MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA DISTRITO DE SAN MARTÍN DE …

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

CENTRO PERUANO-JAPONÉS DE INVESTIGACIONES

SÍSMICAS Y MITIGACIÓN DE DESASTRES

PROGRAMA

PRESUPUESTAL

0068: REDUCCIÓN DE VULNERABILIDAD Y ATENCIÓN DE

EMERGENCIAS POR DESASTRES

PRODUCTO

3000562. MUNICIPIOS PROMUEVEN LA ADECUADA

OCUPACIÓN Y USO DEL TERRITORIO FRENTE AL RIESGO DE

DESASTRES

ACTIVIDAD

5001593. FORMULACIÓN Y ACTUALIZACIÓN DE ESTUDIOS

TERRITORIALES PARA EL ANALISIS DE RIESGO A NIVEL

URBANO

FINALIDAD

0053449. ELABORACIÓN DE ESTUDIOS TERRITORIALES PARA

LA INCORPORACIÓN DEL ANÁLISIS DE LA GESTIÓN DE

RIESGOS

INFORME MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA DEL DISTRITO DE SAN MARTÍN

DE PORRES

MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA

DISTRITO DE SAN MARTÍN DE PORRES

NOVIEMBRE, 2016

LIMA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL



AV. TÚPAC AMARU N° 1150 – LIMA 25 – PERÚ – Apartado Postal 31-250 Lima 31

Teléfono (511) 482-0777, (511) 482-0804, (511)482-0790 FAX: (511)481-0170 e-mail: [email protected]://www.cismid.uni.edu.pe http://www.cismid-uni.org

MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA

DISTRITO DE SAN MARTÍN DE PORRES

Responsables del Proyecto:

Dr. Ing. Zenón Aguilar Bardales

MSc. Ing. Luis Fernando Lázares La Rosa

Jefe de Ingeniería Geología y Geotécnica:

Msc. Jimmy Vásquez Najarro

Responsables de Ingeniería Geofísica:

Dra. Diana Calderón Cahuana

Dra. Mileyvi Quispe Gamero

Jefe de SIG:

Ing. Silvia Alarcón Presentación

Asistentes de Trabajos de Campo y Gabinete:

Bach. Cinthia Calderón Cahuana

Bach. Zuleima Churasi Lapa

Bach. Renzo Cornejo Tejada

Bach. Cristhian Guerrero

Bach. Jhony Loli Oncoy

Bach. Grover Riveros Soto

Bach. Manuel Medina

Srta. Gisela Pumalaza Vila






1

ÍNDICE RESUMEN

1. INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 4

2. GENERALIDADES .................................................................................................... 5

2.1. Objetivo .............................................................................................................. 5

2.2. Ubicación del Área de Estudio ............................................................................ 5

3. MARCO GEOLÓGICO REGIONAL ........................................................................... 5

3.1. Aspectos Geomorfológicos Regionales .............................................................. 5

3.2. Litología Regional ............................................................................................... 6

3.3. Geología Estructural Regional ............................................................................ 9

4. MARCO GEOLÓGICO LOCAL .................................................................................. 9

4.1. Geomorfología Local .........................................................................................10

4.2. Litología Local ...................................................................................................11

4.3. Aspectos Geo Estructurales Locales .................................................................12

5. PELIGROS GEOLÓGICOS ......................................................................................12

5.1. Procesos de Geodinámica Externa ....................................................................12

5.2. Mapa de Peligros Geológicos ............................................................................12

6. EVALUACIÓN DEL PELIGRO SÍSMICO ..................................................................14

6.1. Metodología .......................................................................................................14

6.2. Peligro Sísmico Probabilístico ...........................................................................16

7. CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA DEL SUELO ..................................................17

7.1. Metodología .......................................................................................................17

7.2. Tipos de Suelos .................................................................................................18

7.3. Análisis de Estabilidad de Taludes en las Áreas Ribereñas del Río Rímac .......19

7.4. Microzonificación Geotécnica ............................................................................22

8. CARACTERIZACIÓN DINÁMICA DEL SUELO.........................................................23

8.1. Metodología .......................................................................................................23

8.2. Mapa de Zonas de Isoperiodos..........................................................................26

9. MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA .............................................................................27

10. MAPA DE ACELERACIONES MÁXIMAS ESPERADAS DEL SUELO ..................29

REFERENCIAS






2

LISTA DE TABLAS

Tabla 1: Coordenadas Geográficas para evaluación de Peligro Sísmico.

Tabla 2: Aceleraciones espectrales en roca para T = 0.0 s para diferentes periodos

de retorno dadas en gal.

Tabla 3: Aceleraciones espectrales en roca para T = 0.0 s para diferentes periodos

de retorno dadas en g.

Tabla 4: Aceleraciones espectrales en suelo para T = 0.0 s para diferentes

periodos de retorno dadas en gal.

Tabla 5: Aceleraciones espectrales en suelo para T = 0.0 s para diferentes

periodos de retorno dadas en g.

LISTA DE APÉNDICES

Apéndice A: Evaluación de Peligros Geológicos.

Apéndice B: Evaluación del Peligro Sísmico.

Apéndice C: Caracterización Geotécnica del Suelo.

Apéndice D: Caracterización Dinámica del Suelo.

LISTA DE MAPAS

Mapa I-1: Ubicación del Área de Estudio.

Mapa I-2: Microzonificación Sísmica.

Mapa I-3: Aceleración Máxima Esperada.

Mapa I-4: Velocidad Máxima Esperada.






3

RESUMEN

La Universidad Nacional de Ingeniería a través del CISMID-FIC-UNI participa

como pliego en la estrategia de gestión “Presupuesto por Resultados” del

Ministerio de Economía y Finanzas, específicamente en el programa

presupuestal “0068 Reducción de Vulnerabilidad y Atención de Emergencias

por Desastres”. Dentro de este contexto se desarrolla el estudio de riesgo

sísmico para el Distrito de San Martín de Porres. Para ello es necesario realizar

como primer paso un estudio de microzonificación sísmica, expuesto en el

presente informe.

La microzonificación sísmica es un estudio multidisciplinario, que investiga los

efectos de sismos y fenómenos asociados, sobre el área de interés. Los

estudios suministran información sobre la posible modificación de las acciones

sísmicas por causa de las condiciones locales y otros fenómenos naturales.

Los estudios que se realizan son: primero las características geológicas y los

peligros geológicos; el segundo evalúa el peligro sísmico para estimar la

aceleración máxima horizontal en roca y suelo; luego se obtienen las

características geotécnicas, y dinámicas del suelo, que son plasmadas en los

mapas de Microzonificación Geotécnica y de Isoperiodos.

La microzonificación sísmica obtenida para el distrito de San Martín de Porres

comprende: Zona I está conformada por afloramientos de roca y depósitos

potentes de grava de origen aluvial, de compacidad media a densa con

periodos menores a 0.30 segundos; la Zona II está conformada por depósitos

de arenas de compacidad media a densa y depósitos de limos y/o arcillas de

consistencia media a dura con períodos menores a 0.4 segundos; finalmente la

zona IV abarca los taludes inestables de fuerte pendiente, ubicados a lo largo

de la ribera del río Rímac, los cuales son afectados de manera continua por la

erosión del río.

Tomando como base el análisis de peligro sísmico probabilístico, para el que

se encontró una aceleración de 468.48 cm/s2 en suelo tipo “C” para un periodo

de retorno de 475 años, y considerando los factores de amplificación asociados

para las diferentes zonas, se proyectan los siguientes valores de aceleración

máxima del suelo: Zona I de 468.48 cm/s2; para la zona II una aceleración de

491.90 cm/s2; para la zona IV de 562.18 cm/s2.

