TÉCNICAS DE MEJORA DE TERRENOS

Transcripción

1 TÉCNICAS DE MEJORA DE TERRENOS Julio García-Mina Ingeniero de Caminos Director General KELLERTERRA, S.L.

2 TÉCNICAS DE MEJORA DE TERRENOS 1. Introducción La mejora del terreno como solución a la cimentación de todo tipo de estructuras es una técnica conocida desde hace mucho tiempo. De todas ellas la más utilizada y conocida es la precarga que mejora el terreno al acelerar la consolidación y reducir en el tiempo la consecución de un asiento residual aceptable. Las técnicas más modernas como pueden ser la compactación dinámica, las mechas drenantes y las columnas de grava, aunque empleadas con anterioridad, han sufrido un fuerte auge durante la década de los 90 y en la actualidad. Definida la mejora de terrenos como un sistema que pretende la mejora general de un suelo blando de tal forma que no sea necesaria una cimentación profunda, la tendencia actual lleva a incluir dentro de este apartado algunos tipos de inyecciones en especial las denominadas de consolidación, compactación y compensación. 2. La Mejora del Terreno Todas las mejoras del terreno se definen porque su dimensionamiento tiene como fin la limitación de asientos, frente a otras técnicas de cimentación que buscan la trasmisión de cargas hasta zonas competentes. A diferencia de las cimentaciones profundas que atraviesan las capas de suelos blandos hasta alcanzar un estrato competente al que transmitir las cargas, las técnicas de mejora de suelos se basan en mejorar una cierta profundidad de este sustrato blando de tal forma que una vez actuado sobre él pueda resistir las cargas transmitidas. De forma simplificada, el diseño mediante la mejora de suelos consiste en obtener un suelo tratado con características geotécnicas equivalentes E 1 (módulo de deformación), φ 1 (ángulo de rozamiento) y c 1 (cohesión) resultantes de sumar los efectos de las reales del suelo sin tratar (E, φ, c) con las que aporta la columna de grava (E C, φ C ). Aunque el comportamiento del suelo mejorado no es homogéneo en toda la superficie tratada, desde un punto de vista teórico es válida la aproximación para entender el concepto frente a la forma de cálculo y trabajo de otro tipo de cimentaciones.

3 Figura 1 Cimentación Profunda y Mejora del Terreno 3. Las Técnicas de Mejora de Suelos más empleadas Son las siguientes: i) Precarga Consiste en sobrecargar un terreno de forma superficial mediante la una aportación de tierras, generalmente en forma de terraplén, que dé lugar a una carga superior a la que va a estar sometida en servicio. De esta forma se acelera la consecución de los asientos de servicios y la obtención de un asiento residual aceptable. El principal inconveniente es que estos procesos suelen ser lentos y se necesita bastante tiempo (meses o incluso años) en la consecución de los objetivos de asiento marcados. ii) Drenes Mecha Es una técnica generalmente ligada a la precarga en suelos saturados de baja permeabilidad, ayudan una rápida salida del agua y aceleran la consolidación. Se consigue mediante la introducción de un dren delgado sintético en forma de cinta de unos 10 cm de ancho y 4-5 mm de espesor en el suelo blando con una disposición en forma de malla triangular generalmente de 1 a 2 metros de lado. Se utilizan cuando las cargas a transmitir al terreno no son elevadas. Pueden ser procesos largos al ir asociados a la precarga.

4 Figura 2 Distribución de drenes Mecha en forma de malla iii) Compactación dinámica Es el tratamiento de mejora de un suelo mediante la acción de esfuerzos dinámicos producidos por la caída libre de un peso desde una cierta altura sobre la superficie del terreno. El objetivo es el aumento de la capacidad portante del terreno por disminución del volumen de huecos del suelo y el consiguiente aumento de su densidad. El inconveniente principal de este método es el espesor de terreno a tratar, especialmente en presencia de niveles freáticos elevados, así como el tiempo de tratamiento que es difícil de asegurar a priori al ser un tratamiento que se da por aproximaciones sucesivas hasta la consecución del objetivo geotécnico marcado. iv) Columnas de grava Este método consiste en introducir en el suelo blando una columna de grava compactada a modo de pilote y le da capacidad portante y de drenaje al terreno tratado.

5 Figura 3 Vibrocat para ejecución de columnas de grava por vía seca y con descarga inferior. En el pasado se empleaba casi exclusivamente en grandes infraestructuras debido a las necesidades de equipos y materiales empleados en la vía húmeda, con la aparición de los equipos de vibración por vía seca con descarga de la grava interior, se ha convertido en el sistema más empleado por su versatilidad y economía general para conseguir los objetivos de mejora del terreno en el menor tiempo posible. Figura 4 Hinca Relleno Acabado Secuencias en la ejecución de las columnas de grava, por vía seca y descarga inferior

6 4. Aplicaciones de las Técnicas de Mejora del Terreno La mejora del terreno es una técnica que presenta grandes ventajas en obras en las que se presenten los siguientes problemas suelos blandos de estratos delgados o no muy profundos suelos blandos de gran potencia con carga medias o bajas cargas superficiales obras lineales o superficiales para disminuir asientos diferenciales Por ello son idóneas en obras del tipo: o Naves industriales y comerciales o Almacenes o Silos y depósitos o Edificación baja y media o Viviendas unifamiliares o Depuradoras o Terraplenes o Rellenos