TUNELES

Autor: ASSIS E SILVA SILMARA CRISTINA DE.
Año: 2004.
Universidad: POLITÉCNICA DE MADRID.
Centro de lectura: E.T.S.I DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS.
Centro de realización: E.T.S.I. DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS.

Resumen: Haciendo una revisión por la literatura técnica en el ámbito mundial se ha verificado que no existen trabajos que correlaciones los distintos sistemas de tratamientos del terreno para proteger cimentaciones frente a la excavación de túneles. Debido a esta laguna que existe y a la necesidad que sienten los profesionales de la ingeniería, se propone aquí un estudio cuyo objetivo principal es definir un procedimiento de cálculo relativo al tratamiento con jet-grouting previo a la excavación de un túnel considerando diferentes perfiles de terreno, basado en un estudio teórico previo del comportamiento de las presiones y de los movimientos en superficie inducidas por los mismos. El diseño de tratamientos con jet-grouting debe enfocarse en función de la calidad del terreno, intentando reproducir numéricamente su influencia en el terreno y el resultado de estas operaciones en los edificios próximos. En primer lugar se ha efectuado una revisión teórica de los tipos de tratamiento del terreno más empleados: jet-grouting, inyecciones y micropilotes, con especial incidencia en la práctica de la ingeniería española. También se presenta, en el anejo I, un estudio realizado previamente sobre la geología de los suelos que constituyen el terreno de la ciudad de Madrid; puesto que la validación de la metodología propuesta se ha efectuado considerando situaciones reales correspondientes a la ampliación del metro de Madrid (1996-1999, 1999-2003). Una vez presentadas y analizadas distintas técnicas de inyección y mejora del terreno, el objetivo fundamental de la investigación ha consistido en el desarrollo de una metodología para el análisis numérico del tratamiento del terreno mediante columnas de jet-grouting. En el proceso de estudio y desarrollo de esta metodología se han distinguido cuatro fases: A,- Representación de modelos con una sola columna. B,- Modelos con columnas en los que se considera la presencia de edificios en la superficie. C,- Análisis de la simulación del efecto de las presiones ejercidas sobre el terreno al ejecutar la columna de jet-grouting. D,- Definición de la columna "equivalente", en deformaciones, a fin de tener en cuenta el efecto de su construcción en el terreno. Para representar el efecto de la presión ejercida en el terreno, en la ejecución de las columnas de jet-grouting, se utilizó un incremento de volumen, que es una opción disponible en el código Plaxis. El análisis de las presiones generadas, en torno a la columnas, por este incremento de volumen (en el rango considerando) ha permitido definir el ancho de una columna equivalente con distintas propiedades elásticas según nos alejamos del eje de la columna. La definición de estas zonas ha sido posible a partir de las relaciones entre la presión efectiva y el módulo edométrico correspondiente a distintos ensayos edométricos en los suelos tosquizos de Madrid (De la Fuente y Oteo, 1985). El desarrollo de este estudio, permite efectuar algunas recomendaciones relativas al cálculo y diseño de los tratamientos con columnas dejet-grouting, tanto a nivel de la situación numérica como a nivel práctico. Señalamos que la metodología numérica aquí desarrollada, simulando la ejecución de columnas de jet-grouting, asociadas o no a la existencia de edificios y obras subterráneas, es un problema tridimensional, mientras que la "aproximación" la estamos realizando mediante un modelo bidimensional. Con objeto de comprobar la bondad de la metodología numérica propuesta, esta se ha aplicado a casos reales, comparando con las medidas registradas por la autora de esta investigación durante la ampliación del Metro de Madrid, en concreto en Metrosur (tramo de Leganés y Alcorcón) y en la Línea 8 (Paseo de La Habana), donde ha intervenido colaborando con el equipo de asesores del Metro de Madrid. Se intenta, por lo tanto, reproducir numéricamente la 8 influen 4a5 cia del tratamiento con jet-grouting en interacción con un túnel sobre el terreno y de cuantificar el resultado de estas operaciones en las estructuras próximas. Finalmente, se presenta un criterio de riesgo que, para situaciones similares en los terrenos de Madrid, nos permite obtener un orden de magnitud de la influencia del tratamiento con columnas de jet-grouting en el entorno más próximo en función de la calidad del terreno e inclinación de las columnas, a medida que el tratamiento se aleja de los edificios.