licuación de suelos en chimbote - Dr. Ing. Jorge Elias Alva Hurtado

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA A CIVILC H I M B O T EAÑOS DESPUÉS DEL TERREMOTO 15, 16 Y 17 Junio 2011EL TERREMOTO DEL 31 DE MAYO DE 1970LICUACION DE SUELOS EN CHIMBOTEDr. Ing. Jorge E. Alva Hurtado

LICUACIÓN N DE SUELOS EN CHIMBOTE• INTRODUCCIÓN• INTENSIDADES SÍSMICAS OBSERVADAS Y LICUACIÓN DESUELOS• LICUACIÓN DE SUELOS CAUSADA POR EL SISMO DE 1970• CONCLUSIONES

DISTRIBUCION DE MAXIMAS INTENSIDADESSISMICAS OBSERVADAS EN EL PERU(Alva Hurtado et al, 1984)

Mapa de Distribución de MáximasIntensidades Sismicas Observadas• Revisión de literatura existente• Sismos históricos• Mapas de isosistas• Información puntual• Compatibilización de intensidades• Modificación de intensidades• Trazo de envolventes• Alta intensidad en costa y zona subandina• Actualizar normas• Continuar estudio intensidades históricas

80° 78° 76° 74°PIURA6°6°SañaVIIChicama8°TRUJILLOIXVIII8°SantaO C E A N O P A C I F I C O10°10°VIIBarrancaVI12°CALLAOLIMA12°V14°UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAPROYECTO SISRA CERESISICA14°MAPA DE ISOSISTAS SISMO 14 FEBRERO 1619 - TRUJILLOEscala de Intensidades Mercalli ModificadaReferencia : E. Silgado (1983)ESCALA GRAFICA16°0 50 100 150 200 Km.16°80°78° 76° 74°

80°78°76°74°PIURA6°6°CHICLAYO8°TRUJILLOVIConchucos8°SantaYungayCasmaHUARAZVII10°O C E A N O P A C I F I C OHuarmeyOcrosCajatambo10°BarrancaVIII AmbarHuauraHuacho SayánCanta12°CALLAOLIMA12°VIICA14°UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAPROYECTO APESEG CISMIDMAPA DE ISOSISTAS SISMO 6 ENERO 1725 - HUAURAEscala de Intensidades Mercalli ModificadaReferencia: Proyecto Sisra Ceresis - E.Silgado (1985)14°16°ESCALA GRAFICA0 50100 150 200 Km.16°80°78°76° 74°

83°81° 79°77° 75°73°71°0°0°E C U A D O RC O L O M B I A2°2°TUMBESIQUITOS4°4°IVPIURA6°CHACHAPOYAS MOYOBAMBA6°VCHICLAYOCAJAMARCAO C E A N O P A C I F I C OVIB R A S I L8°VIIVIIITRUJILLOPUCALLPA8°HUARAZ10°VIIIHUANUCO10°VIICERRO DE PASCO12°VILIMAHUANCAYO12°14°UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAPROYECTO SISRA CERESISMAPA DE ISOSISTAS SISMO 31 MAYO 1970 - CHIMBOTEVICAHUANCAVELICAAYACUCHOABANCAYCUZCO14°Escala de Intensidades Mercalli ModificadaReferencia: E. Silgado (1977)IVESCALA GRAFICA050 100 150 200 Km.16°83°81° 79°77° 75°73°16°71°

Sismicidad Histórica en el PerúTavera, 2009

LICUACION DE SUELOS EN EL PERU(Alva Hurtado, 1983)

Mapa de Licuación de Suelos• Distinción entre casos seguros y casos probables• Evidencias de volcanes de arena, expulsión de agua,agrietamiento y asentamiento• Casos probables asociados a sismos históricos y asismos con descripción no detallada• Se indica nombre y año del fenómeno• Fenómeno de licuación en la costa, sierra y selva alta• Mayor incidencia en la costa por el tipo de suelo,mayor población y sismicidad• Se necesita mayor información

81° 79° 77° 75° 73° 71° 69°0°E C U A D O RC O L O M B I A2°PTO. PIZARRO197019534°BOCAPAN19701970 1970 1857PIURALA HUACAQUERECOTILLO19126°MOYOBAMBA1972JUANJUIB R A S I L8°O C E A N OTRUJILLO1619PATAZ1970CHIMBOTE1970CASMA197010°PTO.CASMA1970HUACHO197412°1974ANCONLIMA 1974CAÑETE19481974P A CTAMBODE MORA19741950CUSCO14°PISCO197416641813ICA1746R. VESECASOROPESA1958OLAECHEAI F I16°J.E. ALVA HURTADO (1983)C OAREQUIPA1528CAMANA18°LEYENDA :AREA DE LICUACIONAREA DE PROBABLE LICUACIONISLAY1982ESCALA : 1 : 5'000,000100 80 60 40 20 0 100 100 km.ARICACHILE

