Intervenciones en casos de patologías y de obras geotécnicas complejas

Dentro de la serie de jornadas técnicas que organizan la Sociedad Española de Mecánica del Suelo e Ingeniería Geotécnica (Semsig) y la Asociación de Empresas de la Tecnología del Suelo y Subsuelo (Aetess), y con el patrocinio de la D. G. de Carreteras del Ministerio de Fomento, el pasado 23 de febrero se celebró en el Colegio de ICCyP de Madrid, la jornada sobre ‘Intervenciones en casos de patologías y de obras geotécnicas complejas’, con la que se cumplen 17 años de jornadas técnicas relacionadas con la Ingeniería del Terreno.

En este reportaje se expone un resumen de cada una de las ponencias presentadas en las sesiones sobre diseño, ejecución y control.

Con esta jornada técnica, dedicada en esta edición a casos de patologías y de obras geotécnicas complejas, se cumplen 17 años de la serie de jornadas técnicas organizadas conjuntamente por Semsig y Aetess, cuyo objetivo es promover un foro de discusión en el que los profesionales de la ingeniería geotécnica puedan actualizar los conocimientos sobre todos aquellos aspectos relacionados con los trabajos que las entidades públicas y privadas del sector geotécnico español están desarrollando en los campos mencionados. El objetivo es enriquecer el enfoque y dar a conocer los detalles de las técnicas más novedosas que están aplicando las empresas especialistas españolas en este campo.

Como en anteriores ocasiones, el núcleo de la jornada estuvo constituido por dos mesas redondas, la primera dedicada a los aspectos de diseño y criterios de proyecto, y la segunda dedicada a la ejecución y control de los condicionantes geotécnicos presentes en la construcción y mantenimiento de los diferentes tipos de obras ejecutadas por empresas del sector, tanto en nuestro país como en el exterior. Todo ello a través de un conjunto de presentaciones a cargo de expertos y profesionales del sector de reconocido prestigio en el campo de la geotecnia.

La inauguración de la jornada estuvo presidida por Jesús Santamaría Arias, director técnico de la D.G de Carreteras, del Ministerio de Fomento, quien tras agradecer a Semsig y Aetess la oportunidad brindada para inaugurar esta jornada, comentó en el papel de la Geotecnia y sus aplicaciones, siendo reconocida la aportación de la Geotecnia española como una de las principales a nivel mundial; incidiendo, además, en cómo las patologías y las soluciones geotécnicas en obras complejas pueden aportar mucho a los técnicos en su experiencia profesional, en ocasiones mucho más que los casos de éxito en las obras llevadas a cabo.

A continuación Fernando Pardo de Santayana, presidente de Semsig, fue el encargado de presentar a los ponentes de la sesión de diseño.

Antonio Gens i Solé, Dr. ICCyP y catedrático de Ingeniería del Terreno de la U.P. de Cataluña, fue el primer ponente de la sesión y en su introducción explicó que a primeras horas de la tarde del 20 de abril de 2004, una excavación profunda en Singapur colapsó de forma catastrófica cuando se alcanzaban las últimas fases de su construcción. La excavación formaba parte de la construcción de la línea circular del metro de la ciudad. Además de los cuantiosos daños materiales, hubo que lamentar cuatro víctimas mortales.

Como consecuencia del colapso, el Gobierno de Singapur creó un comité de investigación (COI), complementado por un comité internacional de expertos geotécnicos y estructurales procedentes de universidades y empresas consultoras. El autor de esta ponencia formó parte de dicho comité. Aunque, en principio, el diseño y la construcción cubría todos los aspectos relevantes para una ejecución segura de la obra, la investigación reveló que, como ocurre frecuentemente, la rotura fue el resultado de la conjunción de una serie de errores y circunstancias que condujeron al colapso de la excavación.

En su ponencia describió brevemente las características principales del proyecto, ejecución y colapso de la obra y expuso sucintamente los resultados de la investigación efectuada.