Los resultados no deben ser utilizados para proyectos de edificaciones

específicos ni reemplazan estudios requeridos por la actual normatividad

vigente






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1. INTRODUCCIÓN

La Universidad Nacional de Ingeniería a través del Centro Peruano Japonés de

Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres (CISMID-FIC-UNI) de la Facultad de

Ingeniería Civil participa como pliego en la estrategia de gestión “Presupuesto por

Resultados” (PpR) del Ministerio de Economía y Finanzas, específicamente en el programa

presupuestal “0068 Reducción de Vulnerabilidad y Atención de Emergencias por Desastres”,

recibiendo el presupuesto necesario para ejecutar la actividad “5001593. Formulación y

Actualización de Estudios Territoriales para el Análisis de Riesgo a Nivel Urbano”, dentro del

producto “3000562. Municipios Promueven la Adecuada Ocupación y Uso del Territorio

frente al Riesgo de Desastres”, con la finalidad “0053449. Elaboración de Estudios

Territoriales para la Incorporación del Análisis de la Gestión de Riesgos”, en tal sentido el

CISMID-FIC-UNI ha recibido el presupuesto necesario para realizar el estudio de Riesgo

Sísmico para el distrito de San Martín de Porres. Para obtener este riesgo es necesario

utilizar los resultados de un estudio de microzonificación sísmica, el cual se presenta en el

presente informe “Microzonificación Sísmica del Distrito de San Martín de Porres”.

La microzonificación sísmica es un estudio multidisciplinario, que investiga los efectos de

sismos y fenómenos asociados como licuefacción de suelos, deslizamientos, tsunamis y

otros, sobre el área de interés. El estudio suministra información sobre la posible

modificación de las acciones sísmicas por causa de las condiciones locales y otros

fenómenos naturales. (SENCICO, 2006a)

En correspondencia con lo anterior, este trabajo se ha desarrollado a través de diferentes

estudios. El primero, es el estudio de las características geológicas y los peligros geológicos

del área de estudio (Apéndice A), el segundo estudio evalúa el peligro sísmico para estimar

estadísticamente la aceleración máxima horizontal (PGA) en roca y suelo (Apéndice B). Los

siguientes son las características geotécnicas, y dinámicas del suelo; estas características

son plasmadas en los mapas de Microzonificación Geotécnica (Apéndice C) y de

Isoperiodos (Apéndice D), respectivamente. Las características geotécnicas fueron

determinadas mediante exploraciones de campo y ensayos de laboratorio, los cuales

permitieron identificar los diferentes tipos de suelo presentes en el área de estudio, así como

también sus propiedades mecánicas. Por otro lado, las características dinámicas, fueron

determinadas a partir de mediciones de la vibración del suelo y de ensayos superficiales de

ondas de corte, para su posterior análisis mediante métodos descritos en el Apéndice D. A

partir de la superposición de los mapas de Peligros Geológicos, Microzonificación

Geotécnica e Isoperíodos se obtiene el Mapa de Microzonificación Sísmica. Este mapa, que

constituye el resultado final, se convierte en un gran instrumento para la planificación y

desarrollo urbano o para la reconstrucción después de un desastre sísmico. Sus resultados

son utilizados también para la determinación del Riesgo Sísmico. .En los Apéndices A, B, C

y D se presentan a detalle los resultados obtenidos en los diferentes estudios, utilizando

tanto la información recopilada como la generada en el presente informe.






5

2. GENERALIDADES

2.1. Objetivo

El objetivo principal del presente estudio es elaborar un mapa de Microzonificación Sísmica

para el distrito de San Martín de Porres, integrando para ello diferentes especialidades como

geología, geotécnica y geofísica; y complementando estas con otros estudios anteriormente

realizados en el distrito. El estudio se limita a las áreas urbanas actuales y áreas adyacentes

a estas que podrían influenciar en ellas.

2.2. Ubicación del Área de Estudio

Él área de estudio comprende el distrito de San Martin de Porres. El distrito de San Martin

de Porres se ubica en la provincia de Lima, departamento de Lima y colinda con:

Por el norte con los distritos de Ventanilla y Puente Piedra.

Por el sur con el distrito de Carmen de la Legua Reynoso.

Por el este con los distritos de Los Olivos, Independencia y Rímac.

Por el oeste el distrito de Callao.

El mapa I-1, del presente informe, muestra la ubicación geográfica del área de estudio.

3. MARCO GEOLÓGICO REGIONAL

3.1. Aspectos Geomorfológicos Regionales

3.1.1. Planicies Costeras y Conos Deyectivos

Es la zona comprendida entre el borde litoral y las estribaciones de la Cordillera Occidental,

dentro del área de interés, estas planicies tienen una mayor amplitud en los valles de Chillón

y Rímac.

Constituyen amplias superficies cubiertas por gravas y arenas provenientes del transporte y

sedimentación del río Chillón (principalmente) y Rímac, y por arena proveniente del acarreo

eólico desde las playas, por vientos que corren con dirección SO a NE.

3.1.2. Cerros Testigos

Esta unidad geomorfológica se ubica dentro de la planicie costera. Estos cerros testigos

presentan una topografía que está subordinada a su litología, y presentan una cobertura






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arenosa producto de la acción eólica. Los cerros testigos que se encuentran dentro de esta

área son: C° Candela, C° La Regla, C° Muleria y C° La Milla.

3.1.3. Estribaciones de la Cordillera Occidental

Esta unidad geomorfológica corresponde a las laderas y crestas marginales de la Cordillera

Andina de topografía abrupta formada por plutones y stocks del Batolito Costanero,

emplazado con rumbo NO-SE, el mismo que ha sido disectado por los ríos y quebradas que

se abren camino hacia la costa, formando valles profundos con flancos de fuerte inclinación,

en donde las crestas más elevadas se estiman entre los 900 y los 3,600 m reflejando la

fuerte erosión de los ríos durante el Pleistoceno-reciente. Las estribaciones de la cordillera

occidental terminan hacia el Oeste en la zona de lomas con pendientes menos abruptas y

menores de 30°.

3.2. Litología Regional

3.2.1. Grupo Puente Piedra

El Grupo Puente Piedra, es una secuencia volcánico – clástica conformado por las

formaciones geológicas Volcánico Santa Rosa, Puente Inga, Cerro Blanco y Ventanilla. Este

grupo, tiene una edad geológica del Jurásico superior al Cretácico inferior.

3.2.1.1. Volcánico Santa Rosa

Constituye la base de la columna geológica de Lima, consistiendo predominantemente en

una serie volcánica con más de 500 m de espesor. Los volcánicos son andesitas de color

gris a gris verdoso y gris amarillo, presentándose en superficie con intemperismo supérgeno.

Se intercalan con capas delgadas de areniscas feldespáticas grises, con limolitas pizarrosas

gris oscuras y capitas de chert.

La secuencia volcánica presenta gruesos horizontes sin estratificación conspicua, en

algunos casos con estructuras nodulares y amigdaloides, estas rellenadas de calcita y

cuarzo. Al meteorizarse los volcánicos presentan una disyunción esferoidal incipiente. Las

rocas del volcánico, afectadas por metamorfismo, se deben al contacto con el Batolito de la

Costa.

3.2.1.2. Formación Puente Inga

Esta formación sobreyace concordantemente a los volcánicos Santa Rosa. Constan de una

serie predominantemente sedimentaria, caracterizada por presentar horizontes lenticulares

de lutitas tobáceas, blandas, muy fosilíferas, finamente estratificadas, fácilmente fisibles en






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láminas delgadas, suaves al tacto y pigmentadas por oxidaciones limolíticas, que se

intercalan con derrames volcánicos.

Esta formación se ha dividido en tres unidades, siendo estas el miembro inferior serie –

volcánico-sedimentaria, el miembro medio serie-volcánica y el miembro superior serie-

sedimentaria.

3.2.1.3. Formación Ventanilla

Esta formación se trata de una serie volcánico-sedimentaria, la cual descansa

concordantemente sobre la Formación Puente Inga y hacia el SE de Ventanilla subyace en

aparente discordancia erosional a la Formación Cerro Blanco. Esta formación se subdivide

en tres miembros siendo estos el miembro inferior constituido por limolitas y arcillas

abigarradas, el miembro medio constituido por andesitas afaníticas con intercalaciones de

andesitas microporfiríticas y el miembro superior compuesto por una secuencia sedimentaria

con intercalaciones volcánicas.

