Zonificación a partir del potencial de licuación de la zona urbana del municipio de Apartadó, Antioquia

Abstract

Mundialmente, la exploración directa es el método de investigación geotécnica más usado para caracterizar los materiales y evaluar el potencial de licuación. No obstante, los costos elevados y el tiempo de ejecución que toman estas técnicas, han impedido que regiones susceptibles a este fenómeno sean analizadas y zonificadas a partir de este fenómeno. Con el propósito de hallar una forma que supere estas limitaciones, se efectuó en 4 sitios de la zona urbana de Apartadó (Antioquia) una campaña de geofísica basada en ensayos de Análisis Multicanal de Ondas Superficiales (MASW) y de Refracción de Microtremores (ReMi), en los que se varió la configuración de campo para establecer la alternativa de mayor resolución a la hora de detectar los estratos lenticulares presentes en depósitos típicos de esta zona, lo cual se consiguió con el ensayo MASW con geófonos cada 2 m y punto de disparo a 5 m del primer geófono. Con estos ensayos geofísicos y la información disponible de aproximadamente 150 sondeos con ensayos de penetración estándar (SPT) y ensayos de laboratorio, se logró caracterizar los materiales con los que se evaluó el potencial de licuación en suelos finos y granulares, usando métodos deterministas y probabilistas. Se emplearon metodologías basadas en la velocidad de onda cortante Vs y en el ensayo SPT. Al comparar los resultados, se observó una similitud entre las dos metodologías en los suelos de mayor susceptibilidad a licuación, dando confiabilidad al método usando Vs. Adicionalmente, se obtuvieron los espesores de suelo licuable y se estimaron los asentamientos volumétricos en campo libre, permitiendo tener un índice de los daños que pueden sufrir las estructuras apoyadas en estos materiales. Finalmente, se realizó la zonificación de Apartadó a partir del potencial de licuación y de la magnitud de asentamientos esperados, y se propuso, usando una combinación de métodos geofísicos y exploración directa, una metodología ágil, económica y confiable para aplicarla en otros sitios con condiciones similares.

Abstract: Worldwide, for soil characterization and to assess the potential for liquefaction triggering, it is commonly used direct exploration. Such techniques are laborious, time consuming and becomes uneconomical, preventing to assess the potential for liquefaction in many regions where liquefaction is likely to occur. To overcome these hurdles, a geophysical prospection was carried out by means of Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW) and Refraction Microtremor (ReMi) in 4 sites in the urban area of the municipally of Apartadó, Antioquia. The methodologies for these tests were performed using different setups, for the purpose of checking the optimum field parameters. The results obtained from different tests, shown that using the MASW technique with the site of the active source to 5 m and receiver spacing of 2 m, a better resolution and characterization of the lenticulars layers of the Holocene alluvial deposits were achieved. With the 2D velocity-profile obtained from the geophysical tests, the available information of approximately 150 boreholes where standard penetration tests (SPT) and the laboratory tests were carried out, it was possible the geotechnical characterization of the different materials, assessing the liquefaction potential for the fine-grained and granular soils, integrating deterministic and probabilistic methodologies based on shear wave velocity (Vs) and SPT test theories. When comparing these results, in the soil with major potential for possible liquefaction, it was noted that there is a strong similarity between both methodologies, providing reliability to the Vs approach. In addition, the thicknesses of the potential liquefiable layers of soils were obtained and the volumetric strain of the material on an open field related to liquefaction was estimated, essential information for further research that’s allows to assess the earthquake induced soil liquefaction damage and its consequences in a build environment. Finally, it was carried out a zoning proposal for the municipality of Apartadó, based upon the liquefaction potential and the magnitude of the liquefaction-induced settlement, by implementing a combined approach between seismic and direct geotechnical explorations, a methodology that’s reliable, agile, and economical for characterized the soil materials and to assess potential for liquefaction.