Como conclusión final, argumentó que las secuelas y consecuencias de la rotura de Nicoll Highway, fue una gran catástrofe cuyas repercusiones fueron más allá de las estrictamente locales referentes a Singapur. La investigación efectuada puso de relieve una serie de deficiencias y errores que pueden estar presentes en otros casos similares de obras de excavación en suelos blandos. Como siempre, una rotura adecuadamente estudiada suele derivar en un aumento del conocimiento y en la obtención de enseñanzas útiles para el futuro. Así:

• Roturas catastróficas son casi siempre consecuencia de una conjunción de hechos y circunstancias desfavorables.
• Es inquietante pensar que si no hubiera habido fallos en el diseño del conector puntal-pantalla, probablemente la obra se hubiera concluido de forma aparentemente satisfactoria y los errores y deficiencias identificados en la investigación hubiera pasado desapercibidos.
• La ausencia de colapso en una obra no debería ser motivo de complacencia ni evidencia de ausencia de problemas.
• Solo la existencia de observaciones de obra debidamente analizadas y comprendidas permite asegurar que los mecanismos de comportamiento reales corresponden a los adoptados en la fase de proyecto.

Javier Moreno Robles, Dr. ICCyP, y Javier González-Gallego, licenciado en CC Geológicas, ambos pertenecientes al Laboratorio de Geotecnia del Cedex, fueron los responsables de exponer esta segunda ponencia de diseño. En su introducción se incidió en que la ejecución de las obras de la autovía A-7 en la zona de la costa de Granada, en el tramo entre Adra y Motril ha sido muy compleja debido a la particular configuración tectónica, lito-estructural y orografía de la zona.

Las grandes pendientes naturales de las cordilleras Béticas en esta zona, que llegan hasta el mar, sumadas a la heterogeneidad, estructura y características resistentes de los materiales, han provocado la aparición de algunas patologías, relacionadas con el movimiento de laderas, de grandes dimensiones.

Desde hace varios años, el Laboratorio de Geotecnia del Cedex ha participado en el estudio y definición de soluciones para varias de estas patologías.

Se trató el caso reciente de un gran deslizamiento de ladera, en mármoles y filitas, con 80 m de desnivel, 370 m de longitud y 225 m de distancia desde la calzada hasta las grietas de cabecera.

La existencia de una gran balsa de agua, en la zona alta de la ladera, a 60 m de distancia de las grietas de cabecera ha condicionado el estudio y solución de la patología para asegurar que la misma no se vea afectada por la inestabilidad.

Para el cálculo de estabilidad y soluciones se ha optado por hacer una modelización numérica que incluya tanto cálculos 2D, que son más habituales y que permiten una mayor versatilidad, como 3D que son los que, en este caso concreto, reproducen el problema de una manera más acertada y permiten valorar la afección a la balsa con los tratamientos de estabilización planteados.

El talud objeto de esta ponencia está excavado a media ladera, siendo una trinchera muy asimétrica, teniendo una altura de 77 m en la margen del lado montaña y 15 m en el lado mar. Su longitud es de 370 m. La información disponible indica que la masa potencialmente inestable supera 1.500.000 m³.

El pie del deslizamiento afecta a la calzada de la autovía. Se aprecian ondulaciones y levantamientos del firme así como un claro desplazamiento lateral de la mediana.

Como solución se ha estudiado la opción de realizar un movimiento de tierras que se ha diseñado en dos fases. En una primera fase, en el pie del desmonte se ha previsto excavar una banda de unos 20 m paralela a la calzada. A partir de esta excavación se reperfila la excavación con una inclinación aproximada del 2H:1V, hasta intersectar con el plano que, siendo paralelo al contacto mármoles-filitas, se encuentra a unos 7,5-10 m en la vertical por encima del contacto. Este espesor de mármol aporta un grado de confinamiento a las filitas para evitar su degradación y meteorización.

Adicionalmente, y en una segunda fase de actuaciones, el sobreancho de 20 m de excavación permitirá la ejecución de una solución estructural (pantalla de pilotes o elementos de pantalla dispuestos con la dimensión mayor paralelos a la dirección del deslizamiento) que forzará en mayor medida que la salida de la rotura no afecte a la calzada. Es importante explicitar que estos elementos estructurales no tienen el cometido de estabilizar la ladera sino el de proteger la calzada evitando que la salida de la rotura pueda afectarla.

