Algunas de las excavaciones profundas en Buenos Aires surgen por la
presencia de subsuelos que por la necesidad de grandes áreas
de estacionamiento, han ido requiriendo cada día mayor cantidad
de niveles, lo que se ha ido logrando con el aumento en las profundidades
alcanzadas en los proyectos. En este sentido, cuando se analiza un trabajo
de excavación los aspectos a tener en cuenta por su incidencia
en el proyecto de la misma, son los siguientes:
1.- Perfil de suelos.
2.- Profundidad a excavar.
3.- Nivel de agua.
4.- Situación de los linderos.
Perfil de suelos
Resulta evidente que el tipo de suelos a excavar es determinante en
el programa de excavaciones a ejecutar. Si bien en gran parte de Buenos
Aires y alrededores, las condiciones del subsuelo son favorables para
estos trabajos, también se tienen sectores que presentan situaciones
con tratamientos especiales.
Hasta hace pocos años, las obras más importantes se desarrollaban
en la zona céntrica yhacia el sector norte de la ciudad. Ahí,
los suelos involucrados presentan excelentes condiciones de estabilidad,
permitiendo realizar excavaciones en condiciones favorables y con métodos
tradicionales (excavación por etapas con submuración y
anclajes o apuntalamientos a medida que se profundiza). En caso de no
usarse anclajes para los muros perimetrales, se recurría a estructuras
provisionales o que formaban parte de las definitivas, para apuntalar
con las mismas a los muros laterales.
Todo tipo de apuntalamiento desde el interior de la obra crea problemas
para la ejecución de la misma, por las etapas sucesivas de reemplazo
de estructuras provisorias por definitivas, más la reducción
de espacios de trabajo que tales apuntalamientos producen a su vez las
exigencias del mercado y la conclusión de grandes proyectos como
Puerto Madero, que ha llevado las obras a sectores con condiciones del
subsuelo más desfavorables y la necesidad de recurrir a sistemas
constructivos distintos.
Profundidad a excavar
Las exigencias de estacionamiento ya mencionadas son la causa principal
del incremento de la profundidad de excavación, donde el proyecto
de tres o más subsuelos es hoy bastante común. Este incremento
de profundidad provoca mayores empujes de suelos y mayores requerimientos
en apuntalamientos y/o anclajes.
Nivel de agua
La presencia de agua es otro de los aspectos importantes a tener en
cuenta en un programa de excavaciones. En este aspecto, la ejecución
de obras en zonas con niveles de agua a poca profundidad, ha requerido
la programación de trabajos de depresión de napa (capa
de agua subterránea) de alcances mayores. Esta depresión
de agua es necesaria para poder excavar a mayor profundidad sin problemas
de diferencia de presión o levantamiento del fondo y trabajar
en seco en la ejecución de cimentaciones y/o losas de subpresión.
Este problema ha sido resuelto mediante la ejecución de un adecuado
número de pozos profundos, que llegan normalmente a la napa de
la formación pampeana y bombeando desde la misma se logra la
depresión deseada. Cuanto mayor sean la superficie y la profundidad
a que se requiere deprimir, mayor será el número de bombas
a colocar. Esta forma de trabajo también logra deprimir en gran
parte el agua fuera de las excavaciones, lo que reduce filtraciones
y empujes hidrostáticos sobre muros.
Situación de los linderos
La existencia, envergadura y profundidad de apoyo de obras linderas,
debe ser tenida en cuenta en el programa de excavaciones, para prever
la submuración correspondiente y su efecto sobre los muros laterales.
Al empuje de suelos originado por la diferencia de cotas entre la excavación
y el terreno lindero, se deberá adicionar el empuje derivado
de la carga de los edificios existentes. Los coeficientes de empujes
utilizados en ambos casos son similares.
Se debe evaluar adecuadamente la presión transmitida por las
cimentaciones de tales linderos, ya sea a través de planos de
obra o estimaciones de las mismas. También debe estimarse la
sensibilidad de las obras existentes al problema de asentamientos o
pequeños desplazamientos horizontales, ya que su evaluación
también incidirá en la definición de la forma de
realizar las excavaciones.
Evolución y actualidad
Las mayores exigencias de las obras proyectadas traen aparejada una
importante evolución en el proyecto y ejecución de excavaciones
profundas, especialmente en presencia de suelos de características
desfavorables y nivel de agua freática superficial. A su vez,
una mayor demanda en la utilización de sistemas especiales ha
facilitado la existencia de equipos adecuados para su ejecución,
con la consiguiente incidencia en la reducción de costos y mayores
probabilidades de utilización. En este sentido las obras de Puerto
Madero han sido determinantes en la utilización de estos métodos,
refiriéndonos específicamente a:
• Pantallas de concreto preexcavados y coladas in situ o premoldeados.
• Anclajes perforados e inyectados a presión en etapas
múltiples.
