Trabajo De Mecanica De Suelos Licuacion

Artículo 32 LICUACIÓN DE SUELOS LA LICUACIÓN DE SUELOS La licuefacción del suelo es uno de los temas más interesantes y complejos de la geotécnica de terremotos. Normalmente se presenta en los suelos granulares finos sueltos, en los que el espacio entre partículas individuales es rellenado con agua. Como consecuencia de los poros cubiertos totalmente con agua, se ejerce una presión sobre las partículas del suelo circundante. Cuando un terremoto afecta al suelo, las partículas del suelo tienden a reagruparse hacia un estado compacto causando que el agua ejerza una fuerte presión para empujar afuera los espacios vacíos que estaban ocupados. Debido a que el promedio de movimientos es, por lo general, rápido así como el promedio por el cual el agua puede salir o escapar del suelo, la presión del agua en los espacios se incrementa (exceso de presión de agua) tendiendo a empujar las partículas del suelo unas con otras. Debido a que las partículas ya no se encuentran en estrecho contacto unas con otras, la resistencia del suelo decrece, produciéndose una falla en el caso que el suelo no pueda soportar mas la carga impuesta. Bajo tal tensión en las fallas y el tiempo para disipar este exceso de presión de agua, las partículas colapsan al interior de una formación compacta mientras que el exceso de agua fluye por un camino hacia la superficie. Esto sucede en simultáneo con el asentamiento que logra el depósito por el estado de densidad luego de la falla.

Tipo de suelo y posición del nivel de agua en las zonas críticas de licuación

Características de la Arena saturada limpia con alto potencial de licuación

POTENCIAL DE LICUACION La medida del potencial de licuación como consecuencia de un terremoto es un problema complejo. Son bien conocidos los factores o los parámetros en diversos suelos y las características sísmicas que influyen en este problema. Dichos factores incluyen la intensidad y duración de los terremotos, la ubicación de la tabla de agua subterránea, el tipo de suelo, la densidad relativa del suelo, la gradación del tamaño de las partículas, la forma de las partículas, el entorno de los depósitos del suelo, las condiciones de drenaje, la presión de confinamiento del suelo, la duración del sismo y la cementación de los depósitos. La licuación de los depósitos de arena siempre va seguida por un cierto asentamiento del terreno, lo cual se produce como resultado de la disipación del exceso de presión de poros tales asentamientos pueden alcanzar normalmente entre 10 a 20 centímetros. Los efectos de una deformación tan significativa se agravan si ocurren de manera diferencial, más aún si la superficie del suelo está algo inclinada la reducción de la resistencia al corte puede causar grandes deformaciones horizontales, conocidas como falla por flujo. El estudio de estos efectos ha sido de gran importancia en la Zona de la catástrofe, por lo tanto, la evaluación del potencial de licuación y la formulación de las correspondientes medidas de mitigación son un factor muy importante en la evaluación de las cimentaciones por efectuarse en el área.

Alternativas de solución para el problema de licuación Losa de cimentación: Una losa de cimentación es una placa de hormigón apoyada sobre el terreno la cual reparte el peso y las cargas del edificio sobre toda la superficie de apoyo. Las losas son un tipo de cimentación superficial que tiene muy buen comportamiento en terrenos poco homogéneos que con otro tipo de cimentación podrían sufrir asentamientos diferenciales. También en terrenos con muy poca capacidad portante La losa es una solución muy frecuente cuando las cargas son importantes, para edificaciones por ejemplo edificios de más de 6 plantas, siempre que el terreno tenga una capacidad portante media a baja

Pilares de cimentación: se denomina pilote a un elemento constructivo utilizado para cimentación de obras, que permite trasladar las cargas hasta un estrato resistente del suelo, cuando este se encuentra a una profundidad tal que hace inviable, técnica o económicamente, una cimentación más convencional mediante zapatas o losa

