E.050 — Artículo 38

Artículo 38.- Licuación de suelos

38.1. En suelos granulares y en algunos suelos granulares con finos cohesivos ubicados bajo la Napa Freática, las vibraciones de los sismos pueden generar el fenómeno denominado Licuación, el cual consiste en la pérdida momentánea de la resistencia al corte del suelo, como consecuencia del incremento de la presión de poros que se genera en el agua contenida en sus vacíos. Esta pérdida de resistencia al corte genera la ocurrencia de falla por asentamiento en las obras apoyadas en estos tipos de suelos y por el desplazamiento lateral de taludes y terraplenes.

38.2. Para que un suelo granular sea susceptible de licuar durante un sismo, debe presentar simultáneamente las características siguientes:

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a) Estar constituido por arena, arena limosa, arena arcillosa, limo arenoso no plástico o grava empacada en una matriz constituida por alguno de los materiales anteriores.

b) Encontrarse sumergido.

38.3. En estos casos, el **PR** debe incluir en su **EMS** un análisis determinístico y probabilístico del Potencial de Licuación de la zona, (Ver numeral 38.5) e indicar la probabilidad de ocurrencia o no del fenómeno de Licuación.

38.4. Exploración de campo

38.4.1. Cuando la historia sísmica del lugar haga sospechar la posibilidad de ocurrencia de Licuación, el programa de exploración de toda el área comprometida por la estructura se realiza de acuerdo a lo indicado en la Tabla 6 y con perforaciones hasta 15 m de profundidad como mínimo.

38.4.2. Cuando en las Investigaciones Preliminares se encuentren las condiciones indicadas en los numerales 38.1, 38.2 y 38.3, se asume la probabilidad de ocurrencia del fenómeno de Licuación. En tal caso, el **PR** informa al Solicitante la necesidad de ampliar el Programa de Exploración para incluir el Análisis de Licuación. Esta ampliación del Programa de Exploración de Campo y Laboratorio debe ser pactada con el Solicitante.

38.4.3. Las perforaciones deben tener una profundidad mínima de 15 m y deben ser realizadas por las técnicas de lavado o rotativa. Dentro de las perforaciones se llevan a cabo Ensayos de Penetración Estándar SPT (NTP 339.133) espaciados obligatoriamente cada 1 m. Las muestras que se obtengan en el penetrómetro utilizado para el ensayo SPT son recuperadas para efectuar en todas ellas los siguientes ensayos como mínimo: Véase aplicación en la Tabla 12.

<table> <thead> <tr> <th colspan="2">TABLA 12</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>SUELOS. Método de ensayo para el análisis granulométrico.</td> <td>NTP 339.128</td> </tr> <tr> <td>SUELOS. Método de ensayo para determinar el límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad de suelos</td> <td>NTP 339.129</td> </tr> <tr> <td>SUELOS. Método de ensayo para determinar el peso específico relativo de las partículas sólidas de un suelo</td> <td>NTP 339.131</td> </tr> <tr> <td>SUELOS. Método para la clasificación de suelos con propósitos de ingeniería (sistema unificado de clasificación de suelos, SUCS).</td> <td>NTP 339.134</td> </tr> </tbody> </table>

38.4.4. Los ensayos DPSH, CPT, CPT y la medición de las velocidades de propagación de las ondas de corte pueden ser usados para investigaciones preliminares, o como investigación complementaria de los ensayos SPT, previa calibración en el caso de los ensayos DPSH y CPT

38.5. Análisis del Potencial de Licuación

38.5.1. En el caso de suelos granulares que presenten las características indicadas en los numerales 38.1, 38.2 y 38.3, se realiza el Análisis del Potencial de Licuación utilizando el método propuesto por Seed e Idriss (1971, 1982) y actualizado por el National Center for Earthquake Research (1997, NCEER) y por el Earthquake Engineering Research Center (2003, 2004 EERC), como procedimiento para la evaluación del potencial de licuación. Este método fue desarrollado en base a observaciones in-situ del comportamiento de depósitos de arenas durante sismos pasados.

