Caracterización y evaluación del potencial de licuación mediante ensayos CPT y CPTU sobre el río Tumbes. Sector Corrales - San Jacinto

Abstract

La licuación de suelos es un fenómeno bastante delicado y tiene que ver con la disminución súbita de su resistencia y rigidez. Los terremotos son sus principales desencadenantes y se presentan, generalmente, en suelos arenosos con alto nivel freático. Los movimientos sísmicos hacen que las partículas pequeñas del suelo ocupen los vacíos entre partículas más grandes, lo que genera una reducción de su volumen, un aumento de la presión de poros con la consecuente disminución del esfuerzo efectivo. Este fenómeno hace que el suelo se comporte como un “fluido” y ocasiona que las cimentaciones de las estructuras que se apoyan sobre él, se asienten y colapsen. La región Tumbes sufre de constantes inundaciones producto de las lluvias periódicas. Esta situación genera pérdidas de cultivos impactando en la economía de la región. Ante esto, el Estado Peruano a través de la Autoridad para la Reconstrucción con Cambios, implementó el Plan Integral de Reconstrucción con Cambios, el cual contempla, entre algunas de sus acciones, la construcción de diques en las orillas del Río Tumbes. El objetivo de esta investigación fue caracterizar y evaluar el potencial de licuación del suelo de fundación de diques mediante 11 ensayos CPTU y 7 ensayos CPT realizados en el sector Corrales-San Jacinto, región Tumbes. Este trabajo busca dar a conocer correlaciones para determinar distintos parámetros del suelo además de su perfil estratigráfico. Referente a la caracterización del suelo mediante ensayos CPTU, se logró diferenciar dos zonas, la zona 1 ubicada al norte del distrito de Corrales y la zona 2 al sur. En la primera de ellas se pudo establecer dos estratos de suelo marcadamente diferentes. El primer estrato, que va hasta los 9 metros de profundidad en promedio, está compuesto por arenas; y a mayor profundidad abunda un estrato arcilloso. El segundo grupo de sondeos se compone de estratos arenosos y areno gravosos. En los sondeos CPT también se diferencian dos zonas, la zona 1 al norte de San Jacinto, presenta estratos arenosos y areno limosos en su mayoría; y la zona 2 al sur, un primer estrato limo arenoso de 3 metros de profundidad, seguido por un estrato arcilloso que va hasta los 5 metros en promedio, para luego seguir con una secuencia de estratos compuesta por limos y arenas. Mediante seis (06) métodos semi empíricos de análisis de licuación en ensayos CPTU, para un sismo de grado 8 en la escala de Richter y una pseudo aceleración de 0.5g., se determinó que los sondeos al norte del distrito de Corrales, sufren licuación de su estrato arenoso, hasta una profundidad de 9 metros en promedio; mientras que los puntos sondeados de la zona 2 sufren licuación, en promedio, hasta 5 metros de profundidad. Aplicado los mismos métodos en los ensayos CPT se determinó que los puntos sondeados ubicados al norte de San Jacinto, sufren licuación de su estrato arenoso hasta una profundidad de 7 metros en promedio, mientras que los sondeos de la zona 2 prácticamente no sufren licuación. Este trabajo pretende servir de base para el diseño de la cimentación de los diques que se construirán en el sector Corrales-San Jacinto de la región Tumbes.

Soil liquefaction is a rather delicate phenomenon and has to do with the sudden decrease of its strength and stiffness. Earthquakes are its main triggers and generally occur in sandy soils with a high-water table. Seismic movements cause small soil particles to occupy the voids between larger particles, which generates a reduction in their volume, an increase in pore pressure and a consequent decrease in effective stress. This phenomenon causes the soil to behave like a "fluid" and causes the foundations of the structures that rest on it to settle and collapse. The Tumbes region suffers from constant flooding due to periodic rains. This situation generates crop losses, impacting the region's economy. In response to this, the Peruvian government, through the Authority for Reconstruction with Change, implemented the Comprehensive Plan for Reconstruction with Change, which includes among its actions the construction of dikes on the banks of the Tumbes River. The objective of this research was to characterize and evaluate the liquefaction potential of the levee foundation soil by means of 11 CPTU tests and 7 CPT tests carried out in the Corrales-San Jacinto sector, Tumbes region. This work seeks to provide correlations to determine different soil parameters in addition to its stratigraphic profile. Regarding soil characterization through CPTU tests, two zones were differentiated, zone 1 located to the north of the Corrales district and zone 2 to the south. In the first zone, two distinctly different soil strata were established. The first stratum, which goes to an average depth of 9 meters, is composed of sands; and deeper, a clayey stratum abounds. The second group of drillings consists of sandy and sandy-gravelly strata and has two sectors. Sector 1, to the north of San Jacinto, has mostly sandy and sandy-silt strata. Sector 2, to the south, has a first silty-sandy stratum at 3 meters depth, followed by a clayey stratum up to 5 meters on average, and then a sequence of silty-sandy to silty-sandy strata. By means of six (06) semi-empirical methods of liquefaction analysis in CPTU tests, for an earthquake of grade 8 on the Richter scale and a pseudo acceleration of 0.5g, it was determined that the borings to the north of the district of Corrales, show liquefaction of their sandy stratum, up to a depth of 9 meters on average; while the points bored in zone 2 liquefy on average, up to 5 meters deep. Applying the same methods in the CPT tests, it was determined that the probed points located north of San Jacinto, show liquefaction of their sandy stratum up to an average depth of 7 meters, while the probed points in zone 2 practically do not liquefy. This research is intended to serve as a basis for the design of the foundations of the dams to be built in the Corrales-San Jacinto sector of the Tumbes region.