozo, dado por:
(Cs So
kh
).
S0
Abatimiento del pozo.
Cs
Coeficiente para grupo de pozos.
Y
Ecuación de la curva de abatimiento.
γ λ2
γ
Fig.11.- Cambios inducidos en la presión de poro
13
Fig. 12.-Planta de distribución de pozos
NIVEL DE PLANTA BAJA
N ± 0.00
RAMAL DE
INYECCION
RAMAL DE
DESCARGA
RELLENO DE SUELO
PRODUCTO DE LA PERFORACIÓN
N.A.F.
-4.95
RELLENO Y RESTOS PREHISPANICOS
-12.75
TAPÓN DE CEMENTO
Y BENTONITA
INICIA TRAMO
RANURADO
-13.25
100
COSTRA SUPERFICIAL
TUBO DE ACERO RANURADO
DE e= 20.32 (8")
FORMACION ARCILLOSA SUPERIOR
TELA DE MOSQUITERO
-37.00
-40.51
TAPÓN DE CEMENTO
Y BENTONITA
PRIMERA CAPA DURA
RELLENO DE GRAVA
UNIFORME 3/4" Ø
TRAMO CIEGO DE
TUBERÍAS
NIVEL DE DESPLANTE DEL POZO
-42.00
20.32
30.48
FORMACION ARCILLOSA INFERIOR
-52.35
TAPÓN DE ACERO
Ø = 20.32 (8")
DEPOSITOS PROFUNDOS
Fig. 13.-Detalle del pozo de bombeo
TERMINA TRAMO
RANURADO
14
PROFUNDIDAD
SE CONSIDERA
TIPO DE
PROFUNDIDAD
DEL
SELLO EN LA
GASTO
PROFUNDIDAD
POZOS
DE DESPLANTE
NIVEL
PRIMERA
CALCULADO
DE
DEL POZO (m)
DINÁMICO (m)
CAPA DURA
ABATIMIENTO
PROMEDIO (m)
PB
PIB
Lts/seg
Lts/min
42
-11.0
SI
0.11
6.89
8.35
42
-15.0
SI
0.15
9.41
12.10
42
-25.0
SI
0.22
13.51
21.01
42
-40.5
SI
0.25
15.23
29.39
37
-11.0
EL DESPLANTE DE
0.11
6.65
8.49
0.15
9.00
12.20
ESTOS POZOS NO
37
-15.0
37
-25.0
PRIMERA CAPA
0.20
12.54
21.70
37
-30.0
DURA
0.22
13.27
24.01
ATRAVIESA LA
Nota: Las profundidades están referidos al nivel medio de planta baja
Tabla 1.- Cálculo de gastos de extracción
SE
TIPO DE
PROFUNDIDAD
PROFUNDIDAD
CONSIDERA
GASTO
POZOS
DE DESPLANTE
DEL
SELLO EN LA
CALCULADO
DEL POZO (m)
NIVEL
PRIMERA
DINÁMICO (m)
CAPA DURA
Lts/seg
Lts/min
0.05
3.11
EL DESPLANTE DE
ESTOS POZOS NO
PI
30.0 y 36.50
1.0
ATRAVIESA LA
PRIMERA CAPA
DURA
Nota: Las profundidades están referidos al nivel medio de planta baja
Tabla 2.- Cálculo de gastos de infiltración
15
IV.2.2.- Cálculo de curvas de igual abatimiento y recarga.
DONCELES
K
L
J
I
H
G
F
E
D
C
B
A
3955
355
355
355
391
362
350
354
363
364
12
350
11
372
10
348
9
481
4033
7
354
6
345
5
369
4
REPUBLICA DE ARGENTINA
350
8
343
3
357
2
1
Fig. 14.-Ubicación de pozo de bombeo, inyección y doble función
PZ-1B
PZ-1A
RELLENO Y RESTOS
PREHISPÁNICOS
10.00
N.P.
-15.50
25.00
30.00
35.00
40.00
45.00
50.00
55.00
N.D.P.
-30.80
N.P.
