Inyecciones de Compactación

Índice

Descripción General

Aplicaciones de las Inyecciones de Compactación

Procedimiento de trabajo

Control de Calidad

Investigaciones previas, Consideraciones geotécnicas y Tomade datos en obra

Condiciones de mejora. Experiencia previa

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Descripción General

El método de Compactación Estática se basa en la inyección en el terreno de un mortero de bajamovilidad, de forma que la mezcla inyectada no fluya por el terreno, quedando concentradaalrededor del punto de inyección. Este mortero se inyecta a una presión de hasta 40 bares y conun asiento en el cono de Abrams menor de 8 cm, lo que permite una correcta densificación. Elmaterial inyectado rellena los huecos y compacta o estabiliza el suelo que rodea a la zona tratada.Posteriormente el cemento del mortero fragua confiriéndole resistencia y dureza al mismo.Es importante que durante la inyección se produzca un desplazamiento del terreno sin romper suestructura.

1. Instalación de tubería deinyección

La perforación se realiza a rotación orotopercusión en función de lascaracterísticas del terreno.

2. Inyección de Compactación

El mortero se prepara en lamezcladora y se inyecta a presiónen el terreno mediante una bombaespecífica para este tipo de trabajos.

Mientras, se va introduciendo oextrayendo gradualmente latubería de inyección, creandouna columna formada por bulboscuasi-esféricos que se intersectanentre sí.

3.Compactación por fases

Con el fin de conseguir unacompactación uniforme del suelo,las inyecciones se ejecutan en unamalla primaria y posteriormente unasecundar ia. En el caso det r a t a m i e n t o s l o c a l e s , l a sinyecciones se realizan en lospuntos y con las inclinacionesdefinidas por el cálculo.

Mortero debaja movilidad

Equipo deperforación

Registro deparámetros

Bomba ymezcladora

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Mejora de suelos

Estabilización y recalce de cimentaciones

Relleno de cavidades

Mejora de suelos con baja capacidad portante,aumentando la densidad relativa del mismo.Compactación de suelos no cohesivos, especialmenteaquéllos con baja o media densidad con intercalacionesde capas duras o cementadas. Puede emplearse comoalternativa o como complemento a cimentacionesmediante pilotes, o mejoras del suelo mediante columnasde grava.

Incrementando o restaurando la capacidad portante delsuelo bajo cimentaciones existentes, por ejemplo encasos de incrementos de sobrecargas o para reparardaños producidos por asientos.

Esta técnica es una alternativa al procedimiento de JetGrouting y/o sirve como pretratamiento para aplicar lastécnicas de Jet Grouting e Inyecciones de Fracturación.

Recuperación de la capacidad portante o incremento deésta a lo largo del fuste o la punta de cimentacionesprofundas existentes.

En suelos muy porosos, erosionados o con cavidades,por ejemplo en zonas de relleno que no han sidosuficientemente compactadas, zonas afectadas porfenómenos de karst, suelos dañados por la rotura deconducciones hidráulicas, etc.

Aplicaciones de las Inyecciones de Compactación. Tipologías

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El método de Compactación Estática es especialmente apropiado para el tratamiento de suelosno cohesivos, especialmente si se trata de suelos con densidades de bajas a medias.

Esta técnica se emplea también en suelos cohesivos con el fin de introducir en ellos elementos demayor resistencia y capacidad portante, mejorando el comportamiento del suelo frente a lassobrecargas.

El empleo de esta técnica en arcillas saturadas, provoca un incremento momentáneo de lapresión intersticial por lo que se puede combinar con otras técnicas.

Ventajas:

- Posibilidad de empleo en tratamientos puntuales.- Altos rendimientos que facilitan una rápida instalación.- Gran abanico de posibles aplicaciones.- Posibilidad de empleo en una gran variedad de suelos.- Capacidad de aplicación en emplazamientos de difícil acceso y con fuertes restricciones de

gálibo.- Debido a los criterios de inyección previamente impuestos, no se producen sobreconsumos de

mortero.- No es necesario conectar las columnas de mortero a las zapatas o a la estructura.- Tratamiento no destructivo y compatible con las cimentaciones existentes.- Alternativa económica frente al saneo y sustitución de terreno o al pilotaje.- Capacidad de alcanzar profundidades fuera del rango de aplicación de otros métodos.- Aplicaciones a zonas locales con estratos confinados.

Aplicaciones de las Inyecciones de Compactación. Ámbito de aplicación

Arcilla

Tamaño de partículas [mmø]

Soilcrete /Jet Grouting®

Soilfrac /Inyecciones de fracturación®

Inyecciones de compactación

Soluciones de silicatos

Microcemento

Suspensión de cemento

Limo Arena Grava Cantos

Rango de aplicaciones para técnicas de inyección

Técnicas

Pasa

Tam

iz[p

eso

%]

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Procedimiento de trabajo

Puesta en común de los detalles de la obra con los técnicos del cliente y/o la propiedad.

Elección e instalación de los puntos de control de movimientos de la estructura a reforzar. Laprimera lectura se realizará con anterioridad a los trabajos de perforación e inyección.

Se realiza la perforación hasta la profundidad requerida, definida previamente en la fase dediseño.

Una vez alcanzada la profundidad requerida, se procede a la inyección del mortero, controlandola presión y el volumen inyectados en el terreno. Después de haber inyectado el volumendefinido en proyecto para cada fase, o aquél compatible con todos los criterios de inyección, seprocede a la extracción del varillaje entre 30 y 50 cm, dando comienzo a la siguiente fase deinyección.