LICUACION DE SUELOS EN CHIMBOTE• INTRODUCCIÓN• LICUACIÓN DE SUELOS EN CHIMBOTE• CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS DE CHIMBOTE• MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA DE CHIMBOTE• INVESTIGACIÓN GEOTÉCNICA• EVALUACIÓN DEL POTENCIAL DE LICUACIÓN• CONCLUSIONES

SISMO DEL 31 DE MAYO DE 1970• Uno de los casos mejor documentados de licuación de suelosen el Perú.• La ciudad de Chimbote se ubica a 400 km al norte de Lima.• El sismo fue de subducción con magnitud Ms = 7.8,profundidad focal de 45 km y ocurrió 50 km costa afuera aloeste de Chimbote.• La máxima intensidad fue de IX grados en la escala deMercalli Modificada.• Desplazamiento lateral del terreno por licuación de depósitosdeltaicos y de playa.• Agrietamiento del terreno y compactación diferencial en elcentro de Chimbote• Volcanes de arena y eyección de agua debido a licuación.

YUNGAY Y RANRAHIRCADESAPARECIERONParaje de Ranrahirca (foto 1995)Alud avalancha que sedesprendió del Huascarán

DESTRUCCION DEL CENTRO DE HUARAZ10,000 VICTIMAS(a)(a)(b)Vista aérea, 1972Efecto de Microzona (a),(b)(b)

San Pedro, Chimbote, 1970

EFECTO DE MICROZONA ENCHIMBOTE

INTRODUCCIÓN• Aplicación del Manual de Zonificación de AmenazasGeotécnicas Sísmicas del TC-4.• Uno de los casos mejor documentados de licuación de suelosen el Perú.• El sismo del 31 de Mayo de 1970 tuvo una magnitud deMs=7.8, profundidad focal de 45 km. y ocurrió a 50 km. costaafuera de Chimbote.• Aceleración máxima en Lima (400 km.) de 0.11 g. y máximaintensidad epicentral de IX grados en la escala de MercalliModificada.

CASA DE BLOQUES DE CONCRETO AFECTADA POR COMPACTACION DIFERENCIAL Y DESPLAZAMIENTO LATERAL DEARENA DE PLAYA LICUADAS

ASENTAMIENTO DIFERENCIAL EN MUROS PORTANTES Y VEREDAS EN EL CENTRO DE CHIMBOTE

AGRIETAMIENTO DE PAVIMENTOS Y CIMENTACIONES POR COMPACTACIÓN DIFERENCIAL EN EL CENTRO DECHIMBOTE

PEQUEÑO GRAVEN EN ARENA DE PLAYA CERCA AL HOTEL CHIMÚ FORMADO POR LICUACIÓN Y DESPLAZAMIENTOLATERAL DE DEPÓSITOS DE PLAYA

INUNDACIÓN DE AREA RESIDENCIAL EN EL SURESTE DE CHIMBOTE DEBIDO AL ASENTAMIENTO Y COMPACTACIÓNDEL TERRENO

AREAS DE VOLCANES DE ARENA Y AGRIETAMIENTO DEL TERRENO EN DEPÓSITOS ALUVIALES

DAÑO A BUZONES DE DESAGUE DEBIDO A LICUACIÓN

SUBSIDENCIA DE RELLENO ADYACENTE A MUELLE DE PLANTA DE ACERO DEBIDO A COMPACTACIÓN YDESPLAZAMIENTO LATERAL DEL TERRENO. EL MUELLE ESTABA EN PILOTES PROFUNDOS DE CONCRETO

ASENTAMIENTOS Y FISURAMIENTOS DE CARRETERA ASFALTADA DEBIDO A COMPACTACIÓN Y DESPLAZAMIENTOLATERAL DE DEPÓSITOS LAGUNARES Y DE PLAYA

