Microzonificación Sísmica de la Ciudad de Trujillo

SEMANA DE LA INGENIERÍA 2013 Del 02 al 08 de Junio del 2013MICROZONIFICACION SISMICA DE LA CIUDAD DE TRUJILLO MSc. Ing. Enrique Lujan Silva Trujillo, 04 de Junio del 2013 CONTENIDO I. Resumen II. Introducción III. Metodología o Desarrollo IV. Resultados V. Conclusiones I. RESUMEN Los objetivos del presente trabajo son: determinar los tipos de suelos existentes en cuanto a profundidad, determinar la distribución de estos suelos en toda el área de la ciudad, obtener sus parámetros de resistencia al esfuerzo cortante, definir la posición del nivel freático, determinar rangos de valores de capacidad de carga, evaluar probables zonas de comportamiento crítico, determinación del comportamiento de los suelos frente a movimientos sísmicos, así coma las recomendaciones precisas para el diseño y construcción de edificaciones sismo resistentes. Para el presente estudio se realizó en 2 etapas, inicialmente se realizó el Estudio Geotécnico del Distrito de Trujillo, y luego los Estudios de Refracción Sísmica de diversos sectores del Distrito de Trujillo; para así completar el Estudio de Microzonificación Sísmica del Distrito de Trujillo. RESUMEN Las Pruebas de Campo fueron realizadas mediante calicatas a cielo abierto y sondajes mediante los equipos DPL y SPT. Los Ensayos de Laboratorio se realizaron en Laboratorios Geotécnicos de la zona de Trujillo; para así determinar los perfiles estratigráficos y propiedades mecánicas de los suelos de cimentación, a diversas profundidades de exploración. Referente a los Ensayos Geofísicos estos fueron realizados con el Equipo de Refracción Sísmica MASW, en diversos sectores del Distrito de Trujillo. Estos ensayos van a ser útiles para la determinación de la profundidad del basamento, el perfil de las velocidades de las ondas S; y para la extrapolación lateral de perforaciones puntuales de suelos. creación de código para el diseño. entre otros. análisis de la respuesta dinámica de los depósitos. colegios. se hace entonces posible el logro de los objetivos básicos de la Ingeniería Sísmica: “Reducir el Riesgo Sísmico en un área Urbana”. Dependencias Gubernamentales y Cuerpos de Bomberos. Cuando esta información se maneja con acertado criterio ingenieril tomándose en cuenta las lecciones aprendidas del comportamiento estructural de terremotos pasados. especialmente aquellas de usos vital. clasificación de las propiedades del suelo local. tales como: hospitales. evaluación de los efectos de interacción suelo – estructura. responsabilidad gubernamental. compañías de seguros y planes de defensa civil. planificación urbana.INTRODUCCION La Microzonificación Sísmica de una Ciudad envuelve el manejo de una gran cantidad de información referente a la evaluación del riesgo sísmico. . evaluación de la vulnerabilidad sísmica de las estructuras de las edificaciones existentes. amenaza geológica. . INTRODUCCION El Distrito de Trujillo. hoy en día no cuenta con un estudio de Microzonificación sísmica. Para empezar se realizó la microzonificación geotécnica del Distrito de Trujillo. por lo tanto es importante realizar una investigación sobre Microzonificación sísmica en dicho distrito. eólicos. Los materiales corresponden a edades desde el mesozoico (Jurasico Superior) al Cenozoico (Cuaternario Reciente). . las cuales han sufrido las deformaciones terrestres presentándose estructuras regionales (lineamientos estructurales y diaclasas) que tienen una orientación andina (NoroesteSureste). Geología de Trujillo: La geología de Trujillo y alrededores consiste de afloramientos rocosos (rocas