UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
CENTRO PERUANO-JAPONÉS DE INVESTIGACIONES
SÍSMICAS Y MITIGACIÓN DE DESASTRES
PROGRAMA
PRESUPUESTAL
0068: REDUCCIÓN DE VULNERABILIDAD Y ATENCIÓN DE
EMERGENCIAS POR DESASTRES
PRODUCTO
3000562. MUNICIPIOS PROMUEVEN LA ADECUADA
OCUPACIÓN Y USO DEL TERRITORIO FRENTE AL RIESGO DE
DESASTRES
ACTIVIDAD
5001593. FORMULACIÓN Y ACTUALIZACIÓN DE ESTUDIOS
TERRITORIALES PARA EL ANALISIS DE RIESGO A NIVEL
URBANO
FINALIDAD
0053449. ELABORACIÓN DE ESTUDIOS TERRITORIALES PARA
LA INCORPORACIÓN DEL ANÁLISIS DE LA GESTIÓN DE
RIESGOS
INFORME MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA DEL DISTRITO DE BARRANCO
APÉNDICE C
CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA DEL SUELO
OCTUBRE, 2015
LIMA
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AV. TÚPAC AMARU N° 1150 – LIMA 25 – PERÚ – Apartado Postal 31-250 Lima 31
Teléfono (511) 482-0777, (511) 482-0804, (511) 482-0790 FAX: (511) 481-0170 e-mail: [email protected] http://www.cismid.uni.edu.pe http://www.cismid-uni.org
ÍNDICE
RESUMEN
1. INTRODUCCIÓN............................................................................................................ 1
2. RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN ............................................................................ 1
2.1. Características Geotécnicas del Distrito de Barranco (CISMID, 2005) .................... 2
3. TIPOS DE SUELO .......................................................................................................... 2
3.1. Gravas .................................................................................................................... 2
3.2. Arenas..................................................................................................................... 3
3.3. Limos y Arcillas ....................................................................................................... 3
4. PERFILES ESTRATIGRÁFICOS .................................................................................... 3
5. ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE LOS ACANTILADOS DE BARRANCO ....................... 4
5.1. Estudios Recopilados .............................................................................................. 4
5.2. Metodología de Cálculo ........................................................................................... 5
5.3. Criterios de Diseño .................................................................................................. 7
5.4. Coeficiente Sísmico................................................................................................. 7
5.5. Condiciones de Análisis .......................................................................................... 8
5.6. Análisis de Estabilidad de los Acantilados de Barranco ........................................... 8
6. MICROZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA .........................................................................12
6.1. Zona I .....................................................................................................................12
6.2. Zona II ....................................................................................................................13
REFERENCIAS
LISTA DE TABLAS
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Tabla C-1:
Relación de Sondajes Recopilados.
LISTA DE ANEXOS
Anexo C-1: Registros de Sondajes Recopilados.
Anexo C-2: Perfiles Estratigráficos.
Anexo C-3: Ubicación de las Secciones Transversales.
Anexo C-4: Análisis de Estabilidad de Taludes.
LISTA DE MAPAS
Mapa C-1: Ubicación de Sondajes.
Mapa C-2: Tipos de Suelos a 1.0 m de profundidad.
Mapa C-3: Tipos de Suelos a 2.5 m de profundidad.
Mapa C-4: Microzonificación Geotécnica.
RESUMEN
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El presente informe resume las actividades realizadas para la
caracterización geotécnica de los suelos del área de estudio en el
distrito de Barranco. Esta caracterización está basada en tres
aspectos. Primero, el tipo de suelo según su clasificación SUCS.
Segundo, el grado de compacidad del suelo. Finalmente, las
condiciones particulares del lugar.
Para la realización del presente estudio se recopiló información de
diferentes empresas de prestigio reconocido. La información
recopilada complementó la información existente en el área de
estudio. Principalmente se recopiló información de calicatas,
sondajes SPT, sondajes Cono Peck y la descripción de taludes
existentes.
La caracterización geotécnica de los suelos en el área de estudio se
muestra en el denominado Mapa de Microzonificación Geotécnica.
Este mapa muestra 2 zonas, clasificadas por las características
geotécnicas que ofrecen para la cimentación de edificaciones
convencionales considerando el tipo de suelo, su grado de
compacidad y las condiciones particulares del lugar.
