EL PROBLEMA DE LICUEFACCIÓN EN SUELOS. noviembre 13, 2015 | No hay comentarios
Por M.I. Nallely Alonso Gómez
Resumen
En esta ocasión me permito platicar sobre uno de los fenómenos más complicados ue ocurre en los suelos, estoy hablando del fenómeno de licuefacción! Este fenómeno se debe estudiar a detalle para comprender su ori"en y obviamente como in"enieros civiles, tratar de prevenir futuros desastres! Palabras clave# licuefacción, suelo, cohesión, sismicidad! Abstract
$his time % &ould tal' about one of the most complicated phenomenon occurrin" in soils, %(m tal'in" about the phenomenon of liuefaction! $his phenomenon should be studied in detail to understand its ori"in and obviously as civil en"ineers, tryin" to prevent future disasters! Keywords# liuefaction, soil, cohesion, seismicity!
Introducción
)a licuefacción o licuación es uno de los problemas presentes en los suelos, puede provocar consecuencias "raves, ya ue puede dar como resultado el colapso de edificaciones, da*os en estructuras, desli+amientos, entre otros! ste fenómeno se describe como la deformación o movimiento, resultado de repetidas perturbaciones de suelos saturados poco cohesivos! -no de los antecedentes más importantes sobre este fenómeno, fue lo ocurrido en Nii"ata, .apón en 1/, en donde las "randes ma"nitudes de los efectos destructivos, hicieron ue los in"enieros voltearan a ver este fenómeno!
%ma"en 1 )icuefacción de suelo a causa del terremoto ocurrido en Nii"ata en 1/! e observa ue los edificios se han inclinado al perder su apoyo en el suelo!
e sabe hasta el momento ue los factores ue más influyen en la formación de este fenómeno son#
4renae oscilatorio ue provoca un aumento de la presión de poros del a"ua )a densidad de un suelo poco cohesivo 6ar"a s7smica
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8demás, los suelos más susceptibles a la licuefacción son auellos formados por depósitos óvenes, es decir auellos formados durante el holoceno 9:ace 10,000 a*os;! $ales depósitos por lo "eneral se presentan en los lechos de r7os, playas, dunas, y áreas donde se han acumulado arenas y sedimentos arrastrados por el viento y
%ma"en 2 6aracteri+ación de un suelo ue sufre licuefacción!
Efectos de la licuefacción
)a licuefacción puede causar da*os a estructuras de varias formas! =or eemplo los edificios cuyos cimientos se encuentren directamente sobre la arena ue se lic>a, e?perimentan una p@rdida de apoyo repentina, ue resulta en el asentamiento drástico 9asentamiento total; e irre"ular 9asentamiento diferencial; del edificio! )a licuefacción, al momento de provocar los asentamientos irre"ulares da*a los edificios y rompe los cables de servicio p>blico subterráneos donde los asentamientos diferenciales son "randes! 4e paso se ven afectadas las tuber7as de distribución de a"ua, "as y otros ductos, incluso pueden lle"ar a despla+arse hacia la superficie y uedar e?puestos! 8unado a lo antes mencionado, el fenómeno de licuefacción puede provocar# falla de fluo, corrimiento lateral, oscilación del terreno, p@rdida de capacidad portante, asentamientos y aumento de la presión lateral sobre muros de contención! •
Aalla de fluo# )a falla de fluo es el tipo de falla más catastrófico causado por la licuación pues com>nmente despla+a decenas de metros "randes masas del terreno! En unos pocos casos las "randes
masas de suelo han viaado decenas de 'ilómetros, a trav@s de lar"os taludes, a velocidades por encima de los die+ 'ilómetros por hora!
ma"en 3 Aalla por fluo causado por licuación de una pendiente pronunciada!
