Tecnología bajo tierra: Sistema de Pilotes en el Metro de Lima

Cimentaciones especiales como muro pantalla, pilotes y una combinación de pilas-pilotes se han ejecutado en la obra de infraestructura más grande que se construye en la actualidad en el Perú.

El proyecto “Línea 2 y Ramal Avenida Faucett – Avenida Gambetta de la red básica del Metro de Lima y Callao”, es un proyecto que dotará de un moderno sistema de transporte público masivo a Lima y Callao, mediante la construcción de un metro subterráneo, de 35 km de extensión total, que comprenderá el Eje Vial Este – Oeste (Ate – Lima – Callao) y el ramal de conexión en la Avenida Faucett hacia el Aeropuerto Internacional Jorge Chávez. La obra constituye el proyecto de infraestructura más importante del Perú, a cargo de la Sociedad Concesionaria Metro de Lima Línea 2.

El diseño contempla la ejecución de 35 estaciones, incluyendo el ramal de la línea 4, siendo la estación E-24, ubicada en el distrito de Santa Anita, la más grande de todas y la primera que se construyó de todo el proyecto. En esta estación, Pilotes Terratest Perú ejecutó todos los muros pantallas, pilotes y pilas-pilotes requeridos en el diseño.

Muros pantalla

Pilotes Terratest Perú inició las primeras pantallas de la historia en Lima en agosto de 2016 para el pozo adyacente a Santa Anita. La tecnología de muros pantallas es de reciente aplicación en el Perú, siendo Pilotes Terratest el pionero en la ejecución de las mismas, pues ejecutó muros pantalla por primera vez en la historia de Lima, cuando se inició la construcción del pozo de ataque adyacente a la Estación 24 – Mercado Santa Anita, donde se realizaron muros pantalla de 800 mm de espesor.

El proyecto del Metro de Lima contempla la ejecución de muros pantalla con espesores variables que van desde 800 mm hasta 1200 mm y longitudes entre 14 m y 42 m, dependiendo de la ubicación de la estación y las condiciones geotécnicas de la misma.

En el caso del pozo de ataque en el Patio Taller de la Estación Mercado Santa Anita se ejecutaron pantallas de 0.80 m de espesor y 14 m de profundidad aproximada. Este es un caso donde se han empleado pantallas de espesor de 800 mm, pues en la estación E-24 se ejecutaron muros pantalla de 1.00 m de espesor y profundidades aproximadas de 20 metros.

Junto con las pantallas, los pilotes son también una solución de cimentaciones especiales para el proyecto. Sumado a estos, se consideran las pilas – pilote, variación constructiva de los pilotes que considera que ciertos tramos de los pilotes serán columnas vistas en la estructura a construir.

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Sistema constructivo

La combinación de la ejecución de los elementos antes mencionados permitió consolidar el sistema constructivo denominado Top-Down que, al contrario del sistema tradicional, que supone la excavación total hasta el NFC (nivel de fondo de cota) de la estructura para recién iniciar la construcción de la superestructura (desde abajo hacia arriba), este permite ejecutar los elementos verticales estructurales desde la cota 0 e iniciar la construcción de la superestructura y la excavación de manera simultánea.

En el caso de las estaciones para el Metro de Lima, era de vital importancia el pronto restablecimiento de los servicios viales y, justamente esta tecnología permitió ejecutar la losa a nivel 0 al finalizar la ejecución de pantallas y pilotes, con lo que se permitió restablecer el tránsito en la zona, antes de concluir la excavación total de la estación.

De manera general, la tecnología del muro pantalla consistió en la excavación de paneles subterráneos con un espesor determinado mediante una cuchara bivalva y lodos bentoníticos que, posteriormente son armados y vaciados de concreto in situ.

Previo a la excavación de los paneles, es necesario realizar un murete guía, que sirve como guía para la posterior ejecución del muro.

Una vez ejecutado el murete guía, se procede a iniciar las excavaciones con la cuchara bivalva. La excavación se realiza para anchos de paneles (bataches) definidos previamente y en todo momento la excavación deberá estar llena con lodos bentoníticos / polímeros, el cual actúa como fluido estabilizante y evita el desmoronamiento de las paredes de los paneles durante la ejecución de las excavaciones. Para ello, se debe contar con un exhaustivo control de calidad que garantice que el lodo introducido tenga propiedades que se encuentren dentro de los límites permisibles por la normativa aplicable.

Una vez concluida la excavación, se introducen las juntas metálicas (de ser el caso) y se da inicio al proceso de desarenado que, como su nombre lo indica, consiste en el proceso para disminuir el contenido de arena del lodo existente dentro del batache excavado, para que se encuentre apto para iniciar proceso de vertido de concreto.

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Como procesos finales, se introduce la armadura en el batache, cuidando su ubicación para garantizar recubrimientos mínimos. Finalmente, se inicia el vaciado de hormigón con el uso de tubería tremie, vaciando desde el fondo del panel, desplazando el volumen de lodos existente. Una vez se alcanza características específicas del concreto, se procede a retirar las juntas que pudiesen existir, culminando el panel.

Cabe destacar que no todas las estaciones del proyecto son iguales, en especial la estación 24 – Mercado Santa Anita, la de mayor dimensión de las 35 previstas para el proyecto total. En ese sentido, todos los pilotes, pilas-pilote y pantallas de dicha estación fueron ejecutados en un plazo aproximado de 4 meses.

De igual manera, Pilotes Terratest participó en la ejecución de pilotes y pilas-pilote en 4 estaciones adicionales (E-23, E-22, E-21 y E-20) logrando incrementar progresivamente los rendimientos de ejecución con un plazo entre 17 a 20 días en cada estación.

La experiencia del personal de obra de Pilotes Terratest Perú dedicado al proyecto y el respaldo técnico de la dirección técnica ha permitido superar las expectativas en lo que ha rendimientos se refiere, logrando avances de más de 120m²/día en el caso de pantallas y de aproximadamente 25 ml/día en el caso de pilotes y pilas-pilote.

A pesar de que la compañía contaba con equipamiento para trabajos de cimentaciones especiales; el proyecto del Metro de Lima ha significado un gran reto en lo relativo a la gestión de adquisiciones. En ese sentido, la empresa ha invertido en grúas marca Liebherr, piloteras BAUER, así como equipamiento (cucharas) STEIN, por mencionar algunas.

Bajo tierra, el proyecto del Metro de Lima es la obra de infraestructura más importante de los últimos años en el país. Se espera que de aquí al año 2024 comience a operar la línea 2 que conectará Lima bajo tierra.