Así, la Zona I comprende a los depósitos de gravas de compacidad
media a densa. Para esta zona se tienen capacidades de carga
admisible entre 2.0 kg/cm2 a 4.0 kg/cm2 si se desplanta sobre la
grava. La Zona II comprende a los depósitos de arenas de
compacidad media a densa, y a los depósitos de limos y arcillas de
consistencia media a dura. Para esta zona se tienen capacidades de
carga admisible de entre 1.0 kg/cm2 y 2.0 kg/cm2 para las arenas y
de entre 0.7 kg/cm2 y 1.0 kg/cm2 para los limos y arcillas. En todos
los casos se consideró que la cimentación debe estar asentada sobre
terreno natural y bajo ninguna circunstancia sobre materiales de
rellenos.
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1. INTRODUCCIÓN
La Microzonificación Geotécnica propone el establecimiento de zonas con características
similares en cuanto a la estratigrafía, propiedades mecánicas de los suelos y condiciones
para la cimentación. Así, se debe de contar con información que defina las condiciones
particulares de las diferentes zonas dentro del área de estudio.
En este estudio, la caracterización geotécnica de los suelos se ha llevado a cabo en base a
estudios de mecánica de suelos recopilados y estudios de microzonificación sísmica que
anteceden el presente. Sobre este último, el Centro Peruano Japonés de Investigaciones
Sísmicas y Mitigación de Desastres (CISMID) en el año 2005, por encargo de la Asociación
Peruana de Empresas de Seguros (APESEG), desarrolló el denominado “Estudio de
Vulnerabilidad y Riesgo Sísmico de 42 Distritos de Lima y Callao”, en el que se incluyó el
distrito del Barranco.
Con la información generada se pudo establecer una capacidad de carga admisible
estimada para las zonas del área de estudio, y disponer recomendaciones para la
cimentación de edificaciones convencionales definida como cimientos corridos de 0.60 m de
ancho y profundidad de cimentación mínima de 0.80 m.
2. RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN
La principal fuente de información existente sobre las características geotécnicas del área
de estudio lo constituye el estudio de Microzonificación Geotécnica Sísmica realizado por el
CISMID, en el año 2005. De este estudio se recopilaron 10 calicatas, 12 sondajes SPT y 01
sondaje Cono Peck.
Así mismo de la empresa privada Jorge E. Alva Hurtado Ingenieros E.I.R.L., se recopilaron
13 calicatas y 02 sondajes SPT.
Finalmente se recopiló información de estudios geotécnicos de la empresa privada MyM
Consultores S.R.L. De estos estudios, se recopilaron 04 calicatas y 04 taludes.
En total para el presente estudio, se recopilaron 27 calicatas, 14 sondajes SPT, 01 sondaje
Cono Peck y 04 taludes que en su conjunto suman 46 puntos de exploración geotécnica
recopilada.
La ubicación de los sondajes recopilados se presenta en el Mapa C-1, sus registros en el
Anexo C-1, y una relación de los mismos en la Tablas C-1 (a), C-1 (b), C-1 (c) y C-1 (d).
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2.1. Características Geotécnicas del Distrito de Barranco (CISMID, 2005)
A continuación se presenta parte del contenido del estudio del CISMID para el distrito del
Barranco, realizado durante el año 2005, en lo que concierne, específicamente, a las
características geotécnicas.
El distrito de Barranco superficialmente está conformado por estratos de arenas y limos,
intercalada con lentes de arcillas de diferentes espesores. Subyaciendo a estos materiales y
a profundidades que varían desde 2.00 a 8.00 m, se encuentra un estrato de grava sub
redondeada con matriz de arena, de compacidad media a densa. El nivel freático se
presenta entre 20 y 30 m de profundidad. En cuanto a capacidad portante, siendo un suelo
heterogéneo, éste estará controlado algunas veces por esfuerzos de corte y otros por
asentamientos de los estratos más desfavorables dentro de la profundidad activa de
cimentación. Para el caso de cimentaciones superficiales convencionales, la capacidad
portante del terreno oscila entre 0.80 a 1.60 Kg/cm2, cuando éstas son desplantadas sobre
el suelo fino superficial. En el caso que las cimentaciones sean desplantadas sobre el
estrato de grava que se encuentra a mayores profundidades, la capacidad portante variará
entre 3.0 a 3.5 Kg/cm2.
