Anexo 4.1: Efectos de Sitio 172 ANEXO 4.1EFECTOS DE SITIO

Figura A 4.1 Efectos de sitio inducidos por un sismo de gran magnitud EnlaFiguraA4.1sepuedenobservarlosdistintosefectosquetieneunterremotodegran magnitudenelsubsuelodelazonaexpuesta,siendolosprincipalesgeneradoresdedaoenel reaMetropolitanadelGranConcepcinla amplificacindelaondassmicayelfenmenode licuacin. Anexo 4.2: Amplificacin de la Onda Ssmica 173 ANEXO 4.2AMPLIFICACIN DE LA ONDA SSMICALaFiguraA4.2muestralosresultadosdeuntrabajollevadoacaboporRamrezyVivallos (2009) donde estn trazados los isoperiodos. Estos periodos pueden estar relacionados con el tipo desuelo,porejemplo,losperiodosentre0,3y0,5segundoscorrespondenacerrosrocosos mientrasquelosperiodosentre0,7y1,4segundoscorrespondenalosdepsitosarenososy limosos,dondelosvaloresparticularespuedenestarenfuncindeladensidaddelmaterialo compacidad propia del terreno (Mendoza et al., 2011). La informacin gravimtrica fue calibrada con resultados de una perforacin de 133 m de profundidad realizada en el centro de Concepcin y que toc la roca basal. Figura A 4.2 Zonificacin ssmica de Concepcin.Ramrez y Vivallos, 2009 Anexo 4.2: Amplificacin de la Onda Ssmica 174 En la Figura A 4.2 se observa la similitud con el trabajo realizado por SERNAGEOMIN (Figura 4.2) y deja en evidencia que en el centro urbano de Concepcin existe un suelo de baja rigidez, el cual tiene la capacidad de amplificar la onda ssmica de terremotos de gran magnitud. Figura A 4.3 Situacin post 27F de dos edificios cercanos y adyacentes al Ro Llacoln Figura A 4.4 Foto Torres Prat (izquierda) y Libertad (derecha). Valenzuela et al., 2013 Anexo 4.2: Amplificacin de la Onda Ssmica 175 EnlaFiguraA4.3,eledificiocolapsadode15pisossematerializmedianteunterremotode diseo,utilizandosuelotipoII(NCh433.Of96)sobreunafundacinsuperficial.Elotroedificio slorecibidaosmenoresconstruyndosesobrepilotesdefundacinyutilizndoseunsuelo tipo II (NCh433.Of96), lo que implica un terremoto de diseo ms severo. Tabla A 4.1 (a) Modelacin estratigrfica para Torre Libertad. Valenzuela et al., 2013 Horizonte Espesor (m) Clasificacin USCS Peso unitario (KN/m3) Vs (m/s) Prof. napa (m) 125SM18,602204,5 23,0ML17,00196322,0SM19,40270435,0SM17,60314515,0SM20,00480620,0SM19,50370Roca basalIndef.grantica26,503.300 Tabla A 4.1 (b) Modelacin estratigrfica para Torre Prat. Valenzuela et al., 2013 Horizonte Espesor (m) Clasificacin USCS Peso unitario (KN/m3) Vs (m/s) Prof. napa (m) 111,0SM17,501852,5 22,5CL16,5022034,5SM19,0032044,5CL17,00320Roca basalIndef.grantica22,50700 EnlastablasA4.1(a)y(b)sepuedeobservarqueelsuelodeTalcahuano,apesardeserms blando geotcnicamente, tiene velocidades de ondas de corte Vs30 comparables a las del centro de Concepcin.Estodemuestraquelaamplificacindinmicadependeengranmedidadela profundidad del estrato de suelo, con Vs30 similares, donde se observaron comportamientos muy diversos, indicando que la velocidad de onda de corte no es el nico parmetro influyente. Anexo 4.3: Efectos Producidos por el Fenmeno de Licuacin 176 ANEXO 4.3EFECTOS PRODUCIDOS POR EL FENMENO DE LICUACIN Tabla A 4.2 Sitios donde se pudo evidenciar licuacin en la Regin del Biobo, segn Verdugo et al., 2012 y SERNAGEOMIN TIPO LICUACIN: TERRENOS PLANOS LAT.LONG.LUGARCOMUNAPROVINCIADESCRIPCIN 36,773,08IfarleTalcahuanoConcepcinInclinacin de caseta de aguas servidas. 