Análisis de efectos tridimensionales en entibaciones profundas en superficies acotadas para suelos de Santiago

Abstract

Las entibaciones son estructuras de refuerzo y contención de las paredes de una excavación, su objetivo es evitar el colapso del suelo de la excavación y evitar que las estructuras vecinas se dañen por efecto de las deformaciones producidas. Las pilas arriostradas con anclajes inyectados al terreno (pilas ancladas) son estructuras de hormigón armado sostenidas mediante puntales de acero o anclajes, consideradas el sistema de entibación más comúnmente utilizado en entibaciones para las excavaciones realizadas en la ciudad de Santiago de Chile. Sin embargo, existen otros sistemas de entibaciones basadas en pantallas de pilotes o micropilotes arriostradas con anclajes o puntales, y otros métodos con mayor tecnología como soil nailing y jet grouting. En el presente trabajo, se estudió el comportamiento de sistemas de entibación con pilas ancladas, en excavaciones cuadradas que presentan ancho promedio significativamente menor a su profundidad, al aplicar un empuje de diseño obtenido mediante análisis tridimensional. Se consideraron algunos suelos de la ciudad de Santiago que han sido estudiados y caracterizados en estudios previos por diversos autores, es decir, gravas y arcillas.

Se utilizaron estudios existentes de caracterización de los suelos de Santiago, enfocando el estudio en derivar los empujes según teorías de fallas tridimensionales. En este sentido, se investigaron empujes estáticos y sísmicos totales según diferentes mecanismos de falla tridimensional mediante equilibrio límite. Luego, se desarrollaron modelos en programa de elementos finitos, Plaxis 3D, de los casos de estudio, donde fue posible determinar empujes, deformaciones laterales del sistema, asentamientos, cargas de anclaje, entre otros.

Finalmente, se realizó un análisis y comparación entre los resultados obtenidos en programa computacional de los modelos con sistema de entibación diseñado según empuje tridimensional, con las obtenidas de los modelos diseñados con empujes planos tradicionalmente utilizados en el diseño de las pantallas de entibación. Los modelos con aplicación del método propuesto, presentaron una disminución en las deformaciones y reducción en la cubicación de los anclajes, concluyendo que el diseño tradicional puede ser optimizado.