3.2.1.4. Formación Cerro Blanco

Esta secuencia sedimentaria – volcánica. Las rocas sedimentarias se encuentran

predominantemente en la base y las volcánicas al tope. Litológicamente está compuesto por

areniscas feldespáticas de origen piroclásticos de color gris claro, capas de chert e

intercalaciones de andesitas afaníticas.

3.2.2. Grupo Morro Solar

El Grupo Morro Solar se encuentra ubicada en el tiempo geológico en el Cretáceo Inferior,

consta de una secuencia sedimentaria y esta subdivida en tres formaciones: Salto del

Frayle, Herradura y Marcavilca.

En el área de interés sólo se encuentra aflorando, hacia el sector Este, la Formación

Herradura y Marcavilca. A continuación se hace una breve descripción de estas dos

formaciones:

3.2.2.1. Formación Herradura

Descansa concordante sobre la Formación Salto del Fraile e infrayace igualmente

concordante a la Formación Marcavilca.






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Esta formación es una unidad incompetente dentro del Grupo Morro Solar debido a su

litología arcillosa, viéndose esto favorecido por su contenido de sales como yeso y cloruro

de sodio, probablemente como producto de fenómenos diagenéticos en un medio salino.

En esta formación se reconocen dos miembros, el miembro La Virgen constituido por lutitas

y el miembro Herradura constituido por areniscas cuarzos en la parte inferior, seguido de

lutitas gris a negras y en la parte superior contiene calizas gris oscuras en estructura

pizarrosa.

3.2.2.2. Formación Marcavilca

Esta formación descansa en contacto normal sobre la Formación Herradura y subyace a la

Formación Pamplona. Sus afloramientos se extienden desde el Morro Solar en Chorrillos

donde tiene su localidad típica, hasta el Norte de Lima (espalda de la Universidad de

Ingeniería) prolongándose hasta el valle del Chillón.

Se la divide en tres miembros, el miembro inferior Morro Solar constituido por facies

areniscosa e intercalaciones de areniscas, el miembro medio Marcavilca caracterizado por

las rocas más competentes de todo el grupo y el miembro superior La Chira constituido de

areniscas.

3.2.3. Superunidad Patap

Esta superunidad está constituida por cuerpos de gabros y dioritas, las más antiguas del

Batolito, emplazados al lado occidental del mismo, con intervalos que pueden variar 84 a

102 Ma. Dentro del área de estudio estas rocas se encuentran aflorando en el sector Este.

La textura de la roca varía de grano medio a grueso conteniendo plagioclasas en un 30% y

ferromagnesianos en un 60%, lo que le da un peso específico alto.

Este cuerpo litológico intruye a rocas sedimentarias de edad Mesozoica a las que

metamorfizan. A su vez son intruidos por cuerpos más jóvenes del Batolito, pertenecientes a

la Superunidad San Rosa.

3.2.4. Depósitos Cuaternarios

3.2.4.1. Depósitos Marinos

Se trata de depósitos litorales, caracterizados por materiales clásticos, llevados al mar como

carga por los ríos y también como resultado de la acción erosiva de las olas y distribuidos

por corrientes marinas de deriva, siendo los de nuestro interés los depósitos marinos

recientes.






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Los depósitos marinos recientes comprenden la acumulación de arenas, limos y cantos

retrabajados y distribuidos por corrientes a lo largo del borde litoral producto de los

materiales acarreados por los ríos al océano. Estos depósitos están constituidos

principalmente por arenas de grano medio a fino de color gris amarillento conteniendo

cuarzo, micas, ferromagnesianos; y en menor proporción limos inconsolidados de color gris

claro con restos de conchas marinas.

Estos depósitos se extienden actualmente en forma de estrechas fajas de terreno (50m),

localizadas en el sector litoral.

3.2.4.2. Depósitos Aluviales

Estos depósitos están constituidos por materiales acarreados por los ríos que bajan de la

vertiente occidental andina cortando a las rocas terciarias, mesozoicas y Batolito Costanero,

tapizando el piso de los valles, habiéndose depositado una parte en el trayecto y gran parte

a lo largo y ancho de sus abanicos aluviales, dentro de ellos tenemos: aluviales

pleistocénicos (más antiguos) constituidos por conglomerados de gravas subredondeadas a

redondeadas, arenas y finos, y aluviales recientes localizados en franjas estrechas a ambas

márgenes de los ríos en los valles Chillón y Rímac, constituidos por material grueso y

materiales finos en forma subordinaría.

En el Mapa A-1 se presenta la Geología Regional.

3.3. Geología Estructural Regional

En el área de estudio se tiene identificadas una falla de dirección N-S hacia el flanco

oriental del Cerro Oquendo afectando a las Formaciones Cerro Blando y Puente Inga, y

hacia el sector sur de San Martín de Porres se tiene una probable falla de menor cuantía

denominada falla Cerro La Milla que tiene un rumbo de N10°E.

En toda la zona de estudio no se tienen evidencias directas, ni visuales de fallas con

movimientos del Cuaternario, ni de fallas activas.

4. MARCO GEOLÓGICO LOCAL

Los resultados de la evaluación de las características de los terrenos del distrito, que ha

dado la información geológica local, fue comparada con la información geofísica, de manera

que ha permitido clasificar las unidades lito estratigráficas y otros procesos geológicos de

campo.






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A base de la información de trabajos de campo, se ha relevado los rasgos geológicos

locales, del distrito de San Martín de Porres, que ha permitido delinear las geoformas

existentes y los materiales tanto rocosos como disgregados, que componen este distrito;

asimismo los límites del contorno de las unidades lito estratigráficas.

Un registro fotográfico de estas observaciones de campo se encuentra en el Anexo A

4.1. Geomorfología Local

Las diferentes geoformas locales en el área de estudio, se han producido por la acción

geológica de la acción de las aguas superficiales, principalmente por la presencia de dos

ríos, uno en el extremo Norte del distrito (río Chillón) y el otro en el extremo Sur (río Rímac),

asimismo por la acción del viento y de las lluvias, que han producido el relieve actual.

Últimamente la actividad antropogenética constituida mayormente por construcción de

viviendas y diversas obras civiles, está trastocando la superficie del distrito. Las geoformas

actuales se pueden clasificar según los ítems que se exponen a continuación:

4.1.1. Áreas de Llanura

Constituyen la mayor área del distrito, se observan llanuras semi planas, algo ondulantes,

formada por depósitos aluviales, estos depósitos están tapizados con un material areno

limosos, que ha sido acarreado por el viento. Los cerros lomadas, presentan en su base

terrenos semi planos, como llanuras de pendiente moderada, cubiertas por arenas finas de

origen eólico.

4.1.2. Área de Colinas

En el distrito, se encuentran colinas de poca altimetría, son cerros aislados que no

corresponden a las estribaciones de la Cordillera Occidental, estando limitados al oeste por

el mar y al este por grandes llanuras. Los cerros tienen laderas que de ellas bajan pequeñas

quebradas y cárcavas (actualmente secas). Estas colinas también están tapizadas por

materiales finos (areno limosos), acarreados por el viento. Los cerros presentes son los

cerros Oquendo y Candela, al Norte del distrito, y el Cerro La Milla al Sur del distrito.

4.1.3. Valles

El distrito cuenta con la presencia de dos ríos uno al Norte (río Chillón) y el otro al Sur (río

Rímac), estos, conforman los límites del distrito. Ambos ríos traen agua todo el año,

desembocan en el Océano Pacífico, y han traído abundantes materiales disgregados que

conforman la llanura aluvial del distrito.






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4.1.4. Quebradas

Se observan en los cerros cárcavas y quebradas de poco recorrido, que drenan hacia la

llanura que rodea a los cerros. En estas quebradas, no se han observado materiales

consistentes en flujos de lodo y piedras (huaycos); estas quebradas nos indican que antes

ha habido periodo de fuertes lluvias, que por erosión pluvial, han formado cárcavas y

quebradas.