sedimentarias. coluvioaluviales y aluviales). volcánico sedimentarias y plutónicas) y depósitos sedimentarios (marinos. para lo cual se tomó como referencia la información geológica y geomorfológica de dicho Distrito. Figura Nº 2: Mapa Geológico del Distrito de Trujillo y sus Alrededores. . las capas fluvio eólicas y riachuelos al norte y los mantos de arena al este acumulados por el viento. los conos de deyección. De esas sobresalen las de los macizos aislados con las escombras producidos por la erosión y que forman sus laderas.INTRODUCCION Geomorfología de Trujillo: En el espacio que ocupa la ciudad de Trujillo y en su entorno inmediato se observan las unidades morfológicas que se describen con detalle más adelante. las escarpas. las formaciones litorales. . los depósitos acarreados por las aguas que han creado las planicies que contienen a la ciudad actual. que muestran las variaciones de la línea de playas en el curso de los tiempos. a Chan Chan la capital de los Chimú y a las tierras de cultivo del valle. el estrecho cono fluvial del río Moche y sus terrazas indicativas de que el río hizo nuevos cauces sobre depósitos antiguos. .Figura Nº 3: Mapa Geomorfológico del Distrito de Trujillo y sus Alrededores. .Figura Nº 4: Vista Satelital del Distrito de Trujillo. XVII CONIC 2009 Congreso Nacional de Ingeniería Civil Capítulo de Ingeniería Civil Consejo Departamental De Lambayeque Colegio de Ingenieros del Perú .Figura Nº 5: Mapa del Distrito de Trujillo con respectivas Urbanizaciones (123). Dichos resultados fueron complementados con geomorfológicos y geológicos del Distrito de Trujillo. por la Empresa SL DE INGENIERIA EIRL y por la Universidad Privada Antenor Orrego UPAO de Trujillo.METODOLOGIA Y DESARROLLO Para el presente estudio se utilizaron resultados de estudios de Mecánica de Suelos.I. ALVA HURTADO INGENIEROS E. Los Estudios de Refracción Sísmica fueron realizadas por la Empresa Geotécnica JORGE E.L. . para fines de cimentación realizados en el Distrito de Trujillo. los estudios  Revisión Bibliográfica y análisis de los estudios realizados.R. Realizar la Investigación geofísica es determinar los perfiles sísmicos del suelo en función de las características de propagación de ondas. de profundidad) y Ensayos de Laboratorio en lugares comprendidos dentro del ámbito del Distrito de Trujillo. lograr un mayor conocimiento de las propiedades de las diferentes capas que servirán para complementar la información de superficie y el subsuelo.  Realizar la Microzonificación Geotécnica del Distrito de Trujillo: determinación de los suelos de acuerdo a su profundidad. definir la posición del Nivel Freático. determinar rangos de valores del Capacidad Admisible y evaluar probables zonas de comportamiento critico. con profundidades de investigación variables según el objetivo especifico en cada línea. . Obtención de información geotécnica a través de pruebas de campo (Calicatas y Sondeos a 3.. Además. determinación de los suelos en el área comprendida del distrito en estudio.00 m. y 4.00 m. XVII 2009 Consejo Departamental Figura Nº 6: Mapa de ubicación deCONIC las Calicatas y Sondeos realizados De Lambayeque Congreso Nacional de Ingeniería Civil Colegio de Ingenieros del Perú Capítulo de Ingeniería Civil . realizada por SL DE INGENIERIA EIRL en el Campus de la UPAO FOTO 2: Vista del Ensayo de Penetración Estándar (SPT).FOTO 1: Vista del Ensayo de Penetración Estándar (SPT). XVII CONIC 2009 Congreso Nacional de Ingeniería Civil Capítulo de Ingeniería Civil Consejo Departamental De Lambayeque Colegio de Ingenieros del Perú . España. realizado por SL DE INGENIERIA