3. TIPOS DE SUELO
Con la información geotécnica recopilada se ha procedido a delimitar el área de estudio
según los tipos de suelo encontrados. Las características de cada uno de estos tipos de
suelo y los criterios seguidos para su subdivisión se describen en los siguientes ítems.
La información de tipos de suelo es mostrada en mapas que muestran estos a diferentes
profundidades. Así, los Mapas C-2 y C-3 muestran los Tipos de Suelos a 1.0 y 2.5 m de
profundidad, respectivamente.
3.1. Gravas
Se encuentran emplazados al norte del área de estudio, son materiales de origen aluvial y
se caracterizan por ser materiales de compacidad media a densa, de bordes sub
redondeados a redondeados y de humedad baja. Se encuentran emplazados
principalmente por debajo de los materiales superficiales como arenas, limos y arcillas.
Están representados principalmente por los registros de los sondajes recopilados CR-01,
CR-02, CR-04, CR-11, CR-12, CR-13, CR-14 que se documentan en el Anexo C-1.
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3.2. Arenas
Son materiales que pertenecen a depósitos aluviales, conformados por arenas de
compacidad media a densa y sin la presencia del nivel freático.
Se encuentran emplazadas en sectores del área de estudio. Están representados
principalmente por los registros de los sondajes recopilados SPTR-01, SPTR-02, SPTR-04,
SPTR-07, SPTR-08 y SPTR-10 que se presentan en el Anexo C-1.
3.3. Limos y Arcillas
Son materiales finos, de consistencia media a dura y sin la presencia del nivel freático. Se
encuentran emplazados en la mayor parte del área de estudio. Están representados
principalmente por los registros de los sondajes recopilados CR-03, CR-05, CR-06, CR-07,
CR-08, CR-09, CR-10, CR-15, CR-16, CR-17, CR-18, CR-19, CR-20, CR-21, CR-22, CR-23,
CR-24, CR-25, CR-26, CR-27, SPTR-03, SPTR-05, SPTR-06, SPTR-09, SPTR-11, SPTR-
12, SPTR-13, SPTR-14 que se presentan en el Anexo C-1.
4. PERFILES ESTRATIGRÁFICOS
Los perfiles estratigráficos del área en estudio se han desarrollado para las secciones
representativas A-A', B-B' y C-C'; que cubren el área de estudio. Estas secciones se
muestran en el Anexo C-2 y se describen en los siguientes párrafos.
Perfil de Suelos – Sección A-A', (Lámina 01). Superficialmente presenta un estrato de
relleno conformado por limos, arenas, gravas, restos de concreto, ladrillo, etc., de
compacidad media, con un espesor de 0.75 metros. Subyace a este estrato un material de
granulometría fina como limos, arcillas de baja plasticidad, arenas limosas, que presentan
espesores variables, los cuales se van incrementando hacia el sur, en dirección al distrito de
Chorrillos, donde alcanzan profundidades mayores a los 4.90 m explorados. Por debajo de
este estrato, en el límite con el distrito de Miraflores se encuentra la grava aluvial del cono
de deyección del río Rímac, el cual se profundiza hacia el sur, no siendo detectado en los
otros estudios de este perfil.
Perfil de Suelos – Sección B-B', (Lámina 02). Superficialmente se presenta un estrato de
suelo limo arenoso intercalado en forma errática con lentes de arcillas de baja plasticidad
(CL), arcillas de alta plasticidad (CH) y gravas. La compacidad del material granular varía
de suelto a medianamente compacto y los lentes de arcilla tienen una consistencia dura. La
potencia de este estrato varía desde 1.20 m en el extremo Norte hasta más allá de 8.50 m
en la zona Sur, en el límite con el distrito de Chorrillos. Subyaciendo a estos materiales se
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encuentra la grava mal gradada (GP), grava bien gradada (GW) y grava mal gradada con
limos (GP-GM), de formas subredondeadas, de compacidad densa, con bolonería T.M. 6”
que alcanzan profundidades mayores a los 8.50 m explorados.
