Estabilización de suelos arenosos con potencial de licuación utilizando columnas de grava: aplicación a las obras de muelle norte Callao - Torres Torres, Jesús Enrique (2017)
El presente estudio contempla la evaluación, diseño y ejecución del mejoramiento de terreno de la cimentación del Muelle Norte Callao, mediante el método de columnas de grava. Como primera actividad se realizó la investigación geotécnica, en la cual se analizaron 5 puntos de sondaje mediante ensayos de perforación, penetración estándar y penetración en cono; se obtuvieron muestras inalteradas las cuales fueron ensayadas en los laboratorios, como resultado a estos ensayos y a las auscultaciones en campo se determinó la existencia de un primer estrato compuesto por relleno y grava de 6.0 m. de espesor y un segundo estrato de arena limosa de aproximadamente 5m de espesor, por debajo de este estrato yace el conocido “Conglomerado de Lima”. Ante la presencia de arena limosa se advierte un posible riesgo al fenómeno de licuación del terreno, por ende, la segunda actividad fue realizar la evaluación del potencial de licuación. Para este análisis se optó por usar el método simplificado N.C.E.E.R. 2001 (National Center for Earthquake Engineering Research) por ser uno de los más aceptados y empleados mundialmente, este método se basa en los ensayos de penetración estándar. Para realizar el análisis se requieren los parámetros del sismo de diseño, perfil estratigráfico, contenido de finos y densidades del suelo. Los resultados dieron al 99% del estrato como potencialmente licuable comprobando así lo especulado en las investigaciones geotécnicas. Ya conocido el riesgo al potencial de licuación el siguiente paso es determinar un método de mejoramiento que sea capaz de mitigar la licuación y disminuir los probables asentamientos, en el capítulo 3 se presentan los métodos de mejoramiento más usados a nivel mundial, muchos de ellos nos proporcionan mejoras en asentamientos, resistencia y permeabilidad, sin embargo uno de los método que nos reduce el potencial de licuación y minimiza asentamientos es el llamado “Método de Columnas de Grava”, que además de las mejoras en el terreno posee una metodología constructiva eficaz y económica. Las columnas de grava pueden ejecutarse mediante 2 sistemas constructivos: Vibrodesplazamiento y Vibrosustitución, la elección de uno de ellos depende de la estabilidad del terreno y de la presencia de finos. Debido a que el terreno en estudio posee un alto contenido de finos e inestabilidad se ha optado por utilizar el método de “Vibrosustitución por vía seca". Habiendo elegido el método de mejoramiento se realizó el diseño de las columnas de grava empleando el modelo de Seed & Booker (1976), que considera los parámetros del sismo de diseño. Este método permite obtener el diámetro de la columna y el espaciamiento entre ellas, según el tipo de malla a emplear. Adicionalmente se realizó un complemento al diseño utilizando los nuevos alcances propuestos por G. Bouckvalas en el año 2009 y se verificó la disminución de los asentamientos utilizando el método de Priebe (1995). El principal aporte de las columnas de grava es la rápida disipación del exceso de presión de poros debido a la reducción de la trayectoria de drenaje entre columnas, manteniendo el desarrollo del exceso de presión de poros por debajo del 100% durante el evento sísmico. La inclusión de grava al terreno incrementa la resistencia del conjunto suelo columna, mejorando la capacidad portante y disminuyendo los asentamientos.