36,873,12 Subestacin Cementos Biobo TalcahuanoConcepcinAsentamiento de fundaciones. 36,873,08 Condominio Brisa del Sol TalcahuanoConcepcin Desplazamiento del suelo de fundacin de casas, quedando una de ellas con severa inclinacin. 36,873,08 Planta Santa Leonor TalcahuanoConcepcinAsentamiento de planta de aguas servidas. 36,873,08 Edificio Los Presidentes TalcahuanoConcepcin Asentamiento de suelo. Formacin de volcanes de arena. 36,873,11 Planta Hualpencillo TalcahuanoConcepcin Asentamiento de caseta de bombas en planta de aguas servidas. 36,873,05 Lomas de San Andrs ConcepcinConcepcin Calles y viviendas afectadas por agrietamiento y asentamientos diferenciales. Algunas grietas tienen profundidades de hasta 2 m y aberturas de 25 cm. Se formaron volcanes de arena.36,873,03 Poblacin Buena Vista ConcepcinConcepcin Agrietamiento y asentamiento de suelos. Aparicin de volcanes de arena. 36,873,03Villa CapConcepcinConcepcin Grietas con extensin de ms de 200 m, profundidades de 0,8 m y aberturas de 15 cm. Se formaron volcanes de arena. 36,873,07 Lnea frrea Concepcin ConcepcinConcepcin Hundimiento de terreno e inclinacin de postes en varios sectores de la lnea de tren. 36,873,01 Barrio Valle Noble ConcepcinConcepcin Asentamiento de casas. Aparicin de volcanes de arena. 36,873,02 Parque Residencial Collao ConcepcinConcepcin Formacin de grietas. Asentamiento de viviendas de ms de 20 cm. 36,873,02Villa LoncopnConcepcinConcepcin Hundimiento de casas. Se formaron grietas de 45 cm de abertura y casi un metro de profundidad. Adems, se generaron volcanes de arena. 36,873,13 Planta de aguas aervidas Las Torres San PedroConcepcinConsiderables daos pozo de bombas. Anexo 4.3: Efectos Producidos por el Fenmeno de Licuacin 177 36,873,12 Escuela San Ignacio San PedroConcepcin Asentamiento diferencial en una de las construcciones de la escuela. 36,873,11 Conjunto Residencial Bayona San PedroConcepcinAsentamiento e inclinacin de casas. 36,973,04ChiguayanteChiguayanteConcepcin Hundimiento y desplazamiento de terreno, inclinacin de postes. 3773,15 Planta Coronel Sur CoronelConcepcinInclinacin de planta elevadora de aguas. 37,173,15 Lnea frrea entada a Lota LotaConcepcinDesplazamiento y hundimiento de terreno. 37,273,33 Planta de Aguas Servidas E. Frei AraucoArauco Daos en pozos de bombas. Pavimento con asentamientos. 37,273,31Planta CochraneAraucoAraucoPlanta elevadora de aguas inclinada. 37,373,32Tanque aguaAraucoAraucoTanque girado. 37,573,55 Hospital Curanilahue CuranilahueCuranilahueAsentamiento y giro de un edificio del Hospital. 37,572,37Villa GalileaLos ngelesBobo Asentamiento de viviendas. Adems se formaron volcanes de arena. 37,572,63NacimientoNacimientoBoboAgrietamiento y asentamiento del terreno. TIPO LICUACIN: LATERAL SPREADING LAT.LONG.LUGARCOMUNAPROVINCIADESCRIPCIN 36,472,81Ro ItataTrehuacouble En la desembocadura del Ro Itata, y en una extensin de 1 km, se formaron grietas de hasta 2 metros de profundidad y de hasta 5 metros de ancho. 