Implicancias del diseño y la secuencia constructiva en el comportamiento de muros Soil Nailing como sistema de contención de excavaciones

Abstract

En el último tiempo se han buscado alternativas a las tradicionales pilas excavadas manualmente para el sostenimiento de excavaciones, dada a su naturaleza artesanal y los riesgos de accidentes hacia los trabajadores que las ejecutan. La técnica de entibación mediante muros Soil Nailing se ha vuelto una alternativa debido a la versatilidad en el diseño como en su construcción. Sin embargo, la filosofía de diseño de este método difiere del resto y, además, su funcionamiento también está influenciado por la secuencia constructiva que se establece. El objetivo de este trabajo consiste en estudiar las variables que componen el dimensionamiento y orden de ejecución del proceso constructivo. En búsqueda de recomendaciones que optimicen aspectos generalmente ligados a la construcción del muro y, además, aseguren un control óptimo de los desplazamientos del sistema y de las cargas axiales en los anclajes pasivos. Al realizar este estudio, la distribución de los refuerzos se verifica la estabilidad global, por medio del método de equilibrio límite de Janbu simplificado y se asegura que todos los modelos cuenten con el mismo factor de seguridad. Posteriormente, se realizan modelaciones numéricas de elementos finitos en el software Plaxis 3D para conocer el comportamiento estático durante el proceso constructivo, y desempeño símico conforme a la aplicación de registros sísmicos medidos en el Terremoto del Maule 2010. La ley constitutiva utilizada en el trabajo corresponde a Hardening Soil with Small Strains stiffness, en suelos previamente calibrados (Salas, 2018; Aravena, 2020; Brinkgreve, 2019). Los resultados indican que los desplazamientos del terreno y carga axial de los anclajes presentan una alta dependencia al volumen de suelo excavado y al momento de instalación de los anclajes, una menor influencia de la dimensión de los bataches y su orden de retiro. Además, se pone en evidencia dimensionamiento del muro en la dirección longitudinal no logra la relevancia que tiene su dirección transversal. Finalmente, los muros Soil Nailing muestran amplificación de la respuesta dinámica y alcanzan su valor máximo en el coronamiento, los análisis pseudo-estático en elementos finitos resultan conservadores y, solamente en los sistemas modelados en la Grava de Santiago se cumple con la recomendación la NCh3206 of.2010 de obtener desplazamiento post sismos menores a 20 mm.