DAÑO EN LA VÍA FÉRREA CHIMBOTE-HUALLANCA DEBIDO A COMPACTACIÓN DIFERENCIAL Y DESPLAZAMIENTOLATERAL DEL TERRENO

PUENTE CASMA DAÑADO POR DESPLAZAMIENTO LATERAL DEL ESTRIBO IZQUIERDO.EL PILAR SE INCLINÓ

HOSPITALREGIONALMERCADOMAYORISTAZONA DEREUBICACIONMIRAFLORESALTOAV. PORTUARIAZONA INDUSTRIAL SAN ANTONIOPROGRAMA ENACEURB. BELLA MARUNIVERSIDAD NAC. DEL SANTAPENSACOLASAN PEDROURB. LOSALAMOSDOS DE MAYOLA VICTORIAZONA PANTANOSAVIVERO FORESTAL27 DE ABRILSAN JUANMAGDALENAPROGRAMA ENACEURB. BUENOS AIRESURB. LASCASUARINASA LIMAMIRAMAR ALTOFLORIDA BAJACasco UrbanoMIRAMAR BAJOMIRAFLORESBAJOMIRAFLORES 3° ZONALA LIBERTADMIRAFLORES 2° ZONAPUEBLO LIBREEL TRAPECIO27 DE OCTUBREZONA PANTANOSAP.J. VILLA MARIACARRETERA PANAMERICANAFLORIDAALTAPACIFICOOCEANOENAPU PERUSIDER PERULA CALETAGRIETAS CON ORIENTACION DE DESPLAZAMIENTODIRECCION DE ESFUERZOS HORIZONTALESGRIETAS INFERIDASABOVEDAMIENTOASENTAMIENTOSVOLCANES DE ARENAEFECT0S DE LICUACION DE SUELOS EN CHIMBOTE(SISMO DEL 31 DE MAYO O DE 1970)

AB 1A´D 2D 1EFEEAB 3C 3C2C 4F FC 1B 3AA'::B 1 :B 2 :B 3 :C 1 :C 2 ,C 4 :D 1 :D 2 :E :F :ROCA BASALROCA BASAL CUBIERTA CON ARENAS EOLICAS ANTIGUASDEPOSITOS ALUVIALES DEL RIO LACRAMARCAREMANENTES DE DEPOSITOS ALUVIALES ANTIGUOSLLANURA DE INUNDACIONLINEAS DE PLAYA RECIENTESLINEA DE PLAYAS ANTIGUASARENAS EOLICAS RECIENTESARENAS EOLICAS ANTIGUASPANTANOSTERRENOS DE BAJO NIVEL DIVIDIENDO EL ALUVIONMAPA GEOLOGICO DE CHIMBOTE

IIIIIIIIIIVIVOCEANOPACIFICOIV IVZONA 1ZONA IIZONA IIIZONA IVGEOLOGIA A,B. NO ASENTAMIENTO.DAÑO DEBIDO A VIBRACION SISMICAGEOLOGIA C,D. HUNDIMIENTO GRAVITACIONAL.COLAPSO DE DUNASASENTAMIENTO DIFERENCIAL Y DESPLAZAMIENTO SUBSUPERFICIALGEOLOGIA B. GRIETAS CON VOLCANES DE ARENA. LICUACIONSUPERFICIAL.DAÑO A POZOSGEOLOGIA E,F. GRIETAS DEBIDO A COMPACTACION DIFERENCIAL.LICUACION GENERALIZADA.SUBSIDENCIA ELEVACION DEL NIVELFREATICO Y SUMERGENCIAMICROZONIFICACION SISMICA DE CHIMBOTE

OCEANO PACIFICOSONDAJE SPTSONDAJE CPTCALICATAMAPA DE UBICACIÓN N DE EXPLORACION DE SUELOS EN CHIMBOTE

PROGRAMA ENACEURB. BELLA MARUNIVERSIDAD NAC. DEL SANTAHOSPITALREGIONALMERCADOMAYORISTAZONA DEREUBICACIONMIRAFLORESALTOURB. LASCASUARINASA LIMACARRETERA PANAMERICANAAV. PORTUARIAZONA INDUSTRIAL SAN ANTONIOPENSACOLAURB. LOSALAMOSDOS DE MAYOLA VICTORIAZONA PANTANOSA27 DE ABRILMIRAFLORESBAJOSAN JUANMAGDALENAURB. BUENOS AIRESPUEBLO LIBREMIRAMAR ALTOP.J. VILLA MARIA27 DE OCTUBREZONA PANTANOSAPROGRAMA ENACEMIRAFLORES 3° ZONAMIRAFLORES 2° ZONAFLORIDA BAJAFLORIDAALTALA LIBERTADMIRAMAR BAJOEL TRAPECIOPACIFICOOCEANOCasco UrbanoLA CALETAENAPU PERUDAÑO POTENCIAL POR LICUACION EN LASUPERFICIE DEL TERRENO PARA UNAACELERACION MAXIMA DE 0.30 gMAPA DEL POTENCIAL DE LICUACION DE SUELOS EN CHIMBOTESAN PEDROVIVERO FORESTALSIDER PERU

