Cliente: Constructora Los Andes SpA · Ubicación: Santiago, Vitacura · Fecha: 2024-11 · Duración: 3 meses
Desafío
El proyecto contempla un edificio de 12 pisos con dos niveles de subterráneo en la comuna de Vitacura, Santiago. El sitio se ubica en una zona de transición entre depósitos aluviales del río Mapocho y rellenos antrópicos de antiguas faenas agrícolas. La geología local presenta una capa superficial de relleno no controlado de 2 a 4 m de espesor, seguida de gravas arenosas densas con matriz limosa, típicas del depósito de Abanico. El principal desafío técnico fue evaluar la capacidad portante y los asentamientos bajo cargas de hasta 8 MN por pilares, considerando la presencia de niveles freáticos estacionales a 6 m de profundidad. Además, la normativa sísmica chilena NCh433.Of2012 exige clasificar el suelo según el perfil de velocidad de ondas de corte (Vs30) para definir el tipo de suelo y el espectro de diseño. La presencia de rellenos sueltos superficiales representaba un riesgo de asentamientos diferenciales y posibles problemas de licuación en capas arenosas saturadas. Se requería una campaña de exploración que permitiera caracterizar con precisión la estratigrafía, obtener parámetros de resistencia y deformación, y definir la profundidad óptima de fundación para evitar los rellenos y aprovechar las gravas competentes.
Enfoque y Metodología
Se diseñó una campaña de exploración geotécnica en dos fases. Primero, se ejecutaron 5 sondajes con recuperación continua de testigos (diámetro HQ) hasta 25 m de profundidad, distribuidos en el área del edificio para cubrir la variabilidad lateral. En cada sondaje se realizaron ensayos de penetración estándar (SPT) cada 1,5 m según NCh1508, obteniendo 35 valores de N60. Además, se instalaron piezómetros Casagrande para monitorear el nivel freático durante 2 meses. En laboratorio, se efectuaron ensayes de clasificación (SUCS), contenido de humedad, densidad natural, y corte directo en muestras inalteradas de gravas. Para evaluar la rigidez dinámica, se realizaron mediciones de velocidad de ondas de corte mediante ensayos de refracción sísmica con 12 geófonos y una línea de 46 m, obteniendo el perfil de Vs hasta 30 m de profundidad. Los datos se procesaron con el método de Masw para determinar Vs30. Complementariamente, se ejecutaron 3 ensayos de placa de carga (diámetro 30 cm) a distintas profundidades para verificar el módulo de reacción del suelo. Con los resultados, se modelaron los asentamientos mediante el método elástico y se calcularon las capacidades portantes admisibles según NCh3171, considerando factores de seguridad de 3 para carga estática y 2 para carga sísmica. Se analizó también el potencial de licuación usando los criterios de Seed e Idriss, actualizados con la magnitud de diseño Mw=8.0.
Resultados
Los sondajes confirmaron la presencia de rellenos antrópicos hasta 3,5 m de profundidad, seguidos de gravas arenosas densas con N60 entre 40 y 60 golpes/pie. El nivel freático se estabilizó a 6,2 m de profundidad. La velocidad de ondas de corte promedio Vs30 resultó de 520 m/s, clasificando el suelo como tipo C (suelo denso) según NCh433.Of2012. Los ensayos de placa de carga arrojaron un módulo de reacción de 120 MPa/m en las gravas. La capacidad portante admisible para fundaciones superficiales (zapatas aisladas de 2x2 m a 4 m de profundidad) se calculó en 350 kPa para carga estática y 500 kPa para combinación sísmica, con asentamientos máximos estimados de 15 mm (diferenciales < 10 mm). Se descartó el riesgo de licuación por la baja densidad de las capas arenosas bajo el nivel freático. El diseño final recomendó fundar sobre las gravas mediante zapatas aisladas, evitando excavaciones profundas y costosas. Esto permitió ahorrar aproximadamente un 20% en costos de fundación respecto a una solución con pilotes. Se entregó un informe con todos los parámetros geotécnicos, perfiles estratigráficos, y recomendaciones de excavación y compactación de rellenos estructurales.
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Profundidad sondajes (m) | 25 |
| N° puntos SPT | 35 |
| qadm obtenida (kPa) | 350-500 |
| Vs30 promedio (m/s) | 520 |
Lecciones aprendidas
- La combinación de SPT y refracción sísmica permite una mejor clasificación del perfil de suelo y reduce incertidumbre en Vs30.
- En suelos con rellenos, es crítico profundizar las fundaciones al menos 1 m dentro del estrato competente para evitar asentamientos diferenciales.
- Los ensayos de placa de carga in situ validan los módulos de deformación estimados a partir de correlaciones con SPT.
"El estudio geotécnico de IngeoTecnia nos entregó la certeza necesaria para optar por fundaciones superficiales, logrando un ahorro significativo en tiempo y costo. Su enfoque riguroso y el cumplimiento de la normativa NCh nos dio total confianza."