Sergi Ametller, ICCyP y jefe de Obra de Sacyr, con 21 años de experiencia en la dirección de proyectos y obras ‘llave en mano’ (EPC) como la expansión del Canal de Panamá, diferentes terminales portuarias, obras hidráulicas, muelles de descarga para petróleo/gas y otras, fue el encargado de exponer la tercera y última ponencia de la sección de diseño de la Jornada de Aetess.

Como jefe de Obra Electromecánica para la expansión del Canal de Panamá, ha sido responsable de la fabricación, instalación y puesta en marcha de equipos por un valor total de 1.100 M$. Estos equipos incluyen 16 compuertas de cierre, válvulas y sus equipos de soporte, tuberías, sistemas eléctricos y de control. En su introducción expuso los puntos principales del magno proyecto: Funcionamiento del Canal de Panamá; El proyecto de ampliación; Factores que han hecho tan importante este proyecto…

El Canal permite la conexión entre el Océano Atlántico y el Pacífico y el traspaso de barcos de carga a través del Istmo de Panamá. En cuanto al funcionamiento, indicó que el Canal funciona mediante canales de aproximación de los barcos; tres juegos de esclusas, con sus correspondientes compuertas de apertura y cierre; cámaras de recirculación de agua; y sistemas eléctricos de control. El funcionamiento es totalmente hidráulico, y a través de la emisión o expulsión del agua de las cámaras a través de válvulas electrohidráulicas, se sube o baja el nivel de agua de las esclusas y se permite la conexión a nivel entre dos esclusas moviendo los barcos a tracción mediante remolcadores.

El Canal funciona desde 1914, para barcos de hasta 294 m de eslora, 32 m de manga y 12 m de calado. En 2006 se decide ampliar el Canal para dar cabida a mayores barcos; iniciándose la construcción en 2009 con el proyecto de expansión para buques de hasta 366 m de eslora, 49 m de manga y más de 15 m de calado.

En cuanto a la singularidad del nuevo proyecto, volúmenes y métodos constructivos, destacar el diseño hidráulico y modelizaciones llevadas a cabo, el diseño estructural para cálculo de muros, cámaras, etc., modelos de respuesta sísmica, diseño de mezclas de hormigones. En cuanto a la excavación se ha contado con más de 225 máquinas de movimiento de tierras. Para el proceso constructivo se ha contado con cantera de áridos, plantas de hormigón y equipos para puesta en obra; así como instalaciones auxiliares para personal, plantas de generación eléctrica, etc.

Quizás a destacar son los elementos electromecánicos, constituidos por 158 válvulas; 16 compuertas (4.000 t de peso cada una) de apertura y cierre de las cámaras; equipos mecánicos eléctricos y de control; así como su puesta en obra y transporte marino desde sus centros de fabricación (Corea del Sur, las válvulas; e Italia, las compuertas).

La puesta en marcha de la ampliación del Canal se realizó en junio de 2016 mediante el paso de un buque de pruebas, y el 26 de ese mes pasó el primer buque de carga de 10.000 TEUS., un container de 300 m de eslora y 48 de manga.

La segunda sesión de la jornada (moderada y presentada por Teresa Pérez Rodríguez, directora de Menard España), tuvo un carácter eminentemente práctico y en ella se trataron, entre otros temas, algunos ejemplos de patologías solucionados con diversas técnicas (inyección, precarga por vacío, estabilización, congelación del terreno, recalces, anclajes, etc.) en diversos proyectos de túneles, autovías, rehabilitación de edificios, o áreas urbanas, llevados a cabo tanto en España como en Europa.

Gustavo Armijo, Dr. ICCyP, Ernesto Hontoria, ICCyP, y Miguel Ángel Blanco ICCyP, de la empresa Geocisa son los autores de esta ponencia, que fue expuesta en la jornada por el primero de ellos; quien en su introducción explicó que en la zona del portal de recepción de las tuneladoras en Victoria Dock, dentro del contrato C-305 de las obras de Crossrail, en Londres, se diseñó un tratamiento del terreno en función del espesor de arcilla de Londres y de la cobertera de tierras sobre la clave de los túneles, que llegaba a ser inferior a 1 diámetro en la zona del portal.