-16.50
COSTRA
SUPERFICIAL
PZ-2A
N.P.
-7.75
N.D.P.
-23.00
N.P.
-27.00
FORMACIÓN ARCILLOSA
SUPERIOR
N.P.
-31.75
N.D.P.
-38.00
V = 0.87 m/año
P = 20.75 ton/m²
15.00
20.00
PZ-2D
V = 0.66 m/año
P = 15.25 ton/m²
5.00
PZ-1C
N.A.F.
-4.95
PRIMERA CAPA DURA
FORMACIÓN ARCILLOSA INFERIOR
V = 0.88 m/año
P = 20.40 ton/m²
N.P.B.
±0.00
0.00
V = 0.64 m/año
P = 21.50 ton/m²
355
V = 0.94 m/año
P = 15.30 ton/m²
355
PROFUNDIDAD, EN m
359
N.D.P.
-47.40
N.D.P.
-52.00
DEPÓSITOS PROFUNDOS
60.00
N.P. NIVEL PIEZOMÉTRICO
N.P.B. NIVEL DE PLANTA BAJA
N.D.P. NIVEL DE DESPLANTE DE PIEZÓMETRO
V=0.87m/año VELOCIDAD DE ABATIMIENTO DEL NIVEL PIEZOMÉTRICO ENTRE MAYO Y DICIEMBRE DE 1996
P=20.75ton/m² PRESIÓN REGISTRADA EN PIEZÓMETROS EN DICIEMBRE DE 1996
RESULTADOS DE PIEZÓMETROS INSTALADOS EN LA CASA DEL MARQUEZ DE APARTADO ENTRE MAYO Y DICIEMBRE DE 2012
Fig. 15.- Condiciones hidráulicas del subsuelo
16
2
1
1
1
2
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
Fig. 16.- Curvas de igual abatimiento y recuperación de la presión de poro, en m
(Actualizada a diciembre de 2012)
631
N.P.B.
±0.00
0.00
PI-1
692
PI-5
1624
1865
N.D.
PI-2 -1.00
PIB-2
PB-2
RELLENO Y RESTOS
PREHISPÁNICOS
N.A.F.
-4.95
5.00
N.D.
-11.00
10.00
N.D.
-15.00
COSTRA
SUPERFICIAL
15.00
PROFUNDIDAD, EN m
20.00
N.D.
-25.00
N.D.P.
-27.20
25.00
N.D.P.
-30.00
N.D.P.
-30.50
30.00
N.D.P.
-34.45
FORMACIÓN
ARCILLOSA SUPERIOR
35.00
PRIMERA CAPA DURA
40.00
45.00
N.D.P.
-42.00
FORMACIÓN
ARCILLOSA INFERIOR
50.00
DEPÓSITOS
PROFUNDOS
55.00
60.00
CORTE A - A'
Fig. 17.- perfil que muestra las curvas de abatimiento y recarga en pozos
17
V.2.3.- Cálculo de curvas de asentamiento.
Fig. 18.- Curvas de igual asentamiento, en cm
(Actualizada a diciembre de 2012)
V.- IMPLEMENTACIÓN DEL GRUPO DE POZOS
La implementación del grupo de pozos de
en las etapas que se muestran en la
inyección
siguiente tabla:
y
bombeo,
se
llevó
a
cabo
ETAPAS
NO. DE POZO
TIPO DE POZOS
1ª
NOV 1995
SEPT 1996
4
Inyección
2ª
SEP a NOV
1996
4
Infiltración
PROFUNDIDAD
DE
INSTALACIÓN
(m)
PI-1 y PI2 30.50 m
PI-3
27.10m
PI-4
33.20 M
PI-5
34.45 m
PI-6
29.76 m
PI-7
44.30 m
PI-8
36.52 M
OBSERVACIÓN
Se atravesaba e
inyectaba la primera
capa dura
Tramo obturado en la
primera capa dura,
sellando el espesor del
pozo en la capa dura
PIB-1 y PIB-2 27.0 M
3ª
NOV 2002
MAR 2003
8
4 De doble
función
4 Bombeo
PIB-3
PIB-4
PB-1 y PB-2
PB-3
PB-4
33.47 m
37.0 m
42.0 m
40.10 m
43.0 m
Tabla 3.- Etapas de implementación del grupo de pozos de inyección y bombeo
1995
1998
PRIMERA ETAPA
CONSTRUCCIÓN
POZOS
1999
2000
DE
DE
SEGUNDA ETAPA DE
CONSTRUCCIÓN
DE
POZOS
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
TERCERA ETAPA DE
CONSTRUCCIÓN
ETAPA DE OPERACIÓN
TRABAJOS DE
DE POZOS
CONTINUA DEL
RESTAURACIÓN Y
SISTEMA DE POZOS
REHABILITACIÓN
ARQUITECTÓNICA
2 MARZO 2004
DEL EDIFICIO.
