Análisis comparativo entre ensayos SPT y CPTu para la estimación del potencial de licuación en la Costa Norte del Perú

Abstract

Varias ciudades y obras importantes de la zona costera del Perú se encuentran cimentadas sobre suelos potencialmente licuables, lo cual las hace propensas a sufrir graves daños económicos y sociales durante la ocurrencia de un evento sísmico. Debido a esto, el estudio e identificación de suelos licuables en el Perú es importante. A fin de caracterizar el potencial de licuación de un suelo se suele emplear metodologías simplificadas desarrolladas a partir de data histórica basadas en ensayos de campo, principalmente SPT y CPTu. La facilidad de aplicación e implementación de estos métodos ha hecho posible realizar la caracterización e identificación de zonas potencialmente licuables en diversos proyectos realizados en el Perú de forma rápida y económica. Sin embargo, debido a la gran variedad de metodologías, existe la posibilidad de obtener resultados completamente diferentes al momento de estudiar un mismo perfil de suelo, lo cual genera incertidumbres al momento de desarrollar proyectos civiles. A fin de estudiar las diferencias entre las metodologías más empleadas en el medio peruano, en la presente investigación se ha desarrollado un análisis comparativo entre metodologías simplificadas para ensayos SPT y CPTu que han sido ejecutados en una zona de estudio ubicada en la costa norte del Perú. Para cada uno de estos ensayos se ha realizado una revisión de dos (02) metodologías para la estimación del potencial de licuación. Además, se ha presentado la sismicidad histórica de la zona de estudio con la finalidad de establecer dos (02) escenarios sísmicos de análisis, los cuales han sido complementados con las recomendaciones de la normativa vigente en el Perú. Los resultados del análisis muestran que las metodologías que emplean ensayos SPT dan resultados prácticamente iguales, debido a que las curvas de licuación de las metodologías analizadas prácticamente ajustan la data de una forma muy semejante. Sin embargo, estos resultados se encuentran sometidos a incertidumbres relacionadas a la ejecución del ensayo en campo, sobre todo la medición de energía del martillo la cual influye directamente en la estimación del potencial de licuación. Por otro lado, la estimación del potencial de licuación mediante ensayos CPTu presenta ciertas variaciones debido a diferencias entre metodologías, pues cada una de estas ha aplicado una base de datos histórica actualizada hasta la fecha de su desarrollo siendo la más reciente la que mayor data presenta y por lo tanto tiene una mejor aproximación. Sin embargo, a diferencia del ensayo SPT, se tiene que el ensayo CPTu presenta una mejor consistencia en la medición de resultados ya que brinda un perfil continuo del suelo de análisis. Esto también se verifica con investigaciones desarrolladas a nivel internacional. Del análisis y las comparativas realizadas, se encuentra que las metodologías que utilizan el ensayo SPT son muy dependientes de la calidad de la información generada en campo. Mientras que los métodos que utilizan datos del ensayo CPTu, son más consistentes, en especial los propuestos por Idriss y Boulanger (2014, 2016), que han sido verificados con data histórica de sitios donde se ha observado la ocurrencia del fenómeno de licuación. Por último, se brindan comentarios acerca de lo estipulado por la normativa vigente con respecto al tema de licuación de suelos. Y además se menciona puntos a mejorar y desarrollar en futuras investigaciones a fin de comprender mejor el fenómeno de licuación en la zona costera del Perú.

Several cities and important works in the coastal area of Peru are founded on potentially liquefiable soils, which makes them prone to suffer serious economic and social damage during the occurrence of a seismic event. Due to this, the study and identification of liquefiable soils in Peru is important. In order to characterize the liquefaction potential of a soil, simplified methodologies developed from historical data based on field tests are usually used, mainly SPT and CPTu. The ease of application and implementation of these methods has made it possible to quickly and economically characterize and identify potentially liquefiable zones in various projects carried out in Peru. However, due to the great variety of methodologies, there is the possibility of obtaining completely different results when studying the same soil profile, which generates uncertainties when developing civil projects. In order to study the differences between the most used methodologies in the Peruvian environment, in this research a comparative analysis has been developed between simplified methodologies for SPT and CPTu tests that have been executed in a study area located on the northern coast of Peru. . For each of these tests, a review of two (02) methodologies for estimating the liquefaction potential has been carried out. In addition, the historical seismicity of the study area has been presented with the purpose of establishing two (02) seismic analysis scenarios, which have been complemented with the recommendations of the current regulations in Peru. The results of the analysis show that the methodologies that use SPT tests give practically the same results, because the liquefaction curves of the analyzed methodologies practically fit the data in a very similar way. However, these results are subject to uncertainties related to the execution of the field test, especially the measurement of hammer energy which directly influences the estimation of the liquefaction potential. On the other hand, the estimation of the liquefaction potential through CPTu tests presents certain variations due to differences between methodologies, since each of these has applied a historical database updated up to the date of its development, with the most recent being the one with the most data. and therefore, has a better approximation. However, unlike the SPT test, the CPTu test presents better consistency in the measurement of results since it provides a continuous profile of the analysis soil. This is also verified with research carried out internationally. From the analysis and comparisons carried out, it is found that the methodologies that use the SPT test are very dependent on the quality of the information generated in the field. While the methods that use data from the CPTu test are more consistent, especially those proposed by Idriss and Boulanger (2014, 2016), which have been verified with historical data from sites where the occurrence of the liquefaction phenomenon has been observed. Finally, comments are provided about what is stipulated by current regulations regarding the issue of soil liquefaction. And points to improve and develop in future research are also mentioned in order to better understand the liquefaction phenomenon in the coastal zone of Peru.