EIRL en el Centro Comercial Plaza Vea – Av. 60 m de ancho en esta zona varía de 0. de espesor. La capacidad de carga admisible para una cimentación corrida de 0. Continúa arena pobremente graduada (SP) o arena pobremente graduada con limos (SP-SM).RESULTADOS Zonificación Geotécnica En base a la información recopilada de Estudios Geotécnicos realizados en el Distrito de Trujillo (123 Urbanizaciones) se plantea la siguiente zonificación geotécnica: ZONA I: Presenta una capa superficial de material de relleno de 0. con cierta presencia de gravas de ½ “a ¾”. a 5 m. su compacidad relativa varía de suelta a media. conforme nos vamos profundizando.914 a 1. para una profundidad de cimentación de 0. .10 m. No se nota la presencia del NAF hasta la profundidad explorada de 4 m. de poca a regular humedad y de nula plasticidad. a 0.90 m. conformado por suelo orgánico con cierta basura.70 a 0.30 m.099 Kg/cm2. Pedro Muñiz – Trujillo (Zona I) FOTO 4: Vista de la Calicata realizada por SL DE INGENIERIA EIRL en la Urb. San Isidro I Etapa (Zona I) XVII CONIC 2009 Congreso Nacional de Ingeniería Civil Capítulo de Ingeniería Civil Consejo Departamental De Lambayeque Colegio de Ingenieros del Perú . en la Av.FOTO 3: Vista de la Calicata realizada por la UPAO. para una profundidad de cimentación de 0. regular humedad. con cierta presencia de gravas menudas y de compacidad relativa media a compacta. con cierta presencia aislada de bolonería a medida que nos vamos profundizando. de profundidad. .10 a 1.70 a 0. de baja humedad. de compacidad relativa media a compacta.40 m.528 Kg/cm2. conformado por suelo orgánico y suelo agrícola. La capacidad de carga admisible para una cimentación corrida de 0. en esta zona es de 1.60 m de ancho. de espesor. Luego se encuentra grava pobremente graduada (GP). hasta 1.50 m.90 m. Continúa arena pobremente graduada (SP).Zonificación Geotécnica ZONA II: Presenta una capa superficial de material de relleno de 0. No se nota la presencia del NAF a la profundidad explorada. Perú (Zona II) XVII CONIC 2009 Congreso Nacional de Ingeniería Civil Capítulo de Ingeniería Civil Consejo Departamental De Lambayeque Colegio de Ingenieros del Perú . en la Av. en la Av. Prolongación Santa – Trujillo (Zona II) FOTO 6: Vista de la Calicata realizada por SL DE INGENIERIA EIRL.FOTO 5: Vista de la Calicata realizada por SL DE INGENIERIA EIRL. de espesor.90 m.794 a 0.939 Kg/cm2. se nota presencia del NAF a 1.40 m.232 Kg/cm2. La capacidad de carga admisible para las Urbanizaciones UPAO. varía de 0.90 m. A continuación se nota arcilla de baja plasticidad (CL). para una cimentación corrida de 0. Ingeniería y Belén. Las Casuarinas. San Vicente. de profundidad. de consistencia media.039 a 1.30 m. de compacidad relativa media hasta la profundidad de 1.Zonificación Geotécnica ZONA III: Presenta una capa superficial de material de relleno de 0. Los Laureles. varía de 1. Luego continua arena arcillosa (SC) de regular humedad. regular humedad y con cierta presencia de gravas de ¾” de diámetro.60 m de ancho y una profundidad de cimentación de 0. En las urbanizaciones de Santa María IV y V Etapa.70 a 0. El Galeno. . Villa Contadores.70 a 0.60 m de ancho y una profundidad de cimentación de 0. para una cimentación corrida de 0.20 m. La capacidad de carga admisible para las Urbanizaciones Santa María y Las Casuarinas. UPAO 2 (ZONA III) XVII CONIC 2009 Congreso Nacional de Ingeniería Civil Capítulo de Ingeniería Civil Consejo Departamental De Lambayeque Colegio de Ingenieros del Perú . en la Urb. Santa María V Etapa – Trujillo (ZONA III) FOTO 8: Vista de la Calicata realizada por SL