36,873,04 Laguna Lo Galindo Concepcin ConcepcinConcepcinAgrietamiento en torno a la laguna. 36,873,04 Laguna Lo Custodio ConcepcinConcepcin Grietas con una extensin aproximada de 160 m a lo largo de la ribera de la laguna. 36,873,07 Laguna Redonda ConcepcinConcepcinAgrietamiento en torno a la laguna. 36,874,05 Laguna Tres Pascualas ConcepcinConcepcin Grietas con aberturas de ms de 1m y de 60 cm de profundidad. Adems, se produjo asentamiento del suelo, lo que da varias viviendas. 36,873,12 Humedal en San Pedro San PedroConcepcinAgrietamiento y asentamiento del terreno. 36,973,07 Restaurante Camino a Santa Juana San PedroConcepcin Grietas de varios metros a orillas del ro Bobo. Un restaurante qued con severos daos. Anexo 4.3: Efectos Producidos por el Fenmeno de Licuacin 178 36,973,07 Camino a Santa Juana San PedroConcepcinGrietas en la ribera del ro. 36,973,04 Altos de Chiguayante ChiguayanteConcepcin Grietas paralelas al ro Biobo. Asentamiento y agrietamiento en viviendas aledaas. 3773,02 Poblacin Villa Futuro ChiguayanteConcepcin Grietas paralelas al ro Biobo. Agrietamiento y asentamiento de edificios cercanos. 3772,96HualquiHualquiConcepcin Desplazamiento de lnea frrea. Agrietamiento y hundimiento de suelo ribera del ro Bobo. 37,272,91TalcamvidaHualquiConcepcinAsentamiento del terreno. 37,272,88Ro BoboHualquiConcepcin Varios sectores presentaron grietas paralelas al cauce del ro Bobo. 37,372,71 Laguna Seoraza LajaBoboGrietas en torno a laguna. 37,373,26 Ro Carampangue AraucoArauco Desplazamiento lateral en algunos tramos del ro Carampangue. 37,572,35 Paseo El Quilque Los ngelesBobo Colapso de Paseo Peatonal. *No hay certeza de licuacin en la zona. 37,673,57Ro LebuLebuAraucoGrietas escalonadas en varios sectores del ro Lebu. TIPO LICUACIN: PUENTESLAT.LONG.LUGARCOMUNAPROVINCIADESCRIPCIN 36,572,21 Puente San Nicols San NicolsubleAsentamiento en cepa. 36,873,03Puente AndalinConcepcinConcepcinAsentamiento y giro de cepa. 36,873,09 Puente Juan Pablo II ConcepcinConcepcin Asentamiento de cepas y falla al corte en pilar. Lateral spreading y formacin de volcanes de arena. 36,873,07 Puente FFCC Bobo ConcepcinConcepcin Desplazamiento lateral de pilares. Lateral spreading. *No hay certeza de licuacin en la zona. 36,873,07Puente LlacolnConcepcinConcepcinLateral spreading y formacin de volcanes de arena. 36,973,06 Puente La Mochita ConcepcinArauco Desplazamiento transversal de tableros. Lateral spreading y formacin de volcanes de arena. 37,273,46Puente TubulAraucoArauco Inclinacin de cepas. Asentamiento de suelo y lateral spreading. 37,373,44Puente Raqui IIAraucoArauco Inclinacin de cepas. Asentamiento de suelo y lateral spreading. 37,373,27 Puente Ramadillas AraucoArauco Inclinacin de cuatro cepas y estribo sur. Lateral spreading y formacin de volcanes de arena. Anexo 4.3: Efectos Producidos por el Fenmeno de Licuacin 179 TIPO LICUACIN: PUERTOS LAT.LONG.LUGARCOMUNAPROVINCIADESCRIPCIN 36,773,13 Puerto de San Vicente TalcahuanoConcepcin Daos en planta de procesamiento. Edificio girado. Desplazamiento lateral y daos en muro. Formacin de volcanes de arena. 