Análisis comparativo entre los métodos de equilibrio límite, cuña profunda y software especializado en elementos finitos, para el diseño geotécnico de muros anclados; aplicado a ejecución de sótanos en Lima Metropolitana

Abstract

El continuo crecimiento acelerado poblacional que experimenta la ciudad de Lima, ha obligado a que las construcciones tiendan a expandirse en forma vertical, tratando de aprovechar al máximo el terreno, que ha tenido como consecuencia la necesidad de ejecutar sótanos relativamente profundos. Para tal fin, es necesario que se realicen análisis de estabilidad con la aplicación de elementos de contención, que permita la excavación segura de los sótanos, y poder llegar hasta las profundidades deseadas sin afectar a las construcciones adyacentes.

En la presente investigación, se ha realizado una metodología para evaluar tres (03) métodos de diseño de anclajes postensados como elementos de contención, los cuales corresponden a método general de equilibrio límite, método de cuña profunda (Kranz) y método de elementos finitos, con la finalidad de compararlos, analizando sus ventajas y desventajas. Las variables que se han evaluado para las tres metodologías son la superficie de falla (de la cual se estima la longitud libre de los anclajes postensados) y la sumatoria de fuerzas de trabajo de los anclajes postensados mínimo para un adecuado análisis de estabilidad, de acuerdo a lo estipulado en la Norma Técnica E.050 “Suelos y Cimentaciones”.

Se encontró como principal resultado, que el método más recomendable para el predimensionamiento de anclajes postensados, corresponde al método de Equilibrio Límite, por su facilidad de análisis y porque en su mayoría sus resultados convergen con los otros métodos. Las fórmulas básicas de predimensionamiento planteadas por los autores en la presente tesis están en función de la profundidad máxima de excavación, sobrecargas colindantes, para el conglomerado de Lima Metropolitana, se muestran a continuación:

a. Superficie de Falla

X (m) = -0.3129Y 2 /H-0.2134Y+0.5366H +1.5

Para H ≤ 15 m

X (m) = -0.3129Y 2 /H-0.2134Y+0.6366H

Para H > 15 m

b. “FW” ∑FW (kN/m) = 2.580H 2 -10.577H-13.451+S/C(0.247H+0.775)

En donde: “H”, “Y”, “X” expresado en m, “S/C” en kN/m 2 ” y “FW” expresado en kN/m.