El objetivo del tratamiento era, fundamentalmente, evitar la afección a los servicios y a las viviendas cercanas al portal, las cuales sufrieron movimientos durante su construcción. Para lograr lo anterior, este tratamiento debía disminuir la permeabilidad de la terraza del río y mejorar la resistencia del aluvial por medio de inyecciones de impregnación y de fracturación, respectivamente.

A continuación, describió las actuaciones en el tratamiento, indicando que el mismo se efectuó con tubos manguito de PVC y de acero, a través de los cuales se inyectaron lechadas de cemento y de silicatos, en varios episodios, hasta alcanzar unos volúmenes y presiones prefijados.

Esta zona de tratamiento estaba confinada entre dos barreras de micropilotes, una al sur de la excavación de los túneles, para proteger la infraestructura del DLR, y otra al norte para proteger los servicios de la calle Victoria Dock Road.

También se realizó un tratamiento de soil mixing en el aluvial y el relleno en los 30 m adyacentes al portal, debido a la escasa cobertera y a que más de la mitad de la excavación se ejecutaba en los terrenos anteriormente mencionados.

Durante la realización de los trabajos y con el objeto de verificar que los mismos se llevaban a cabo según las especificaciones, se realizó un control de ejecución que incluyó los siguientes trabajos:

• Registro de parámetros de perforación;
• Control de las desviaciones de los taladros;
• Control automático de los parámetros de inyección;
• Ensayos de mezclas in situ y en laboratorio;
• Control de movimientos y comparación con los umbrales de alarma.

Al finalizar las inyecciones en cada área se realizó un control de resultados que incluyó:

• Análisis de los registros de admisión de mezcla y de presión en cada episodio;
• Ensayos de penetración estática;
• Taladros con registro de parámetros de perforación, en las zonas tratadas;
• Ensayos Lefranc en los taladros anteriores.

Los datos obtenidos con este control permitieron concluir que el terreno tratado cumplía con los requisitos de resistencia al corte no drenada (aluvial con s_u > 150 kPa) y de permeabilidad (terraza del río con k < 5x10-6m/s) establecidos en el diseño.

En octubre de 2014, tras un año y medio de diseño y ejecución de los tratamientos del terreno descritos, se completó el tramo del contrato C-305. Ambos túneles se completaron y las dos tuneladoras calaron en el portal de Victoria Dock satisfactoriamente y sin afecciones a importantes a las viviendas y los servicios existentes a menos de 3 m.

Eduardo Martínez García, ICCyP del Dpto. Técnico de Menard España, es el autor de esta ponencia, quien expuso una actuación de singulares características situada en la barriada de Cárdeñas en Huelva. La obra consistía en la ejecución de una serie de viviendas unifamiliares adosadas, en un máximo de dos plantas. Las condiciones geotécnicas del solar eran excepcionalmente desfavorables debido a la elevada deformabilidad de los fangos típicos de la zona, con 28 metros de espesor, y a la existencia de una primera capa de 4 a 5 metros de escombros.

Tras estudiar diferentes alternativas de mejora del suelo se consideró que la opción más óptima para la consolidación de los fangos y estabilización de los rellenos era la consolidación por vacío.

La consolidación por vacio o consolidación atmosférica es un sistema que permite llevar a cabo la consolidación de rellenos y fangos en un plazo de tiempo razonable y con un movimiento de tierras reducido aplicando el vacío en el terreno.

Tras la ejecución de esta técnica en la zona del proyecto, los resultados obtenidos por el tratamiento han sido:

• Asientos producidos de hasta 150 cm.
• Grado de consolidación del 86%.
• Reducción del coeficiente de drenaje horizontal a menos de la mitad (6,3·10-7 - 2,8·10-7 cm²/s).

Actualmente las edificaciones están construidas sin que haya presentado ninguna de las patologías que se han venido produciendo en otras construcciones de las marismas de Huelva.

La consolidación por vacío es un método cuya aplicación requiere un análisis minucioso para su diseño y una importante capacidad técnica para su ejecución, pero aplicado en las condiciones adecuadas proporciona muy buenos resultados, como queda comprobado en el tratamiento aplicado en la barriada de Cárdeñas.

Concluyó indicando que en España la obra tratada aquí es la única aplicación de la consolidación por vacío, ya que nuestro país no cuenta en general con terrenos de tan malas características. Por el contrario es un método de gran aplicación en el sureste asiático y es previsible que sea cada vez más usado en actuaciones en terrenos de marismas y en la consolidación de fangos.