3773,16 Puerto de Lo Rojas CoronelConcepcin Desplazamiento de pilotes en acceso del muelle. Hundimiento de pilotes de hasta 2 m en parte central del muelle. TIPO LICUACIN: ESTRUCTURAS ENTERRADAS LAT.LONG.LUGARCOMUNAPROVINCIADESCRIPCIN 36,672,19ChillnChillnubleFlotacin de estanques en estacin de bencina. 36,873,04 Laguna Tres Pascualas ConcepcinConcepcin Flotacin de estanques de combustible cercano a Laguna Tres Pascualas 36,873,12San PedroSan PedroConcepcinTapa de alcantarillado levantada. 36,973,12 Planta San Pedro del Valle San PedroConcepcinFlotacin de estanque y giro de casa colindante. 37,373,31AraucoAraucoAraucoLevantamiento de alcantarilla. 37,673,65Ro LebuLebuArauco Flotacin de estanque de combustible en ribera norte del ro Lebu. Licuacin en terrenos planos EnHualpn,elCondominioLosPresidentesenfrentalgunosproblemasporelefectode licuacindelossuelos.LaFiguraA4.5(a)muestraelplanmaestrodeesteCondominio, conformadosloporcuatroedificiosdeochopisos(tresaosdeantigedadconrespectoal 2010),puestoquelasdosedificacionesubicadasmsalnortenosehanmaterializado.Sibien existieron asentamientos en gran parte de la zona, el Edificio Riesco, ubicado al suroeste, fue el nicoquepresentdaoestructuralseveroatribuidoaasentamientosdiferencialesensu fundacin, segn las investigaciones realizadas el 2010 por la Asociacin de Reconocimiento de Eventos Extremos de Geo-Ingeniera (GEER, por su sigla en ingls). En la Figura A 4.5 (b) se puede ver la eyeccin de sedimentos, como evidencia de licuacin, en la esquinanorestedelEdificioRiesco.Enestamismazonasemidielmximodesplazamiento vertical que corresponde a 40 cm con respecto del suelo adyacente al Edificio Bulnes (ubicado al noroeste). La Figura A 4.5 (c) muestra un plan esquemtico del movimiento del Edificio Riesco. Anexo 4.3: Efectos Producidos por el Fenmeno de Licuacin 180 ElterrenocirculantedelEdificioErrzuriz(sureste)ydelEdificioMontt(noreste)tuvoun desplazamiento vertical de cinco a diez centmetros. En la zona del Edificio Bulnes (noroeste) no hubo asentamientos significativos (GEER, 2010).Se destaca que el Edificio Errzuriz tuvo daonoestructural,mientrasqueenlosedificiosMonttyBulneseldaofuemenoryprontamente continu su habitabilidad. Cabesealarquedeacuerdoconlainformacindeconstruccindelproyecto,parael emplazamiento del Edificio Riesco se utilizaron fundaciones superficiales de 1 m de profundidad y 1,2 m de ancho y que el suelo de relleno, que reemplaz el humedal, se utiliz hasta los 4 m de profundidad.Datosentregadosporeltestdepenetracinestndar(SPT,porsusiglaeningls) del proyecto original indicaron que bajo el suelo de reemplazo, entre los cuatro y once metros, la densidad relativa estimada era menor al 60% y los factores de seguridad frente a la licuacin eran menoresauno.RespectoalsitiodelEdificioMontt,losdatosdisponiblesdeunaperforacin indicaban una densidad relativa mayor al 60% y un factor de seguridad frente a licuacin