Estabilidad de taludes en excavación de sótanos mediante sistemas de anclajes en suelos, del parqueo Simón Bolívar de la Ciudad de La Paz

Abstract

El objetivo del presente proyecto de grado es realizar el diseño y cálculo de un sistema que provea la estabilidad necesaria a los taludes de sótano del parqueo Simón Bolívar, debido a que debe realizarse una excavación con profundidad considerable y tomando en cuenta los factores que pueden influir directamente en la estabilidad; planteando los sistemas de anclajes en suelos como alternativa de contención, de tal manera de obtener una solución técnica y económica del problema. Correspondiente al contenido este se divide en seis capítulos específicos. Capítulo I. En este capítulo se da a conocer los aspectos generales, antecedentes, problemática y los objetivos del proyecto. Capítulo II. Corresponde a una descripción del marco teórico, poniendo énfasis en la clasificación de las excavaciones tomando como base teórica a la FHWA-IF-99-015 de Ingeniería Geotécnica No. 4 Ground Anchors And Anchored Systems - y el apoyo de bibliografía relacionada con el tema. Capítulo III. Presenta la aplicación de los anclajes, las acciones del suelo, sus deformaciones, las cargas externas, los materiales de los anclajes y placas de apoyo. Capítulo IV. Se aborda el cálculo y diseño estructural considerando los pasos recomendados en FHWA-IF-99-015 en su capítulo V, e incorporando algunos pasos necesarios para el diseño; posteriormente el cálculo en forma recurrente, con las simulaciones en diferentes programas informáticos especializados en geotecnia. Capítulo V. Se realiza la estimación de las cantidades y costos de materiales, mano de obra, equipo y maquinaria necesaria, que constituyen un presupuesto general del proyecto y que se establece como parámetro. Capítulo VI. Se establecen las conclusiones y recomendación del proyecto basado en una información técnica y económica con los correspondientes anexos como son los planos de diseño, especificaciones técnicas, documentación de partida y simulaciones informáticas del diseño. Los resultados obtenidos muestran la verificación de la estabilidad en la excavación, el diseño de los anclajes, la determinación de los esfuerzos principales que actúan sobre la estructura, deformaciones horizontales y verticales producto de las presiones laterales y sobrecargas, el diseño definitivo de la estructura de contención, todo esto en base a los pasos de diseño recomendados en Ground Anchors And Anchored Systems. En cuanto a las simulaciones con la ayuda de programas especializados en geotecnia, se obtienen los mismos resultados, verificación de la estabilidad, diseño de los anclajes, esfuerzos sobre la estructura de contención, deformaciones en las dos direcciones principales y otros resultados de importancia. Estas simulaciones se las realiza por etapas de excavación priorizando la estabilidad del talud en corte y apoyo natural del suelo. Todos estos resultados son plasmados en los correspondientes planos estructurales. Los resultados de cantidades y costos establecen un parámetro de referencia en cuanto a los materiales, mano de obra, equipo y maquinaria necesaria en base al formato de una licitación pública. En conclusión, se llegó a realizar el cálculo y diseño del sistema de retención de suelos del parqueo subterráneo Simón Bolívar tomando como referencia las recomendaciones de la Administración Federal de Carreteras de los Estados Unidos (Federal Highway Administration o FHWA en inglés), la cual da a conocer una serie de criterios de predimensionamiento y dimensionamiento de un sistema que provea la estabilidad necesaria a los taludes de sótano de una obra como la del parqueo Simón Bolívar, que viene a ser la consecuencia de una excavación de profundidad considerable, tomando en cuenta los factores que pueden influir directamente en la estabilidad, para obtener resultados que cumplan con las exigencias de un diseño de estas características. Para tal fin también se consideró algunas otras recomendaciones extractadas de la bibliografía consultada, de las cuales se realizaron estudios de estos tipos de estructuras no convencionales. Los resultados obtenidos frente a los del método propuesto por la FHWA, han sido comparados con diferentes programas informáticos especializados en soluciones de geotecnia. Obteniendo resultados comparables que se encuentran en un margen aceptable de dimensionamiento de cada uno de los elementos que componen este tipo de estructura.