Estudios de mecánica de suelos y cimentaciones profundas

El SPT es un ensayo de campo que mide la resistencia del suelo a la penetración de un muestreador estándar. Se realiza dentro de una perforación, contando el número de golpes necesarios para hincar el muestreador tres tramos de 15 cm. El resultado (valor N) se correlaciona con la densidad relativa, la resistencia al corte y la capacidad portante del terreno. Es indispensable para diseñar cimentaciones profundas, ya que permite identificar estratos competentes y estimar la longitud de los pilotes.

Consiste en la instalación de pilotes que se vacían directamente en el terreno, dentro de una perforación previamente ejecutada. El proceso incluye la perforación del suelo hasta la profundidad de diseño, la colocación de la armadura y el vertido del hormigón. A diferencia de los pilotes prefabricados, los colados en sitio se adaptan mejor a longitudes variables y a suelos con obstáculos. Se utilizan principalmente para transmitir cargas de radieres y pórticos estructurales a estratos resistentes.

Se requieren al menos los siguientes: ensayos de penetración estándar (SPT) para determinar la resistencia del suelo en profundidad, ensayos de corte directo para obtener la cohesión y el ángulo de fricción, ensayos de consolidación para evaluar asentamientos y ensayos de permeabilidad para conocer el régimen de aguas subterráneas. Con estos datos se elabora el perfil geotécnico y se define la capacidad de carga admisible del pilote.

El plazo depende de la cantidad de sondeos y la complejidad del terreno. Para un proyecto típico de edificación industrial, el trabajo de campo (perforaciones y ensayos SPT) puede durar de 2 a 4 días. Los ensayos de laboratorio (corte, consolidación, clasificación) requieren entre 7 y 15 días adicionales. El informe final con recomendaciones de cimentación se entrega aproximadamente a las 3 semanas de iniciados los trabajos.

El pilote colado en sitio se construye dentro de una perforación en el terreno, lo que permite ajustar su longitud exacta según los estratos encontrados. El pilote prefabricado se hinca mediante golpes o vibración y tiene una longitud fija. Los colados en sitio generan menos vibraciones y ruido, son más adecuados en suelos con obstáculos o cerca de estructuras existentes, y permiten diámetros mayores. Sin embargo, requieren un control de calidad más riguroso durante el vaciado del hormigón.

La capacidad de carga se estima mediante correlaciones empíricas entre el valor N del SPT y la resistencia por fuste y por punta. Fórmulas como la de Meyerhof o la de Decourt permiten calcular la carga última a partir de los valores N promedio en cada tramo. Estos cálculos se complementan con ensayos de laboratorio y, en proyectos críticos, con pruebas de carga estática. El resultado final incluye un factor de seguridad que suele oscilar entre 2 y 3.