DE INGENIERIA EIRL. Prolongación Gonzáles Prada – Urb.ESTUDIO DE CAMPO FOTO 7: Vista de la Calicata realizada por SL DE INGENIERIA EIRL. en la Av. 939 a 1. de baja humedad y de compacidad relativa suelta a media. de espesor. varía de 0. A continuación se nota arena limosa (SM) de compacidad relativa media. de ancho y una profundidad de cimentación de 0. Continúa arena pobremente graduada (SP) con cierta presencia de gravas de ½”. La capacidad de carga admisible para una cimentación corrida de 0.90 m. con cierta presencia de gravas de ¾” de diámetro conforme nos vamos profundizando.129 Kg/cm2. .60 m.Zonificación Geotécnica ZONA IV: Presenta una capa superficial de material de relleno conformado por suelo orgánico y cierta basura.30 m. de 0. de baja a regular humedad.70 a 0. en la Av.FOTO 9: Vista de la Calicata realizada por SL DE INGENIERIA EIRL. América Sur – Trujillo (Zona IV) XVII CONIC 2009 Congreso Nacional de Ingeniería Civil Capítulo de Ingeniería Civil Consejo Departamental De Lambayeque Colegio de Ingenieros del Perú . FOTO 10: Vista del Ensayo MW-1 en la Plaza de Armas del Distrito de Trujillo. FOTO 11: Vista del Ensayo MW-2 en la Urb.LINEAS GEOFICAS ONDAS S A continuación se presenta los resultados de las capas representativas identificadas. sus respectivos rangos de velocidad y el estado de compacidad inferido de acuerdo a sus velocidades de onda. El Recreo del Distrito de Trujillo. En el cuadro Nº se muestran los resultados de las Ondas Superficiales MASW. XVII CONIC 2009 Congreso Nacional de Ingeniería Civil Capítulo de Ingeniería Civil Consejo Departamental De Lambayeque Colegio de Ingenieros del Perú . XVII CONIC 2009 Congreso Nacional de Ingeniería Civil Capítulo de Ingeniería Civil Consejo Departamental De Lambayeque Colegio de Ingenieros del Perú . XVII CONIC 2009 Congreso Nacional de Ingeniería Civil Capítulo de Ingeniería Civil Consejo Departamental De Lambayeque Colegio de Ingenieros del Perú . 498 3.00626 1.25 747 1.00564 1.378 3.85 0.1 496.00590 1.356 1828.1 1.4 207.80 0.445 344 3.35 1.57 15.70 0.2 194.70 0.3 7.973 7.432 1775.80 0.745 374 3.00603 1.7 5.2 15.745 1699.6 18.85 2.70 0.3 3.719 272 2.79 7.158 1613.22 13.00599 1.9 2.80 0.62 11.00591 1.8 30.25 2.54 20.169 1.036 10.166 517 5.0 1.00628 1.41 0.25 5.9 23.25 2.06 0.00566 1.25 1.268 13.46 8.80 0.00597 1.1 293.7 1.166 1723.546 6.25 1.00598 1.719 1642.636 164 1.83 0.9102768 Setiembre 2012 LINEA: LW-01 Profundidad Velocidad P Velocidad S Densidad (tn/m3) Relacion de Modulo de Corte (kg/cm2) Modulo de Young (kg/cm2) Modulo de Young (Kg/cm2) Modulo de Young (Tn/m2) h(m) (m/s) (m/s) hi/Vsi Poisson Desde Hasta hi(m) Vpi Vsi Ρ u G Ed Es Es 0.867 1594.7 26.449 1775.2 517.365 1746.1 2.25 654 1.636 1589.03 5.70 0.4 372.6 223.70 0.0 1.0 13.1 20.1 0.PROYECTO: SOLICITANTE: Microzonificación Sísmica de Trujillo Ing.9 281.69 0.25 3.315 1828.80 0.57 18.88 0.54 23.30 0.70 0.80 0.133 11.0 8.3 1.142 10.328 1828.67 XVII CONIC 2009 Congreso Nacional de Ingeniería Civil 535.867 187 1.00551 1.158 216 2.315 1.088 2.8 453.62 0.40 0.80 0.17L: 0717247 .1 2.066 5.317 13.25 2.7 250.0 3.8 474.6 2.169 1849.9 11.5 402.00578 1.25 1.2 2.25 863 2.926 12.356 1.00639 1.24 0.0 2.25 4.9 1.8 3.25 4.84 3.2 335.328 1.3 1.00647 1.232 12.90 0.449 945 9. Enrique Luján Silva UBICACIÓN: FECHA: Plaza de Armas de Trujillo .25 4.31 0.780 9.531 11.7 2.432 743 7.51 0.53 Capítulo de Ingeniería Civil Consejo Departamental De Lambayeque Colegio de Ingenieros del Perú .365 636 6.54 26.445 1671.80 0. 