18414

Cimentación

L a compañía GEO —especialista en eldesarrollo de lodos de fluidificaciónpara cimentación y estabilización en

geotecnia—, ha tenido la oportunidad de par-ticipar en un obra con la empresa brasileñaBrasfond, donde se han realizado 1270 pilotesmediante el sistema G3® de GEO. La obratiene como objetivo la construcción de la nue-va central térmica de Pecém, en Fortaleza(Brasil).

La obraDicha obra está situada a 70 km de Fortaleza,en el estado brasileño de Ceará. La construc-ción de las cimentaciones de una nueva cen-tral térmica incluyó la ejecución de 1.270 pilo-tes con diámetros de 1.000 mm y profundida-des de hasta 17 metros (Foto 1).

Brasfond (empresa especialista responsa-ble de la ejecución de los pilotes), solicitó losservicios de GEO con el objetivo de garantizarla estabilidad de las excavacio-nes, y la calidad de los elemen-tos de cimentación ejecutadoscon el uso de polímeros del Sis-tema G3®.

Los terrenos perforados, es-tán formados por unas arenasblandas y poco compactas(NSPT 5 /15), desde la superficiehasta los 6/8 metros. Debajoexiste una capa de arcilla conbolos (NSPT 30/45) con profun-didades variables entre los 15 y17 metros.

Los pilotes se han empotrado2 a 3 metros en roca gneis me-dianamente alterada (W3) bajolas arcillas anteriormente descri-tas.

Los pilotesLos pilotes han sido ejecutados utilizándose elpolímero sintético PolyMud® como polímerobase del Sistema G3®, para garantizar la es-tabilización de la perforación y mantener valo-res bajos en contenido en arena para mante-ner la calidad del hormigonado (Foto 2).

Los parámetros de trabajo del fluido sehan mantenido dentro de las normas reco-mendadas por GEO. Así, la viscosidad (embu-do de Marsh) se ha mantenido entre 60 y 65segundos, la densidad entre 1,00 g/cm3 y1,04 g/cm3, el pH entre 11 y 12, y los conteni-dos de arena entre 0,5% y 1,0%.

Las pruebasPara garantizar la calidad de los pilotes, sehan realizado 7 pruebas de carga estática, deacuerdo con la Norma Brasileña NBR12131,para garantizar que los elementos de cimenta-ción sean adecuados para la estructura pro-

yectada y confirmar la carga de trabajo nomi-nal prevista de 320 t.

La estructura de reacción utilizada para laspruebas, han sido dos pilotes de diámetro1.200 mm y con empotramientos variablesentre 2 y 3 metros (Foto 3).

La prueba se compone de una fase decompresión, con aumentos de presión, y deuna fase de descompresión, de alivio de lapresión ejercida. Se han aplicado 10 nivelesde presión con aumentos no superiores al20% de la carga de trabajo prevista para el pi-lote ensayado. La fase de descompresiónestá compuesta, por lo menos, por cuatro ni-veles (NBR12131).

La capacidad de carga de un pilote depen-de esencialmente de dos factores de resisten-cia: la resistencia de punta y la fricción lateral.Mientras que la primera depende de la resis-tencia del terreno de empotramiento y de la re-sistencia del propio hormigón, en la otra influ-

ye una serie de parámetros. Laresistencia del hormigón; los pa-rámetros de resistencia del sueloatravesado; el perfil de la excava-ción y, por último, los parámetrosde resistencia de la superficie decontacto hormigón-suelo.

ResultadosLos resultados han sido realmen-te positivos: se ha alcanzado eltriple de la carga nominal de tra-bajo. Las pruebas de carga com-probaron que los polímeros delSistema G3® garantizan una ele-vada capacidad de carga a tra-vés de la mejora de los paráme-tros que influyen en los valores deadherencia del fuste del pilote.

