El diseño geotécnico es un componente fundamental en la planificación y ejecución de edificaciones, sobre todo en zonas donde hay alta actividad sísmica. Considerar las características del terreno y su comportamiento durante un temblor permite minimizar el riesgo sísmico en estructuras.
¿Cuál es el riesgo sísmico de una edificación? Hay que entender tres factores principales:
Con un buen diseño geotécnico es posible actuar sobre la vulnerabilidad, reduciendo las probabilidades de daños severos. Evaluar el comportamiento del suelo durante un sismo es necesario para definir la tipología de cimentación que se requiere.
Hay que considerar los tipos de suelos y el efecto de amplificación:
El perfil estratigráfico y la zonificación sísmica son muy importantes. Debes llevar a cabo sondeos in situ (SPT o CPT) y estudios geofísicos (sísmica de refracción), para generar un perfil estratigráfico que identifique las capas más críticas.
Con esta información es posible:
Con zapatas aisladas y corridas, muy útiles en suelos con buena capacidad portante y baja amplificación sísmica (gravas densas o rocas).
Losa de cimentación (mat), buena para distribuir cargas uniformemente en suelos heterogéneos y disminuir efectos de asentamientos diferenciales durante un temblor.
Pilotes hincados o perforados, que transfieren la carga a capas competentes. En zonas con riesgo de licuefacción, inversiones en pilotes con encepados rígidos ayudan a evitar colapsos.
Los pilotes de fricción son los mejores en suelos blandos sin estratos rocosos que estén cerca; pueden otorgar resistencia a través de fricción lateral.
Por otro lado, los micropilotes sirven para proyectos donde hay restricciones de espacio o en cimentaciones de refuerzo, mejorando la rigidez en general.
La compactación dinámica o con rodillo aumenta la densidad y la rigidez, mientras que las columnas de grava o grava compactada mejoran la capacidad portante, minimizando los asentamientos.
Asimismo, el Jet Grounding e inyecciones de lechada generan columnas rígidas que maximizan la resistencia.
Con estos métodos mitigadores se disminuye el efecto amplificación, mientras controlan los riesgos de licuefacción.
Para un buen diseño se requieren sistemas de aislamiento sísmico, como aisladores de base (bearings) y de amortiguación viscosa. El diseño geotécnico tiene que considerar esfuerzos locales inducidos por aisladores, verificando la capacidad de arco de pilotes o zapatas.
Los muros de contención más importantes son: cortacorrientes para reforzar los taludes y evitar deslizamientos en sismos; los anclajes autoperforantes y micropilotes en muros, aumentando la resistencia lateral y permitiendo una mayor disipación de energía; también los sistemas de geosintéticos (geomallas y geotextiles) para reforzar taludes inclinados y controlar la erosión, distribuyendo las tensiones sísmicas.
Recuerda que el anclaje sísmico es fundamental en infraestructuras lineales y basamentos de maquinaria pesada.
En Integra Cimentaciones utilizamos software especializado para simular el comportamiento sísmico acoplado en suelo estructura. También hacemos uso de lo siguiente:
Además, los mapas de contorno de resistencia de suelo orientan a una mejor selección de tipo de cimentación, a identificar zonas con alto riesgo de licuefacción y localización de estratos adecuados para los pilotes.
También se calculan los espectros de respuesta sísmica, adaptando el diseño estructural para reducir la resonancia, y los criterios de cimentación sísmica GCL y Grupo C (suelo blando), que necesita de estudios extras de licuefacción y refuerzo.