En determinadas ocasiones puede ser aconsejable realizar la perforación en sentido inverso, dearriba abajo.

El mortero empleado está compuesto por arena, cementoy aditivos plastificantes.

El proceso completo consta de las siguientes fases:

Criterio de inyección:

El desplazamiento del terreno circundante al punto de aplicación de la inyección provocamovimientos en el terreno. Los criterios para finalizar una fase de inyección y pasar a la siguienteson los que se enumeran a continuación:

Cuando se alcance el volumen de mortero inyectado definido para cada fase.Cuando se alcance la máxima presión indicada en las especificaciones de proyecto.Cuando se produzca reflujo de mortero a través del taladro de la perforación.Cuando se produzcan movimientos en la estructura o en la plataforma de trabajo, fuera del rangoadmisible establecido por cálculo.

Instalación de la tubería de inyección

Perforación.Es importante el posicionamiento.Registro de la información del terreno obtenida de laperforación.

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Comienzo de la inyección

Normalmente de abajo a arriba aunque puede ejecutarsea la inversa.El control y calidad del mortero es importante.Normalmente la presión y/o el volumen están limitados.

-

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Continuación de la inyección

Se controla la presión, el volumen y el cono del mortero.La planificación de la secuencia de puntos detratamiento es muy importante.

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1.2.3.4.

La calidad e idoneidad del mortero fresco deben ser controladas mediante la medida delasiento en el cono de Abrams. También se verificará la resistencia a la compresión simple.

El grado de compactación alcanzado puede ser controlado mediante los siguientesparámetros, dependiendo del objetivo perseguido y de las condiciones del suelo:

- Evaluación de los datos recopilados por el sistema de registro de parámetros instalado en losequipos de perforación e inyección.

- Control de movimientos en la plataforma de trabajo o en la estructura para asegurar loscorrectos parámetros de ejecución.

En función del tipo de terreno y del objetivo de mejora perseguido, se definirán los ensayos decontrol, que podrían ser:

- Ensayos penetrométricos (CPT, SPT) antes y después del proceso de inyección en suelos nocohesivos, crosshole, u otros.

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4 Control de Calidad

La profundidad, la presión y el volumen de mortero se registrancontinuamente. Se realiza un control continuo de la consistencia delmortero y de los movimientos de la plataforma de trabajo y estructurasexistentes.

Penetrómetros (CPT, SPT) antes ydespués de las inyecciones decompactación en suelos nocohesivos.

Control de movimientos mediante nivel láser a distancia situado en un punto fijo.

10,0

0

1,50

Ø TALADRO 114 mm

8,0

0

30º

1,00

SECCIÓN CAUCE Y TERRAPLENES - PROPUESTA DE INYECCIONES

15,76

1,50

2,0

0

1,50

10,00

1,00

30º2,0

0

Pro

fun

did

ad

(m)

Antes del tratamiento

Después del tratamiento

Secció

nIn

yecta

da

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5 Investigaciones previas, Consideraciones geotécnicas yToma de datos en obra

Investigaciones previas

Consideraciones geotécnicas

Toma de datos

Para un tratamiento eficaz de inyecciones de compactación, es necesario tener un buenconocimiento de las condiciones del subsuelo. Disponer de un completo informe geotécnicofacilitará el diseño de una correcta campaña de inyecciones, así como el conocimiento de lascondiciones de estructuras cercanas.

Hay una serie de requisitos que deben cumplirse para propiciar un correcto funcionamiento delas inyecciones de compactación:

- La tensión vertical en el estrato a tratar debe ser suficiente para permitir que la inyeccióndesplace horizontalmente el terreno. Una elevación excesiva de la superficie evitará unacorrecta densificación.

- En suelos saturados, la velocidad de inyección deberá ser lo suficientemente lenta como parapermitir disipar la presión intersticial. La secuencia de inyecciones es muy importante.

- Deberán evitarse los suelos con arcillas saturadas o expansivas.

- En los estratos más compresibles se producirá un mayor desplazamiento. Las inyecciones decompactación focalizan la mejora en las zonas más necesitadas.

El personal cualificado de KELLERTERRA a cargo de la obra anotará sistemáticamente lossiguientes datos:

- Elevación y asientos en el terreno y en las cimentaciones alrededor de la perforación.- Volumen inyectado en cada fase.- Presión de inyección alcanzada en cada fase.- Criterio de finalización alcanzado en cada fase.- Parte diario de trabajo.

6 Condiciones de mejora. Experiencia previa

Habitualmente se necesita una presión de confinamiento de 7 T/m para maximizar ladensificación. Para menores presiones se producirá una densificación limitada. La presiónpuede ser producto del peso del suelo, sobrecarga o cargas de cimentación.

Cuando el objetivo del tratamiento es una densificación del terreno, se aplica a cada fase de lainyección unos criterios de presión y de índice de sustitución. Este índice o ratio se determina enfunción de la densidad inicial del terreno y del desplazamiento necesario para conseguir unamejora efectiva.

La experiencia ha demostrado que el espaciamiento entre puntos de tratamiento no debesuperar los 2 ó 3 m.

El criterio de máxima presión de inyección previene la fracturación del terreno, el levantamientodel mismo, y limita el volumen de inyección de mortero.

La fases de inyección en vertical se separan habitualmente en intervalos entre 30 y 100 cm.

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Índice de sustitución= 5=15% (Valores usuales)Volumen de inyecciónVolumen de suelo tratado

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Miembro de:

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Miguel Yuste, nº 45 BisE28037 MadridTel.: 914 237 561Fax:Web: www.kellerterra.comMail general: kellerterra@kellerterra.com

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