REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA

EDUCACIÓN SUPERIOR

INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO

“SANTIAGO MARIÑO”

EXTENSIÓN CARACAS

Mejoramiento de terrenos potencialmente licuables, sometidos a métodos de

compactación para edificaciones de grupo C.

  Harley Castillo CI: 15 710 311

CAPÍTULO I

EL PROBLEMA

Planteamiento del Problema

La licuación o licuefacción es uno de los más importantes, interesantes y

controversiales temas en la ingeniería civil. Sus efectos devastadores provocaron la

atención de los ingenieros civiles y geotécnicos desde los terremotos de Alaska (USA) y

Niigata (Japón), ambos ocurridos en 1964 y con magnitudes superiores a 7.5.

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 de la ocurrencia

de terremotos pueden ser influidos, de diversas maneras, por las características del terreno

en una determinada área.

Pero el tema de la licuación de suelos es muy complejo, porque intervienen muchas

variables. Debido a ello, las condiciones en que los suelos granulares pierden una parte

significativa de su resistencia, bajo la acción de un sismo, no han sido completamente

comprendidas y, en consecuencia, representan un magnífico campo de investigación.

Al mismo tiempo, es importante resaltar, que la gran mayoría de investigaciones

realizadas sobre este tema, se han basado en datos o estudios que no han tenido en cuenta la

presencia de algún tipo de obra en la superficie del terreno. Por ello, es conveniente

estudiar el problema incluyendo la tensión efectiva real y no solo la sobrecarga inicial por

el peso del terreno que gravita sobre la capa de suelo analizada.

También cabe señalar, que a pesar de que en los últimos años no se han producidos

evidencia de casos de licuación, existen antecedentes históricos al respecto, por lo cual es

aconsejable tomar en cuenta este fenómeno en diversos lugares, donde se verifique la

existencia de suelos areno-limosos sueltos por debajo del nivel freático, unidos a

intensidades notables en los terremotos previsibles. Además, es un problema que siempre se

debe tener presente en el ámbito de obras portuarias, con rellenos ganados al mar,

compuestos por materiales granulares depositados con densidad baja a media.

Partiendo de las premisas expuestas, se considera de mucho interés llevar a cabo un

estudio sobre el comportamiento dinámico de los suelos granulares finos, poniendo especial

atención y énfasis en el fenómeno de licuación de suelos, los factores que influyen en su

generación, la revisión y actualización tanto de los criterios para su predicción, así como de

los métodos de mejora del terreno para su mitigación y dentro de ellos, aquellos que son

aplicables a terrenos con obras existentes.

Los terrenos licuables describe el comportamiento de suelos granulares obteniendo una

tendencia natural a desintegrarse bajo cargas ya sea ésta maratónica o cíclica. Cuando el

suelo está saturado y el drenaje es lento o totalmente inexistente, esta tendencia causa el

crecimiento de la presión de poros, exceso de su estado estático, y el decrecimiento

correlativo del esfuerzo efectivo hasta que sobreviene la flotación de las partículas, lo que

ha recibido el nombre genérico de licuación, definiendo así un estado de movimiento

catastrófico donde el esfuerzo cortante y estático es superior a la resistencia del suelo en su

condición licuada.

Dentro de los métodos de mejora del terreno cuyo objetivo es la densificación, se

hará énfasis en las inyecciones de compactación, tanto por la novedad de su aplicación

(permitiendo tratar terrenos bajo estructuras existentes) como por las posibilidades que

entrarían de cara al problema de la licuación (sustitución parcial, compactación, refuerzo y

precarga).

Para ello esta investigación se dirigirá, también, al estudio de esa técnica de mejora

del terreno y a su análisis, con el fin de deducir métodos prácticos, para aplicar dicha

técnica a la mejora del comportamiento de suelos potencialmente licuables, mediante los

siguientes métodos:

a- Los métodos basados en ensayos “in situ”.

b- Los métodos basados en ensayos de laboratorio.

Estos últimos presentan inconvenientes asociados al hecho de que las muestras que se

utilizan en los ensayos no son realmente inalteradas, debido a que siempre resultan

afectadas por el proceso de extracción, y por otro lado los equipos de laboratorio

disponibles, no permiten reproducir adecuadamente las condiciones de esfuerzo y de

frontera que tiene el suelo "in situ".

Por lo comentado, ha habido en los últimos años una tendencia hacia los métodos del

primer tipo, es decir, los basados en correlaciones entre el comportamiento observado en

sismos previos y las propiedades del terreno determinadas mediante ensayos de campo. Sin

embargo, la evaluación del potencial de licuación con un grado de suficiente aproximación,

utilizando estos métodos no es un problema sencillo. En efecto, dicha evaluación involucra

un número importante de variables, dependientes del terreno y del sismo considerado, cuya

influencia es tenida en cuenta de distinto modo según el método de análisis aplicado.

A causa de lo expuesto resulta complicado, en la mayor parte de los casos, establecer

cuál es el método más apropiado. Esto hace que el problema tenga que se tratado por

auténticos expertos, sobre todo en los casos límites, y que no hay programas informáticos

convencionales para resolverlo.

Más aún, estos métodos basados en ensayos “in situ”, se alimentan a partir de la

información de campo disponible en lugares donde se han producido sismos, por lo tanto,

deben ser actualizado con frecuencia.