Perfil de Suelos – Sección C-C', (Lámina 03). Superficialmente se presentan suelos de
granulometría fina tales como arcillas (CL), arcillas limosas (CL-ML) y rellenos conformados
por arcillas, limos y limos arenosos hasta una profundidad máxima de 4.90 m, cuyas
consistencias varían de muy blanda a dura. Subyace a estos estratos una grava mal
gradada (GP), de formas subredondeadas, como se aprecia en los estudios.
5. ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE LOS ACANTILADOS DE BARRANCO
En el presente estudio se ha efectuado el análisis de estabilidad de los acantilados del
distrito de Barranco, los cuales han sido evaluados bajo condiciones estáticas y pseudo-
estáticas. En este estudio se ha revisado investigaciones posteriores realizadas en la zona
de estudio (Granados, A., 2006), los cuales han sido la base de este trabajo. La metodología
aplicada para el análisis de estabilidad ha sido el método de equilibrio límite, y el método de
análisis de falla circular adoptado ha sido el propuesto por Spencer (Das, 2010). Un total de
nueve (09) secciones han sido analizadas, los cuales corresponde a las secciones más
críticas en el distrito de Barranco, los cuales fueron seleccionados en función de la
información recopilada (Granados, A., 2006) y las inspecciones de campo realizadas a lo
largo de los taludes. A continuación se explica la metodología y criterios llevados a cabo
para evaluar la estabilidad de los taludes de Barranco.
5.1. Estudios Recopilados
5.1.1. Estabilización del Talud de la Costa Verde en la Zona del Distrito de
Barranco (Granados, A., 2006)
El presente trabajo de investigación evalúo la estabilidad de los acantilados
de 12 secciones distribuidas entre la Unidad de Salvamento Acuático de la
Policía Nacional del Perú y Puente de los Suspiros, consideradas en ese
entonces como las más críticas a lo largo de la costa verde en el distrito de
Barranco. El análisis de estabilidad se analizó bajo condiciones estáticas y
pseudo-estáticas. Uno de los objetivos principales de la investigación fue
estimar indirectamente la cohesión (𝑐) y el ángulo de fricción (𝜙) de la grava
que conforma el conglomerado de Lima mediante un retro análisis. Este retro
análisis se basó que durante el terremoto del 17 de octubre de 1966, los
acantilados del distrito de Barranco no presentaron fallas apreciables,
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indicando que el factor de seguridad (FS) del acantilado fue
conservadoramente al menos de 1 (FS ≥ 1) para que no colapse durante este
sismo. Esta condición ha permitido estimar la cohesión (𝑐) y el ángulo de
fricción (∅) de la grava, cuyos valores son los valores mínimos necesarios
que aseguren la estabilidad de los acantilados cuando este es analizado bajo
condiciones pseudo-estáticas durante el terremoto de 1966. En la Tabla 1 se
presenta los resultados obtenidos del retro análisis; así mismo, se presenta
los parámetros mecánicos de los lentes de limo que conforma también al
conglomerado. En el caso del material limoso, los resultados fueron obtenidos
de un ensayo triaxial consolidado no drenado.
Tabla 1. Parámetros mecánicos de los materiales de suelo que conforman al
conglomerado de Lima (Granados, A., 2006).
5.2. Metodología de Cálculo
Para el análisis de estabilidad de los acantilados del distrito de Barranco, se tomaron
en cuenta los siguientes factores: geometría de los acantilados, parámetros
mecánicos, coeficiente sísmico, entre otros. A continuación se describe el método
numérico empleado en el presente análisis.
5.2.1. Método del Equilibrio Límite
Este método se basa en la evaluación de resistencia al deslizamiento de un
talud, tomando en cuenta ciertas hipótesis en relación al mecanismo de falla,
condiciones de equilibrio, nivel freático, resistencia cortante, etc. El método de
equilibrio límite supone que en el caso de una superficie de falla las fallas
actuantes y resistentes son iguales a lo largo de la superficie de falla, esta
condición equivale a un factor de seguridad de 1.0; sin embargo, existen
valores de factores de seguridad mínimos para considerar que un talud es
estable, los cuales varían según las condiciones de análisis.
