1. Antecedentes históricos
1.1. 1900
1.1.1. Se presenta el proyecto
1.2. 1902
1.2.1. Primera piedra, la cimentación era una losa de concreto reforzada con doble parrilla de acero de 21x21 m de lado
1.3. 1906
1.3.1. El monumento tenia 20.5 m de altura y 3.5% de inclinación. La carga era de 3,510t aproximadamente más peso de la cimentación.
1.4. 1907
1.4.1. Se desmanetal todo
1.5. 1908
1.5.1. Nueva cimentación: plataforma de concreto apoyada en 98 km de pilotes de madera hincados a 23 m de profundidad
1.6. 1909
1.6.1. Se inicia la construcción de la plataforma de concreto reforzado con 4 capas de varilla corrugada.
1.7. 1910
1.7.1. Se inaugura el Monumento
1.8. 1911
1.8.1. Dos sismos de 7.8 y 7.5, sin causar daños
1.9. 1957
1.9.1. Un sismo provoca la caída del ángel y la columna sufre agrietamientos considerables. El momumento presentaba una emersión de 1.5 m en relación al terreno.
1.10. 1957 a 1958
1.10.1. Diseño y construcción de refuerzo de la columna
1.11. 1977
1.11.1. Excavación de la galería de inspección y el pozo al norte del monumento para observar la condición de los pilotes.
1.12. 1978
1.12.1. Dictamen: la cimentación presenta buen comportamiento y la obra de recimentación era injustificable
1.13. 1985
1.13.1. Sismo de 8.1 que produjo daños severos en la escalinata y fracturas y desplazamientos de sillares y resanes de reparaciones anteriores.
1.14. 1986
1.14.1. Proceso de restauración: se fijan los sillares desplazados a la camisa de acero con pernos soldaos a la misma. Se construyó una rampa de concreto reforzado adosada a la cimentación original.
1.15. 2006
1.15.1. Se lleva a cabo la restauración integral del monumento
2. Emersión
2.1. 1910
2.1.1. Nivel de calle
2.2. 1958
2.2.1. 1.5 m
2.3. 2010
2.3.1. 2.4 m
3. Mediciones topográficas
3.1. Nivelación topográfica de las plataformas
3.1.1. Se llevó a cabo la nivelación topográfica de las tres plataformas que tiene el monumento, se usó el banco de nivel profundo del atrio poniente de la Catedral Metropolitana como referencia
3.1.2. La plataforma de acceso al zócalo tenía un asentamiento diferencial de sólo 2cm hacia el sur, esto pudo deberse a la colocación del acabado del piso. En las curvas de igual elevación de la base del monumento no se marca la presencia de la galería debido a la rigidez que tiene la losa.
3.2. Medición de la inclinación de la columna
3.2.1. Se llevó a cabo la medición del desplome emplando una estación total que permitió ubicar varios puntos a lo largo del fuste de la columna y a partir de ellos definir la magnitud y dirección de la inclinación.
4. Análisis geotécnico de la cimentación
4.1. Hipótesis del análisis
4.1.1. Los hundimientos que sufrió durante su construcción y por modificaciones realizadas a lo largo de su historia ya terminaron y los asentamientos que sufrirá serán producidos solo por el hundimiento regional de la zona.
4.1.2. Capacidad de la carga de la cimentación
4.1.2.1. El exceso de pilotes transforma el suelo en un cilindro reforzado que se apoya en la Capa Dura. Se estimó la capacidad de carga de los estratos debajo de la Capa Dura con la expresión: qu=c*Nc
4.1.3. Fricción negativa
4.1.3.1. Una de las acciones que genera el hundimiento regional en las cimentaciones profundas es la presencia de fuerzas de arrastre descendente que se conoce como fricción negativa
4.1.4. Predicción de asentamientos
4.1.4.1. Se realizó el cálculo de los asentamientos futuros para evaluar la influencia que el fenómeno del hundimiento regional ejercerá en el monumento.