CONSTRUCCIÓN DE
REINICIO DE LA OPERACIÓN
JUNTAS EN LA
DE LOS POZOS DE BOMBEO
E INYECCIÓN
SUPERESTRUCTURA
2009
2010
2011
2012
2013
ABRIL 2014
11 JULIO 2012
29 JUNIO 2011
2008
31 DICIEMBRE 2011
NOVIEMBRE 2007
ENERO 2008
DICIEMBRE 2006
FEBRERO 2007
FEBRERO 2006
2 MARZO 2004
MARZO 2003
NOVIEMBRE 2002
NOVIEMBRE 1995
MARZO 1996
SEPTIEMBRE 1996
NOVIEMBRE 1996
ETAPA
TEÓRICO
EXPERIMENTAL
31 DICIEMBRE 2012
ENERO - FEBRERO 2013
18
2014
ETAPA DE OPERACIÓN INTERMITENTE
DEL SISTEMA DE POZOS
ABRIL 2014
ETAPAS DE OPERACIÓN
DEL SISTEMA DE POZOS
(24 hrs)
ETAPAS DE OPERACIÓN
DEL SISTEMA DE POZOS
(12 hrs)
ETAPAS SIN OPERACIÓN
DEL SISTEMA DE POZOS
ULTIMO PERIODO DE OPERACIÓN
DE POZOS SOLICITADO
Fig. 19.- Cronología de la implementación del sistema de pozos
La primera etapa la operación de los pozos
la mayor parte del periodo de esta primera
que abarco seis meses de operación en
etapa se adopto el criterio de gasto variable y
forma intermitente, con un criterio inicial de
carga constante.
inyección de carga hidráulica variable y gasto
constante,
permitió
precisar
gastos
y
volúmenes de inyección. Posteriormente y en
•
Debido a las pérdidas de presión de
durante la primera fueron:
•
Se ratificaron las bondades del diseño
poro y mayor permeabilidad, la primera
de pozos, doble ademe que permite la
capa
limpieza de pozos, no se inducen
dura
absorbe
un
gasto
significativo de agua.
•
Las observaciones y resultados obtenidos
filtraciones superficiales.
No se reportaron cambios en la
presión de poro en la primera capa
Durante la segunda etapa los trabajos que se
dura
realizaron y los resultados obtenidos fueron:
ni en la formación arcillosa
superior.
19
•
•
Se procedió al sellado del tramo de
Para la construcción de los ocho pozos
pozos en su parte inferior incluyendo
complementarios de la tercera etapa, se
espesor de la capa dura.
consideraron las siguientes premisas.
Se ratificó en los pozos de infiltración
•
el efecto de grupo.
•
•
Calibración de gastos y metodología
extracción
de ajuste de los niveles dinámicos.
freática, para hacer auto suficiente y
Se empezaron a reportar variaciones
sustentable al sistema de pozos en lo
de la presión de poro empezamos a
referente al suministro de agua.
•
reducir la velocidad de abatimiento.
•
Las
tendencias
acumulados
son
de
variables
e
infiltración
de
agua
Adaptar el diseño hidráulico de la red a
los pocos espacios disponibles en el
movimiento
edificio después de su reestructuración
y
y restauración.
transitorios.
