Excavations and slopes

ESTRUCTURAS PARA LA CONTENCIÓN DE EXCAVACIONES

Esta área de investigación busca estudiar la interacción entre estructuras de contención y el suelo circundante. Es un tema complejo debido a que por lo general las excavaciones son cada vez más profundas y en medio de centros urbanos, donde existen estructuras aledañas que imponen cargas sobre la estructura de contención. Y a la vez, la excavación impone desplazamientos laterales que ocasionan asentamientos a las estructuras vecinas. El trabajo del Ingeniero Geotécnico consiste en minimizar las deformaciones del suelo para así no afectar la integridad de la estructura de contención ni de las estructuras vecinas.

Las herramientas con las que se puede enfrentar este problema son analíticas y numéricas basándose en métodos de equilibrio límite. Los métodos elásticos también pueden ser usados. Resulta muy importante la utilización de valores adecuados de las propiedades elásticas y en rotura del suelo, las cuales deben ser medidas in situ y en laboratorio para los suelos a ser contenidos por la estructura, ya sea flexible (muro Berlinés, tablestacas) o rígida (muro pantalla, muros secantes). Estas estructuras son ancladas a ciertas profundidades para controlar los desplazamientos horizontales. Sin embargo, estos métodos ofrecen sólo una estimación aproximada, la cual debe ser monitoreada en terreno para calibrar los modelos y verificar que no se afecte a la infraestructura vecina tales como calles, redes de agua potable, gas, alcantarillado, casas y edificios aledaños.

El interés de investigar se centra justamente en medir los desplazamientos alrededor de las excavaciones contenidas por estructuras flexibles o rígidas. Las técnicas de medición pueden basarse en mediciones con instrumentos topográficos de gran precisión y en métodos de barrido o escaneo. Existen también instrumentos que se adosan a la estructura de contención como inclinómetros y sensores de inclinación sin cables y extensores magnéticos que monitorean constantemente y la información puede ser recibida en red en un computador no necesariamente en terreno.

También está la posibilidad de usar el método de elementos finitos para estudiar las deformaciones y tensiones en el suelo que rodea la excavación. Es importante establecer si el estudio es para suelos cohesivos o no cohesivos. En general, los estudios realizados hasta ahora se han concentrado en depósitos arenosos del Bío Bío. Se recomienda revisar las siguientes publicaciones.

Publicaciones

Colil, M., Villalobos, F.A. and Martínez, R. (2017). Numerical modelling of the seismic response of a deep excavation supported by anchored diaphragm walls in sandy soils. International Conference on Performance Base Design in Earthquake Geotechnical Engineering PBD III, Vancouver, BC, Canada, 16-19 julio 2017 

Colil, M. (2016). Analysis of the static and seismic response of deep excavations supported by anchored diaphragm walls. MSc thesis UCSC

Jara, M., Villalobos, F.A., Corral, G. y  Taiba, Ó. (2015). Análisis numérico de la respuesta sísmica de excavaciones sostenidas con muro Berlinés en arena. Obras y Proyectos 17, 69-77 

Mozó, D., Orostegui, P. and  Villalobos, F.A. (2014). Hydraulic stability evaluation of a diaphragm wall in granular soils recharged by an unconfined aquifer. Obras y Proyectos 15, 42-49 

Jara, M. (2014). Numerical analysis of the seismic response of deep excavations in Bío Bío sand. MSc thesis UCSC

Villalobos, F.A. and Oróstegui, P.L. (2010). Design and construction of an anchored soldier pile wall for a large underground car park. Revista de la Construcción 9, No 2, 4-17

Oróstegui, P.L. y Villalobos, F.A. (2009). Diseño y construcción de las entibaciones para los estacionamientos subterráneos de los Tribunales de Justicia de Concepción. Obras y Proyectos 6, 63 - 71

Mozó, D., Orostegui, P. y Villalobos, F. Proyecto de muros pantalla para el edificio Centro Plaza. VII Congreso Chileno de Geotecnia, Universidad de Concepción, 28-30 Noviembre 2012

Oróstegui, P. L. and Villalobos, F.A. Excavation support solutions for a large underground parking. Proceedings of the International Conference on Geotechnical Challenges in Megacities, Moscow, 7-10June 2010, Vol. 2, 642-649

Mozó, D. (2012). Análisis y diseño de muros pantalla en suelos arenosos. Memoria Ing. Civil UCSC 

Alarcón, M. (2011). Efecto de la variación de las propiedades geotécnicas del suelo en el diseño de un muro Berlinés. Memoria Ing. Civil UCSC

Anchored diaphragm wall project for the Centro Plaza office building in Cochrane Street in Concepción; 12 m deep excavation in Bío Bío sand with a 9 floors building next door