Cliente: Constructora Maule Sur SpA · Ubicación: Talca, comuna de Talca, Región del Maule · Fecha: 2024-03 · Duración: 4 meses
Desafío
El proyecto del nuevo Hospital Público de Talca, con una superficie de 45.000 m², se emplaza en un terreno al norte de la ciudad, próximo al río Claro. La geología local corresponde a depósitos fluviales recientes (gravas y arenas) sobre un basamento de cenizas volcánicas endurecidas (ignimbritas). La principal dificultad técnica fue la alta heterogeneidad del subsuelo: en cortas distancias se pasaba de gravas densas a arenas sueltas con lentes de limo, y el nivel freático se encontraba entre 2 y 5 m de profundidad, variando estacionalmente. Además, la zona sísmica (Zona 3 según NCh433) exigía evaluar el potencial de licuación en los estratos arenosos sueltos. El cliente requería un modelo geotécnico confiable para diseñar fundaciones superficiales y profundas, minimizando riesgos constructivos y cumpliendo con la normativa chilena vigente.
Enfoque y Metodología
Se realizó una campaña de exploración geotécnica en dos fases. En la primera, se ejecutaron 12 sondajes con recuperación continua de muestras (diámetro HQ) hasta 30 m de profundidad, distribuidos en una malla de 50x50 m. Se efectuaron ensayos SPT cada 1,5 m según NCh1508, obteniendo 180 puntos de medición. En los sondajes se instalaron piezómetros para monitorear el nivel freático durante 30 días. En la segunda fase, se realizaron 6 ensayos de penetración dinámica (DPSH) hasta 20 m para correlacionar densidades relativas. Las muestras inalteradas se sometieron a ensayos de clasificación (SUCS), contenido de humedad, densidad natural, y corte directo en condición saturada. Para evaluar la respuesta sísmica, se ejecutaron 3 perfiles de ondas de corte mediante MASW, obteniendo Vs30 y el perfil de velocidades hasta 30 m. Con estos datos, se modeló la amplificación sísmica usando el software Strata, considerando el espectro de diseño NCh433. Se calcularon capacidades portantes admisibles para fundaciones superficiales (zapatas aisladas y losa) y profundas (pilotes), aplicando las expresiones de Meyerhof y Vesic, con factores de seguridad de 3. La licuación se evaluó mediante el método de Seed e Idriss modificado, usando los valores de (N1)60 y contenido de finos.
Resultados
Se determinó que los primeros 8 m corresponden a arenas limosas sueltas a medianamente densas (N SPT promedio 12), seguidas de gravas densas (N SPT > 50) hasta los 20 m, y luego ignimbritas soldadas (RQD > 90%). El nivel freático se estabilizó a 3,5 m de profundidad. La capacidad portante admisible para zapatas apoyadas a 2 m de profundidad (sobre arena) resultó de 150 kPa, mientras que sobre gravas a 8 m se obtuvo 400 kPa. Para pilotes excavados de 0,8 m de diámetro y 12 m de longitud, la carga admisible fue de 2.500 kN. La velocidad de onda de corte promedio Vs30 fue de 320 m/s, clasificando el suelo como tipo D (NCh433). No se detectó potencial de licuación significativo para el sismo de diseño (PGA 0,4g). El modelo geotécnico permitió optimizar las fundaciones, reduciendo el volumen de excavación en un 15% respecto a la solución inicial de pilotes generalizados, con un ahorro estimado de $120 millones CLP. El informe se entregó en plazo de 4 meses, incluyendo planos de perfiles y recomendaciones constructivas.
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Profundidad sondajes (m) | 12-30 |
| N° puntos SPT | 180 |
| qadm obtenida (kPa) | 150-400 |
| Vs30 promedio (m/s) | 320 |
Lecciones aprendidas
- La combinación de sondajes con ensayos geofísicos MASW permitió calibrar el perfil de velocidades y reducir incertidumbre en la respuesta sísmica.
- El monitoreo prolongado del nivel freático (30 días) fue clave para detectar variaciones estacionales y evitar subestimación en el diseño de excavaciones.
- La correlación entre SPT y DPSH en gravas mejoró la estimación de densidades relativas en estratos donde la recuperación de muestras era baja.
"El estudio geotécnico de Mecánica de Suelos nos entregó una caracterización detallada del subsuelo, permitiendo optimizar el diseño de fundaciones y reducir costos significativamente. La rigurosidad en los ensayos y el cumplimiento de plazos fue ejemplar."