METODO DE IWASAKI TATSOUKA

INTRODUCCION  La licuefacción es un fenómeno cuyo comportamiento es investigado en el mundo los últimos 45 años. En el Perú, la atención a este fenómeno se dio a partir del terremoto del 31 de mayo de 1970, luego de que este sismo provocara la licuefacción de suelos de extensas zonas de la ciudad de Chimbote. Sin embargo, la información que se tiene en el Perú sobre este fenómeno sigue siendo escasa, así como también el estudio de este fenómeno en diferentes localidades del Perú. Por tanto, es tarea de la ingeniería seguir desarrollando análisis y mapeos de la evaluación del potencial de licuefacción de suelos en diferentes lugares del Perú.

GENERALIDADES  Los problemas que se presentan por la licuación son muy catastróficos por lo cual se realizara un cuadro del análisis de la fortaleza, oportunidades, debilidades y amenazas (FODA), a continuación se presentara el cuadro:

Definición del Problema  Análisis del Problema. La licuefacción es un fenómeno cuyo comportamiento es investigado en el mundo los últimos 45 años. En el Perú, la atención a este fenómeno se dio a partir del terremoto del 31 de mayo de 1970, luego de que este sismo provocara la licuefacción de suelos de extensas zonas de la ciudad de Chimbote. Sin embargo, la información que se tiene en el Perú sobre este fenómeno sigue siendo escasa, así como también el estudio de este fenómeno en diferentes localidades del Perú. Por tanto, es tarea de la ingeniería seguir desarrollando análisis y mapeos de la evaluación del potencial de licuefacción de suelos en diferentes lugares del Perú. El comportamiento de los suelos ante los efectos de sismos ha sido estudiado desde hace muchos años, debido a que se ha observado que los daños resultantes pueden ser influenciados de diversas maneras, por las características del terreno en una determinada área, interviniendo muchas variables.

Objetivos Objetivo General. El objetivo de esta investigación es ampliar más nuestro conocimiento sobre la licuefacción, un fenómeno que afecta a la sociedad debido a que daña las estructuras. Con el trabajo queremos dar a conocer que no todos los suelos son aptos para la construcción ya que con un movimiento sísmico las construcciones pueden colapsar. Al efectuar esta investigación se buscaba observar el fenómeno de la licuefacción incurriendo a los grandes ejemplos tales como los terremotos pero por la falta de conocimiento y disposición de estos fenómenos se pretendió observar en que proporciones debía ser movido el bloque de tierra y el tamaño, peso que necesita tener un objeto para ser víctima de este fenómeno en pequeñas escalas

Objetivos específicos  Revisión de los diferentes métodos de predicción existentes para la evaluación del potencial de licuación basados en ensayos ‘‘in situ’’, estudiando la manera en que tienen en cuenta las variables implicadas en el problema.  Estudio de los diferentes métodos de mejora del terreno para mitigar el potencial de licuación, incluyendo aquellos cuya aplicación está orientada a terrenos con obras existentes.  Se basó en el estudio de las inyecciones de compactación como método de densificación y refuerzo del terreno, con el objetivo de mitigar el potencial, tomando en cuenta su aplicación en terrenos con obras existentes.  Se obtiene un método de predicción del fenómeno de licuación basado en ensayos de CPT.  Estudiar las técnicas de mejora del terreno para prevenir la ocurrencia de licuación.  Dentro de las técnicas de mejora del terreno, se hará énfasis al estudio de las inyecciones de compactación, incluyendo su aplicación en obras existentes.  Estimar a partir de los perfiles sísmicos y número de golpes de las pruebas SPT el potencial de licuación con criterios y métodos ya conocidos.

LICUEFACCIÓN DE SUELOS  En aquellos sitios donde el terreno está constituido por depósitos limosos o arenosos de espesor considerable, poco consolidados, con nivel freático a pocos metros de profundidad y cercanos a zonas generadoras de sismos someros de magnitud moderada o grande, puede presentarse el fenómeno de licuación de arenas.  Este fenómeno ocurre cuando la presión del fluido contenido en los espacios intergranulares aumenta repentinamente como consecuencia de la presión inducida por el paso de ondas sísmicas, haciendo que el contacto entre los granos disminuya a tal grado que el cuerpo sedimentario llega a comportarse, por unos instantes, como un líquido denso.