P. J.M2C2JUNIORAMAL PLAYAURB.LADERASDEL NORTEURB. EL BOSQUE5B5AURB. LOS CIPRESESAV. PACIFICOP. J.MANUEL AREVALOAV. CHIMBOTEAV. HUARMEYAV. VICTOR RAUL HAYA DE LA TORREAV. CHIMBOTEURB.AV. ENRIQUE MEIGGSSTA. ROSA5C5DURB. BS. AS. 1ºETAPAA.H.LAS CUCARDASAA.HH.SAN MIGUELA.H.SGDO. CORAZONA.H. A.H.P.J. LA VICTORIAP. J. SAN ISIDOROA. H.SANTACRUZA. H. COMITE 50A. H. COMITE 51P. J. EL PROGRESOCESAR VALLEJOBAJAPARQUE DISTRITALP. J. ESPERANZACEMENTERIOP. J. LAPRIMAVERAPARQUERESIDENCIALURB.LOS PINOSVIVERO FORESTALA.H.TRES ESTRELLASVILLA ESPAÑACENTROEDUCATIVOESPECIALDE CHIMBOTEP.J. SAN JUANESTADIOURB. EL TRAPECIOSU-34SA-36P-7CEZONA INDUSTRIALGRAN TRAPECIOA.H. RAMIRO PRIALEPETROPERUFUTUTRA VIA COSTANERAA.H. 15 DE ABRILA.H. 6 DE ABRILA.H. RAUL CLARKC.E.JOSEOLAYAP.J. MIRAFLORES ZONADE REUBICACIONP.J. MIRAFLORES III ZONAP.J. MIRAFLORES 1° ZONAP.J. MIRAFLORES ALTOC.E.P.SANP.J. FLORIDA ALTAP.J. CIUDAD DE DIOSP.J. LA LIBERTADPEDROP.J. MIRAFLORES BAJOPROLONG. ALFONSO UGARTEPROLONG. LADISLAO ESPINARP.J. MIRAMAR ALTOP.J. MIRAMAR BAJOLEONCIO PRADOAV. HAYA DE LA TORREP.J. MAGDALENANUEVAS-8SU-37URB. 21 DE ABRILCHIMBOTEESTADIOP. J. BOLIVAR ALTOP. J. BOLIVAR BAJOCASCO URBANO CENTRALPLAZA MAYOR(DE ARMAS)S-2S-7CENTRO RECREACIONALSU-5SU-15S-3SU-28SU-27SU-14SU-6SU-7SU-29SU-26S-9SU-25P-3SU-24P-9SU-32S-10SU-30P- 4SU-4SU-11ZONAP-5S- 4RECREACIONALSU-10(PROYECTO)P-8SU-31P-6SU-1SU-2SU-33SU-18SU-22S-6SU-8SU-9S-11SU-12SU-3P-2S-5P-1SU-13SU-17SU-35SU-16SU-36SU-20SU-19SA-11SA-12SA-13SA-14del alP.J. FLORIDA BAJASU-38SU-23SU-21CAMPODEPORTIVOP. J. SAN PEDROSA-19SA-20SA-21SA-22SA-23SA-24 SA-25SA-27SA-26SA-29SA-28 SA-30SA-31SA-32SA-33SA-34SA-7SA-8 SA-9SA-10SA-15SA-16SA-17SA-4SA-5SA-6SA-37 SA-56SA-1SA-2SA-3SA-35SILVA R. Y PARRA D., 2000

