Optimización del Desempeño de Inclusiones Rígidas mediante Integración de Datos y Retroanálisis en DAARWIN

Las inclusiones rígidas se han convertido en una solución confiable para la mejora de suelos blandos o compresibles, especialmente en proyectos donde los criterios estrictos de asentamiento y las condiciones variables del terreno exigen un método de refuerzo seguro. Ya sea en el soporte de terraplenes, losas industriales o cimentaciones offshore, su éxito depende de lograr una transferencia de carga consistente entre las inclusiones, el suelo circundante y la estructura superior. Sin embargo, uno de los mayores desafíos en la práctica sigue siendo conectar las hipótesis de diseño con el comportamiento real observado en campo.

DAARWIN ofrece un marco digital que permite cerrar esa brecha. Al integrar investigación geotécnica, monitoreo y análisis dentro de un entorno en la nube, la plataforma permite a los ingenieros diseñar, validar y mejorar continuamente los sistemas de inclusiones rígidas a través de información basada en datos y retroanálisis.

De la Investigación a los Parámetros de Diseño

El éxito de una mejora del terreno comienza con una comprensión clara de la variabilidad del subsuelo. En proyectos con inclusiones rígidas, esto implica identificar estratos compresibles, cuantificar contrastes de rigidez y estimar la resistencia al corte no drenada (Su), el ángulo de fricción efectiva (φ’) y el módulo (M).

DAARWIN automatiza este proceso al interpretar datos de CPT, perforaciones y ensayos de laboratorio provenientes de múltiples formatos (AGS, Excel, PDF), estructurándolos según convenciones estandarizadas. Correlaciones como las de Robertson (2010) o Eslami & Fellenius se aplican automáticamente para derivar los parámetros de diseño clave. Los ingenieros pueden visualizar la distribución de Su y E en profundidad y comparar perfiles a lo largo del sitio, identificando zonas que requieren inclusiones más profundas o una mayor densidad de disposición.

Esta estructuración inmediata y consistente de los datos reemplaza la dependencia tradicional de archivos dispersos o normalización manual, garantizando que los parámetros de diseño sean confiables, trazables y listos para el modelado.

Construcción del Modelo Digital del Terreno

Los ensayos CPT proporcionan información puntual; DAARWIN conecta esos puntos para generar un modelo geotécnico coherente en el espacio.

Al integrar CPTs con registros de perforaciones, resultados de laboratorio y observaciones del nivel freático, los ingenieros pueden crear representaciones interpoladas en 2D o 3D del subsuelo. Estos modelos describen la estratigrafía, las variaciones de rigidez y la distribución de presiones de poro, factores esenciales para definir la malla de inclusiones, el espesor de la plataforma de transferencia de carga (LTP) y la profundidad de mejora.

El modelo digital también permite realizar pruebas de escenario. Por ejemplo, variar las relaciones Einc/Esoil o modificar el perfil freático puede mostrar cómo los cambios en el contraste de rigidez o en las condiciones de esfuerzos efectivos influyen en los asentamientos totales y diferenciales. Cada versión se almacena y compara, permitiendo una justificación de diseño basada en datos.

Comprensión del Mecanismo de Transferencia de Cargas y Asentamientos

El desempeño de las inclusiones rígidas depende de la interacción entre las columnas, el suelo y la LTP.

La plataforma de transferencia de carga redistribuye los esfuerzos desde la estructura hacia las inclusiones y el suelo circundante. Su eficiencia depende de los contrastes de rigidez, el espaciamiento y el espesor de la plataforma — todos parámetros que pueden ser explorados y calibrados dentro de DAARWIN.

La predicción de asentamientos es uno de los aspectos más críticos del diseño. Utilizando los parámetros derivados del CPT, DAARWIN puede generar mapas de rigidez que alimentan directamente modelos analíticos o numéricos (por ejemplo, Priebe, Ménard o PLAXIS). Después de la construcción, los datos de placas de asentamiento pueden cargarse para comparar el comportamiento medido con el predicho, afinando los valores de rigidez y validando la eficiencia de la mejora.

Retroanálisis y Calibración mediante Datos de Monitoreo

El diseño es solo la mitad del proceso; la verificación del desempeño lo completa.DAARWIN permite integrar datos de monitoreo en campo — asientos, presiones de poro y lecturas de extensómetros — directamente en la base de datos del proyecto. A través del retroanálisis, los ingenieros pueden actualizar parámetros del suelo, verificar supuestos y cuantificar el grado de mejora alcanzado en la práctica.

Este proceso también posibilita análisis paramétricos o probabilísticos. Utilizando las capacidades de computación de alto rendimiento (HPC) de DAARWIN, pueden simularse múltiples escenarios de rigidez o resistencia para evaluar la sensibilidad y definir límites superiores e inferiores de desempeño. El resultado es una comprensión más transparente del comportamiento del suelo mejorado bajo condiciones reales de variabilidad.

Datos de Construcción y Validación Continua

Durante la ejecución, la información de obra (longitud de inclusión, diámetro, volumen de lechada, resistencia de instalación) suele recopilarse por separado del equipo de diseño.Al importar estos datos en DAARWIN, los ingenieros pueden verificar visualmente las profundidades de las inclusiones en relación con la estratigrafía interpretada o los perfiles CPT, asegurando que cada columna alcance la capa portante prevista. Las desviaciones se identifican automáticamente, y las estadísticas acumuladas (como profundidad media o porcentaje de rechazo) se generan para informes de control de calidad (QA/QC).

A medida que el monitoreo continúa tras la instalación, DAARWIN mantiene el bucle de retroalimentación: compara las relaciones de reducción de asentamientos, sigue las tendencias de consolidación y las correlaciona con la geometría e información de instalación. Esta integración convierte los datos aislados tradicionales en un sistema activo de seguimiento de desempeño.

Cuantificación de la Incertidumbre y Robustez del Diseño

Las condiciones del terreno son inherentemente variables, y el diseño con inclusiones rígidas debe reflejar esa incertidumbre. DAARWIN permite flujos de trabajo probabilísticos que evalúan la influencia de la variabilidad de los parámetros de entrada (Su, E, OCR) en los resultados del diseño, como los asentamientos totales o la eficiencia en la transferencia de carga. Al ejecutar múltiples simulaciones en modo batch, los ingenieros pueden cuantificar intervalos de confianza en el desempeño previsto, proporcionando una base objetiva para la gestión del riesgo.

Esta capacidad también ayuda a optimizar la estrategia de investigación del sitio: identificar dónde la ejecución de CPTs o ensayos adicionales reduciría más la incertidumbre y mejoraría la confianza en el modelo.

Hacia una Mejora del Terreno Basada en Datos

Las inclusiones rígidas siguen siendo una de las soluciones más eficaces para el refuerzo de suelos blandos, aunque su diseño todavía suele basarse en métodos empíricos.Al integrar la investigación, el diseño, la construcción y el monitoreo dentro de un flujo de trabajo digital unificado, DAARWIN transforma este proceso en una toma de decisiones basada en datos, permitiendo a los ingenieros validar sus hipótesis, optimizar el desempeño y construir una base de conocimiento geotécnico acumulativo que mejora la predictibilidad y la eficiencia del diseño.