Aproximación a la estimación de la amenaza geotécnica originada por excavaciones profundas en arcillas de Bogotá: Una contribución a la sustentabilidad en entornos urbanos

Assessment of Geotechnical Hazard due to Deep Excavations in Bogota Clays: A Contribution for Sustainability in Urban Environments

El desarrollo de ciudades resilientes y sustentables considera la construcción de proyectos de infraestructura que involucran excavaciones profundas. Durante las excavaciones, frecuentemente, se producen desplazamientos en la superficie que pueden ser inadmisibles para los elementos previamente construidos del entorno urbano, amenazando la sustentabilidad de sectores ya consolidados. En este artículo, se presenta una aproximación a la estimación de la amenaza geotécnica originada por excavaciones profundas en suelos blandos lacustres de Bogotá, D.C., mediante simulaciones numéricas paramétricas que buscaron establecer la probabilidad de ocurrencia de falla de fondo y la estimación de desplazamientos en superficie para geometrías variables de la excavación. Se consolidó una base de datos a partir de 85 proyectos localizados en zonas geotécnicas que contienen suelos blandos en la ciudad. A partir de esta base, se determinaron valores estadísticamente representativos de las propiedades de resistencia y rigidez se elaboró un perfil geotécnico de las arcillas lacustres para los análisis paramétricos. La estimación de la amenaza se desarrolló en tres fases: construcción del modelo geotécnico, planteamiento de los escenarios de amenaza y determinación del nivel de amenaza. Se tuvieron en cuenta los siguientes parámetros: geometría de la excavación (base y altura), factor de seguridad, probabilidad de falla y desplazamientos verticales en superficie (asentamientos). Finalmente, se presenta una matriz de aproximación para determinar las implicaciones y el nivel de amenaza que presentan las excavaciones en los suelos blandos de Bogotá, cuyos datos proporcionan una valoración previa en las etapas de factibilidad de un proyecto de excavación que contribuye a favorecer la resiliencia y sustentabilidad de las zonas ya desarrolladas.

I. INTRODUCCIÓN

La ejecución de excavaciones profundas, en el ámbito internacional, se entiende como un proceso fundamental en el marco de proyectos interdisciplinarios para el aprovechamiento del espacio subterráneo [1-2] que contribuyen al desarrollo sustentable de centros urbanos. En las excavaciones confluyen diversos aspectos geotécnicos, tales como el comportamiento y la variabilidad de los geomateriales involucrados, la rigidez de los sistemas estructurales de soporte, el flujo de agua establecido durante la construcción, la generación de desplazamientos en superficie a corto y largo plazo y aspectos de contaminación ambiental o supresión de acuíferos que impactan las relaciones costo-beneficio de estos proyectos y la sustentabilidad de los mismos desde los enfoques técnico, económico, ambiental y social, entre otros.