P. J.M2PARQUEC2JUNIORAMAL PLAYAURB.LADERASDEL NORTEP. J. SAN ISIDOROP. J.MANUEL AREVALOAV. VICTOR RAUL HAYA DE LA TORREAV. ENRIQUE MEIGGSA.H. A.H.A.H.LAS CUCARDASAA.HH.SAN MIGUELA.H.SGDO. CORAZONP.J. LA VICTORIAP. J. EL PROGRESOA. H. COMITE 51A. H. COMITE 50A. H.SANTACRUZCESAR VALLEJOBAJAPARQUE DISTRITALP. J. ESPERANZACEMENTERIOP. J. LAPRIMAVERARESIDENCIALURB.LOS PINOSVIVERO FORESTALA.H.TRES ESTRELLASVILLA ESPAÑAC.E.JOSEOLAYAZONARECREACIONAL(PROYECTO)CENTROEDUCATIVOESPECIALDE CHIMBOTEP.J. SAN JUANESTADIOURB. EL TRAPECIOCEZONA INDUSTRIALGRAN TRAPECIOA.H. RAMIRO PRIALEPETROPERUFUTUTRA VIA COSTANERAA.H. 15 DE ABRILA.H. 6 DE ABRILA.H. RAUL CLARKSILVA R. Y PARRA D., 2000P.J. MIRAFLORES ALTOP.J. FLORIDA ALTAP.J. LA LIBERTADdel alP.J. MIRAFLORES ZONADE REUBICACIONP.J. MIRAFLORES BAJOP.J. MIRAFLORES III ZONAP.J. MIRAFLORES 1° ZONAP.J. FLORIDA BAJAP.J. CIUDAD DE DIOSPEDROC.E.P.SANPROLONG. ALFONSO UGARTEPROLONG. LADISLAO ESPINARP.J. MIRAMAR ALTOP.J. MIRAMAR BAJOLEONCIO PRADOAV. HAYA DE LA TORREP.J. MAGDALENANUEVAURB. 21 DE ABRILPLAZA MAYOR(DE ARMAS)CASCO URBANO CENTRALP. J. BOLIVAR BAJOP. J. BOLIVAR ALTOCHIMBOTEESTADIOCENTRO RECREACIONALCAMPODEPORTIVOP. J. SAN PEDRO

RED ACELEROGRÁFICA– CISMID – FIC - UNIEl CISMID en la actualidad cuenta con 21 estacionesacelerográficas instaladas en las principales ciudades del país. Enuna primera etapa se instalaron acelerógrafos analógicos RION,modelo SM-10 B, de manufactura japonesa; este equipo tiene lacapacidad de registrar 100 muestras de aceleración por segundo ygraba registros cuando el movimiento del suelo excede el valor de5 cm/s 2 de aceleración en la componente vertical. Los registrosson grabados en un cassette analógico, el cual es procesado enun convertidor analógico digital para obtener el respectivo registroen formato digital.

A partir del año 2001, se fueron reemplazando estos instrumentospor estaciones acelerográficas digitales Kinemetrics, modeloETNA, que tienen la capacidad de registrar 200 muestras deaceleración por segundo; y el nivel de disparo puede serprogramado como un porcentaje de la máxima amplitud deregistro. Actualmente los equipos tienen como umbral 2 cm/s 2 .Elregistro es grabado directamente a una memoria interna a la cualse accede mediante comunicación directa con cualquiercomputadora, obteniéndose directamente el acelerograma; esteequipo además cuenta con una antena GPS que le permiteactualizar en forma permanente los datos de la fecha, hora ycoordenadas geográficas del lugar donde se encuentra instalada,así como una batería que le permite funcionar sin energía eléctricapor un lapso de 72 horas.

PIUMOYTRUJCHBHUACISMID (J.A.H)CALCDL CIPMOLJABONILLOSAYACUZICA-1ICA-2C I S M I DRED DE ACELERÓGRAFOSACELERÓGRAFO ANALÓGICOACELERÓGRAFO DIGITALUNSACHARACATOVIZCARRABASADREMOQ-2MOQ-3TAC-3GIESECKEUBICACIÓN DE ESTACIONES ACELEROGRÁFICAS DEL CISMID

CONCLUSIONES• Se ha documentado el fenómeno de licuación n de suelos en laCiudad de Chimbote debido al sismo del 31 de Mayo de1970.• Se ha establecido un banco de datos sobre ensayos dePenetración n Estándar y Cono Holandés s en la Ciudad deChimbote.• Se ha demostrado la existencia de una buena correlaciónentre los daños por licuación n de suelos ocurridos enChimbote y la aplicación n del método mpropuesto por el TC-4para evaluar el potencial de licuación n de suelos.

Sismo deChimbote: 31mayo 1970(Ms = 7.75)• 70000 muertos.• 150000 heridos.• 6730 aulas destruidas.• A máx = 105 gal (Lima)

Colegio en Casma: 31 mayo 1970Techo caídosobre carpetasTecho totalmentedesplomado

Colegio en Casma: 31 mayo 1970Techo metálicoflexibleColumna sin estribos deconfinamiento adecuados

Colegio 1 en Chimbote: 31 mayo 1970Fachada longitudinalcon columnas “largas”Fachada longitudinal concolumnas “cortas”

Colegio 2 en Chimbote: 31 mayo 1970Fachada longitudinal concolumnas muy flexiblesColumna “corta” por tabiquesaltos a ambos lados

Colegio en Huaraz : 31 mayo 1970Fachada longitudinal concolumnas muy flexibles