Material Cohesión (kg/cm2) Fricción (°)
Grava 0.86 54
Limo 0.40 20
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El método de Equilibrio Límite contempla el análisis de cargas dinámicas
monotónicas, mediante la evaluación en condiciones pseudo-estáticas, que
consiste en adicionar una fuerza horizontal equivalente al peso de la masa a
deslizarse multiplicando por un coeficiente sísmico lateral. Esta metodología
tiene limitaciones debido a que las estructuras de tierra y taludes se
comportan como cuerpos deformables y su respuesta a la excitación sísmica
depende de los materiales, la estructura, la geometría, la naturaleza del
movimiento, etc., como se evidencio en ensayos a escala natural y en las
observaciones de la respuesta sísmica durante eventos sísmicos pasados.
Otro inconveniente es que las fuerzas de inercia horizontales no actúan
permanentemente en una dirección, por el contrario, fluctúan tanto en
magnitud como en dirección. En consecuencia, si el factor de seguridad
obtenido del análisis de estabilidad toma valores menores que la unidad, este
no será evidencia necesaria de que el talud sufrirá una súbita inestabilidad,
por otra parte puede representar que dicho talud simplemente sufra algunas
deformaciones de tipo permanente.
Como hipótesis del análisis se consideran que las propiedades de los
materiales que conforman las diferentes estructuras analizadas, son
homogéneas e isotrópicas y que el colapso se produciría como resultado de
fallas simultáneas a lo largo de la superficie de deslizamiento.
El programa SLIDE v6.005 utilizado en el presente estudio, emplea el método
de Equilibrio Límite para calcular el factor de seguridad en taludes de tierra y
roca. Este programa tiene la capacidad de modelar los tipos heterogéneos del
suelo, la estratigrafía y la geometría de las superficies de fallas complejas, y
las condiciones variables de la presión de poros, utilizando una gran selección
de modelos del suelo. Los análisis pueden realizarse con parámetros
determinísticos o probabilísticos. El programa SLIDE está programado para
manipular:
Métodos de búsqueda para la superficie crítica, para superficies de falla
circulares y no circulares.
Materiales múltiples, materiales isotrópicos, Mohr-Coulomb no lineales.
Análisis probabilístico – calcula probabilidad de falla, índice de
confiabilidad.
Análisis de sensibilidad.
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Nivel freático – superficies piezométricas, factores Ru, mallas de presión
de poros, análisis con elementos finitos del nivel freático, factor Bbar
(exceso de presión de poros).
Grietas de tensión (seca o llena con agua).
Cargas externas – lineales, distribuidas o sísmicas.
Refuerzos –cuñas de suelos, cuerdas de anclaje, geotextiles, pilotes.
Zonas de resistencia infinita (exclusion de superficies de falla).
Análisis regresivo de fuerza de refuerzo requerida para un factor de
seguridad dado.
Vista de cualquiera de las superficies de falla por búsqueda.
Pueden imprimirse resultados de análisis detallados para superficies de
falla individuales.
5.3. Criterios de Diseño
La Norma E.050 Suelos y Cimentaciones (2006) establece que debe verificarse la
estabilidad del talud considerando la presencia de los cimientos (ya sean ubicados
en terrenos próximos a taludes o sobre taludes), para ello el factor de seguridad
mínimo del talud, en consideraciones estáticas debe ser 1.5 y en condiciones
pseudo-estáticas 1.25. En el presente estudio, estos factores de seguridad han
servido como criterios de diseño para la evaluación del comportamiento estático y
pseudo-estático de los acantilados del distrito de Barranco.
5.4. Coeficiente Sísmico
La selección del movimiento sísmico depende del tipo de obra. Para este estudio, se
ha considerado un periodo de retorno de 475 años para el sismo de diseño que
corresponde a estructuras con vida útil de 50 años y un nivel de excedencia del valor
de aceleración propuesto de 10%, resultando que la aceleración máxima pico
instrumental esperada para el área de estudio es de 0.46g. Este valor ha sido
obtenido del Apéndice B: Evaluación del Peligro Sísmico en el Distrito de Barranco,
desarrollado para el presente proyecto.