4.2. Litología Local

La litología local, está representada por afloramientos de rocas mayormente volcánicas -

sedimentarias, y materiales disgregados que forman varios depósitos inconsolidados, cuya

granulometría van desde fragmentos pelíticos (limos – arcillas) hasta bloques que pueden

tener diámetros de más de 1 m.

En el Mapa A-2 se presenta el mapa geológico local, el cual ha sido elaborado en base a las

observaciones de campo dentro de la zona de estudio.

A continuación, se describe las características litológicas existentes en el distrito de San

Martin de Porres:

4.2.1. Deposito aluvial

Los depósitos aluviales se encuentran distribuidos en el lecho de las quebradas que

provienen del este y en toda la planicie costera en la cual se encuentra ubicado el distrito de

San Martín de Porres; constan de gravas y conglomerados polimícticos mal clasificados,

unidos por una matriz arcillosa a arenosa. Mayormente, estos depósitos están cubiertos por

depósitos eólicos.

Los depósitos aluviales constan de arcilla delgada con arena, en algunas calicatas se

evidenciaron gravas mal gradadas con lima y arena, así como grava bien gradada con

arena.

4.2.2. Rocas Sedimentarias

Las rocas sedimentarias que se observan pertenecen a las formaciones Puente Inga,

Ventanilla y Cerro Blanco, pertenecientes al Grupo Puente Piedra. Son rocas del tipo

areniscas, limo arcilloso y lutíticas, se observan intercaladas en las rocas volcánicas, que

son las de mayor distribución, generalmente constituyen los cerros del distrito.






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4.2.3. Rocas Volcánicas

Estas rocas las del tipo volcánico sedimentario, pertenecen a los volcánicos Santa Rosa,

unidad inferior del Grupo Puente Piedra, están constituidos por piro clastos andesíticos y

andesitas. Se encuentran aflorando en el sector norte del distrito cerca al límite con Puente

Piedra.

4.3. Aspectos Geo Estructurales Locales

En el distrito de San Martin de Porres, se aprecia manifestaciones geoestructurales producto

de la tectónica andina. Se aprecian fallas con rumbos N-S. En las rocas volcánicas y

sedimentarias aflorantes, expuestas en los cerros del distrito, se aprecian fracturamientos,

plegamientos y fallamientos menores.

Existen también manifestaciones neotectónicas de edad geológica reciente, que hace que

los terrenos tengan ciertas basculaciones, con desplazamientos pequeños.

5. PELIGROS GEOLÓGICOS

5.1. Procesos de Geodinámica Externa

En el distrito de San Martín de Porres, ha sido afectado mayormente por inundaciones,

erosión de riberas, caída de rocas y deslizamientos.

5.2. Mapa de Peligros Geológicos

Las áreas estudiadas del distrito de San Martín de Porres, se encuentran

geomorfológicamente en llanuras aluviales; compuesto por materiales acarreados por los río

Chillón y Rímac. Las rocas son del tipo volcánico – sedimentarias, y afloran dentro del

distrito conformando cerros y lomadas.

Los procesos de geodinámica externa, están relacionadas a acción de precipitaciones

pluviales extraordinarias, acción de la erosión de riberas e inundaciones. Se debe considerar

que el intenso urbanismo en los últimos años, ha trastocado los relieves naturales, pudiendo

en cierta forma afectar el equilibrio natural de las geoformas, como es el caso que al haber

sido ocupadas por viviendas algunas laderas de los cerros, ha desestabilizado el equilibrio

de las laderas, pudiéndose producir deslizamientos.

Los peligros geológicos en el distrito de San Martín de Porres, se han determinado a base

de las características geomorfológicas, litológicas, geodinámicas y geotécnicas. Se ha

elaborado un mapa de peligros geológicos, donde se representa la dispersión areal de las






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diferentes intensidades de los peligros, asimismo la extensión y el porcentaje de área que

ocupan.

Se ha elaborado un mapa de peligros geológicos el cual puede ser visto en el Mapa A-3

A continuación, se describe los peligros geológicos identificados en el distrito de San Martin

de Porres:

5.2.1. Peligro Alto

El distrito de San Martín de Porres, tiene como límites a los ríos Chillón (límite Norte) y el río

Rímac (límite Sur). Estos traen agua todo el año, en época de estiaje, su caudal es bajo,

también se debe a que las aguas de los ríos, son explotadas para agua potable y para

regadío.

Pero en época de creciente, el caudal de los ríos se incrementa notoriamente; como

consecuencia de ello, se incrementa la erosión de sus riberas y se producen inundaciones.

La intensa urbanización del distrito, ha hecho que la población se asiente en lugares no

apropiados, cerca de las márgenes de los ríos, cuyas viviendas tienen una alta probabilidad

que sean afectadas por la erosión de riberas y las inundaciones. También el cauce de los

ríos se están estrechando y modificando, debido a que se está echando desmonte de todo

tipo, también se extrae materiales de los ríos como áridos de construcción, todo ello hace

que cuando hay aumento del volumen de las aguas de los ríos, estas aguas pueden variar

su curso natural, y afectar a la viviendas mal ubicadas.

Se debe tener presente que los ríos que discurren por el distrito, ya están muy cerca de su

desembocadura en el mar, por ello el cauce de estos ríos presentan terrenos semi planos y

su máximo caudal.

En el límite Sur del distrito, las márgenes del río Rímac, presentan varios trabajos de

defensa ribereña, como muros de concreto, de gaviones, enrocados; se debe que cerca se

ubican importante edificaciones de gran interés para la ciudad de Lima, por ser parte del

centro histórico de la ciudad; también en el cauce del río se está haciendo importantes obras

viales, correspondientes al proyecto Línea Amarilla. Pero pese a ello, se ha producido

problemas principalmente por erosión ribereña y desbordes.

5.2.2. Peligro Medio

Se ha considerado peligro medio, donde se ubican las laderas de los cerros La Milla,

Candela, Oquendo, y en algunas lomadas pequeñas. Los cerros y lomadas están






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conformados por rocas volcano - sedimentarias, que en su forma natural tienen una

estabilidad buena. Estas laderas tienen pendientes moderadas, mayormente se encuentran

tapizadas de arenas eólicas, pero de menor espesor que en las llanuras aluviales,

encontrándose la roca a poca profundidad. Actualmente en las laderas, existe fuerte

dinamismo de construcción de viviendas, estas mayormente de construcción precaria.

Debido a que las laderas se están disturbando de manera inadecuada, se pueden producir

deslizamientos y caída de rocas.

5.2.3. Peligro Bajo

Las áreas con peligro geológico bajo ocupan la mayor parte del distrito de San Martín de

Porres y están constituidos por terrenos planos o semi planos, con algunas lomadas de poca

altura. Estos terrenos planos, están conformados por depósitos aluviales, constituidos por

cantos rodados, arenas limos y arcillas, materiales que han sido acareados por los ríos

Chillón y Rímac.

6. EVALUACIÓN DEL PELIGRO SÍSMICO

6.1. Metodología

El análisis de peligro sísmico probabilístico consiste en la evaluación de la probabilidad que

en un lugar determinado ocurra un movimiento sísmico de una intensidad igual o mayor que

un cierto valor fijado. En general, se hace extensivo el término intensidad a cualquier otra

característica de un sismo, tal como su magnitud, la aceleración máxima, el valor espectral

de la velocidad, el valor espectral del desplazamiento del suelo, el valor medio de la

intensidad Mercalli Modificada u otro parámetro de interés para el diseño ingenieril.

La predicción de eventos futuros puede ser realizada por medio de modelos estadísticos, en

base a datos pasados. Actualmente el modelo más usado es el de Poisson. Este asume

que los eventos sísmicos son espacial y temporalmente independientes y que la

probabilidad de que dos eventos sísmicos ocurran en el mismo sitio y en el mismo instante

es cero. Estas suposiciones, por lo general, no se ajustan a la ocurrencia de eventos de baja

magnitud, sin embargo representan adecuadamente la ocurrencia de los movimientos

grandes, que son los de mayor interés para fines ingenieriles. Por esta razón, el modelo de

Poisson es ampliamente utilizado para evaluar el peligro sísmico probabilísticamente.