FACTORES QUE DETERMINAN EL FENÓMENO DE LICUEFACCIÓN Magnitud del movimiento sísmico La magnitud del movimiento está relacionada con la magnitud de los esfuerzos y de formaciones inducidos en el terreno por este movimiento. Dependiendo de la distancia hipo central, la magnitud del movimiento producirá cierto valor de aceleración máxima en la roca basal, la cual sufrirá amplificación, dependiendo de las condiciones locales del suelo, hasta llegar a la superficie. De esta manera, la propagación de las ondas de corte durante un terremoto, a través del esqueleto del suelo, producirá una complicada distribución de esfuerzos de corte en función del tiempo, causando así deformaciones en la masa de suelo cuya magnitud dependerá de la magnitud del terremoto.

Duración del movimiento sísmico. Normalmente, la duración de un movimiento sísmico es corto (entre 5 a 40 segundos), pero si este es intenso, predominará la condición no drenada. Es decir, la disipación de la presión de poros se verá restringida, y por el contrario se evidenciará el aumento de la misma, produciendo en algún momento condiciones de esfuerzo efectivo nulo, y por lo tanto, licuación. Granulometría del suelo. Los suelos más susceptibles a sufrir licuación son aquellos que poseen una granulometría uniforme, siendo las arenas finas uniformes las que son más propensas a licuar que las arenas gruesas uniformes. Además, según algunos autores las arenas limosas poseen mayor resistencia a sufrir licuación con respecto a las arenas limpias o con escaso contenido de finos. El problema de licuación será más serio si el suelo tiene un coeficiente de uniformidad mayor o igual a 2.

Densidad relativa. Durante la ocurrencia de un terremoto, una arena suelta puede sufrir licuación mientras que este mismo suelo en un estado más compacto puede no evidenciar el fenómeno. Una arena con un valor de resistencia a la penetración estándar de 40 golpes/30cm (densidad relativa de70 a 80%) puede mostrar evidencias de licuación en la forma de volcanes de arena, pero no es probable que experimente más del 10% de deformación por corte bajo la influencia de la vibración sísmica, aún después de que se hayan desarrollado altas presiones de poros. Profundidad del nivel freático. Es una condición necesaria para que ocurra licuación. La presión de poros producida por el agua que ocupa los vacíos existentes entre las partículas del material, debido a la posición del nivel freático, se incrementa por efecto de la vibración producida en el movimiento sísmico. Por consiguiente, la ubicación del nivel freático, cuando se produzca un terremoto en un depósito arenoso, será de mucha importancia porque regirá la condición de saturación y por lo tanto, influirá también en el esfuerzo efectivo.

EFECTOS DAÑINOS QUE PRODUCEN LA LICUEFACCIÓN

Evaluación Técnica Es necesario zonificar y hacer un mapeo de las zonas de estudio, realizar estudios de suelos en campo como sondaje eléctrico vertical, ensayo de penetración estándar (SPT), obtención de muestras del suelo para ensayos de laboratorio de suelos finos - gruesos y recopilar información geológica - geomorfológica existente en la zona de estudio. En la información de las solicitaciones sísmicas es necesario ver los últimos acontecimientos ocurridos en el lugar como es tiempo, duración, magnitud, etc. Las calicatas son de 1m2, alcanzando una profundidad de 1.5m, con esto se determinó que el nivel freático en Santa Rosa varía entre 1m a 1.5m; en cambio en Pimentel no se halló nivel freático, salvo en una calicata de1.5m a 2m. (Ver imagen N° 01 a, b). El nivel freático en el distrito de Santa Rosa se encuentra en el rango de 1 m – 1.5 m, es por ello el motivo de la profundidad de la excavación, ya que de continuar con la misma iban a ver problemas para seguir profundizando.