La literatura indica que el coeficiente sísmico, parámetro a ser considerado en el
análisis de estabilidad de taludes en condiciones pseudo-estáticas, se toma como un
porcentaje de la aceleración máxima pico instrumental, aproximadamente entre 1 2⁄
a 1 3⁄ de este valor. En este estudio, el análisis pseudo-estático de estabilidad de los
acantilados de Barranco se ha considerado un coeficiente sísmico de 1 2⁄ de la
aceleración máxima, resultando 0.23 g.
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5.5. Condiciones de Análisis
Se tomaron en cuenta las siguientes condiciones para el análisis de estabilidad de
los taludes:
Se considera que las propiedades de los materiales que conforman el perfil del
talud son homogéneas e isotrópicas y que el colapso se produciría como
resultado de fallas simultáneas a lo largo de la superficie de deslizamiento.
Se considera tipo de fallas de superficie circular, como mecanismos de falla del
talud investigado. El método de análisis de falla circular adoptado es el de
Spencer. Este método se encuentra implementando en el programa de cómputo
utilizado.
Los resultados del análisis se presentan en términos de superficies de falla. La
superficie crítica de deslizamiento es aquella que proporciona el menor factor de
seguridad.
El análisis es aproximado a un estado de deformación plana, esto representa un
análisis bidimensional. Para el caso analizado, las condiciones in-situ reflejan
aproximadamente este estado.
Se ha tratado de asumir las condiciones reales de campo, es decir, se incluyen el
efecto gravitatorio de los diferentes materiales y el efecto dinámico de los sismos.
No se consideran ni el efecto del tiempo, ni la meteorización de los materiales.
5.6. Análisis de Estabilidad de los Acantilados de Barranco
5.6.1. Conformación Geométrica de los Acantilados
En el presente estudio, se ha visto conveniente analizar nueve (09) secciones
(1-1’, 2-2’, 3-3’, 4-4’, 5-5’, 6-6’, 7-7’, 8-8’ y 9-9’), los cuales han sido
seleccionados en función del estudio de investigación llevado a cabo por
Granados, A. en el 2006, así como también de las inspecciones de campo
que se realizaron a lo largo de los acantilados. La ubicación espacial de las
09 secciones sobre el área de estudio se presenta en el Anexo C-3
.
La conformación geometría de las secciones analizadas, así como también
los materiales de suelos que conforman a los acantilados se definieron de los
estudios recopilados, como el de Granados, A. (2006) y los sondajes
geotécnicos que se ejecutaron en los alrededores de los taludes, los cuales
se presenta en el ítem 4.0, y de la inspección visual realizado en el área de
interés. La Figura 1 muestra un panorama general del área de estudio.
Para este estudio, se ha considerado que las secciones analizadas tengan
una distancia de 150.00 m desde el borde del talud hacia la ciudad.
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CENTRO PERUANO-JAPONÉS DE INVESTIGACIONES
SÍSMICAS Y MITIGACIÓN DE DESASTRES
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Teléfono (511) 482-0777, (511) 482-0804, (511) 482-0790 FAX: (511) 481-0170 e-mail: [email protected] http://www.cismid.uni.edu.pe http://www.cismid-uni.org
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Figura 1. Vista panorámica de los acantilados del distrito de Barranco.
5.6.2. Propiedades de los materiales
Las propiedades mecánicas de los materiales aluviales que conforman a los
acantilados de Barranco se definieron en función de los trabajos recopilados
(Granados, A., 2006), los ensayos geotécnicos realizados en la zona de
estudio e información de la literatura técnica. Los materiales de suelos
predominantes son los estratos de grava y limo aluvial. En la Tabla 2 se
presenta los valores de resistencia cortante de los materiales mencionados.
Tabla 2. Parámetros de resistencia de los materiales aluviales utilizados en el
análisis de este estudio.
Peso específico Cohesión Fricción
(kN/m3) (kPa) (°)
Grava superficial 22 65.0 42
Grava intermedia 22 65.0 43
Grava profunda 23 65.0 44
Limo superficial 17 39.2 20
Limo intermedio 18 45.0 30
Material
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5.6.3. Análisis de Equilibrio Límite
En el análisis de estabilidad de los acantilados se ha considerado la presencia
de las estructuras existentes hoy en día. Como se mencionó en un inicio, los
acantilados han sido evaluados bajo condiciones estáticas y pseudo-
estáticas. En el análisis pseudo-estático, se ha utilizado un coeficiente
sísmico de 0.23g. Se ha asumido superficies de falla circular en el análisis.