38.5.2. El procedimiento involucra el uso de la resistencia a la penetración estándar **N** (Número de golpes del ensayo SPT). El valor de **N** obtenido en el campo se corrige por: energía, diámetro de la perforación, longitud de las barras y tensión efectiva para obtener el valor de (N₁)₆₀.

38.5.3. En forma complementaria al SPT, pueden emplearse la resistencia a la penetración del cono estático (CPT) **q_c1** o las velocidades de propagación de las ondas de corte **V_s1** y calcular a partir de uno de esos valores el Potencial de Licuación de los suelos. Se considera también para el análisis: el porcentaje de finos (% < 75 μm), el factor de reducción de las tensiones (**rd**), la aceleración horizontal pico en el terreno (**a_max**), la magnitud momento (**M_w**), la profundidad (**d**) y la velocidad de ondas de corte promedio sobre los 12m (**V^*_s,12m**).

38.5.4. La aceleración máxima (**a_max**) requerida para el análisis del potencial de licuación es estimada por el **PR**, la cual debe ser congruente con los valores empleados en el diseño estructural tomando en cuenta que, en el caso de licuación, la aceleración que se considera es la que puede ocurrir en el suelo de apoyo de la cimentación. Si a la fecha del proyecto se cuente con un mapa oficial de aceleraciones máximas superficiales del territorio nacional, el **PR** debe emplear dicha información.

38.5.5. El método determinístico permite calcular el esfuerzo cortante cíclico normalizado resistente mínimo que produce licuación (**CRR_M**) y el esfuerzo cortante cíclico normalizado inducido por el sismo (**CSR**). Adicionalmente, se efectúa una evaluación probabilística basada en un análisis estadístico de los posibles sismos que puedan ocurrir en un lugar para determinar la Probabilidad de Licuación (**P_L**).

38.5.6. El **PR** calcula la Probabilidad de Licuación (**P_L**) empleando los criterios y procedimientos más recientes, aceptados en Geotecnia.

38.5.7. El **PR** establece la severidad del problema de licuación mediante los criterios de la Tabla 13.

<table> <thead> <tr> <th colspan="2">TABLA 13</th> </tr> <tr> <th colspan="2">CLASIFICACIÓN DEL POTENCIAL DE LICUACIÓN</th> </tr> <tr> <th>Licuación</th> <th>PL</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>Alta</td> <td>&gt; 50%</td> </tr> <tr> <td>Moderada</td> <td>10% &lt; PL ≤ 50%</td> </tr> <tr> <td>Baja</td> <td>5% &lt; PL ≤ 10%</td> </tr> <tr> <td>Muy baja</td> <td>&lt; 5%</td> </tr> </tbody> </table>

Ref.: Iwasaki (1984)

38.5.8. El **PR** determina los Factores de Seguridad frente a la ocurrencia de la licuación (**FSL**) con el valor mínimo indicado en la Tabla 13.A, el que depende del tipo e importancia de la obra clasificada de acuerdo a la Norma E.030. Se debe también establecer la aceleración máxima de un sismo que causaría licuación para el Factor de Seguridad frente a la ocurrencia de la licuación (**FSL**) empleado en el diseño. Siendo: **FSL = CRR_M / CSR**

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<table> <thead> <tr> <th colspan="2">TABLA 13A</th> </tr> <tr> <th>CATEGORIA DE LAS<br/>EDIFICACIONES (E.030)</th> <th>FSL mínimo</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>A</td> <td>1.25</td> </tr> <tr> <td>B</td> <td>1.15</td> </tr> <tr> <td>C</td> <td>1.00</td> </tr> </tbody> </table>

# 38.6. Cimentaciones en áreas de suelos licuables.

38.6.1. Las cimentaciones construidas sobre suelos que se licuan (P_L>10%), están sometidas a grandes asentamientos, desplazamiento lateral y falla de la cimentación y de la estructura. Por lo tanto, no está permitido cimentar directamente sobre suelos licuables.

38.6.2. La cimentación y los pisos deben apoyarse sobre suelos no licuables o con potencial de licuación baja (P_L≤ 10%).

