Análisis de singularidad en entibaciones de pilas discontinuas, a partir de modelo de elementos finitos, en la grava de Santiago de Chile

Abstract

Las entibaciones son estructuras de retención de suelo utilizadas en excavaciones, para mantenerla estable hasta la construcción del muro perimetral de los subterráneos de un edificio. El diseño de entibaciones es hecho usualmente mediante modelos bidimensionales. En Santiago de Chile, cada vez son más frecuentes los proyectos con geometrías especiales, donde se evidencian efectos de borde tridimensional, que no necesariamente responden al diseño bidimensional, obteniendo deformaciones mayores a las esperadas. El presente estudio corresponde a la evaluación de distintas soluciones al problema que se presenta en los elementos de la entibación con efectos de borde tridimensional, denominado esquina abierta ( concave corners ), donde las deformaciones son mayores a las estimadas según el análisis bidimensional. Por otra parte, modelar cada esquina de una excavación mediante un modelo tridimensional implica un gasto extra de recursos computacionales, por lo que lo ideal sería mantener los parámetros del diseño bidimensional. El objetivo de esta investigación es optimizar el diseño de los elementos asociados a la esquina abierta, según su aplicación en la grava típica de Santiago y verificar si estas soluciones son replicables en otras condiciones de suelos y en otras alturas de excavación. Para ello, se estudiarán los factores que influyen en el efecto de borde y en las deformaciones del sistema, tales como el espaciamiento, los parámetros resistentes, y la altura de los elementos. Con este propósito, se propone un modelo HSM (Hardening Soil Model) de la Grava de Santiago, específico para la predicción de deformaciones en entibaciones. Para ello, se utilizaron los datos proporcionados por SUBT SpA, que monitorea de manera continua las entibaciones que ejecutan, con celdas de carga e inclinómetros. Se contrastaron los resultados de la modelación versus los datos tomados en terreno, y se modificaron algunos parámetros respecto a los modelos HSM anteriores de la Grava de Santiago, obteniendo un modelo que estima de manera más precisa las deformaciones de este tipo de estructura. Finalmente, se presentan alternativas de diseño de entibaciones que permiten controlar las deformaciones en las esquinas abiertas, utilizando los parámetros determinados por el diseño bidimensional, como el largo del anclaje y la carga de tensado.