José Polo Narro, ICCP de SITE, S.A., desarrolló su ponencia, planteando en su introducción los trabajos realizados para la estabilización de un deslizamiento producido en un talud de desmonte de la AP-1 ‘Autopista Vitoria/Gasteiz – Irún por Éibar’, en el término municipal de Eskoriatza, perteneciente a la provincia de Guipúzcoa.

El 3 de marzo de 2015, tras un periodo prolongado de lluvias, se produjo un deslizamiento en el talud del desmonte existente a la altura del p.k. 120,450 de la autopista en la calzada del sentido Éibar – Vitoria. El deslizamiento invadió la calzada alcanzando la mediana central y afectó a un tramo de la ladera de 110 m de longitud y 60 m de altura. Ante dicha situación de riesgo grave e inminente para los usuarios de la autopista, los responsables de la Diputación y Bidegi decidieron acometer las obras de estabilización con carácter de emergencia.

La actuación (llevada a cabo por SITE como subcontratista) consistió en la colocación de una barrera dinámica en la mediana, con el fin de proteger la calzada sentido Éibar frente a posibles movimientos de la masa afectada por el deslizamiento.

Posteriormente, y tras diversos estudios mediante sondeos e instrumentación geotécnica, se puso en marcha la obra para la estabilización de las pantallas del talud. En la pantalla superior se ejecutaron una serie de micropilotes (de 15 a 27 m de longitud y un total de 4.203 m) y una viga de coronación, consiguiéndose buenos rendimientos.

En la pantalla intermedia, la más problemática, hubo de ejecutarse tres niveles de micropilotes: nivel superior con 45 uds de anclaje de barra ɸ32 mm de 15 m de longitud unitaria y 23 uds de 18 m; segundo nivel con 48 uds de anclaje ɸ40 mm de 18 m de longitud unitaria, y un tercer nivel en la zona central de la pantalla con 38 uds. de anclaje ɸ40 mm de 18 de longitud unitaria. Todo ello totalizó una medición de 2.565 m de anclaje.

A continuación se realizó el micropilotaje de la pantalla inferior. En esta pantalla se realizaron un total de 400 uds de micropilote de 18, 21, 24 y 27 m de longitud unitaria, totalizando una medición de 9.123 m. de micropilote, también en tres niveles. Si bien, tras una semana de lluvias, se produce un colapso de esta pantalla por la rotura en cadena de anclajes por tope estructural.

Esto ocasionó la necesidad de un refuerzo de emergencia en altura, y una segunda fase de la obra con refuerzo de pantalla intermedia, mediante anclajes activos con barras de 40 mm de diámetro en la zona central, soil-nailing (cosido) en los laterales de contorno de la zona deslizada, y anclajes de cable. Asimismo, hubo de ejecutarse una nueva estructura de contención al pie, con una nueva pantalla de entre tres y cinco filas de carriles al pie del talud y prolongación en planta con escollera por ambos lados.

Concluyó indicando que el 10 de junio de 2016 se puso definitivamente en servicio la autopista.

Juan Luis Ávila, Ing. Civil /MSc, y Miguel Ángel Franco, geólogo Msc/MBA, de la empresa Keller Cimentaciones, son los autores de esta ponencia que fue expuesta por el segundo, el cual indicó en su introducción que el Mercado del Val se encuentra enclavado en el centro histórico de Valladolid. Está situado en la margen izquierda del río Pisuerga, a unos 350 m del cauce, siendo la diferencia de altitud respecto al cauce del río Pisuerga de unos 9 m. También se sitúa a unos 1.350 m del actual cauce del río Esgueva que discurre canalizado artificialmente.

Fue construido a finales del siglo XIX, retocado a principios del XX y restaurado en 1981, completándose entre 2014 y 2016 con la realización de un sótano, cuya excavación y cimentación fue obra de Keller Cimentaciones.