38.6.3. Los pisos no deben apoyarse directamente sobre suelos licuables (P_L>10%). En este caso, el piso se diseña como una losa armada en dos direcciones conectada a los elementos de cimentación.

38.6.4. El **PR** propone el tipo de cimentación para apoyar la estructura sobre suelos no licuables o los procedimientos constructivos para mejorar las condiciones del suelo y lograr que la Probabilidad de Licuación (P_L) sea ≤ 10%. En el caso de mejoramiento del suelo, es obligatorio verificar mediante un adecuado programa de exploración de campo de acuerdo a lo indicado en los numerales 38.5.2 y 38.5.3 que permita realizar un nuevo Análisis del Potencial de Licuación de acuerdo a lo indicado en el numeral 38.4.

**FIGURA 9** **Curvas simplificadas para el cálculo del CRR a partir del SPT (N₁)₆₀** Ref.: NCEER 1997

<table>

<thead> <tr> <th colspan="2">TABLA 13A</th> </tr> <tr> <th>CATEGORIA DE LAS EDIFICACIONES (E.030)</th> <th>FSL mínimo</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>A</td> <td>1.25</td> </tr> <tr> <td>B</td> <td>1.15</td> </tr> <tr> <td>C</td> <td>1.00</td> </tr> </tbody> <thead> <tr> <th colspan="4">FIGURA 9: Curvas simplificadas para el cálculo del CRR a partir del SPT (N1)60 (Ref.: NCEER 1997)</th> </tr> <tr> <th rowspan="2">Número de Golpes Corregido (N1)60</th> <th colspan="3">Relación de Resistencia Cíclica (CRR) por Porcentaje de Finos</th> </tr> <tr> <th>Porcentaje de Finos = 35</th> <th>Porcentaje de Finos = 15</th> <th>Porcentaje de Finos ≤ 5</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>0</td> <td>0.05</td> <td>0.04</td> <td>0.03</td> </tr> <tr> <td>5</td> <td>0.08</td> <td>0.07</td> <td>0.06</td> </tr> <tr> <td>10</td> <td>0.13</td> <td>0.11</td> <td>0.09</td> </tr> <tr> <td>15</td> <td>0.21</td> <td>0.17</td> <td>0.14</td> </tr> <tr> <td>20</td> <td>0.40</td> <td>0.28</td> <td>0.22</td> </tr> <tr> <td>25</td> <td></td> <td>0.53</td> <td>0.34</td> </tr> <tr> <td>30</td> <td></td> <td></td> <td>0.60</td> </tr> </tbody> <thead> <tr> <th colspan="4">Muestra de Puntos de Datos (FIGURA 9)</th> </tr> <tr> <th>Número de Golpes Corregido (N1)60</th> <th>Relación de Resistencia Cíclica (CRR)</th> <th>Origen de Datos</th> <th>Resultado Observado</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>2</td> <td>0.57</td> <td>Pan-América</td> <td>Licuación</td> </tr> <tr> <td>4</td> <td>0.34</td> <td>Pan-América</td> <td>Licuación</td> </tr> <tr> <td>12</td> <td>0.29</td> <td>Japón</td> <td>Licuación</td> </tr> <tr> <td>14</td> <td>0.59</td> <td>Pan-América</td> <td>Sin Licuación</td> </tr> <tr> <td>22</td> <td>0.40</td> <td>China</td> <td>Licuación</td> </tr> <tr> <td>34</td> <td>0.43</td> <td>China</td> <td>Sin Licuación</td> </tr> <tr> <td>44</td> <td>0.58</td> <td>Pan-América</td> <td>Licuación</td> </tr> <tr> <td>15</td> <td>0.09</td> <td>Pan-América</td> <td>Sin Licuación</td> </tr> <tr> <td>21</td> <td>0.19</td> <td>Japón</td> <td>Sin Licuación</td> </tr> </tbody> </table>

TABLA 13A and FIGURA 9: Liquefaction Analysis Data

Número de Golpes Corregido (N₁)₆₀

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**FIGURA 10** **Curvas simplificadas para el cálculo del CRR a partir del CPT (q_c1N)** Ref.: NCEER 1997

