Lección Aprendida: Optimizando el Diseño Geotécnico
Han pasado casi 16 años de cuando registramos esta lección aprendida, que permitió optimizar el diseño, reducir el presupuesto y cronograma de dicha obra. Kike la registró y la revisamos para ver que podíamos mejorar a futuro. Hoy quiero compartirla porque considero que la experiencia sigue vigente.
Originador : Kike, 2003
Proyecto : Construcción de una presa de tierra con núcleo de arcilla
Disciplina : Civil – Ingeniería
Otras Disciplinas Afectadas: Costos, Calidad, Planeamiento
PROBLEMA/INNOVACION: Cambios durante construcción de las Especificaciones Técnicas
DESCRIPCION DEL PROBLEMA / INNOVACIÓN:
Durante le etapa de construcción se realizaron algunos cambios a las especificaciones técnicas debido a las características encontradas en campo, entre las principales tenemos:
- Excavación y Material de cimentación para los diques: Se encontró que las características del material “coluvial denso” para la cimentación no cumplían generalmente con la especificación técnica (granulometría y densidad in situ) por lo que no se pudo usar como terreno de cimentación; adicionalmente la potencia del material eólico a eliminar fue superior a lo proyectado dando como resultado una eliminación de material inadecuado superior a lo programado en un 330 %. También no se pudo usar el material “coluvial suelto” como relleno de sitio en el dique, por tener muchos finos. (La longitud del dique de más de 2 km, tuvo mayor variabilidad a la anticipada en estos temas).
- Material de regularización en fondo de dentellón y relleno de grietas: El concreto de regularización indicado en las especificaciones no era práctico para realizar en campo, además de la adherencia y el tiempo de fragua que no eran favorables para el avance del trabajo (medidos una vez que se hicieron los primeros trabajos). Se encontraron grietas y cavernas en la excavación de dentellón (lodolitas) que serían difícil de llenar y sellar dado que al contacto con agua se afectaban.
- Mayor espesor en capas de relleno: Debido a la buena granulometría de los materiales de relleno (y mayores pruebas en campo en las canteras definidas) y el buen comportamiento durante los rellenos iniciales, el contratista solicitó el incremento de espesor de las capas para mejorar su rendimiento en campo y acortar el cronograma del proyecto (esto fue coordinado con ensayos conjuntos entre cliente y contratista).
- Rediseño de Dique: Después de la excavación para llegar al suelo de cimentación, la altura del dique se incrementó de 8 m a 13 m en las zonas más profundas, por lo que se solicitó al diseñador revisar el diseño. (Los diques tenían una longitud de más de 2 Km. y varias gargantas a rellenar).
- Cambio de taludes de diseño en los diques: De acuerdo con las nuevas condiciones de sitio encontradas, que significó mayor volumen de eliminación de material inadecuado y mayor volumen de relleno, así como el hecho de que la presa se cimentarían ahora sobre “basamento rocoso” en la totalidad de su base; el cliente solicitó al diseñador la revisión de los taludes de diseño para reducir costos.
RESOLUCION / SOLUCION
- Excavación y Material de cimentación para los diques: Se eliminó la totalidad del material eólico y coluvial (“suelto” y “denso”) para cimentar los diques sobre el “basamento rocoso” mejorando con esto la calidad de cimentación y los coeficientes de seguridad para los diques.
- Material de regularización en fondo del dentellón y relleno de grietas: En coordinación con el diseñador y pruebas en sitio, se reemplazó el material de regularización con arcilla, que al ser el mismo material del fondo de dentellón (lodolita consolidada) mejoró la adherencia y a menor costo. El relleno de grietas se realizó con material arcilloso con granulometría más fina (“arcilla líquida”) garantizando que penetrara y sellara las grietas y cavernas encontradas en campo.
- Mayor espesor en capas de relleno: Iniciados los rellenos y debido a los buenos resultados de los materiales en las capas de relleno y con la aprobación del diseñador se cambiaron los espesores de capa de la siguiente manera (previa evaluación con capas piloto, y seguimiento de los resultados de control de calidad):
- Relleno general: de 0.30 m a 0.375 m.
- Relleno de material arcilloso : de 0.20 m a 0.25 m.
- Relleno de arena de relave: de 0.30 m a 0.375 m.
Se hicieron ensayos y pruebas de densidad en los últimos 0.10 m de cada capa con resultados favorables. Con esto se mejoró el rendimiento del contratista al tener mayor volumen por capa de relleno y se logró reducir los precios unitarios de cada material.
- Cambio de taludes de diseño en los diques: A pedido del equipo de proyecto del cliente, el diseñador evaluó las características actuales de la cimentación (previa visita a campo para evaluar las condiciones de las excavaciones hechas) y remitió la justificación del cambio de taludes de la siguiente manera: de 2,5H:1V a 2H:1V. Con esto se logró reducir el volumen de relleno general y por lo tanto el costo general de esta partida. (Tuvimos que negociar con el contratista, por el cambio de los volúmenes de relleno).
RECOMENDACIONES
Es importante una buena relación y negociación con el contratista ya que generalmente los cambios significan un costo a favor del usuario, y según sea el caso del contratista. Mantener una estrategia de ganar-ganar.
En la etapa de ingeniería por parte del consultor (cuando se revisan los planos, documentos, reportes y paquete de licitación), se puede justificar una partida para confirmar los datos del consultor que provienen de la investigación inicial de campo (calicatas, sondeos u otros), sobre todo en el área de Geotecnia que involucra siempre una mayor incertidumbre, y que suele cubrirse con el incremento de metrados o diseños conservadores. Acompañar la construcción con la participación del diseñador en la ingeniería de terreno, es una práctica recomendable para este tipo de obras geotécnicas principalmente. En este punto también es importante la definición del alcance de la investigación geotécnica inicial para la etapa de diseño, que cuando se tienen ahorros en la etapa de investigación, puede impactarse con cambios la ejecución.
En este punto final, agregaría lo importante que es llevar una evaluación de los proyectos con metodologías que valoren las etapas previas y la madurez del proyecto, como es la metodología FEL (Front-End Loading), para lograr proyectos exitosos. Los invito a ver nuestros cursos o artículos sobre este tema.
Autor:
Ulises Oliveros Salas