mayor a uno (Verdugo et al., 2010). Figura A 4.5 (a) Plan Maestro del CondominioLos Presidentes. GEER, 2010 Anexo 4.3: Efectos Producidos por el Fenmeno de Licuacin 181 Figura A 4.5 (b) Sedimentos eyectados posiblemente por efectos de licuacin. GEER, 2010 Figura A 4.5 (c) Vista esquemtica de los desplazamientos de fundacin. GEER, 2010 Anexo 4.3: Efectos Producidos por el Fenmeno de Licuacin 182 EnConcepcinseregistrlicuacinenterrenosplanosenlasLomasdeSanAndrs,dondese destacaelsectorcomprendidoentrelascallesAlonsoGarcadeRamnyGarcaHurtadode Mendoza(puntos39-41delaFiguraA4.6)quepresentvariosdaosenviviendasycalles producto de un movimiento traslacional del terreno. La Figura A 4.7 (a) muestra una foto satelital delrea.UnamedicincuidadosaenelsectorparaleloalacalleAlonsoGarcadeRamn (segmento indicado con una flecha roja) demostr que esa zona, que inicialmente era de 9,05 m de ancho, se extendi 1,7 m (ver Figura A 4.7 [b]). En la Figura A 4.7 (c) se evidencia el terreno reducidoaproximadamenteenunmetro,debidoalacompresindelmovimientotraslacional (GEER, 2010). Figura A 4.6 Sector Lomas de San Andrs. SERNAGEOMIN, 2010 EnlaFiguraA4.6sepuedenobservar,enpolgonosrojos,lossectorescondaosgravesen viviendas,lossegmentosazulesrepresentanlasgrietasprincipalesqueafectaroncallesy viviendas y los crculos rojos indican los sectores donde ocurrieron golpes de agua. Los puntos 43 y 44 corresponden al sector Barrio Los Espaoles. Anexo 4.3: Efectos Producidos por el Fenmeno de Licuacin 183 (a) Figura A 4.7 (a) rea afectada con desplazamientos traslacionales del terreno. GEER, 2010 El segmento indicado en la Figura anterior, con flecha roja, es la calle Alonso Garca de Ramn. Las flechas amarillas indican casas habitacionales con gran dao. GEER, 2010 Anexo 4.3: Efectos Producidos por el Fenmeno de Licuacin 184 (b) (c) Figura A 4.7 (b) Extensin del terreno en ms de un metro. La Figura (c) muestra el terreno reducido por la compresin del terreno ms elevado. GEER, 2010 Cercano a la ciudad de Concepcin, las lneas frreas tambin sufrieron los efectos de licuacin y posteriorasentamientodealgunossectoresdelterreno,prcticamenteplanos.Algunoscasos relevantes se presentan en la Figura A 4.8. Figura A 4.8 Efecto de licuacin en lnea frrea en Concepcin (EFE). FHWA, 2011 Anexo 4.3: Efectos Producidos por el Fenmeno de Licuacin 185 Con relacin a la comuna de San Pedro de la Paz, la locacin del humedal Los Bastros se puede observarenlaFiguraA4.9(a).EnlaFiguraA4.9(b)seobservanlosasentamientosen centmetrosyladireccinquetomaroncadaunadelasviviendasdelconjuntohabitacional.La FiguraA4.9(c)muestraelcasodeunaviviendaconunasentamientodealmenos15cm (Verdugo et al., 2010). (a) (b) Anexo 4.3: Efectos Producidos por el Fenmeno de Licuacin 186 (c) Figura A 4.9 Conjunto Residencial Bayona en San Pedro de la Paz. (a) Imagen satelital. (b) Mediciones de asentamientos. (c) Vivienda con asentamiento. Verdugo et al., 2010 Porotrolado,uncasosingularocurrienelHospitaldeCuranilahue,ciudadubicada aproximadamente a 90 km al sur de Concepcin, donde el edificio ms alto sufri asentamientos. Un