Si se construye un metro debajo de un edificio, ¿eso aumenta el riesgo de colapso del edificio?

La respuesta es principalmente sí, aunque cuantificar cuánto aumenta el riesgo es bastante difícil.

Cuando se perfora un túnel debajo de un edificio, hay una multitud de cosas que podrían provocar que un edificio se derrumbe por encima.

  1. La estructura del metro podría diseñarse correctamente, pero no construirse correctamente. El diseño puede ser correcto, pero si los dibujos y documentos se leen mal, podría ocurrir un error fatal. Un ejemplo de esto sería si ciertos miembros de refuerzo se construyeron incorrectamente, no se instalaron correctamente o no se instalaron en los momentos correctos.
  2. La estructura del metro podría estar mal diseñada . El error humano en el proceso de diseño podría producir un diseño del sistema de metro que simplemente no funciona. Posiblemente, algunos ejemplos de esto incluyen diseñar el metro con menos carga de la que realmente experimentará, o no entender las restricciones geométricas subterráneas y diseñar el metro para que corra directamente a través de los cimientos de un edificio de arriba.
  3. La estructura del metro podría diseñarse adecuadamente, construirse adecuadamente, pero no mantenerse adecuadamente. Nada dura para siempre, y las estructuras, especialmente las que tienen un alto potencial de pérdida de vidas humanas, requieren inspecciones y mantenimiento regulares para garantizar que la estructura funcione como fue diseñada.
  4. La estructura del metro podría diseñarse y construirse adecuadamente, pero podría ocurrir un verdadero ‘accidente’ o terrorismo. Cuando se trabaja cerca de los cimientos de un edificio de arriba, un accidente puede ser una máquina aburrida que daña involuntariamente o socava los cimientos del edificio. Otro ejemplo sería un desastre catastrófico que involucre el descarrilamiento de un tren, que es muy poco probable que destruya la estructura del metro, pero llamemos a esto una probabilidad no 0.

En general, si se está construyendo un metro debajo de un edificio, la estructura del metro se construirá independientemente del edificio de arriba y, en la medida de lo posible, la carga y los cimientos del edificio no cargarán el metro directamente. Sin embargo, hay demasiados escenarios posibles para decir que este es siempre el caso. Una excepción a esto sería el caso en el que un edificio y una estructura de metro se construyen e interconectan simultáneamente. En este caso, pueden compartir cimientos, aunque todavía pueden estar aislados unos de otros para mitigar las vibraciones u otras preocupaciones.

Existe la posibilidad de que la construcción de un metro debajo de un edificio mejore el edificio de arriba, disminuyendo la posibilidad de colapso. Un ejemplo sería, durante la construcción de una estructura de metro, un problema previamente desconocido puede ser descubierto y reparado. Tal vez se está desarrollando un agujero en el fregadero debajo de un edificio y se descubre solo durante la construcción del metro. En este caso, el problema podría solucionarse o el edificio podría abandonarse y demolirse, según lo dictara la situación. No es tan probable, pero podría suceder.

A muy, muy largo plazo, como la escala de tiempo geológico, como sugiere la pregunta, tener una gran cavidad subterránea y sin mantenimiento debajo de una estructura conducirá a algún tipo de colapso. En ese momento, realmente no se trata de ingeniería estructural, se trata de energía potencial y entropía. Un sistema tenderá a una condición más dispersa y estable, por lo que a medida que las fuerzas de la naturaleza y el universo trabajen lentamente sobre la estructura, el edificio de arriba finalmente colapsará, el metro se derrumbará, etc.

Con todo lo anterior, es importante comprender que la ingeniería nunca se trata de proporcionar estructuras perfectas, en el contexto de este tipo de discusión, la ingeniería se trata de riesgos aceptables. La forma en que decidimos cuáles son los riesgos aceptables son las conversaciones y decisiones que todos tenemos y tomamos cada día.

No.

No si lo realizan profesionales competentes.

Boston Big Dig de EE. UU. Llamó a especialistas europeos en túneles ya que las aseguradoras estadounidenses no asegurarían a los contratistas estadounidenses.

El diseño es doblemente verificado y certificado como seguro por los aseguradores del edificio y el contratista. La construcción se controla de forma continua y precisa para que los asentamientos estén dentro de las tolerancias acordadas previamente. La lechada bombeada y la preinyección en el suelo pueden elevar con precisión áreas de asentamiento alto de tal manera que el edificio de arriba y sus ocupantes desconocen por completo el túnel debajo.

Se establece un factor de seguridad que cubre no solo las cargas y los efectos conocidos, sino también los valores extremos, de modo que haya un alto margen de seguridad. Los túneles están diseñados para explosiones y ataques terroristas. El edificio combinado y la estructura del túnel pueden ser más fuertes que los cimientos que el edificio tenía originalmente.

Los túneles modernos debajo de los edificios no tienen fugas, por lo que no requieren bombeo.

Londres está atravesado por una gran cantidad de túneles para metro, seguridad, ferrocarriles y servicios públicos. La extensión del metro Jubilee estaba muy cerca del monumento nacional de Big-Ben en las Casas del Parlamento y cualquier movimiento diferencial haría que la torre se inclinara. El Gentlemen’s RAC Club tenía una piscina y cualquier asentamiento era crítico para su facilidad de servicio. Todos permanecieron en un nivel inmaculado a pesar de los túneles debajo.

En una respuesta simple, sí. Sin embargo, el impacto en los edificios existentes es uno de los elementos críticos que deben evaluarse antes de la construcción del metro. Este elemento se llama “Plan de protección de edificios existentes”.

Si se determina que el edificio existente se verá afectado, se implementarán medidas de protección tales como la modificación de cimientos, apuntalamiento, etc., antes de la construcción del metro.