Ground surface settlement of loose sands densified with explosives

Abstract

RESUMEN: Este artículo presenta los resultados de un programa de densificación con explosivos que se realizó en un relleno sanitario localizado en el Sur de Carolina, Estados Unidos, para densificar un depósito de arena suelta altamente licuable, y así aumentar su resistencia a licuación y flujo en caso de un evento sísmico. Se seleccionaron cinco zonas para densificar, y se ejecutaron un total de cuatro detonaciones en cada una ellas. Adicionalmente, se realizaron ensayos de CPT antes de la primera detonación para determinar la localización de la capa de arena suelta, y así definir distribución de los explosivos. En cada una de las zonas se llevaron a cabo levantamientos topográficos, a lo largo de la línea central de la dirección larga, para medir los asentamientos de la superficie del terreno antes y después de cada detonación. Los asentamientos medidos mostraron que, independiente de la “perdida” inicial en resistencia a la penetración comúnmente medida por ensayos de campo, la densificación con explosivos es una técnica efectiva para densificar el suelo. En las zonas ensayadas, la densidad relativa final varió entre 65 % y 91 %. A estas densidades, la capa de arena mejorada no es considerada susceptible a licuación y flujo esperándose un comportamiento dilativo durante un evento sísmico.

ABSTRACT: This paper presents the results of a blast densification program conducted at a sanitary landfill located in South Carolina, U.S., to densify a liquefiable loose sand layer deposit and thus increase its resistance to liquefaction and flow during a seismic event. Five zones were selected for improvement, and a total of four blasting passes were implemented at each zone. Additionally, preblast CPT soundings were performed to determine the location of the loose sand layer, and thus define the distribution of the explosives. Topographic surveys were conducted along the centerline of the long direction to measure the ground surface settlements before and after each blast event. Measurements of ground surface settlements indicated that, regardless of the initial “apparent” decrease in penetration resistance commonly measured by standard verification tests, blast densification is an effective technique to increase the soil density. At the tested zones, the final relative densities varied from 65% to 91%. At these densities, the improved sand layer is not considered susceptible to liquefaction and flow, and a dilative response will be expected during a seismic event.