Es fundamental para el análisis definir fuentes sismogénicas y leyes de atenuación.

Las fuentes sismogénicas utilizadas fueron las que presentó Gamarra (2009). Él basó la

determinación de las fuentes en mapas de distribución de epicentros, así como en las






15

características tectónicas del área de influencia. La actividad sísmica en el Perú es el

resultado de la interacción de las Placas de Nazca y Sudamericana, así como del proceso

de reajustes tectónicos del aparato andino. Esto permite agrupar a las fuentes en

continentales y de subducción. Las fuentes de subducción modelan la interacción de las

Placas Sudamericana y de Nazca. Las fuentes continentales o corticales están relacionadas

con la actividad sísmica superficial andina. Luego de definir la geometría de las fuentes es

necesario evaluar los parámetros de sismicidad local. Para esto, dividió el catálogo sísmico

en función al número de fuentes, determinándose de esta manera los eventos delimitados

en cada fuente. Dado que el proceso de Poisson postula la utilización de datos mutuamente

independientes, procedió a eliminar los eventos sísmicos catalogados como réplicas. Para

ello se empleó la metodología propuesta en el proyecto piloto “Global Seismic Hazard

Assessmentt Project” (GSHAP), basado en la relación de Maeda (1996).

Se utilizaron las fuentes de subducción F3, F4 y F5, asumiendo que estas fuentes presentan

mecanismos focales del tipo compresivo, o de falla inversa, los cuales corresponden a

sismos de subducción de interfase. Así mismo, se utilizó las fuentes de subducción de

intraplaca superficial F8, F9 y F10, e intraplaca intermedia, F12, F13 y F14, asumiendo que

estas fuentes presentan mecanismos focales del tipo tensional, o de falla normal. Por su

parte, para las fuentes continentales fueron consideradas para el análisis, las fuentes F15,

F16, F17, F18, F19 y F20.

Una vez determinada la tasa de actividad de cada una de las fuentes sísmicas, es necesario

evaluar los efectos que, en términos de intensidad sísmica, produce cada una de ellas en un

sitio de interés. Para ello se requiere saber que intensidad se presentará en el lugar de

interés, si en la i-ésima fuente ocurriera un temblor con magnitud dada. Para esto se utilizan

las leyes de atenuación.

Las leyes de atenuación pueden adoptar muy diversas formas y para estimar el peligro

sísmico se utilizaron los modelos de atenuación para ordenadas espectrales propuesta por

Young et al (1997), CISMID (2006) y Zhao et al (2006), que diferencian los mecanismos

focales para sismos de subducción de interfase e intraplaca en la estimación de la máxima

aceleración del suelo. Así mismo, se ha utilizado el modelo de atenuación para ordenadas

espectrales propuesta por Sadigh et al (1997) para sismos continentales.

Una vez conocidas la sismicidad de las fuentes y los patrones de atenuación de las ondas

generadas en cada una de ellas, el peligro sísmico puede calcularse considerando la suma

de los efectos de la totalidad de las fuentes sísmicas analizadas y la distancia entre cada

fuente y el sitio donde se proyectará la estructura.






16

El peligro sísmico del área del proyecto se ha determinado utilizando la información

pertinente en la literatura técnica y así como el programa de cómputo CRISIS 2007,

versión7.6, que emplea métodos numéricos conocidos.

El peligro expresado en términos de las tasas de excedencia de intensidades Sa, se calcula

mediante la siguiente expresión (Esteva, 1970):

(10)

donde la sumatoria abarca la totalidad de las fuentes sísmicas , y , es la

probabilidad que la intensidad exceda cierto valor, dadas la magnitud del sismo , y la

distancia entre la i-ésima fuente y el sitio . Las funciones son las tasas de actividad

de las fuentes sísmicas, la cual fue descrita anteriormente. La integral se realiza desde

hasta , lo cual indica que se toma en cuenta, para cada fuente sísmica, la contribución de

todas las magnitudes.

Las fuentes sismogénicas de subducción y continentales se presentan en los Mapas B.3-1 y

B.3-2 y sus coordenadas geográficas se indican en las Tablas 1 y 2.

6.2. Peligro Sísmico Probabilístico

Para la evaluación del peligro sísmico probabilístico en el distrito de San Martín de Porres,

se ha considerado las coordenadas geográficas presentadas en la Tabla 1.

Tabla 1. Coordenadas Geográficas para evaluación de Peligro Sísmico.

Zona de Estudio Coordenadas

Longitud (W) Latitud (S)

Distrito de San Martín de

Porres -77.09 -11.98

La Tabla 2 muestra los resultados obtenidos con el programa CRISIS 2007 versión 7.6

correspondiente a las máximas aceleraciones horizontales esperadas en el punto de análisis

para diversos tipos de suelos. Estos valores se han estimado para los diferentes modelos de






17

atenuación utilizados y para los períodos de retorno de 475, 1000 y 2500 años, considerando 50

años de periodo de exposición sísmica.

Tabla 2. Aceleraciones espectrales para T = 0.0 s para diferentes periodos de retorno.

Dependiendo del tipo de estructura, la Norma E.030 de Diseño Sismorresistente de

edificaciones, define el coeficiente sísmico de diseño a aquel obtenido con un 10% de

probabilidad de excedencia y un periodo de exposición sísmica de 50 años, el cual

corresponde a un evento sísmico de 475 años de periodo de retorno.

Lo anterior significa que en la zona evaluada, la aceleración horizontal máxima del sismo de

diseño para un suelo del Tipo B (roca) corresponde a 412.05 cm/s2 considerando la media

(P.50) del modelo de atenuación ponderado, y así mismo, se propone valores de

aceleración horizontal máxima de 468.48 cm/s2 para suelo tipo C (suelo muy denso).

7. CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA DEL SUELO

7.1. Metodología

Para la caracterización geotécnica de los suelos del área de estudio cuatro criterios fueron

tomados en cuenta. Estos son: el tipo de suelo, el grado de compacidad y/o consistencia, la

capacidad portante de cimentaciones típicas y las condiciones particulares que pudiesen

existir en el lugar.

TABLA : ACELERACIONES ESPECTRALES EN SUELO PARA T = 0.0 s PARA DIFERENTES PERIODOS DE RETORNO

50 100 200 475 1000 2500

Roca (Tipo B) -77.09 -11.98 163.45 224.08 299.46 412.05 530.32 701.04

Suelo (Tipo C) -77.09 -11.98 170.70 240.06 327.89 468.48 610.55 831.63

50 100 200 475 1000 2500

Roca (Tipo B) -77.09 -11.98 0.17 0.23 0.31 0.42 0.54 0.71

Suelo (Tipo C) -77.09 -11.98 0.17 0.24 0.33 0.48 0.62 0.85

Modelo de Atenuación

Ponderado

Longitud

(W)

Latitud

(S)

Aceleración horizontal Máxima (cm/s2) de diferentes Modelos

de atenuación para un período de retorno de:

Modelo de Atenuación

Ponderado

Longitud

(W)

Latitud

(S)

Aceleración horizontal Máxima (g) de diferentes Modelos de

atenuación para un período de retorno de:






18

La principal fuente de información existente sobre las características geotécnicas del área

de estudio lo constituye el estudio de Microzonificación Geotécnica Sísmica realizado por el

CISMID, en el año 2005. De este estudio, se recopilaron 58 calicatas.

Así mismo de la empresa privada Jorge E. Alva Hurtado Ingenieros E.I.R.L., se recopilaron

05 calicatas, de la empresa privada Corporación Olam S.A.C., se recopiló 01 calicata.

Finalmente se recopiló información de estudios geotécnicos de la empresa privada Cinsuco

S.A.C., de estos estudios se recopilaron 05 calicatas.

