La construcción del nuevo acceso al Puente Bicentenario en Concepción requirió atravesar depósitos de limo arenoso con nivel freático apenas a 1.8 metros bajo la rasante. Era un túnel de 340 metros, túnel bajo suelo blando en plena terraza fluvial del Biobío, donde cualquier error en la caracterización geotécnica se traduce en asientos diferenciales que comprometen estructuras vecinas. Ese tipo de escenario es exactamente para lo que está calibrado nuestro equipo técnico. Trabajamos con ensayos triaxiales consolidados no drenados (CU) y presiómetros de Menard para obtener la curva esfuerzo-deformación real del macizo, porque en Concepción los limos orgánicos del Holoceno responden distinto a los de Santiago. Complementamos la campaña con un ensayo CPT para mapear la interfase entre estratos blandos y el contacto con la cota de gravas, algo crítico cuando la cobertura sobre clave es menor a 2 diámetros.
En suelos blandos del Biobío, el squeezing en el frente de excavación puede generar convergencias de hasta el 3 por ciento del diámetro si no se modela correctamente la presión de poros.
Consideraciones locales
En Concepción vemos con frecuencia que se subestima la presión hidrostática en los limos arenosos de la Formación Biobío. Cuando el túnel corta un lente de arena fina saturada, el gradiente hidráulico local puede dispararse a valores de 0.6 o más, suficientes para generar erosión interna si el revestimiento primario no está bien dimensionado. Otro punto que solo se aprende con obra local: el efecto de las lluvias intensas de julio y agosto sobre el nivel freático somero. En un proyecto en la ribera norte del río, el nivel subió 1.2 metros en 48 horas durante el temporal de 2023, obligando a recalcular la presión de poros en tiempo real. Por eso insistimos en el monitoreo piezométrico continuo como parte indisoluble del análisis geotécnico para túneles en suelo blando, sin depender solo de la lectura puntual del sondaje inicial.
Normativa aplicable
NCh1508:2014 Geotecnia – Estudio de mecánica de suelos, NCh2369:2003 Diseño sísmico de estructuras e instalaciones industriales, NCh433:Of1996 Mod.2009 Diseño sísmico de edificios, NCh 3253 Método para ensayo triaxial consolidado no drenado, NCh 165 Presiómetro de Menard en suelos, Eurocódigo 7 EN 1997-1:2004 Proyecto geotécnico
Preguntas frecuentes
¿Qué parámetros de suelo blando son críticos para diseñar un túnel en Concepción?
La resistencia al corte no drenada Su, el módulo de deformación a pequeñas deformaciones E50, la presión de preconsolidación σ'p y la permeabilidad horizontal. En los limos orgánicos del Biobío el Su típico varía entre 15 y 40 kPa, y la relación E50/Su suele estar entre 150 y 400. También es determinante la velocidad de onda de corte Vs para estimar el módulo G0 de manera independiente.
¿En cuánto tiempo entregan los resultados de la campaña geotécnica?
La fase de campo suele completarse en 5 a 12 días hábiles, dependiendo del número de sondeos. Los ensayos de laboratorio toman entre 10 y 20 días adicionales, ya que los triaxiales CU requieren saturación y consolidación previa. El informe geotécnico final con recomendaciones de diseño se entrega típicamente a las 4 semanas de finalizada la campaña.
¿Cuál es el costo de un estudio geotécnico para túnel en suelo blando?
El rango está entre $1.901.000 y $7.851.000, dependiendo de la longitud del túnel, el número de sondeos, los ensayos de laboratorio requeridos y la complejidad de la modelación numérica. Una campaña típica para un túnel de 200-400 metros con 4 sondeos y ensayos triaxiales suele ubicarse en la franja media de ese rango.
¿Qué norma regula el diseño sísmico de túneles en Chile?
La NCh2369:2003 es la referencia principal para el diseño sísmico de estructuras industriales e incluye disposiciones para obras subterráneas. Se complementa con la NCh433 para la definición del espectro de respuesta en superficie y con la NCh1508 para la caracterización geotécnica. En la práctica también aplicamos criterios del Eurocódigo 8 parte 5 y las recomendaciones del manual de túneles de la FHWA para evaluar la deformación por ovalización durante un sismo.
