Para los contratistas que construyen un proyecto público masivo y de alto perfil en un entorno urbano ajetreado, cada día y cada dólar cuentan. PLTC (Purple Line Transit Constructors), el equipo de diseño y construcción que creó un nuevo tren ligero en Maryland para PLTP (Purple Line Transit Partners), ahorró tiempo valioso y dinero al contratar a United Rentals para proporcionar soluciones de ingeniería y apuntalamiento para trabajos subterráneos críticos.

El tren ligero de la Purple Line, de 16 millas y $5,600 millones, ayudará a los viajeros de Maryland, ya que conectará varios suburbios entre sí y a Washington D. C. Aunque las vías irán principalmente sobre el suelo, incluirá dos estaciones subterráneas y un túnel; y es en esas partes subterráneas del proyecto donde la experiencia en excavación y zanjas de United Rentals está marcando la diferencia.

Agilización de la excavación con creatividad

En el sitio de la estación de Bethesda, los contratistas están excavando y haciendo un pozo de 160 pies que conectará la estación a la Red Line del metro de D. C. que pasa por debajo. A varias millas de distancia, las cuadrillas están excavando las entradas y las salidas para el túnel subterráneo de Plymouth Street de 1,100 pies y un foso para la estación subterránea Manchester Place, que se conectará con un extremo del túnel.

Tradicionalmente, los contratistas han reforzado estas excavaciones a gran escala con largueros de acero y puntales de tubería de acero que deben soldarse en el sitio. Sin embargo, ese es un proceso que lleva mucho tiempo (por no mencionar que es potencialmente peligroso). Dado que las actividades de construcción de la Purple Line ya se habían retrasaron un año debido a problemas legales, PLTP estaba buscando formas de acelerar el cronograma.

United Rentals pudo diseñar una solución mejor y más rápida: un sistema de apuntalamiento hidráulico que redujo el tiempo de apuntalamiento solo en dos tercios en la estación de Bethesda y le permitió ahorrar al contratista más de $800,000 en mano de obra.

“United Rentals realmente nos ha ayudado con la velocidad de la excavación”, expresó Jeff Hammer, ingeniero de Proyectos de PLTC para la entrada sur de la estación Bethesda. “Un sistema tradicional nos hubiera llevado mucho más tiempo para soldar, fabricar, presionar y hacer todo lo demás que requiere un sistema de apuntalamiento tradicional. El sistema de United Rentals nos permitió excavar con un método tradicional y colocar las apuntaladoras, los largueros y los puntales de manera muy rápida”.

Equipos únicos

United Rentals comenzó a trabajar con PLTP un año entero antes de que se enviaran las primeras órdenes de compra del proyecto. Una vez que los miembros del equipo de United Rentals entendieron los desafíos a los que se enfrentaría el contratista, se dieron cuenta de que las excavaciones requerirían algún soporte de servicio pesado. La empresa, gracias a su creatividad, realizó un pedido de puntales hidráulicos de 150 y 250 toneladas, que podían manejar las cargas muy grandes en los tres sitios de excavación.

“United Rentals es la única empresa en este lado del mundo que tiene este equipo de 250 toneladas”, dijo Michael Barr, ingeniero de Ventas para la región de Seguridad en las Zanjas de United Rentals.

“Tuvimos que traer el equipo aquí y luego capacitar a nuestro personal para que conocieran sus pormenores. Fue un esfuerzo de equipo, desde nuestros asesores de instalación hasta nuestros ingenieros y el personal de nuestro centro en Greensboro, Carolina del Norte, quienes realmente recibieron el equipo y lo construyeron, lo probaron y lo inspeccionaron”.

Para una seguridad superior, United Rentals instaló pasadores de carga en cada puntal del pozo de la estación Bethesda para que la carga en cada puntal pudiera supervisarse en tiempo real, en especial, cuando se estaba realizando la perforación.

Ingeniería complicada

United Rentals también proporcionó los planos de ingeniería sellados y estampados para el apuntalamiento hidráulico en los tres sitios de excavación.

Además de los numerosos desafíos, se ha sumado el hecho de que los sitios de construcción están ubicados en áreas densamente pobladas. En el sitio de Bethesda, por ejemplo, los ingenieros tuvieron que tener en cuenta las sobrecargas generadas por edificios de oficinas de 15 a 20 pisos adyacentes al pozo y garantizar que la perforación no afectara las operaciones de la Red Line por debajo.