El proyecto inicial comprendía la rehabilitación, reforma y creación de un sótano y una entreplanta a media altura dentro del espacio interior del edificio del Mercado. La estructura original de hierro de la nave apoya sobre muros de mampostería que sirven de cimentación de esta. Se previó que la excavación del sótano se realizase manteniendo los cerramientos existentes los cuales apoyan sobre el citado muro de mampostería que se apoya a 2,50 m de profundidad con respecto a la cota de calle. Para el acceso de vehículos a la planta sótano se creará una rampla en uno de los laterales largos del edificio.

Como alternativa a la solución propuesta, Keller indicó que la solución óptima desde el punto de vista técnico-económico es la ejecución de una cortina provisional de micropilotes formado por micropilotes de diámetro 220/180 mm, con armadura tubular de dimensiones 139,7 x 9 mm y calidad N80. Dicha cortina fue arriostrada a una profundidad de 2,10 m respecto a la cota de la calle mediantes anclajes pasivos de diámetro de 150 mm y formados por barra tipo Gewi de 50 mm de diámetro. La inclinación de estos anclajes pasivos se definió en función de los obstáculos/servicios enterrados en las calle aledañas al mercado.

La solución adoptada para la cimentación de los 33 pilares de la estructura y 4 fosos de ascensores y escaleras mecánicas fue mediante micropilotes vinculados a encepados. Se dispusieron entre 2 y 3 micropilotes por encepado bajo los pilares en función de las cargas actuantes y 4 bajo cada uno de los fosos de ascensor.

Debido a la aparición de la cubrición del Río Esgueva dentro de la parcela de actuación, se modificó el trazado de la cortina de micropilotes, retranqueando su posición hacia el interior salvando el trazado de la cubrición. El sistema de arriostramiento previsto en la alternativa, formado por anclajes pasivos, fue sustituido por perfiles metálicos apoyado sobre los encepados donde se cimientan los pilares centrales de la nave.

El periodo de ejecución de las obra comprendió los meses de enero a mayo de 2015.

José Luis Criado, ICCyP, y Juan Ignacio López, I. T. O.P., de la empresa Rodio Kronsa, son los autores de esta ponencia que fue desarrollada por el primero. Se trata de un ejemplo de patología estructural ocurrida en una losa de edificación de 4 sótanos sometida a esfuerzos de subpresión y la solución que se llevó a cabo para su recuperación estructural. Los trabajos de reparación se llevaron a cabo en el año 2011 actuando en el interior del cuarto sótano del edificio. Sin embargo, la construcción del mismo se realizó varios años atrás, apareciendo patologías, incluso sin estar completamente terminado.

Inició su exposición describiendo las características estructurales del edificio, el cual está compuesto por dos zonas bien diferenciadas: una primera con edificios de vivienda en altura, compuesta de 4 sótanos, planta baja, 8 plantas y áticos. Y una segunda zona, de patio interior o parking, sin alturas sobre rasante, con uso peatonal en superficie y cuatro plantas de sótano para aparcamiento de vehículos.

Las patologías encontradas son generales en el interior del edificio, en especial en la zona 2, en la parte del edificio sin alturas sobre rasante. Se ha producido una fisuración general del edificio muy elevada. Otra situación muy preocupante era la de la losa de cimentación del sótano 4 en zona de aparcamiento, con fisuras también generalizadas, incluso con fracturas, por donde se producen entradas reseñables de agua. Estas entradas de agua del terreno al interior del edificio se producen, por un lado, por la pantalla y por otro lado, por la losa de cimentación.

El perfil de terreno definido por el Estudio Geotécnico, está formado por dos niveles principales: un primer nivel de gravas redondeadas, en matriz arenosa, con predominio de parte gruesa, sueltas, procedentes del aluvial cuaternario y, a continuación, un segundo nivel de arcillas margosas, de color gris, con intercalaciones yesíferas. La transición entre uno y otro nivel se produce en un metro de arenas-limo arcillosas grises, de baja consistencia.

A la vista de toda la información disponible, se llega a la conclusión que el edificio de cuatro sótanos en su zona 2 (zona aparcamientos) presenta una descompensación entre las subpresiones existentes a nivel de cimentación y el peso propio del edificio, provocando una serie de importantes patologías a nivel de losa de cimentación y estructura.

Como solución de reparación estructural se planteó la ejecución mediante anclaje de la losa con una malla de micropilotes a tracción, junto con una sobrelosa de 32 cm por encima de la existente que sirve de conexión entre los anclajes y la estructura del edificio.