Muestra de calicatas

Sondajes Geo eléctricos (SEV) Se delimitó la línea eje para realizar el sondaje Eléctrico Vertical, la que abarca la zona costera de los distritos. Se utilizó una máquina SEV, con cables entre 300 a 400 metros con 3 electrodos grandes que se hincaron en el terreno, a través de ellos se mandaron ondas de energía dirigidas al interior del terreno. Las que, a su vez, detectaron señales de resistividad del terreno a una determinada profundidad, así sucesivamente hasta lograr un perfil de resistividades considerable. Estas ondas eléctricas llegaron a grandes profundidades que pueden llegar a detectar material rocoso. La finalidad de este sondaje en campo consiste en ver qué tipos de suelos tenemos a grandes profundidades entre los 100 a 200m aproximadamente, hasta llegar a un material rocoso. Se realizó un informe en campo.

Ensayo de Penetración Estándar (SPT) Para determinar las características del material para la evaluación del potencial de licuación de suelos, se realizaron 15 ensayos de penetración estándar (SPT), a una profundidad de m aproximadamente. Estos sondajes han sido realizados mediante el hincado por golpes de un tubo sacabocado de acero y posteadora manual. El ensayo de penetración estándar (SPT) se realizó a cada metro de profundidad con la finalidad de determinar los parámetros de resistencia y compacidad del suelo en las condiciones del momento del ensayo. Se determinó las propiedades mecánicas del suelo.

CONCLUSIONES Según los resultados obtenidos, se arribó a las siguientes conclusiones: El fenómeno de licuefacción de suelos se ha suscitado a nivel mundial y local, por lo que su estudio es relevante y debe considerarse muy importante para su mayor entendimiento, mitigación o para identificar con mayor exactitud las zonas en las cuales puede ocurrir. A partir del análisis de licuefacción de suelos se observa que dada las características geológicas y geomorfológicas de los suelos encontrados en la zona costera de Pimentel las zonas más pobladas y aledañas al mar vienen a ser las que poseen un potencial de licuación probable. En tanto para las zonas costeras de Santa Rosa según las características geológicas las que están propensas a sufrir licuefacción son los sectores del terminal pesquero y la zona de Naylamp. Debido a la forma de la deposición de la que fue parte el suelo existente en la zona de estudio, descartando la edad geológica del sismo, se encontró valores de golpes de los ensayos de SPT bajos, tanto en los estratos superficiales como profundos de hasta 8.00 metros. Resultados que indican una densidad relativa muy baja de los suelos encontrados, lo que sensibiliza aún más la ocurrencia del fenómeno de licuefacción, dado que este factor dentro del método simplificado es el que proporciona la resistencia de los suelos a la licuefacción, por lo que termina siendo uno de las más influyentes. Las áreas más afectadas por este fenómeno en los distritos de Pimentel y Santa Rosa se encuentran situadas cercanas o sobre terrenos inundables, lo que provoca que sean lugares susceptibles a la licuefacción, dado que la presencia de un nivel freático alto en el subsuelo es determinante para la iniciación de dicho fenómeno.

RECOMENDACIONES  Con los datos obtenidos anteriormente, el distrito de Pimentel y Santa Rosa están propensos a sufrir licuefacción a profundidades entre 8 a 9 metros, por lo tanto es necesario tomar medidas para mitigar los daños. En este caso, se propone técnicas de mejoramiento del terreno, proporcionando aumento de la resistencia, disminución de la deformabilidad, disminución de la permeabilidad, y mitigando el potencial de colapso.  Se propone diferentes técnicas de mejoramiento del terreno para mitigar daños como son: compactación dinámica, vibro flotación y vibro sustitución, los más recomendados internacionalmente.  Estos tratamientos son interesante en el caso de arenas finas limosas con alto potencial de licuefacción, ya que además de aumentar la resistencia al corte fuertemente por la inclusión de las columnas de grava, se obtienen elementos verticales que sirven para disipar las presiones de poros que pueden originar licuefacción por sismo, llegando a profundidades hasta los 10 metros.