La denominación se aplica cuando el método constructivo consiste en realizar una perforación en el suelo a la cual, una "es terminada, se le colocará un armado en su interior y posteriormente se rellenará con hormigón. En ocasiones, el material en el que se está cimentando, es un suelo friccionaste (como son arenas, materiales gruesos y limos, los cuales pueden ser considerados como materiales friccionantes ya que al poseer una estructura cohesiva tan frágil, cualquier

movimiento como el que produce la broca o útil al perforar o la simple presencia de agua en el suelo entre otros, hace que se rompa dicha cohesión y el material trabaje como un suelo friccionante, es por ello que se presentan desmoronamientos en el interior de las paredes de la perforación (a este fenómeno se le denomina caídos), es por ello que se recurre a diversos métodos para evitar que se presente. ENSAYOS DE INTEGRIDAD PARA PILOTES Ensayo de transparencia sónica en cimentaciones profundas (sondeo sónico, crosshole) detecta y localiza con precisión anomalías (deslavados, contaminación, inclusión..., etc.'.) Se estudia la propagación de ultrasonidos entre parejas de tubos metálicos embebidos en el hormigón introduciendo en ellos unas sondas. Ensayo de eco (martillo convencional) Permite evaluar la longitud del elemento por la medida del tiempo transcurrido entre un impacto y su reflexión. Se coloca en cabeza un acelerómetro y se la golpea con un martillo convencional. Se quiere golpear sobre hormigón sano. Ensayo de impedancia mecánica en cimentaciones profundas (martillo con sensor de fuerza). Columnas de grava: Las columnas de Grava las realizamos por Desplazamiento y compactación En el inicio hincamos un tubo*molde mediante caída libre de la maza sobre un tapón degrada en su interior, arrastrando el tubo hasta la profundidad prevista, se desfondará y se añadirá grava por peque1as tongadas compactadas con enérgicos golpes de masa, consiguiendo compactar el terreno en profundidad y lateralmente. La sección de la columna es así de al menos el ancho del tubo que se recupera paralelamente a la compactación por tongadas y algo mayor en los estratos más blandos. Este procedimiento constructivo, es el original y produce columnas de la más alta calidad y es el más limpio ya que no extrae las tierras. La "vibración de la hinca y el desplazamiento de las tierras, produce una reducción delos huecos libres y mejora apreciablemente el terreno circundante a la grava.

En este sistema, la diferencia de rigidez entre las columnas y el suelo original, provoca una redistribución de las tensiones aplicadas y una concentración de estas sobre las columnas. Así se aumenta la resistencia del conjunto, disminuyéndose los asientos y haciéndolos más uniformes, habiéndose comprobado que el asiento del conjunto suelocolumnas es prácticamente uniforme. Las perforaciones de las columnas de Grava, se hacen desde la cara superior del relleno de grava de espesor suficiente, cuya función es de transmitir mediante un efecto bóveda los esfuerzos a las columnas.

INVESTIGACIÓN DE CAMPO Cuando las investigaciones preliminares o la historia sísmica del lugar hagan sospechar la posibilidad de ocurrencia de licuación, el PR debe efectuar un trabajo de campo que abarque toda el área comprometida por la estructura. Los sondeos deberán ser perforaciones por la técnica de lavado o rotativas y deben llevarse a cabo

Ensayos Estándar de Penetración SPT NTP 339.133 (ASTM D 1586) espaciados cada 1 m. Las muestras que se obtengan el penetrómetro utilizado para el ensayo SPT deberán recuperarse para poder efectuar con ellas ensayos de clasificación en el laboratorio. Si dentro de la profundidad activa se encuentran los suelos indicados en el Artículo 32 (32.1), deberá profundizarse la investigación de campo hasta encontrar un estrato no licuable de espesor adecuado en el que se pueda apoyar la cimentación. El Ensayo de DPSH puede ser usado para investigaciones preliminares, o como auscultaciones complementarias de los ensayos SPT, previa calibración La misma exigencia procede para el Ensayo de Penetración Dinámica Ligera (DPL), pero hasta una profundidad máxima de 8 m.