Por otro lado, una vez confirmada la probabilidad de ocurrencia de licuación en una

determinada zona, sus efectos se pueden mitigar de dos puntos de vista distintos. Por un

lado, se pueden modificar las condiciones del terreno de tal manera que se evite su

ocurrencia, mientras que por otro, se pueden atacar las consecuencias originada por la

misma.

Debido a la dificultad a la hora de poder predecir los daños potenciales que podría

causar la licuación, es preferible mitigarla con los métodos orientados evitar su ocurrencia.

Dentro de estos métodos, los que son aplicables a obras nuevas están bastante

estudiados, y con ellos se han obtenido resultados satisfactorios. No existiendo el mismo

nivel de conocimiento en el caso de las aplicaciones a obras ya ejecutadas.

Las inyecciones de compactación constituyen una técnica muy económica y flexible,

que permite la mejora de terrenos potencialmente licuables a partir de una inyección de

mortero seco a presión. Esta técnica aplica el desplazamiento del terreno mismo para

producir la mejora. Su utilización como método de mitigación de licuación es relativamente

reciente (desde hace unos 25 años aproximadamente).

A pesar de que la aplicación de esta técnica es, relativamente, un concepto sencillo,

envuelve todas las complejidades de la mecánica de suelos, reología del mortero,

perforación, bombeo y la experiencia de quien la ejecuta. La manera y el grado en que

dichos factores son manejados determinan el éxito o fracaso de un proyecto dado.

Hoy en día, el diseño con tratamientos de inyecciones de compactación se aborda

generalmente mediante métodos empíricos, los cuales se basan en las experiencias

obtenidas, que se encuentran publicadas en decenas de artículos técnicos. Estos criterios

empíricos de diseño son fáciles de seguir, pero al mismo tiempo no son predictivos y en

muchos casos no garantizan alcanzar los objetivos fijados.

Debido a lo anterior, el estudio de las inyecciones de compactación representa un

excelente campo de investigación, sobre todo si se orienta al desarrollo de un método

práctico de diseño, tomando en cuenta su aplicación bajo cualquier condición, inclusive

debajo de edificaciones u obras existentes.

Esta técnica puede emplearse en la compensación de asientos. Las inyecciones de

compactación están acompañadas por cambios dimensionales y cambios de la tensión;

pudiendo causar la pérdida de la capacidad resistente del terreno. El efecto de este

comportamiento está sujeto a la acción de la fuerza externa (carga), en ciertas

circunstancias pasan de un estado a un estado líquido pesado provocado por la inestabilidad

de un talud que además puede ser inducidos en depósitos por acciones sísmicas, fuerza, y

cíclica sin drenaje. Las arenas sueltas tienden a disminuir su volumen, lo cual produce un

aumento de la presión de agua, por lo tanto, disminuye la tensión de corte originando una

reducción efectiva.

De allí que surge el interés de indagar a profundidad la problemática planteada, para

ello el estudio se orientará a dar respuestas a las siguientes interrogantes:

¿Cuáles son los diferentes métodos existentes para evaluar los terrenos

potencialmente licuables?

¿Por qué es necesario determinar un método efectivo que permita la mejora o

refuerzo de terrenos potencialmente licuables?

¿Cómo realizar ensayos analíticos de los métodos de compactación?

Objetivos de la Investigación

Objetivo General

Determinar un método que permita aminorar el potencial licuable en terrenos donde

se puede desarrollar o estén desarrollados proyectos de edificaciones de tipo B.

Objetivos Específicos

. Analizar los diferentes métodos existentes que son factibles para evaluar los terrenos

potencialmente licuables.

. Determinar un método efectivo, que permita la mejora o el refuerzo de los terrenos

potencialmente licuables, en la construcción de edificaciones tipo B

. Estudiar terrenos potencialmente licuables, ¿EN DONDE? incluyendo a terrenos con

obras ya existentes y realizar ensayos de compactación, para dosificación y refuerzos

efectivos.

Justificación de la Investigación

La licuación o licuefacción es uno de los más interesantes temas ya que sus efectos son

devastadores sobre el comportamiento de los suelos ante un sismo. El mal comportamiento

de los suelos flojos ante sismos y en especialmente ante el fenómeno; es por eso que se

realizarán esfuerzos notables para desarrollar métodos que evaluarán la susceptibilidad a la

licuación de los suelos y la forma de poder mitigar este fenómeno.

El mejoramiento de los rellenos granulares sueltos generalmente involucra grandes

volúmenes de material y por ello la selección del método idóneo para cada caso suele

involucrar aspectos económicos que en muchas ocasiones, se privilegian en detrimento de

las consideraciones exclusivamente técnicas. Los costos varían notablemente de uno a otro

método y por ello los ingenieros geotécnicos deben conocer las características de los

métodos disponibles, así como su efectividad probable y las dificultades para implantarlos

en situaciones particulares.

TE REITERO QUE DEBES HABLAR TAMBIÉN SOBRE EL TIPO DE

EDIFICACIÓN A SER TOMADA EN CUENTA

Partiendo de las premisas expuestas, se entiende y se considera de mucho interés llevar

a cabo el estudio