En base a la información recopilada, se realizaron los trabajos de exploración en lugares

estratégicamente seleccionados. En total se han ejecutado 36 calicatas, 13 ensayos de

Penetración Dinámica Ligera (DPL) y 02 ensayos de densidad de campo, la ubicación de los

sondajes ejecutados y recopilados se muestran el mapa C-1.

7.2. Tipos de Suelos

De acuerdo a las características geomorfológicas del lugar de estudio, su formación

geológica y los datos de los estudios geotécnicos ejecutados y recopilados, se han

generado los mapas de los tipos de suelos a 1.0 y 2.5 m de profundidad, mapas C-2 y C-3,

respectivamente. Los suelos característicos que predominan en el área de estudio se

describen a continuación.

7.2.1. Gravas y Rocas

Dentro del área de interés han sido reconocidos diferentes afloramientos rocosos,

constituidos por rocas sedimentarias y volcánicas. Las rocas sedimentarias son del tipo

areniscas, limo arcilloso y lutitas, pertenecientes a las formaciones Puente Inga, Ventanilla y

Cerro Blanco. Las rocas volcánicas están constituidas por piroclastos andesíticos y

andesitas, estas rocas pertenecen a la unidad Santa Rosa, conocidos como los volcánicos

Santa Rosa.

Las gravas forman parte del material aluvial depositado por los ríos Rímac y Chillón, su

forma va desde sub-redondeada a redondeadas, estas se encuentran inmersas en una

matriz arenosa y/o limosa, presentan una compacidad media a densa y un bajo contenido de

humedad.

7.2.2. Arenas

Forman parte del depósito aluvial del Río Rímac y Chillón, también podemos encontrar este

material como parte de las terrazas fluviales del río Chillón, en la parte norte del distrito.






19

Este material, en la zona de estudio, presenta una compacidad media a densa, una

humedad baja y un bajo o nulo índice de plasticidad.

7.2.3. Arcillas y Arcillas Limosas

Estos materiales, en la zona de estudio, presentan una consistencia rígida, una humedad

baja y un bajo índice de plasticidad

7.3. Análisis de Estabilidad de Taludes en las Áreas Ribereñas del Río Rímac

En el presente estudio se ha efectuado el análisis de estabilidad de los taludes que se

encuentran en las márgenes del río Rímac, entre los puentes Santa María y del Ejército, los

cuales han sido evaluados bajo condiciones estáticas y pseudo-estáticas.

Para ejecutar este trabajo se ha revisado investigaciones posteriores realizadas en la zona

de estudio (Fernández, J., 2015), los cuales han sido utilizada como un referente. La

metodología aplicada para el análisis de estabilidad ha sido el método de equilibrio límite, y

el método de análisis de falla circular adoptado ha sido el de Spencer. Dos (02) secciones

han sido evaluadas, correspondientes a las secciones más críticas en el distrito de San

Martin de Porres, los cuales fueron seleccionados de acuerdo a las inspecciones de campo

realizadas a lo largo de los taludes.

7.3.1. Estimación de las Secciones Transversales

El corte de las dos secciones analizadas en el presente trabajo se ha obtenido a partir de

modelos de elevación digital (DEM). El DEM se ha calculado de fotografías aéreas, en cuya

adquisición se utilizó vehículos aéreos no tripulados (UAV por sus siglas en inglés)

pertenecientes a la marca DJI, del modelo Phantom 3 Professional con cámara Sony de 12

MP. La ubicación de estas secciones se muestra en el Anexo C-6.

La Figura 1 (a) muestra el ortomosaico donde se ubica la sección A-A', mientras que la

Figura 01 (b) presenta las condiciones actuales de dicha sección.

7.3.2. Propiedades de los materiales

Las propiedades mecánicas de los materiales aluviales que conforman a los taludes en las

áreas ribereñas del río Rímac del distrito de San Martin de Porres se definieron en función

de los sondajes geotécnicos recopilados y ejecutados en los alrededores de la zona de

interés. La Tabla 01 presenta los valores de resistencia cortante de los materiales

considerados en el análisis.






20

Figura 1. (a) Imagen capturada desde un vehículo aéreo no tripulados de la sección A-

A’, (b) vista panorámica de los taludes en las áreas ribereñas del río Rímac, en el

distrito de San Martín de Porres. La fotografía fue tomada del puente peatonal S/N,

ubicado a la altura del puente Santa María.

Tabla 01. Parámetros de resistencia de los materiales.

El estudio consistió en el análisis estático y pseudo-estático mediante el método Spencer.

Se consideró una sobrecarga de 2 ton/m (19.61 KN/m), que representaría el peso de las

viviendas aledañas a los márgenes del río Rímac. Los resultados concernientes al análisis

estático muestran que las dos secciones analizadas presentan un factor de seguridad (FS)

de aproximadamente 1.5; mientras que los resultados relacionados al análisis pseudo-

estático con una carga horizontal de 0.225g presentan un FS de 1.2.

(a) (b)

MaterialPeso unitario

(kN/m3)

Cohesión

(kN/m2)

Ángulo de

fricción (°)

Grava mal gradada 21 40 41

Relleno no

controlado15 0 20






21

7.3.3. Análisis de Equilibrio Límite

En el análisis de estabilidad de los taludes se ha considerado la presencia de las estructuras

existentes hoy en día. Como se mencionó, los taludes han sido evaluados bajo condiciones

estáticas y pseudo-estáticas. En el análisis pseudo-estático, se ha utilizado un coeficiente

sísmico de 0.24g. Se ha asumido superficies de falla circular en el análisis.

Figura 2. Resultados de estabilidad de taludes de la sección (a) A-A’ y (b) B-B’ bajo

condiciones pseudo-estáticas. Los colores verde y rosado representan a la grava mal

gradada y al relleno no controlado, respectivamente. En ambas figuras se puede observar el

factor de seguridad mínimo, así como también los potenciales superficiales de falla con un

factor de seguridad menor a 1.25.

Se muestra todos los probables

círculos de fallas con FS menor

a 1.25

1.02

Factor de

seguridad mínimo

(a)

Se muestra todos los probables

círculos de fallas con FS menor

a 1.25

(b)

1.25

Factor de

seguridad mínimo






22

La Figura 2 (a) y (b) muestra los resultados de las 02 secciones analizadas bajo condiciones

pseudo-estáticas. La Figura 2 presenta el factor de seguridad mínimo bajo condiciones

pseudo-estáticas, así como también las posibles superficies de falla que presentan un factor

de seguridad menor a 1.25 – valor establecido por la norma E.050 Suelos y Cimentaciones

(2006b).

Nuestros resultados indican que, en la condición actual, los taludes que conforman las áreas

ribereñas del Río Rímac en el distrito de San Martín de Porres son estáticos y pseudo-

estáticamente inestables. El área de influencia a derrumbarse se encuentra a partir de los 4

m a más, medidos desde el borde de los taludes hacia la ciudad. Las causantes que hacen

que los taludes sean inestables son las viviendas cimentadas prácticamente al borde de los

taludes, así como, la capacidad de erosión del río Rímac, el cual continuamente debilita o

erosiona el pie del talud, sobre todo en lluvias extremas como lo ocurrido durante el

Fenómeno El Niño.

7.4. Microzonificación Geotécnica

En base a la zonificación realizada de los tipos de suelos existentes en el área de estudio,

se procedió a agruparlos según sus características geotécnicas. El propósito de esta

agrupación ha sido definir un Mapa de Microzonificación Geotécnica, mapa C-4, el cual

permite identificar zonas favorables y desfavorables para la cimentación de edificaciones

convencionales. Para evaluar la capacidad admisible se ha considerado una cimentación

corrida de 0.60 m de ancho y una profundidad mínima de 0.80 m. La descripción de cada

zona se presenta en el ítem siguiente.

7.4.1. Zona I

La Zona I comprende zonas de afloramiento de roca con diferentes grados de fracturación y

depósitos de gravas de compacidad media a densa. El tipo de suelo de cimentación descrito

en esta zona presenta las mejores características geotécnicas para la cimentación de

edificaciones convencionales. Esta zona se abarca gran parte del área del distrito.