5. Implementación de las propuestas geotécnicas
5.1. Formación de la superficie
5.1.1. Para realizar el precorte se instalaron 80 tubos verticales de PVC de 1½ in, con perforaciones laterales a cada metro protegidas con bandas de neopreno, en pozos a 27m y separados a cada 2m en el área jardinada y en las rampas de acceso al monumento a cada 2.4m. El precorte del suelo se indujo inyectando agua con polímero e hidrogel a presión, el volumen total inyectado fue de 100m3
5.2. Inyección de contacto
5.2.1. La tablestaca perimetral se encontraba separada 1.2m del lecho inferior de la losa de concreto y había una separación con el terreno de apoyo y algunos pilotes. Para mantener el contacto entre la losa de concreto y el terreno de apoyo, se instalaron una serie de tubos galvanizados que penetraron por debajo del contacto losa-suelo y por los cuales se realizó la inyección a presión de un mortero fluido con una resistencia a la compresión de 5000 kPa.
5.3. Llenado de la galería
5.3.1. Se rellenó la excavación de una galería y pozos por debajo de la cimentación que se hizo en 1977. El llenado de la galería se realizó con un relleno fluido aligerado para obtener un peso volumétrico similar al del subsuelo (12kN/m3). Se colocó el relleno por gravedad, primero se llenaron los dos pozos profundos, una vez fraguado, se realizó el llenado del socavón que se había excavado en el fondo de la galería y finalmente se realizó el llenado de su parte central hasta el borde de la plataforma de concreto. El volumen de relleno fluido aligerado con espuma fue de 133m3.
6. Construido al principio del siglo XX para conmemorar el centenario de la independencia de México. Desarrollado en el Porfiriato para darle un aspecto de modernidad y progreso a la CDMX.
7. Cimentación
7.1. Se implementaron las técnicas de cimentación más recientes de la época.
7.2. Su primera cimentación fue un fracaso, consistía en una losa de concreto, esta fue demolida tras una inclinación del 3.5% cuando la columna estaba a la mitad de su altura.
7.3. En 2006 se solicitó un dictamen geotécnico de la cimemntación para conocer las condiciones estatigráficas del sitio y determinar el hundimiento y sus efectos en la estructura a largo plazo.
8. Condiciones geotécnicas
8.1. Zonificación geotécnica
8.1.1. El monumento se localiza en la zona geotécnica denominada de “Lago”, esta zona ha estado sujeta a las sobrecargas generadas por construcciones pequeñas y medianas. Para precisar la secuencia estratigráfica del subsuelo en el área que ocupa el monumento se realizaron tres sondeos de cono eléctrico.
8.1.2. Se instaló un tubo de observación del NAF a 12m de profundidad y se realizó la medición de la presión hidráulica colocando el piezocono a las profundidades de cada uno de los lentes y se efectuó una prueba de disipación de presión.
8.2. Condiciones estratigráficas
8.2.1. El estrato superficial es un relleno formado por material heterogéneo hasta 3m de profundidad; debajo se encuentra la Costra Superficial de 2m de espesor. La Serie Arcillosa Superior se extiende a una profundidad de 27m, intercalada por lentes duros de ceniza volcánica, arenas finas y delgadas costras de secado solar. La Capa Dura tiene 3m de espesor formada por una intercalación de arenas finas limosas y limos. La Serie Arcillosa Inferior se extiende hasta los 35m de profundidad y a partir de este punto se encuentran los Depósitos Profundos.
8.3. Condiciones piezométricas
8.3.1. La distribución de la presión hidráulica se determinó a partir de ensayes de disipación de presión de poro con piezocono. La distribución actual desde el NAF a 3.5m bajo la superficie disminuye hasta alcanzar una pérdida de presión de 165 kPa en la Capa Dura a 27m de profundidad; en los Depósitos Profundos la pérdida de presión es de 210 kPa a 36 m de profundidad.