0 27.5 2.0 XVII CONIC 2009 Congreso Nacional de Ingeniería Civil Capítulo de Ingeniería Civil Consejo Departamental De Lambayeque Colegio de Ingenieros del Perú .0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0.0 17.Vs (m/s) Vs (m/s) 0 0.5 5.5 27.0 10.0 22.5 15.0 15.5 Profundidad (m) 10.5 22.0 12.5 Profundidad (m) 12.5 20.5 25.0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 2.0 25.0 30.5 30.5 17.0 5.0 20.5 7.0 7. CONCLUSIONES La geología del Distrito de Trujillo consiste de afloramientos rocosos (rocas sedimentarias. El programa de exploración geotécnica ha consistido en la ejecución de calicatas. volcánico sedimentarias y plutónicas) y depósitos sedimentarios (marinos. coluvio . La evaluación de toda esta información ha permitido definir cuatro zonas geotécnicas en el Distrito de Trujillo. ensayos estándar y especiales de laboratorio. . de acuerdo a las características físicas y mecánicas de los suelos de fundación. eólicos.aluviales y aluviales). las cuales han sufrido las deformaciones terrestres presentándose estructuras regionales (lineamientos estructurales y diaclasas) que tienen una orientación andina (Noroeste-Sureste). Siendo la Zona 3 la más crítica. Los Parámetros Dinámicos evaluados para cada Ensayo de Ondas MASW.CONCLUSIONES Para determinar la capacidad admisible del suelo del Distrito de Trujillo.70 a 0. por ser la más típica del lugar y a la vez la mas desfavorable. además de la relación de Poisson. . se ha considerado una cimentación para viviendas convencionales con cimientos corridos de ancho B=0.794 Kg/cm2 a 1. La capacidad de carga se ha determinado a partir de la fórmula de Terzagui y Peck (1967). el rango encontrado de capacidad admisible del suelo varía entre 0.90 m. el peso unitario de las capas fueron estimadas y escogidas de tablas para materiales finos. Para el Distrito de Trujillo que involucra 123 urbanizaciones. que presenta grava como material de cimentación. y la mejor zona es la Zona 2. utilizando los factores de forma de Vesic (1973). y profundidad de cimentación de 0.60 m.528 Kg/cm2 en promedio.. más aun si hay presencia del NAF. con cierta presencia de gravas de ½ “a ¾”. conforme nos vamos profundizando. Continúa arena pobremente graduada (SP) o arena pobremente graduada con limos (SP-SM). conformado por suelo orgánico con cierta basura. su compacidad relativa varía de suelta a media.10 m. ZONA I: Presenta una capa superficial de material de relleno de 0. a 0. de poca a regular humedad y de nula plasticidad. de espesor. No se nota la presencia del NAF hasta la profundidad explorada de 4 m. las cuales se describen a continuación.CONCLUSIONES El mapa de Microzonificación Sísmica se ha elaborado en función de la superposición de los resultados obtenidos del Mapa de Microzonificación Geotécnica y el Mapa de Curvas de Isoperíodos. . a 5 m.30 m. Producto de esta superposición se ha subdividido el Distrito de Trujillo en cuatro zonas. .099 Kg/cm2.60 m de ancho en esta zona varía de 0. Continúa arena pobremente graduada (SP). con cierta presencia aislada de bolonería a medida que nos vamos profundizando.914 a 1. de compacidad relativa media a compacta. con cierta presencia de gravas menudas y de compacidad relativa media a compacta. de espesor.90 m. Los periodos dominantes del suelo tienen valores de 0. hasta 1. No se nota la presencia del NAF a la profundidad explorada. regular humedad. Luego se encuentra grava pobremente graduada (GP). En esta zona se espera un incremento moderado del nivel de peligro sísmico estimado por efecto del comportamiento dinámico del suelo. para una profundidad de cimentación de 0. ZONA II: Presenta una capa superficial de material de relleno de 0.40 m.30 s. de baja humedad.CONCLUSIONES La capacidad de carga