La capacidad de carga admisible en esta zona es mayor a 5.0 kg/cm2 si se desplanta sobre

la roca ligeramente alterada o sana y mayor a 4.00 kg/cm2 si se desplanta sobre la grava.

Se considera que la cimentación debe estar asentada sobre terreno natural y bajo ninguna

circunstancia sobre materiales de rellenos.

7.4.2. Zona II

Esta zona se encuentra emplazada predominantemente en el sector norte del área de

estudio e incluye a las arenas de compacidad media y a los limos y arcillas de consistencia






23

media. Los tipos de suelos descritos en esta zona presentan características geotécnicas

favorables para la cimentación de edificaciones convencionales.

La capacidad de carga admisible en esta zona varía entre 1.00 kg/cm2 a 2.00 kg/cm

2 si se

desplanta sobre la arena, y 0.50 kg/cm2 a 1.00 Kg/cm

2 si se desplanta sobre arcillas. Se

considera que la cimentación debe estar asentada sobre terreno natural y bajo ninguna

circunstancia sobre materiales de rellenos.

7.4.3. Zona IV

Esta zona comprende los taludes afectados por la erosión fluvial del río Rímac, los cuales se

caracterizan por tener una pendiente fuerte. La zona de influencia de los taludes propensos

a derrumbarse empieza desde el borde de los taludes en la parte superior hacia la zona

urbana, de 4 m a más como se aprecia en el Mapa C-4. Se recomienda declarar esta zona

como áreas no aptas para uso de viviendas, restringiendo la construcción de las mismas,

orientándolas a proyectos de rescate y recuperación paisajística de la ribera del río Rímac.

8. CARACTERIZACIÓN DINÁMICA DEL SUELO

8.1. Metodología

Para la caracterización dinámica del suelo se utilizaron 3 propiedades que están

íntimamente ligadas con su respuesta dinámica. Estas son, el periodo de vibración del

suelo, la velocidad de ondas de corte y la velocidad de ondas de compresión de los

diferentes estratos de suelo.

Entre las fuentes de información existentes sobre las características dinàmicas del suelo en

el área de estudio se encuentra el estudio de Microzonificación Geotécnica Sísmica

realizado por el CISMID, en el año 2005 en los distritos de San Martín de Porres e

Independencia. De estos estudios, se recopilaron 13 mediciones puntuales de

microtremores.

Asimismo, el estudio de Microzonificación Sísmica realizado por el CISMID en el año 2011

en el distrito de Comas, en el año 2013 en el distrito de Independencia, en el año 2014 en el

distrito de Los Olivos, y en el año 2015 en el distrito del Rímac. De los cuales se recopilaron

18 mediciones puntuales de microtremores.

Por otro lado, de la Investigación Sobre el Riesgo de Desastres del Distrito de

Independencia con Enfoque de Barrio se recopilaron 06 mediciones puntuales de

microtremores.






24

Finalmente, de la empresa privada ZER GEOSYSTEM PERÚ S.A.C, se recopilaron 03

ensayos MASW y 03 ensayos MAM.

En total para el presente estudio, se recopilaron 37 mediciones puntuales de microtremores,

03 ensayos MASW y 03 ensayos MAM.

8.1.1. Periodo de Vibración del Suelo

El período de vibración del suelo es un parámetro dinámico que define el comportamiento

sísmico de un determinado lugar. Estas vibraciones están conformadas básicamente por

ondas superficiales Rayleigh y Love que están afectadas por la estructura geológica del sitio

donde se miden (Bard, 1998).

Para calcular el periodo fundamental de vibración del suelo se utilizó el método del espectro

H/V propuesto por Nakamura (1989), que realiza el cociente del espectro de Fourier de las

componentes horizontales del registro de microtremores entre el espectro de Fourier de la

componente vertical. El espectro H/V presenta en teoría, un máximo en el periodo

fundamental del suelo. Generalmente, para este periodo la curva muestra un pico bien

definido por valle-cresta-valle. Estos picos son más definidos en suelos formados por

depósitos blandos, mientras son más anchos en suelos duros o intermedios, o compuestos

de materiales heterogéneos (Ordaz y Veras, 2003).

Para el cálculo del espectro H/V se utilizó la Ec. (1) donde , y son los espectros

de Fourier de las componentes NS, EW y vertical, respectivamente.

(1)

En este estudio se realizó la medición de microtremores en 103 puntos distribuidos en toda

el área de estudio, formando una malla de 0.5 a 0.8 km de separación entre puntos. Para

más detalles sobre los ensayos realizados puede referirse al Apéndice D del presente

informe.

8.1.2. Perfil de Velocidades de Ondas de Corte

Para el cálculo de las velocidades de ondas de corte se realizaron los ensayos MASW, MAM

y Arreglos de Microtremores.

Ensayo MASW

El ensayo MASW o Análisis de Ondas Superficiales en Arreglo Multicanal es un método de

exploración geofísica que permite determinar la estratigrafía del subsuelo bajo un punto en






25

forma indirecta, basándose en el cambio de las propiedades dinámicas de los materiales

que la conforman. Este método consiste en la interpretación de las ondas superficiales

(Ondas Rayleigh) de un registro en arreglo multicanal, generadas por una fuente de energía

impulsiva en puntos localizados a distancias predeterminadas a lo largo de un eje sobre la

superficie del terreno, obteniéndose el perfil de velocidades de ondas de corte (Vs) para el

punto central de dicha línea. En este método, la interpretación de los registros consiste en

obtener de ellos una curva de dispersión (un trazado de la velocidad de fase de las ondas

superficiales versus la frecuencia), filtrándose solamente las ondas superficiales, ya que son

estas ondas las que predominan en el grupo de ondas, conservando alrededor del 70% de

la energía del tren de ondas. Además, la velocidad de fase de estas ondas tiene un valor

que varía entre el 90% al 95% del valor de Vs.

En el área de estudio se ejecutaron 28 ensayos geofísicos MASW, obteniéndose perfiles de

velocidades de ondas de corte hasta una profundidad máxima de 30m. Para más detalles

sobre los ensayos realizados puede referirse al Apéndice D del presente informe.

Ensayo de Arreglos de Microtremores

Este ensayo tiene por finalidad estimar el perfil de velocidades de ondas de corte del suelo

hasta grandes profundidades dependientes del radio del arreglo.

El principio de la medición de arreglos de microtremores radica en el hecho de que éstos

consisten predominantemente de ondas Rayleigh, y que el análisis espectral de estas ondas

puede reproducir sus características dispersivas, las cuales reflejan el perfil de velocidades

de ondas de corte del sitio en estudio (Tokimatsu et al., 1992a; 1992b).

El análisis de los arreglos se puede dividir en dos etapas, la primera referida al cálculo de la

curva de dispersión y la segunda a la inversión del perfil de velocidades de ondas de corte.

El cálculo de la curva de dispersión se realiza por diferentes métodos, entre los cuales se

encuentran el método de Autocorrelación Espacial (SPAC) propuesto por Aki (1957), el

método de Alta Resolución Frecuencia - Número de Onda (F-K) propuesto por Capon

(1969), y el método CCA y nc-CCA propuesto por Cho et al (2004). El proceso de inversión

se realiza por métodos de causa-efecto, o por métodos de optimización, entre los cuales se

tienen los algoritmos genéticos y los algoritmos de vecindario; estos métodos requieren el

ingreso de datos de un perfil inicial probable que a través de un proceso iterativo se ajusta al

verdadero perfil de velocidades de ondas de corte del suelo.

En el área de estudio se ejecutaron 02 ensayos de arreglos de microtremores, obteniéndose

perfiles de velocidades de ondas de corte hasta una profundidad máxima de 80m

aproximadamente. Para más detalles sobre los ensayos realizados puede referirse al

Apéndice D del presente informe.






