Fortificación y Monitoreo de Obras

Subterráneas

Tipos de Fortificación Malla Shotcrete Pernos de anclaje (rockbolts) Barras de anclaje (dowels) Cables (cablebolts) Marcos

Pernos (rockbolts) Varas de acero con

placa en un extremo, que se tensan después de su instalación.

Barras (dowels) Barras de acero con lechado (grout) introducidas

en el macizo, no se pueden tensar. La carga la toman de la deformación del macizo.

Cables Gruesos alambres de

acero, con lechado y generalmente sin tensión.

Pueden ser de gran longitud, se usan en grandes excavaciones.

Tipos de cables

Ejemplos de Fortificación de

Túneles

Criterios de Diseño Clasificación de macizo rocoso (Q, RMR,

etc.) Sectorización geotécnica Tipos y tamaños de cuñas esperadas Estado de esfuerzos vs. deformación Casos particulares (fallas, bloques, etc.) Uso y vida útil de la excavación

Definición de fortificaciones basado en las clases geomecánicas dadas por el RMR.

Tomado de Hoek, 2000

Diseño de Fortificación basado en Q

Aplicaciones de pernos y barras según estado de esfuerzos y fracturamiento (Hoek et al., 1998)

Conceptos de Soporte Asumiendo un comportamiento elástico-plástico, mientras la

presión de soporte sea menor a una presión crítica, el macizo se deformará elásticamente. Sobre la presión crítica, se deformará plásticamente.

Rol del soporte Evitar colapso No necesariamente evita

que se produzca la falla en el macizo, pero controla las deformaciones a niveles aceptables y evitar que el material fallado se suelte.

El que haya deformación plástica no implica necesariamente que el túnel colapse, depende del espesor de la zona plástica vs. el radio del túnel

Deformaciones sin soporte

Deformaciones con soporte

Hay siempre una deformación inicial (uso) antes de instalar el soporte. No debe dejarse que ésta sea muy grande.

El soporte tiene una deformación máxima (usm) y una resistencia máxima (psm).

Una vez instalado, el soporte comienza a deformarse elásticamente.

El diseño debe ser tal que las dos curvas se intersecten para alcanzar el equilibrio.

Monitoreo El monitoreo geotécnico sirve para resguardar las

condiciones de seguridad, chequear la validez de los modelos usados en el diseño y controlar la implementación de medidas de reparación.

Hay métodos mecánicos, eléctricos, ópticos. Idealmente el monitoreo de deformaciones debe

acompañarse con monitoreo de esfuerzos y en caso de peligro de estallidos de roca, con monitoreo sísmico.

Monitoreo de deformaciones

Algunos métodos más comunes:

- Extensómetros.- Prismas topográficos- Tecnología Láser.

Extensómetros Miden la deformación al interior del macizo.

Ejemplo de curvas de lecturas de extensómetros en el tiempo

progresivo

progresivo transgresivo

Mediciones dentro del túnel Prismas topográficos Escaners láser Medición sistemática (manual o automática)

permite ver diferencias y medir desplazamientos relativos o absolutos. Mismos métodos que en taludes.

Estación total

Laser scan