El Anexo C-4 presenta las 09 secciones analizadas bajo condiciones estática
y pseudo-estática. En todas las secciones se muestra el factor de seguridad
mínimo obtenido ya sea bajo condiciones estática (𝐹𝑆𝑒𝑠𝑡á𝑡𝑖𝑐𝑜_𝑚í𝑛𝑖𝑚𝑜) o
pseudo-estática (𝐹𝑆𝑝𝑠𝑒𝑢𝑑𝑜−𝑒𝑠𝑡á𝑡𝑖𝑐𝑜_𝑚í𝑛𝑖𝑚𝑜). Así mismo, se presenta las
posibles superficies de falla que presentan un factor de seguridad menor a 1.5
y 1.25, bajo condiciones estáticas y pseudo-estáticas, respectivamente –
valores establecidos de acuerdo a la norma E.050 Suelos y Cimentaciones
(2006).
Nuestros resultados indican que tanto bajo condiciones estáticas (𝐹𝑆 ≥ 1.5) y
pseudo-estáticas (𝐹𝑆 ≥ 1.25), las edificaciones que presentan un retiro con
respecto del borde del talud de al menos 20 m, la estructura no se vería
afectada por las potenciales superficies de falla, como se evidencia en las
secciones analizadas 2-2’, 3-3’, 8-8’, y 9-9’ del Anexo C-4. La Figura 2
presenta los resultados de estabilidad de taludes de la sección 8-8’, donde se
aprecia que las posibles superficies de falla bajo condiciones pseudo-
estáticas no implicaría el colapso de la edificación, solamente del talud.
Caso contrario se observa en las secciones restantes (2-2’, 4-4’, 5-5’, 6-6’, y
7-7’), donde las edificaciones se encuentran cimentadas prácticamente al
borde del talud, y por ende las potenciales superficies de fallas del talud
implicaría el colapso de las edificaciones existentes, como se aprecia en la
Figura 3, correspondiente a la sección 6-6’. Para mayor detalle revisar el
Anexo C-4.
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Figura 2. Resultados de estabilidad de taludes de la sección 9-9’ bajo
condiciones pseudo-estáticas. Se aprecia en la figura que las potenciales
superficies de falla del talud no implicaría el colapso de las edificaciones que
yacen sobre el acantilado.
Figura 3. Evaluación de estabilidad de taludes de la sección 6-6’ bajo
condiciones pseudo-estáticas. Se aprecia los potenciales superficies de falla
con un factor de seguridad menor igual a 1.25, de acuerdo a lo establecido a
la Norma E.050 Suelos y Cimentaciones (2006). Los resultados obtenidos
en este estudio indican que las estructuras existentes que yacen
prácticamente al borde del talud como esta sección, se verían afectados por
el posiblemente deslizamiento del talud.
1.1221.1221.1221.122
150.000
20.000
79.389
260.517
0.23
Safety Factor
0.000
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
4.000
4.500
5.000
5.500
6.000+
18
01
60
14
01
20
10
08
06
04
02
00
-60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360
35 kN/m2 140 kN/m2
1.1221.1221.1221.122
150.000
20.000
79.389
260.517
0.23
Safety Factor
0.000
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
4.000
4.500
5.000
5.500
6.000+
18
01
60
14
01
20
10
08
06
04
02
00
-60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360
30 kN/m2 250 kN/m2
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6. MICROZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA
La evaluación geotécnica del área en estudio ha permitido clasificar los diferentes tipos de
suelo según el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS) y la clasificación visual
del material encontrado en campo, cuyo producto se presenta en los Mapas C-2 y C-3. A
partir de esta clasificación, se ha procedido a agrupar los diferentes tipos de suelo según
sus características geotécnicas. El propósito de esta agrupación ha sido definir un Mapa de
Microzonificación Geotécnica el cual permita identificar zonas favorables y desfavorables
para la cimentación de edificaciones convencionales, según el tipo de suelo en cada zona
propuesta en la microzonificación geotécnica.