26

8.1.3. Perfil de Velocidades de Ondas de Compresión Para la determinación de perfiles de velocidades de ondas de compresión se hace uso del

ensayo de refracción sísmica que aprovecha el cambio de las características mecánicas y

dinámicas en medios estratificados como el suelo. El contraste en los valores de densidad

es un ejemplo de este cambio. Este método consiste en la interpretación del tiempo de

llegada de las ondas sísmicas de un registro en un arreglo multicanales generados por una

fuente de energía impulsiva en puntos localizados a distancias predeterminadas a lo largo

de una línea sobre la superficie del terreno.

La energía generada viaja directamente a través de la capa de suelo más superficial o por

las capas de suelo más profundas antes de regresar a la superficie debido a la refracción.

Así, las ondas son registradas por los sensores o geófonos igualmente espaciados a cierta

distancia establecida. Después de cierta longitud desde el punto de la generación de

energía, la onda refractada es observada como la primera onda en arribar. La refracción

sísmica usa el proceso de refracción crítica para inferir profundidades de fronteras entre

capas de suelo y velocidades de estas (Anomohanran, 2013).

En este estudio se han realizado 28 ensayos de Refracción Sísmica. Para más detalles

sobre los ensayos realizados puede referirse al Apéndice D del presente informe.

8.2. Mapa de Zonas de Isoperiodos

El mapa D-3 del Apéndice D muestra tres zonas definidas por intervalos de período,

clasificadas de acuerdo a sus características dinámicas de vibración y relacionadas con las

velocidades de ondas de corte encontradas. La descripción de estas zonas se presenta en

los siguientes ítems.

8.2.1. Zona I

La zona I comprende el área con períodos de vibración menor a 0.20 s. Los perfiles de

velocidad de onda de corte que representan a esta zona con el método MASW son: MASW-

01, MASW-02, MASW-03, MASW-04, MASW-05, MASW-07, MASW-08, MASW-09, MASW-

10, MASW-11, MASW-12, MASW-13, MASW-14, MASW-15, MASW-16, MASW-17, MASW-

19, MASW-20, MASW-21, MASW-22, MASW-23 y MASW-24, y con el Ensayo de Arreglo de

Microtremores es el Arreglo A-01. En el Mapa D-3 se observa que esta zona abarca la

mayor parte del área de estudio. Los periodos de vibración de esta zona corresponden a un

suelo rígido.






27

8.2.2. Zona II

La zona II comprende el área con períodos de vibración mayor o igual a 0.20 s y menores a

0.30 s. Los perfiles de velocidad de onda de corte que representan a esta zona con el

método MASW son: MASW-09 y MASW-18. Esta zona se encuentra localizada en

diferentes partes del distrito, y abarca un área menor al de la zona I, como se aprecia en el

Mapa D-3. Los periodos de vibración de esta zona corresponden a un suelo medianamente

rígido.

8.2.3. Zona III

La zona III comprende el área con períodos de vibración mayor o igual a 0.30 s y menores a

0.50 s. El perfil de velocidad de onda de corte que representa a esta zona con el método

MASW es el MASW-06 y con el Ensayo de Arreglo de Microtremores es el Arreglo A-02.

Esta zona se encuentra localizada en diferentes partes del distrito, y abarca un área menor

al de la zona II, como se aprecia en el Mapa D-3. Los periodos de vibración de esta zona

corresponden a un suelo medianamente flexible.

9. MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA

La norma E0.30 de Diseño Sismo Resistente (SENCICO, 2006a) define la microzonificación

sísmica como un estudio multidisciplinario, que investiga los efectos de sismos y fenómenos

asociados como licuefacción de suelos, deslizamientos, tsunamis y otros, sobre el área de

interés. El estudio suministra información sobre la posible modificación de las acciones

sísmicas por causa de las condiciones locales y otros fenómenos naturales.

Es importante mencionar que los resultados obtenidos en la Microzonificación Sísmica no

deben ser utilizados para fines de diseño y/o construcción de algún proyecto específico en

algún punto particular del área de estudio. Adicionalmente, estos resultados no reemplazan

a los estudios exigidos en la Norma Técnica E.030 de Diseño Sismo Resistente y la Norma

Técnica E.050 de Suelos y Cimentaciones, que son de obligatorio cumplimiento.

Para el presente estudio se consideraron diferentes disciplinas en mapas que muestran

diferentes resultados. El resultado de la evaluación de los peligros geológicos es mostrado

en el mapa Peligros Geológicos (ver mapa A-3, Apéndice A). Las características

geotécnicas son mostradas en el mapa de Microzonificación Geotécnica (ver mapa C-4,

Apéndice C). Por otro lado, las características dinámicas son mostradas en el mapa de

Zonas de Isoperiodos (ver mapa D-3, Apéndice D). Los resultados de estos mapas,

relacionados con la definición de microzonificación sísmica, son superpuestos para la

elaboración del Mapa de Microzonificación Sísmica (ver mapa I-2).






28

La Microzonificación Sísmica presenta tres zonas, cuyas descripciones se presentan en los

siguientes ítems.

Zona I

La Zona I comprende zonas de afloramiento de roca con diferentes grados de fracturación y

depósitos de gravas de compacidad media a densa. El tipo de suelo de cimentación descrito

en esta zona presenta las mejores características geotécnicas para la cimentación de

edificaciones convencionales. Esta zona se abarca gran parte del área del distrito.

La capacidad de carga admisible en esta zona es mayor a 5.0 kg/cm2 si se desplanta sobre

la roca ligeramente alterada o sana y mayor a 4.00 kg/cm2 si se desplanta sobre la grava. Se


circunstancia sobre materiales de rellenos. En esta zona se encuentran períodos de

oscilación lateral del suelo menores a 0.30 s.

Zona II

Esta zona se encuentra emplazada predominantemente en el sector norte del área de

estudio e incluye a las arenas de compacidad media y a los limos y arcillas de consistencia

media. Los tipos de suelos descritos en esta zona presentan características geotécnicas

favorables para la cimentación de edificaciones convencionales.

La capacidad de carga admisible en esta zona varía entre 1.00 kg/cm2 a 2.00 kg/cm2 si se

desplanta sobre la arena, y 0.50 kg/cm2 a 1.00 Kg/cm2 si se desplanta sobre arcillas. Se


circunstancia sobre materiales de rellenos. En esta zona se encuentran períodos de

oscilación lateral del suelo menores a 0.40 s.

Zona IV

Esta zona comprende los taludes afectados por la erosión fluvial del río Rímac, los cuales se

caracterizan por tener una pendiente fuerte. La zona de influencia de los taludes propensos

a derrumbarse empieza desde el borde de los taludes en la parte superior hacia la ciudad,

de 4 m a más como se aprecia en el Mapa C-4. Se recomienda declarar esta zona como

áreas no aptas para uso de viviendas, restringiendo la construcción de las mismas,

orientándolas a proyectos de rescate y recuperación paisajística de la ribera del río Rímac.

Es importante indicar que en este distrito no se ha identificado ni encontrado material del

suelo con características y comportamiento correspondiente a una Zona III, que si existe en

otros distritos de la Ciudad de Lima.






29

10. MAPA DE ACELERACIONES MÁXIMAS ESPERADAS DEL SUELO

Una vez determinado el mapa de microzonificación sísmica en el área de estudio, es

necesario caracterizar las zonas identificadas de manera cuantitativa estimando el valor de

aceleración horizontal máxima esperada para el suelo; para ello se utilizará como dato de

entrada el resultado de la aceleración esperada para terreno firme del estudio de peligro

sísmico que corresponde para un suelo “Tipo C” (IBC, 2006) un valor de aceleración

horizontal máxima de diseño PGA de 468.48 cm/s2; los valores de aceleración máxima

proyectados para las diferentes zonas mostrados en el mapa de Microzonificación Sísmica

I-2 se obtienen multiplicando el factor del suelo propuestos en la Norma de Diseño Sismo

Resistente E.030 por la aceleración máxima PGA de 468.48 cm/s2 de la siguiente manera:

Zona Factor Aceleración Máxima (cm/s2)

I 1.00 468.48

II 1.05 491.90

IV 1.20 562.18

Los valores obtenidos para el área de estudio son mostrados en el Mapa I-3.






30

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