Los puntales hidráulicos para el pozo de 160 pies se colocaron cada 16 a 18 pies por debajo del pozo. Después de instalar y presurizar los refuerzos hidráulicos (refuerzos para esquinas), las cuadrillas excavaron desde dentro del pozo hasta el siguiente nivel. Un asesor de instalación de United Rentals estuvo en el sitio para garantizar que el apuntalamiento se instalara según los planos de ingeniería.

En un nivel, se determinó que el apuntalamiento hidráulico no iba a cumplir con los requisitos de precarga, por lo que PLTC usó un sistema de apuntalamiento de acero soldado en su sitio. El tiempo que llevó —tres semanas en comparación con uno o dos días en instalar los largueros para el sistema de apuntalamiento hidráulico— dejó claro cuánto tiempo y dinero había permitido ahorrar el sistema de United Rentals.

Mantenimiento de la integridad de la excavación

El trabajo en el pozo de la estación Bethesda comenzó en junio de 2018; y un año después, PLTC había excavado hasta la marca de los 100 pies. En ese momento, las cuadrillas responsables de la construcción detuvieron temporalmente la excavación y comenzaron a instalar, desde abajo hacia arriba, las paredes verticales de concreto para revestir el pozo de manera permanente.

United Rentals retirará sus puntales hidráulicos en dos de los cinco niveles a medida que se viertan los elevadores de concreto. “Luego, tomaremos algunos de los puntales que retiramos y los volveremos a colocar. En lugar de soportar un larguero, soportarán las paredes de concreto acabado”, explicó Barr. “Esto ayudará a mantener la integridad de la excavación; el concreto en sí no es suficiente para suministrar el mismo soporte que nuestros puntales estaban proporcionando”.

Para evitar que la superficie del concreto acabado se agriete, United Rentals ha diseñado una placa de acero especial de 3 pies cuadrados para que los puntales hidráulicos se apoyen en ella.

Batir los récords

Los puntales más grandes se usaron para apuntalar el foso de la estación Manchester Place. El foso tiene una profundidad de solo 56 a 60 pies, pero casi 100 pies de ancho y 200 pies de largo. Esto la convierte en la excavación con apoyo hidráulico más grande de Norteamérica.

“Estos puntales de 250 toneladas saldrán 146 pies sin ningún tipo de soporte interno o eje”, observó.

La colocación de los puntales más largos, que miden 4 pies de diámetro, fue un desafío logístico. United Rentals usó extensores de puntales cónicos para lograr el ancho necesario. “Tuvimos que traer por aire una parte del puntal, colocarlo en un lado, elevar el otro lado y luego traer por aire el ariete hidráulico con una grúa. Una vez que lo colocamos en su sitio, atornillamos el sistema dentro de la excavación”, dijo Barr.

En alrededor de un año, cuando el proyecto ya no requiera el apuntalamiento hidráulico, retirar los puntales será relativamente fácil. “Simplemente entramos y giramos la válvula de ramificación hasta que libera la presión. Podemos comparar esto con la liberación de la presión en una viga soldada, donde una persona con un soplete de soldadura tiene que estar justo al lado de los puntales y los largueros y cortarlos. Eso puede ser muy peligroso”, expresó Barr.

Resolución rápida de problemas

El compromiso de resolver problemas y proporcionar soluciones innovadoras, junto con décadas de experiencia en diseño e ingeniería de excavaciones, permitió a United Rentals ayudar al cliente a mantenerse dentro del plazo y el presupuesto.

Por ejemplo, cuando el requisito de precarga para los puntales era mayor de lo que PLTC creía, United Rentals usó sus recursos de ingeniería y su personal de campo para garantizar que el apuntalamiento hidráulico pudiera seguir usándose. Las precargas eran tan altas que United Rentals sustituyó el aceite hidráulico por el agua y el anticongelante que suele usar dentro de los puntales para lograr presiones adecuadas.

Cuando se enfrentó a desafíos, Hammer afirmó lo siguiente: “Consiguieron el equipo adecuado y trabajaron para resolver esos problemas rápidamente”.

“United Rentals ha sido un buen socio en una excavación muy difícil”, continuó Hammer. “Su sistema es muy flexible, por lo que nos permite hacer algunas cosas que no se podrían hacer con los sistemas tradicionales. La instalación fue mucho más rápida, su soporte técnico fue excelente y es fácil trabajar con ellos”.