<table>

<thead> <tr> <th colspan="3">FIGURA 10 (M=7.5; 0.25&lt;D50 (mm)&lt;2.0; FC(%)&lt;5)</th> <th colspan="4">FIGURA 11 (M_w = 7,5)</th> </tr> <tr> <th>Resistencia por punta corregida CPT, q_c1N</th> <th>Curva CRR (Relación de Resistencia Cíclica)</th> <th>Notas / Curvas de deformación ($\gamma_l$)</th> <th>Velocidades de Ondas de Corte. V_s1, m/s</th> <th>CRR (FC ≥ 35)</th> <th>CRR (FC = 20)</th> <th>CRR (FC ≤ 5)</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>50</td> <td>0.06</td> <td></td> <td>0</td> <td>0.02</td> <td>0.02</td> <td>0.02</td> </tr> <tr> <td>75</td> <td>0.09</td> <td>$\gamma_l$ = 20% at ~80</td> <td>50</td> <td>0.04</td> <td>0.04</td> <td>0.03</td> </tr> <tr> <td>100</td> <td>0.14</td> <td>$\gamma_l$ = 10% at ~105</td> <td>100</td> <td>0.08</td> <td>0.07</td> <td>0.06</td> </tr> <tr> <td>125</td> <td>0.22</td> <td>$\gamma_l$ = 3% at ~125</td> <td>150</td> <td>0.16</td> <td>0.14</td> <td>0.11</td> </tr> <tr> <td>150</td> <td>0.38</td> <td></td> <td>180</td> <td>0.30</td> <td>0.24</td> <td>0.18</td> </tr> <tr> <td>160</td> <td>0.50</td> <td>Curva CRR ends</td> <td>200</td> <td>0.65</td> <td>0.45</td> <td>0.28</td> </tr> <tr> <td>170</td> <td></td> <td></td> <td>210</td> <td></td> <td>0.75</td> <td>0.38</td> </tr> <tr> <td>220</td> <td></td> <td></td> <td>220</td> <td></td> <td></td> <td>0.60</td> </tr> </tbody> </table>

FIGURA 10: Curvas simplificadas para el cálculo del CRR a partir del CPT (q_c1N) y FIGURA 11: Curvas simplificadas para el cálculo del CRR a partir velocidades de ondas de corte (V_s1)

**FIGURA 11** **Curvas simplificadas para el cálculo del CRR a partir de velocidades de ondas de corte (V_s1).** Ref.: NCEER 1997

<table>

<thead> <tr> <th rowspan="2">Velocidades de Ondas de Corte. Vs1, m/s</th> <th colspan="3">Relación de Resistencia Cíclica (CRR) por Contenido promedio de finos (FC)</th> </tr> <tr> <th>FC ≥ 35</th> <th>FC = 20</th> <th>FC ≤ 5</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>0</td> <td>0.03</td> <td>0.03</td> <td>0.03</td> </tr> <tr> <td>50</td> <td>0.04</td> <td>0.04</td> <td>0.04</td> </tr> <tr> <td>100</td> <td>0.06</td> <td>0.06</td> <td>0.06</td> </tr> <tr> <td>150</td> <td>0.12</td> <td>0.11</td> <td>0.10</td> </tr> <tr> <td>175</td> <td>0.20</td> <td>0.17</td> <td>0.14</td> </tr> <tr> <td>190</td> <td>0.40</td> <td>0.25</td> <td>0.18</td> </tr> <tr> <td>200</td> <td></td> <td>0.40</td> <td>0.22</td> </tr> <tr> <td>210</td> <td></td> <td></td> <td>0.35</td> </tr> <tr> <td>220</td> <td></td> <td></td> <td></td> </tr> </tbody> </table>

FIGURA 11 Curvas simplificadas para el cálculo del CRR a partir velocidades de ondas de corte (Vs1). Ref.: NCEER 1997

Velocidades de Ondas de Corte. V_s1, m/s

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