¿Cuáles son los tipos y tecnologías en entibaciones y refuerzos de suelos que están más en boga en nuestro país?

Eso fue lo que le preguntamos a dos expertos ingenieros.

Rodrigo Mujica, miembro de la especialidad civil del Colegio de Ingenieros de Chile A.G., señala que, en general, esto se determina en función al tipo de suelo, a las condiciones de napa freática y a las profundidad de la excavación.

“En arenas o limos bajo el nivel freático se utiliza muro berlinés, por ejemplo, en Concepción y Valdivia”.

Agrega que cuando la excavación no es profunda y hay espacio se utiliza talud, pues es más económico. “Generalmente, se utilizan pilotes o pilas arriostradas con anclajes. En algunos casos se utiliza soil nailing, que es un talud reforzado con pernos pasivos, cuando la excavación es de profundidad intermedia y el suelo tiene baja cohesión”.

Por su parte, Francisco Ruz, miembro del Comité Mecánica de Suelos del Instituto de la Construcción, destaca también que todo depende del tipo de suelo y de la profundidad de excavación del proyecto.

“Para excavar de forma segura existe la entibación mediante pilas manuales, pilotes, muro berlinés, muro pantalla o soil nailing. La más utilizada sigue siendo la tradicional pila excavada manualmente que luego se enfierra y hormigona para finalmente ser anclada a los niveles de arriostramiento que requiera el proyecto. El arriostramiento puede ser mediante anclajes o puntales. Pero esto solo se puede llevar a cabo si el suelo permite la excavación manual”.

Agrega que si la excavación es muy profunda o se detecta napa o se encuentran muchos bolones se puede realizar el mismo diseño, pero con pilotes excavados con maquinaria en vez de excavarlos manualmente.

“Esto tiene ventajas y desventajas. El excavar con maquinaria es obviamente más seguro, pero las restricciones de espacio pueden hacer que esto no sea viable dado que se requiere en general al menos 1,5 metros libre porque si no la máquina topa con el deslinde. Por lo anterior, es que no siempre se puede ejecutar con maquinaria, por ejemplo, al tener que socalzar un edificio contiguo dado que la maquina “topa” con ese deslinde y no permite la excavación con máquina”.

Destaca que en suelos arenosos en general se utiliza muro berlinés que consiste en perfiles metálicos con tablones entre sí. “Esto funciona muy bien en arenas sin presencia de agua. A medida que se va bajando se va también arriostrando por medio de anclajes o puntales. En el caso de arena saturada es mas complejo y es donde aparece la tecnología del muro pantalla”.

Finalmente nombra la técnica del “soil nailing”, la cual ha ido ganando mercado a las tradicionales pilas de hormigón armado. Esta técnica consiste en reforzar el suelo mediante anclajes conectados a una pantalla continua de hormigón proyectado o muro de hormigón armado. “Es importante destacar que para que su ejecución sea correcta se debe estar monitoreando constantemente y tener especial cuidado en cumplir las especificaciones con las aperturas de tramos de suelo y las secuencias constructivas”.

En cualquiera de los tipos y tecnologías anteriores, sostiene Francisco Ruz, es necesario arriostrar para tener una excavación segura. “La forma más segura de arriostrar es mediante anclajes temporales. Dado que pasan por debajo de las propiedades vecinas se complican muchísimo las aprobaciones municipales para dar los permisos. Aún existe este vacío legal a la fecha y es indudable que es más seguro excavar con anclajes que pasen por debajo de los deslindes vecinos a utilizar puntales que arriostren hacia el interior de la obra”, concluye.

Con el crecimiento de las grandes ciudades y la necesidad de aprovechar los espacios, las excavaciones profundas se hacen un requisito fundamental para los proyectos de edificación.

La necesidad de dar cabida a obras de vialidad urbana, transporte urbano, centros comerciales y estacionamientos de automóviles ha obligado a considerar la utilización del subsuelo generando subterráneos muy profundos, que en algunos casos han llegado incluso a más de 9 o 10 niveles bajo el nivel de terreno natural.

“El mayor estándar en seguridad de las excavaciones y de las edificaciones circundantes, ha obligado a reforzar el suelo mediante soil nailing, pilas de hormigón armado, pilotes, muros pantalla y/o muros berlinés”, señala Manuel Ruz, presidente del Consejo Civil del Colegio de Ingenieros de Chile A.G.

La técnica de Soil Nailing ha ganado posicionamiento entre las alternativas posibles para reforzar y sostener las excavaciones. Consiste en reforzar el suelo existente con anclajes (activos o pasivos) conectados a una pantalla continua, ya sea de hormigón proyectado (schotcrete) o muro de hormigón armado; técnica que se ha aplicado en Chile con mucho éxito, y casos de utilización que llegan a más de 30 m de profundidad.