admisible para una cimentación corrida de 0. conformado por suelo orgánico y suelo agrícola.10 s a 0.70 a 0. de profundidad.50 m. 10 a 1. San Vicente. regular humedad y con cierta presencia de gravas de ¾” de diámetro. de profundidad.40 m.CONCLUSIONES La capacidad de carga admisible para una cimentación corrida de 0.70 a 0.60 m de ancho. Luego continua arena arcillosa (SC) de regular humedad.90 m. de espesor. Las Casuarinas. En las urbanizaciones de Santa María IV y V Etapa. de compacidad relativa media hasta la profundidad de 1. Los Laureles. Los periodos dominantes del suelo tienen valores de 0. A continuación se nota arcilla de baja plasticidad (CL).20 m. ZONA III: Presenta una capa superficial de material de relleno de 0. se nota presencia del NAF a 1.528 Kg/cm2.30 m.20 s.10 s a 0. para una profundidad de cimentación de 0. Villa Contadores. de consistencia media. se espera que no se incremente el nivel de peligro sísmico estimado. en esta zona es de 1. El comportamiento dinámico del suelo en esta zona es adecuado. . 039 a 1. . para una cimentación corrida de 0.70 a 0. se espera un fuerte incremento del nivel de peligro sísmico.90 m. Ingeniería y Belén.60 m de ancho y una profundidad de cimentación de 0. La capacidad de carga admisible para las Urbanizaciones Santa María y Las Casuarinas. varía de 1. Los periodos dominantes del suelo tienen valores de 0.60 m de ancho y una profundidad de cimentación de 0.70 a 0.939 Kg/cm2. para una cimentación corrida de 0.40 s. El Galeno.90 m. El comportamiento dinámico del terreno en esta zona es desfavorable.20 s a 0.232 Kg/cm2. varía de 0.794 a 0.CONCLUSIONES La capacidad de carga admisible para las Urbanizaciones UPAO. En esta zona se espera un incremento moderado del nivel de peligro sísmico estimado por efecto del comportamiento dinámico del suelo. Continúa arena pobremente graduada (SP) con cierta presencia de gravas de ½”. de 0. de baja humedad y de compacidad relativa suelta a media. . Los periodos dominantes del suelo tienen valores de 0. La capacidad de carga admisible para una cimentación corrida de 0.10 s a 0.70 a 0. varía de 0. de espesor.90 m.60 m. con cierta presencia de gravas de ¾” de diámetro conforme nos vamos profundizando. de ancho y una profundidad de cimentación de 0.129 Kg/cm2. de baja a regular humedad.939 a 1.30 m.CONCLUSIONES ZONA IV: Presenta una capa superficial de material de relleno conformado por suelo orgánico y cierta basura.30 s. A continuación se nota arena limosa (SM) de compacidad relativa media. XVII CONIC 2009 Departamental Figura Nº 7: Mapa de Microzonificación Geotécnica del DistritoConsejo de De Trujillo Lambayeque Congreso Nacional de Ingeniería Civil Colegio de Ingenieros del Perú Capítulo de Ingeniería Civil . XVII CONIC 2009 Consejo Departamental Figura Nº 7: Mapa de Microzonificación Sismica del Distrito de Trujillo De Lambayeque Congreso Nacional de Ingeniería Civil Colegio de Ingenieros del Perú Capítulo de Ingeniería Civil . FOTO Nº 12: Sismo de Pisco 15/08/2007 Daños en la Zona de Pisco FOTO Nº 13: Sismo de Pisco 15/08/2007 Magnitud : 7.9 / Intensidad : VIII XVII CONIC 2009 Congreso Nacional de Ingeniería Civil Capítulo de Ingeniería Civil Consejo Departamental De Lambayeque Colegio de Ingenieros del Perú . 9 / Intensidad : IX FOTO Nº 15: Sismo de Pisco 15/08/2007 Daños en la Zona de Tambo de Mora (Licuación de Suelos) XVII CONIC 2009 Congreso Nacional de Ingeniería Civil Capítulo de Ingeniería Civil Consejo Departamental De Lambayeque Colegio de Ingenieros del Perú . FOTO Nº 14: Sismo de Pisco 15/08/2007  Magnitud : 7. com .MUCHAS GRACIAS enriquegeo@hotmail.