Portada del Número 3511 (Monográfico)

2010 / Número 3511: Especial Túneles (Monográfico)

Efectos de interacción en el estudio del impacto de las subsidencias sobre las edificaciones

Interaction effects between the building and the ground movements induced by the tunnel excavation

Simic Sureda, Davor

Dr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos, Jefe de Área de Geotecnia Ferrovial-Agromán. Profesor Asociado de Ingeniería del Terreno. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Universidad Politécnica de Madrid davor.simic@ferrovial.es

Fuente: 2010, 157 (3511): 53-70

Resumen en español

La necesidad de construir túneles en entornos urbanos cada vez más densamente edificados requiere la evaluación de los movimientos del terreno y su influencia sobre las estructuras, ya que éstas se ven sometidas a solicitaciones adicionales a aquellas para las que han sido proyectadas, las cuales pueden producir daños que pueden variar desde una ligera afección estética hasta graves perjuicios de orden funcional o, incluso, la ruina estructural. Ahora bien, los problemas de interacción suelo/estructura se encuentran en la frontera de dos campos de la ingeniería claramente diversificados, tanto en sus modelos de cálculo, como en sus criterios de comprobación, por lo que en muchas ocasiones han sido directamente ignorados o groseramente simplificados. Sin embargo, como se pone de manifiesto en este artículo, la progresiva ocupación del subsuelo urbano con obras subterráneas exige del ingeniero una respuesta a la pregunta sobre la seguridad de estas obras, mediante adecuadas herramientas de análisis en el todavía poco desarrollado campo de la interacción suelo/estructura. En este artículo se describe una metodología para la evaluación del daño potencial de una edificación debido a los movimientos inducidos por la construcción de un túnel y se contrasta con el comportamiento real de edificios instrumentados durante la construcción de túneles, pudiéndose constatar que los procedimientos simplificados que ignoran la interacción terreno/edificio sobreestiman la intensidad del daño potencial. Aunque la metodología recomendada permite la evaluación del daño con herramientas asequibles a todo proyectista, tales como los métodos semiempíricos de estimación de asientos, fórmulas analíticas de la flecha de una viga y sencillos ábacos para introducir el efecto de interacción, en esta investigación se han utilizado complejos modelos numéricos tridimensionales para calibrar la validez del procedimiento de una forma teórica, como complemento de las comparaciones experimentales basadas en la instrumentación de túneles reales.

Palabras clave:

Túnel; Subsidencia; Interacción suelo/estructura

Abstract

Tunnels are increasingly being constructed in densely built urban environments. There is a need for design tools able to predict ground movements and their influence on existing structures. The investigations in this article are concerned with the damage induced to buildings due to tunnelling subsidence. As an outcome of such analysis, it is proposed a method to determine the potential degree of damage taking into account the soil/structure interaction. To ascertain the validity of the assumplions a detailed comparison with field measurements has been carried out using the available instrumentation data of four tunnels excavated using different methods. Finally, three-dimensional finite difference models have been used to simulate the coupled effect of the ground movements on the building strains, therefore providing a theoretical check of the methodology.

Key words:

Tunnel; Settlement; Soil/structure interaction

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