•
Lograr un balance de gastos de
Los volúmenes de agua del sistema
•
Ubicar los pozos
complementarios
inciden en el consumo de agua de las
fuera de los sitios de oficinas (en
oficinas.
patios y pasillos exteriores)
cambios en la tendencia de comportamiento
VI.- RESULTADOS
histórico del inmueble como:
Durante la primera y segunda etapa de
operación de los pozos de inyección no se
obtuvo
un
cambio
significativo
en
•
el
la tendencia de mayor
hundimiento que se presentaba hacia
comportamiento del edificio, más bien dichas
etapas se aprovecharán para calibrar el
Se revirtió
la esquina SW.
•
La velocidad de hundimiento favorable
sistema en cuanto a la técnica y criterio de
hacia la esquina NE fue de 1.8
operación de los pozos.
mm/año, en el periodo comprendido
entre diciembre de 2003 a febrero de
Después de la tercera etapa de operación de
2006, con una operación continua de
los pozos, en la cual se contaba ya con
pozos.
pozos de bombeo y doble función, además
de los de inyección, se empezaron a registrar
•
Durante los periodos de operación
intermitente de los pozos entre 2007 a
20
•
2012, la velocidad de hundimiento
la manzana. Asimismo durante los periodos
favorable hacia la esquina NE fue de
de operación de los pozos, en los bancos de
0.8 a 1.0 mm/año.
nivel superficial
Por su parte durante los periodos de
estudio se reporto un ligero cambio en su
suspensión de
tendencia
operación de los
de
cercanos al
hundimiento
inmueble en
que
venían
pozos, se registraba nuevamente la
presentando de manera consistente, lo cual
tendencia
mayor
se puede correlacionar con la influencia del
hundimiento hacia la esquina SW, con
efecto del proceso de inyección y extracción
una velocidad de 11 mm/año.
de agua al subsuelo.
histórica
de
de
El hundimiento regional registrado en el
verticalidad de las aristas representativas del
entorno de las manzanas donde se ubica el
edificio, se registró una recuperación del
edificio
desplomo con una magnitud comprendida
presentó con una velocidad de hundimiento
entre 2 y 11 mm.
de 96.00 mm/año, en el periodo comprendido
En
lo
referente
a
las
condiciones
del
Marques
del
Apartado,
se
entre 1995 y 2004, mientras que en el
En los bancos de nivel superficial instalados
periodo comprendido entre 2004 y 2012
en la manzana donde se ubica el edificio del
reportó
Marques de Apartado, se registró en el
regional de 41.52 mm/año. Por lo anterior se
periodo comprendido entre noviembre de
puede
1995 y marzo de 2004 una tendencia
de
hundimiento regional en el Centro Histórico
el
de la Ciudad, ha empezado a disminuir de
hundimiento
congruente
con
comportamiento no uniforme del edificio, es
una
velocidad
comentar
que
del
la
se
hundimiento
velocidad
de
manera significativa.
decir con mayor hundimiento hacia el SW de
VII.- CONCLUSIONES
Apartado
que
había
presentado
históricamente un comportamiento irregular
a) Para mejorar de manera consistente y
por efecto del hundimiento regional, se
controlada el comportamiento geotécnico y
implementó por etapas un sistema de pozos
estructural en la casa del Marqués del
de inyección y bombeo.
21
b)
A
pesar
de
que
después
de
la
implementación del sistema, la operación de
•
Compatible y armónico
•
Esta obra de carácter especializado es
además un proyecto sustentable
los pozos ha sido intermitente, la respuesta
registrada ha demostrado su bondad.
c) Es conveniente que la operación del
sistema de pozos sea
Los movimientos verticales
y horizontales
menos intermitente,
así como la implementación de trabajos de
tienden a revertirse de manera transitoria,
rehabilitación y reposición
cuando se opera el sistema:
en el subsuelo para registrar la distribución
•
Se reducen fisuras y grietas
•
Procedimiento controlado
de instrumentos
de presiones de poro en diferentes sectores.