Cliente: Constructora Vial Pacífico SpA · Ubicación: Valparaíso, comuna de Viña del Mar · Fecha: 2024-11 · Duración: 4 meses
Desafío
El proyecto de mejoramiento vial de la Ruta 68, en el tramo que conecta Viña del Mar con el sector de Placilla, requería una caracterización geotécnica detallada para el diseño de terraplenes de hasta 8 m de altura y la estabilización de taludes en corte. El sector presenta una geología compleja, con depósitos de suelos granulares sueltos (arenas limosas y gravas) intercalados con lentes de arcilla de baja plasticidad, además de un nivel freático somero que varía entre 2 y 5 m de profundidad según la temporada. La alta sismicidad de la zona (zona sísmica 3 según NCh433) imponía restricciones severas: se debía evitar la licuación de las arenas saturadas bajo cargas cíclicas y garantizar una capacidad portante mínima de 200 kPa para las fundaciones de los muros de contención proyectados. Adicionalmente, el acceso limitado a lo largo de la franja vial y los plazos ajustados (4 meses) exigían una campaña de exploración eficiente que minimizara las interrupciones al tráfico.
Enfoque y Metodología
Para abordar el desafío se diseñó una campaña geotécnica basada en la norma NCh1508 (SPT) y NCh3171 para el diseño geotécnico. Se ejecutaron 12 sondajes mixtos (percusión y rotación) con recuperación continua de testigos, alcanzando profundidades de 15 a 25 m, distribuidos cada 200 m a lo largo de 2.4 km de trazado. En cada sondaje se realizaron ensayos SPT cada 1.5 m, totalizando 180 puntos de muestreo. Se instalaron 6 piezómetros de cuerda vibrante para monitorear el nivel freático durante 2 meses. Las muestras inalteradas se sometieron a ensayos de clasificación (SUCS), contenido de humedad, densidad in situ, corte directo (CD y CU) y consolidación unidimensional. Para evaluar el potencial de licuación, se realizaron ensayos de penetración dinámica (DPL) complementarios y se aplicaron correlaciones de Youd et al. (2001) ajustadas a la aceleración máxima del terreno (0.4g). Se empleó un equipo de georradar (GPR) para detectar heterogeneidades subsuperficiales en los sectores de mayor complejidad. Los datos se integraron en un modelo geotécnico 3D utilizando software PLAXIS para simular la respuesta sísmica y de deformación.
Resultados
Los resultados indicaron que los suelos granulares presentaban densidades relativas entre 45% y 65%, con ángulos de fricción efectivos de 32° a 36°. La capacidad portante admisible (qadm) obtenida para los muros de contención fue de 250 kPa, superando el requisito mínimo de 200 kPa, lo que permitió optimizar el diseño de las fundaciones (zapatas corridas de 1.2 m de ancho). Se identificaron dos sectores con potencial de licuación moderado (factor de seguridad <1.2) que requirieron mejoramiento mediante columnas de grava vibrocompactada, reduciendo el riesgo a niveles aceptables. La velocidad de onda de corte promedio (Vs30) se estimó en 320 m/s, clasificando el suelo como tipo D según NCh433. El estudio permitió ahorrar un 15% en el volumen de relleno estructural al ajustar los parámetros de diseño, y se cumplió el plazo de 4 meses sin retrasos. Se entregaron 12 perfiles estratigráficos detallados y un informe con recomendaciones de compactación y drenaje.
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Profundidad sondajes (m) | 15-25 |
| N° puntos SPT | 180 |
| qadm obtenida (kPa) | 250 |
| Vs30 promedio (m/s) | 320 |
Lecciones aprendidas
- La integración de GPR con SPT permitió identificar lentes de arcilla no detectados en campañas previas, mejorando el modelo geotécnico.
- El monitoreo piezométrico durante 2 meses fue crucial para capturar variaciones estacionales del nivel freático, evitando subestimaciones del potencial de licuación.
- La aplicación de correlaciones locales para Vs30 a partir de SPT redujo la incertidumbre en la clasificación sísmica del sitio.
"El estudio geotécnico de Mecánica de Suelos nos entregó datos precisos y confiables que nos permitieron optimizar el diseño de los terraplenes y muros, cumpliendo con los exigentes plazos del proyecto."