mapa que muestra la numeracin de las alas del edificio y la cantidad de pisos de cada ala se muestraenlaFiguraA4.10(a).EnlaFiguraA4.10(b)sepuedenobservarmedicionesdel movimientorelativodelhospitalysusinclinaciones.Sedestacaqueelala1Ccontieneel ascensorprincipalyporendeeslaestructuramsaltaypesada,locualpuedeguardarrelacin con su mayor asentamiento y giro (Verdugo et al., 2012c). Anexo 4.3: Efectos Producidos por el Fenmeno de Licuacin 187 (a) (b) Figura A 4.10 (a) Mapa de localizacin de alas del Hospital de Curanilahue ytpico detalle de aislacin ssmica. Figura (b) Mediciones del desplazamiento relativo. GEER, 2010 Anexo 4.3: Efectos Producidos por el Fenmeno de Licuacin 188 Lateral Spreading (a) (b) Figura A 4.11 (a) Rotacin de casa en Condominio Brisas del Sol. Figura (b) Foto satelital, antes y despus del sismo, donde se aprecia el desplazamiento de la lnea de edificacin de las viviendas. Verdugo et al., 2010Anexo 4.3: Efectos Producidos por el Fenmeno de Licuacin 189 EnlasFiguraA4.11(a)y(b)seapreciaelfenmenodelateralspreadingdeunconjuntode viviendas de la comuna de Talcahuanoque sufrieron rotaciny un serio desplazamiento lateral, donde el suelo es blando y suelto con caractersticas de un humedal. Figura A 4.12 Efectos del lateral spreading en la Laguna Tres Pascualas. GEER, 2010 EnlaFiguraA4.12seobservaelfenmenolateralspreadingqueseprodujoenunpequeo parque a lo largo de la Laguna Tres Pascualas y que se muestra en la imagen superior izquierda. La propagacin lateral continu a travs de un espacio abierto al sur del parque (imagen superior derecha)paraluegoseguirhaciaelsurenunazonaqueestabaenobras(imageninferior izquierda).Luego,lapropagacinlateralcontinuhaciaelsur,dondelaextensindelatierra empuj viviendas modestas en un barrio pobre (imagen inferior derecha) (GEER, 2010). Anexo 4.3: Efectos Producidos por el Fenmeno de Licuacin 190 Figura A 4.13 reas con (izquierda) y sin (derecha) mejoras del suelo. FHWA, 2011 Figura A 4.14 Daos en las cercanas del camino a Santa Juana. Mendoza et al., 2011 En las imgenes de la Figura A 4.14 se observan los desplazamientos sufridos en la ribera del ro Biobo, donde la compactacin del suelo no fue suficiente para evitar los efectos de la licuacin, porloquesufridesplazamientolateraldestruyendopaseospeatonales,ciclovas,jardines, pequeas grietas, etc. Tambin se observan agrietamientos laterales en la orilla sur del ro Biobo junto al camino de Santa Juana, daando restaurantes, casas, piscinas, tuberas y jardines.Se cree quelalicuacinseprodujoentredosytresmetrosdesdelasuperficie,endepsitosdearena suelta y saturada a nivel del ro. Anexo 4.3: Efectos Producidos por el Fenmeno de Licuacin 191 Licuacin en puertos y muelles Figura A 4.15 La Poza, Talcahuano (imagen superior izquierda). Muelle de pesca artesanal Lo Rojas (imagen superior derecha). Muelle de pesca artesanal Lota Bajo (imagen inferior izquierda). Sifn industrial en Coronel (imagen inferior derecha). Verdugo et al., 2012 Licuacin en estructuras enterradas Figura A 4.16 Levantamiento de dos tanques de aguas residuales. Verdugo et al., 2010