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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
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