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6orrimiento lateral# El corrimiento lateral involucra el despla+amiento de "randes bloues de suelo como resultado de la licuación! El despla+amiento ocurre en respuesta a la combinación de las fuer+as de la "ravedad y las inerciales "eneradas por el sismo! )as capas de suelos despla+ados en "eneral presentan fisuras, fracturas, escarpes y hundimientos de bloues 9"raben;! )os despla+amientos laterales "eneralmente afectan las fundaciones de edificios, puentes y l7neas vitales! Bscilación del terreno# 4onde el terreno es plano o la pendiente demasiado suave para permitir corrimientos laterales, la licuación de estratos subyacentes puede causar oscilaciones ue no dependen de las capas superficiales, la cual se manifiesta hacia los lados, arriba y abao en la forma de ondas de terreno! En "eneral, dichas oscilaciones son acompa*adas por la apertura y cerramiento de fisuras en el suelo, y la fractura de estructuras r7"idas como los pavimentos y tuber7as! =@rdida de capacidad portante# 6uando el suelo ue soporta un edificio u otra estructura se licua y pierde su resistencia, se pueden presentar "randes deformaciones en su interior, las cuales hacen ue las estructuras superficiales se asienten y se inclinen! 8sentamientos# En muchos casos el peso de la estructura puede ser insuficientemente para causar los "randes asentamientos asociados con las p@rdidas de capacidad portante descritas anteriormente! in embar"o, pueden ocurrir peue*os asentamientos cuando la presión de poros se disipa y el suelo se consolida despu@s de un sismo! 8umento de la presión lateral sobre muros# i el suelo de relleno de un muro de retención se lic>a, las presiones laterales sobre dicho muro se pueden incrementar enormemente! 6omo un resultado de esto, el muro puede despla+arse en el sentido lateral, cabecear o fallar estructuralmente!
%ma"en 8sentamiento del terreno debido al fenómeno de licuación!
Mitigación del fenómeno de licuefacción
)a selección de una o varias medidas de miti"ación depende mucho de los factores particulares del sitio en estudio! i no hay una amena+a si"nificativa de corrimientos laterales, la medida de miti"ación para una nueva construcción es cuestión de encontrar la meor relación costobeneficio ue "arantice soporte vertical y controle los asentamientos! =ara obras e?istentes, las medidas de miti"ación son en "eneral, más complicadas y costosas debido a la presencia de la estructura! in embar"o las t@cnicas ue involucren la vibro densificación no son recomendadas puesto ue pueden a"ravar los posibles asentamientos en la estructura! 6uando e?iste alta amena+a de corrimientos laterales, para ue las medidas de miti"ación sean efectivas, puede ue se reuiera ue se e?tiendan más allá de las fronteras del sitio espec7fico! Esto puede salirse de los predios de la obra y reuerir la acción de las entidades p>blicas o "rupos de propietarios! E?isten varias formas de miti"ar los da*os ue puede ocasionar la licuación del terreno# •
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Evitar áreas donde pueda ocurrir la licuefacción# No todos los suelos son susceptibles de presentar licuefacción, as7 ue el primer paso en el desarrollo de una evaluación de ries"o es la determinación de la susceptibilidad de licuefacción! elección del tipo apropiado de cimentación y profundidad adecuada 9incluyendo modificaciones a las cimentaciones de estructuras e?istentes;, de tal manera ue los movimientos del terreno no afecten ne"ativamente la estructura, mediante losas de cimentación y pilotes ue se e?tiendan por debao de la capa licuable! Cefor+ar las estructuras para soportar los movimientos del suelo, cuando se estima ue estos sean peue*os! Estabili+ar el material licuable! 8"re"ar peso a la estructura para lo"rar flotabilidad neutral! -sar material fle?ible al movimiento en las construcciones! 8 continuación se ane?a un v7deo en el ue se pueden observar los desastres provocados por el fenómeno de licuefacción ó licuación en los suelos!
6omo comentario final, considero ue el estudio de este fenómeno, además de brindarnos mucha información al respecto, pone en evidencia la importancia de la Decánica de suelos! e debe tener conocimiento del ori"en del suelo, es decir su historia "eoló"ica, su "ranulometr7a, la profundidad a la cual se encuentran los estratos de suelo en estudio y las propiedades plásticas del mismo! =or lo tanto, teniendo en cuenta todo lo anterior, será más fácil construir estructuras más se"uras y atacar el fenómeno de licuefacción! Fuentes de información:
oud, $ 1//2! )icuefaction, effect on soil and structures! Cico Codr7"ue+, 8! )a in"enier7a de suelos en las v7as terrestres# carreteras, ferrocarriles y aeropistas! D@?ico# )imusa! 2005