La microzonificación geotécnica incluyó, para cada zona, la estimación de la capacidad de
carga admisible que tendría la cimentación de una edificación convencional definida como
cimientos corridos de 0.60 m de ancho y profundidad de cimentación mínima de 0.80 m. El
criterio de diseño de una cimentación considera que para garantizar el comportamiento
satisfactorio de esta, se deben cumplir las dos condiciones siguientes:
- La cimentación debe ser segura contra la falla de corte del suelo que la soporta.
- Los asentamientos producidos por la carga transmitida por la cimentación deben ser
igual o menores que los permisibles para cada tipo de edificación.
Para tal fin, se utilizó la teoría de capacidad de carga de Terzaghi, con los factores de
capacidad de carga propuestos por Vesic (1973).
En consecuencia, el área de estudio abarca dos zonas. El Mapa C-4 presenta la
microzonificación geotécnica propuesta para el área de estudio en el distrito de Barranco, y
la descripción de cada zona se muestra en los siguientes ítems.
6.1. Zona I
La Zona I comprende a los depósitos de gravas de compacidad media a densa. El tipo de
suelo de cimentación descrito en esta zona presenta las mejores características geotécnicas
para la cimentación de edificaciones convencionales.
La capacidad de carga admisible en esta zona es de 2.0 kg/cm2 a 4.0 kg/cm2 si se desplanta
sobre la grava. Se considera que la cimentación debe estar asentada sobre terreno natural y
bajo ninguna circunstancia sobre materiales de rellenos.
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6.2. Zona II
Esta zona incluye a las arenas de compacidad media a densa y a los limos y arcillas de
consistencia media a dura. Los tipos de suelos descritos en esta zona presentan
características geotécnicas favorables para la cimentación de edificaciones convencionales.
La capacidad de carga admisible en esta zona varía entre 1.0 kg/cm2 y 2.0 kg/cm2 si se
desplanta sobre la arena, y entre 0.7 kg/cm2 y 1.0 kg/cm2 si se desplanta sobre los limos y
arcillas. Se considera que la cimentación debe estar asentada sobre terreno natural y bajo
ninguna circunstancia sobre materiales de rellenos.
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REFERENCIAS
CISMID, 1991, Seminario Internacional de Microzonificación y su Aplicación al Planeamiento
Urbano para Mitigación de Desastres, Lima, Perú.
CISMID, 1992, Seminario Taller de Mecánica de Suelos y Exploración Geotécnica, Lima,
Perú.
CISMID, 2005, Estudio de Vulnerabilidad y Riesgo Sísmico en 42 Distritos de Lima y Callao -
Informe Técnico preparado para la Asociación Peruana de Empresas de Seguros
(APESEG), Lima, Perú.
Das, B.M., 1996, Principios de Ingeniería de Cimentaciones, México, Thomson Editores.
Das, B.M., 2009, Shallow Foundations, New York, Taylor & Francis Group.
Das, B.M., 2010, Principles of Geotechnical Engineering, Cengage Learning.
Gonzáles de Vallejo, L. y Ferrer, M., 2002, Ingeniería Geológica, Madrid, España, Prentice
Hall.
Granados, A. R, 2006, Estabilización del Talud de la Costa Verde en la Zona del distrito de
Barranco. Tesis para optar el título de Ingeniero Civil, Facultad de Ciencias e Ingeniería,
Pontificia Universidad Católica del Perú.
Hunt, R., 1986, Geotechnical Engineering, USA, McGraw-Hill.
Instituto de Construcción y Gerencia, Norma E-050 Suelos y Cimentaciones, 2006, Lima,
Perú.
Martínez Vargas, A., 1990, Geotecnia para Ingenieros, Lima, Perú, CONCYTEC.
Muni Budhu, R. E., 2007, Soil Mechanics and Foundations, United States of America, Jhon
Wiley & Sons.
Reglamento de las Construcciones de Concreto Reforzado (ACI 318-83) y Comentarios,
IMCYC, 1991.
SENCICO, 2006a, Norma E.030, Diseño Sismo Resistente, Lima, Perú.
SENCICO, 2006b, Norma E.050, Suelos y Cimentaciones, Lima, Perú.