Perfil estratigráfico del subsuelo, que incluye el tipo de suelo y la ubicación del nivel Freático. 1. Las características de los estratos del subsuelo: densidad, contenido de finos, diámetro promedio de las partículas. 2. Los valores de la resistencia a la penetración estándar N, con la profundidad. 3. Los parámetros del sismo de diseño, es decir su magnitud (Ms) y la aceleración máxima en la superficie del terreno.

La penetración superpesado o DPSH, consiste en la penetración de una punta en gran magnitud o cono con características similares a las del penetrómetro (se prueba el nivel de compactación y labrado de su suelo, mide la resistencia del suelo que da una indicación de que tan compactado está el suelo) pesado, sección cuadrada de 40 mm de lado, colocada al final de una barra maciza de longitud variable y diámetro exterior de 32 mm, la cual penetra en el terreno por medio del golpeo de una maza de 63,5 Kg que cae desde una altura de caída constante a un ritmo de 15 a 30 golpes por minuto, registrándose el número de golpes necesarios para avanzar 20 cm (N20). Este ensayo proporciona una medida indirecta, casi continua con la profundidad de la resistencia a la penetración dinámica de un terreno, a través de correlaciones con otras

técnicas de reconocimiento (sondeos, calicatas, ensayos de laboratorio, etc), o de expresiones empíricas. También permite investigar la homogeneidad o anomalías de una capa de suelo. Además consiente comprobar la situación en profundidad de una capa cuya existencia se conoce. Asumiendo que puede llegar a ser aplicable hasta profundidades de aproximadamente 20 metros e incluso superiores. El ensayo se da por finalizado cuando: Se alcance la profundidad que previamente se haya establecido. Se superen los 100 golpes para la penetración de 20 cm. N20>100. Cuando tres valores consecutivos de N20 sean iguales o superiores a 75 golpes. El valor del par rozamiento supere los 200 Nm Se pueden realizar digrafías que representan la variación del N20 con respecto a la profundidad permitiendo diferenciar niveles litológicos y proporcionando los parámetros geotécnicos más representativos.

Análisis del Potencial de Licuación En el caso de suelos arenosos que presentan las tres características indicadas se deberá realizar el análisis del potencial de licuación utilizando el método propuesto por Seed e Idriss. Este método fue desarrollado en base a observaciones in-situ del comportamiento de depósitos de arenas durante sismos pasados. El procedimiento involucra el uso de la resistencia a la penetración estándar N (Número de golpes del ensayo SPT). El valor de N obtenido en el campo deberá corregirse por: energía, diámetro de la perforación, longitud de las barras para calcular a partir de ese valor el potencial de licuación de las arenas. La aceleración máxima requerida para el análisis del potencial de licuación será estimada por el PR, la cual será congruente con los valores empleados en el diseño estructural correspondiente, para lo cual el PR efectuara las coordinaciones pertinentes con los responsables del diseño sismo resistente de la obra. Este método permite calcular, el esfuerzo cortante inducido por el sismo en el lugar y a partir de la resistencia a la penetración estándar normalizada (N1)60, el esfuerzo cortante límite para la ocurrencia del fenómeno de licuación También es posible determinar el factor de seguridad frente a la ocurrencia de la licuación y la aceleración máxima de un sismo que la causaría. Licuación de suelos finos cohesivos Si se encuentran suelos finos cohesivos que cumplan simultáneamente con las siguientes condiciones:  Porcentaje de partículas más finas que 0,005 m  15% .  Límite liquido (LL)  35.  Contenido de humedad (w) > 0,9 LL. Estos suelos pueden ser potencialmente licuables, sin embargo no licuan si se cumple cualquiera de las siguientes condiciones:

 Si el contenido de arcilla (partículas más finas que 0,005 m) es mayor que 20%, considerar que el suelo no es licuable, a menos que sea extremadamente sensitiva. 

Si el contenido de humedad de cualquier suelo arcilloso (arcilla, arena arcillosa, limo arcilloso, arcilla arenosa, etc.) es menor que 0,9 WL, considerar que el suelo no es licuable.