Al final, Criado planteó la problemática de ejecución como: perforaciones bajo nivel freático; o las fases de ejecución de anclajes (micropilotes) de losas también bajo nivel freático (paso de losa, perforación con sistema Preventer, inyección de relleno, sellado de la cabeza del micropilote, inyección a presión del bulbo, conexión del micropilote a la losa y sellado final).

Eduardo Manzano, ITOP y Dtor. de Desarrollo Técnico de Terratest, indicó en su introducción que la técnica de congelación del terreno consiste en hacer bajar la temperatura del suelo de forma artificial hasta que el agua presente en sus poros se convierte en hielo y mantener esta situación durante las actividades para las que se precisa, generalmente contenciones o excavaciones subterráneas, hasta que un sostenimiento definitivo pasa a asumir la responsabilidad estructural y de impermeabilización temporalmente asumida por la masa de terreno congelado.

Tras exponer los dos sistemas utilizados de congelación del terreno: abierto, mediante nitrógeno líquido; o cerrado, mediante salmuera de CaCl2; así como los diferentes resultados de utilización; describió las características del proyecto de la línea 2 del Metro de Varsovia, con una longitud total prevista de unos 32 km, es uno de los proyectos de infraestructura más significativos en ejecución en Polonia. Con sus dos túneles gemelos de 5.4 m de diámetro interior, el tramo pasa por debajo de varias estructuras sensibles, pero el hito más significativo se produce en la estación Centrum Nauki Kopernik, junto a la orilla oeste del río Vístula.

La singularidad de esta estación, que condicionaba su diseño y el procedimiento constructivo para su ejecución, era la posición del túnel Wislostrada, construido mediante el sistema ‘cut-and-cover' en los años setenta como parte de la carretera que cruza Varsovia de norte a sur siguiendo la orilla occidental del río. Este falso túnel queda ubicado entre los dos pozos y bajo él debían pasar los túneles en mina de la estación con una cobertera de apenas 8 metros entre la clave y la rasante de la calzada, interceptando con su trayectoria la pantalla central del falso túnel y pasando poco por debajo de sus pantallas hastiales, menos profunda. Estos tres túneles a ejecutar en mina (por su corta longitud y por ser adyacentes no podían ejecutarse de otra forma) se convirtieron en la actuación más crítica de todo el tramo por el fracaso de repetidos intentos de tratamiento (inyecciones, jet-grouting y paraguas de micropilotes) para conferir al terreno suficiente capacidad e impermeabilidad.

Finalmente, la ejecución de esta estación utilizando congelación del suelo en un espesor suficiente para que trabaje como sostenimiento provisional de la excavación resultó ser el único método efectivo.

La utilización combinada del sistema de congelación abierto con nitrógeno líquido y del sistema cerrado con salmuera de cloruro cálcico permite la rápida generación de una estructura de suelo congelado y su posterior mantenimiento a un menor coste.

El volumen total de suelo congelado fue de 2.500 m³ desde el interior del túnel Wislostrada y de 2.800 m³ desde los pozos, 5.300 m³ en total.

Concluyó indicando que, desde el punto de vista económico, la congelación puede ser competitiva frente técnicas de refuerzo estructural e impermeabilización mediante inyecciones en suelos finos y muy finos. En casos de geometría y/o geotécnica muy compleja o de interferencias con otras estructuras, puede llegar a ser la única solución con garantías de éxito.

Desde el punto de vista medioambiental, la congelación del terreno es una técnica viable ya que no emplea agentes contaminantes ni aporta a los suelos materiales ajenos, sino que aprovecha su propia estructura y el agua que contienen.

Los tres túneles (el central no tuvo complicaciones adicionales ya que venía delimitado por los otros dos y una pequeña bóveda también construida al amparo de la coraza congelada) pudieron ser excavados en el plazo previsto al comienzo de los trabajos sin apenas afección al tráfico en el interior del túnel Wislostrada, ya que sólo quedó ocupado uno de los tres carriles disponibles en cada sentido.

Tras la presentación de las ponencias de la mesa de ejecución, se cerró la jornada con un interesante coloquio entre los ponentes y los asistentes a la misma sobre algunos puntos de las respectivas exposiciones.