“De hecho, el sistema de soil mailing vertical ha ido quitándole mercado a nuestras chilenas “pilas de hormigón armado” y los anclajes han sido la única y mejor alternativa para arriostrar el perímetro de las excavaciones, disminuir deformaciones al terreno circundante y generar excavaciones seguras. Sin embargo, es fundamental monitorear constantemente las deformaciones y tener un control exhaustivo en obra, especialmente con las aperturas de tramos de suelo y las secuencias constructivas”.

Agrega que los desafíos que han encontrado en excavaciones con soil nailing u otros sistemas anclados son cada vez más exigentes; con excavaciones de profundidades mayores, con edificaciones vecinas cada vez más cercanas y con condiciones hidráulicas y geotécnicas particulares. En todos los casos se debe garantizar deformaciones mínimas, como también la estabilidad de suelo contenido; y donde la metodología de diseño, secuencia constructiva, monitoreo de cargas y deformaciones, además de controles de la obra y de sus tensiones de anclajes son fundamentales para garantizar la seguridad de la obra y las estructuras aledañas cuando estas existan.

Las construcciones, durante su ejecución, contemplan excavaciones en tierra de manera temporal. Considerando la gran variabilidad de las tipologías de suelos que es posible encontrar, la gama de soluciones es muy amplia y los sistemas que se pueden elegir son variados, haciendo difícil determinar una solución que sea fácilmente optimizable.

También deben considerar las condiciones de seguridad necesarias, tanto para los trabajadores durante su ejecución, como de los usuarios durante su vida útil. Entre ellas, es especialmente crítica la protección ante accidentes del trabajo. Es bien sabido que la industria de la construcción considera como meta prioritaria la disminución de los accidentes de sus trabajadores. En este ámbito, la construcción de excavaciones es una de las actividades de alto riesgo en la cual debemos centrar la atención para evitar accidentes mayores.

De esta manera, el Colegio de Ingenieros, a través de su representación en el Instituto de la Construcción, ha colaborado activamente en el estudio y actualización de la normativa que regula las entibaciones y solcalzados que protegen las obras de excavaciones en especial de edificios, aunque también es aplicable a otros tipos de construcciones como zanjas o excavaciones de túneles.

En este contexto, el seguimiento a través de un monitoreo, efectivo y correctamente dirigido con resultados que puedan ser evaluados según directrices claras y bien establecidas, es primordial para prevenir la posibilidad de fallas de excavaciones profundas, que eviten accidentes de gran envergadura en la construcción de edificios.

Por otra parte, también es necesario proteger a las construcciones existentes de fallas que puedan producir las excavaciones de obras aledañas, ya sean ellas de obras públicas o de otros edificios.

La contención de las masas de tierra involucradas se ha hecho tradicionalmente con pilas excavadas a mano y, según su profundidad, sostenidas con puntales que invaden las zonas de trabajo del resto de la construcción. Estos puntales, en una gran cantidad de casos, no tienen la rigidez suficiente y permiten pequeños desplazamientos, suficientes para que el suelo desarrolle fuerzas horizontales considerables que amenazan con el derrumbe de la excavación; sin embargo, un diseño y un control adecuados, permiten buenos niveles de seguridad durante la ejecución de la obra. Una vez hormigonadas las losas de los subterráneos, los puntales pueden ser retirados y las pilas quedan inactivas.

La interacción no deseada de los puntales, que interfieren con las zonas de faenas, ha hecho evolucionar las técnicas constructivas hacia anclajes postensados, que se incorporan al suelo contiguo sin invadir la zona de faena. Esta técnica permite excavaciones de gran profundidad, necesarias en una gran cantidad de edificios actuales que integran más estacionamientos subterráneos, la que se ha popularizado abarcando una gran parte del mercado. En este caso, los tensores que constituyen el anclaje también pueden ser desactivados una vez construidas las losas de los subterráneos.

También, en distintos tipos de suelos, se pueden considerar otras soluciones como el muro berlinés en suelos arenosos, que reemplaza las pilas por perfiles de acero conectados horizontalmente por piezas de madera, o en estos mismos suelos, las soluciones de tablestacados de acero, no muy usadas en Chile debido a los costos generados por las secciones de acero y la necesidad de hincarlas.

Es posible mencionar muchas otras técnicas de sostenimiento de excavaciones como el soil nailing, las entibaciones continuas y los muros pantalla; pero el hecho más importante es contar con una normativa adecuada que recoja con claridad el conocimiento aplicado actual.

Editor: Pedro Álvarez Redactor: Alejandro Manríquez Director de arte: Rodrigo Salinas Diseñador: Cristián Soto L.

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