• Pantallas de concreto colocadas in situ que consiste en la ejecución
de un muro de concreto de un ancho aproximado de 0.60 metros y con una
profundidad superior a la de la excavación prevista para lograr
un empotramiento adecuado en el suelo para aislar el nivel freático,
tomar parte de los empujes horizontales y en algunos casos evitar la
diferencia de presiones.
Este muro se construye con equipos especiales excavando trincheras
en tramos de unos 3.0 metros de ancho. Se ejecuta inicialmente un tramo
por medio y luego los tramos intermedios. La excavación se realiza
con presencia de lodo bentonitico para asegurar la estabilidad de las
paredes. Una vez terminada la excavación hasta la profundidad
prevista, se coloca la armadura y se vacía el concreto con tubo
de abajo hacia arriba, desplazando el lodo bentonitico con el concreto.
Finalmente, ejecutada toda la pantalla, se comienza la excavación,
la cual se realiza en etapas sucesivas. Cabe decir que la pantalla o
muro colado, trabajando en voladizo, tiene cierta capacidad para absorber
los empujes de suelos en la medida que se profundiza la excavación.
Luego se adicionan anclajes en uno o varios niveles, de acuerdo a los
que resulte de cálculo.
Programa sin linderos: Se ejecutan ambos muros en
línea medianera. 1ª etapa de excavación y 1ª
de anclajes.
2ª etapa de excavación y 2a línea de anclajes
El nivel de excavación se considera actuando un sistema de depresión
de agua. La zona central de la excavación puede avanzar más
que la perimetral en caso de grandes superficies, dejando las bermas
y taludes de suelo necesarios. En este caso la construcción es
similar a la anterior, pero la obra lindera puede requerir un refuerzo
de anclajes. Los muros se separan de la medianera por razones constructivas.
Alcanzando el fondo de la excavación se construirá la
platea de cimentación y/o losa de subpresión de acuerdo
a proyecto. Para este trabajo final ha quedado el recinto totalmente
libre de interferencias y sin presencia de agua. Para las premoldeadas,
se ejecuta una excavación similar a la de los muros colados pero
con lodo bentonitico con cemento. Alcanzada la profundidad deseada se
colocan los paneles premoldeados hasta la profundidad prevista y quedan
unidos unos con otros a través de juntas especiales estancas.
En este caso los paneles se colocan uno a continuación. La gran
ventaja de este sistema es que logra una terminación de paredes
perfectamente lisas que no requieren tratamientos posteriores. A su
vez se ubican en el premoldeado los lugares donde se colocarán
los anclajes, que se ejecutaran igual que en el caso anterior, en la
medida que avanza la excavación. Los muros colados en el lugar
copian superficialmente todas las imperfecciones de la excavación
dentro de la cual se moldean, excepto cuando se coloque algún
tipo de cimbra perdida de difícil materialización. Esto
requiere trabajos posteriores de terminación.
Anclajes
La introducción de anclajes inyectados a presión ha sido
también determinante en la positiva evolución de estos
trabajos, ya que permiten ejecutarlos en longitudes grandes con pequeños
diámetros y una alta capacidad de carga. La posibilidad de inyecciones
en etapas asegura la ejecución con un alto grado de seguridad
y su tensado para puesta en servicio activo reduce sensiblemente la
posibilidad de desplazamientos del muro y provee una muy útil
prueba de carga individual. Dados los altos valores de fricción
utilizados, es recomendable ejecutar ensayos de carga adecuados para
verificar los valores adoptados. Estos anclajes también son usados
para las losas de subpresión, en cuyo caso debe asegurarse de
la corrosión por tratarse de estructuras permanentes. Tanto en
los anclajes de muros como en los de losas de subpresión, una
vez proyectadas la cantidad y longitudes de anclaje deben efectuarse
verificaciones de estabilidad del conjunto suelo-anclaje. En el caso
de muros se verificará el conjunto muro-suelo-anclaje al volteo.
En el caso de losas de subpresión se deberá verificar
al arrancamiento.
Aspecto legal
La ejecución de anclajes perforados e inyectados para el sostenimiento
de muros laterales en excavaciones, es la forma más segura de
realizar estos trabajos, tanto para la obra en sí como para los
linderos. Ya sea que se trate de muros colados como los descritos anteriormente
muros ejecutados por partes durante el avance de la excavación,
el hecho de anclarlos de esta forma con un postensado, minimiza los
corrimientos laterales del muro y los consecuentes asentamientos de
linderos. Por consiguiente, si bien para el constructor es ventajoso
por todo lo expuesto anteriormente, es claro que ofrece al lindero un
grado de seguridad que difícilmente se logre de otra forma.
Tratándose de una solución de aplicación temporal
ya que una vez ejecutada la estructura bajo nivel de la obra, estos
anclajes pierden su utilidad, debe encontrarse la forma de que su uso
resulte de aplicación libre e incluso obligatoria, en determinados
casos. Una reglamentación adecuada permitiría salvar todos
los inconvenientes que pudiera derivar de su aplicación.