Durante los últimos tiempos se está produciendo un importante avance deluso de lodos a base de polímeros en la ejecución de cimentaciones especiales,esta nueva tecnología está desplazando el uso de sistemas tradicionales deestabilización (lodos bentoníticos y camisas recuperables). Una de las principalesventajas es la mejora de la calidad global de la cimentación, además de otrosbeneficios medio ambientales y mejoras en la gestión de la obra. Este artículoaporta una prueba documentada sobre la adherencia en fuste de los pilotesejecutados mediante lodos poliméricos, versando el mismo sobre una pruebarealizada sobre pilotes ejecutados con esta técnica.

Prueba de carga sobre pilotes ejecutados con polímeros

Palabras clave:BENTONITA, CAKE, ESTABILIZACIÓN,LODO POLIMÉRICO, MEMBRANA, PANTALLA,PILOTE, POLÍMERO, POLYMUD, PRUEBAS

DE CARGA, SISTEMA G3, SUELO.

BENTONITE, DIAPHGRAM WALL, G3 SYSTEM,MEMBRANE, PILES LOAD TEST, POLYMER,

POLYMUD, SOIL STABILIZATION.

- Dpto. Técnico deGEO-GROUND ENG. OPERATIONS, S.L.

Obra: cimentación mediante pilotes de la Central Térmica de Pecém (Fortaleza, Brasil)

m [Foto 1].- Vista de la obra.

18415

Cimentación

Las pruebas realizadas han dado un es-pectro de resultados que dependen esencial-mente del valor de empotramiento en el suelofirme (Cuadro I). Por medio del control de lospilotes de reacción, fue posible determinar enqué momento, o a partir de qué nivel de car-ga, pasaba a ser determinante la capacidadde resistencia de punta, o sea, a partir de quécarga era eliminada la fricción lateral.

Los pilotes con mayores valores de empo-tramiento (2,90 m) dieron mejores resultados,con valores de carga alrededor de 1.100 t (mé-todo gráfico de Mazurkiewsky). Los pilotes conempotramiento de 2,70 m dieron resultadosconsiderablemente inferiores, alrededor de 850t, mientras que en los pilotes con 2,00 m deempotramiento, la carga no superó las 500 t.

Conclusión (relación polímero -pruebas de carga)

La distribución de los resultados muestra laimportancia de la fricción lateral en el conjuntode resistencia de los pilotes ensayados. En

este proyecto se ha optimizado la adherenciaen fuste, existiendo factores fundamentalespara llegar a los resultados obtenidos:

a) La estabilización del suelo aseguró exca-vaciones con geometría regular. Com-probado por los valores bajos de sobre-consumo.

b) La membrana existente en la superficiedel suelo es eliminada por completo, du-rante el ascenso del hormigón. El Poly-Mud® esta diseñado para que en con-tacto con el hormigón se descomponga,resultando de este modo mejorada lafricción hormigón-suelo.

c) Se procedió a la limpieza de la punta decada pilote y los parámetros del lodo sehan mantenido dentro de los valores re-comendados. Esto proporcionó unos

contenidos en arena muy bajos y comoconsecuencia una baja contaminacióndel hormigón.

d) Tiempo transcurrido entre el final de la per-foración e inicio de hormigonado, al serprácticamente inmediato se reduce la po-sibilidad de contaminación del hormigón.

Todos estos factores justifican la mejora dela fricción demostrada en las pruebas de car-ga llevadas a cabo.

Existen otras experiencias en las cuales seha utilizado el lodo polimérico de GEO en laperforación de anclajes de cable, utilizándoseel lodo con un doble fin, por un lado el arras-tre de detritus y por otro la estabilización de laperforación. Aunque los ensayos de tesadosobre estos anclajes no están suficientementedocumentados, los resultados han sido igual-mente satisfactorios al caso que nos ocupa.

Agradecimientos Expresar el agradecimiento a todas las per-

sonas y entidades que han colaborado apor-tando fotografías, gráficos, acceso a docu-mentación, etc., y todo lo preciso para poderpublicar el artículo.

Agradecimiento especial al equipo directivode Bransfond —N. Libano y A. Caputo— porla oportunidad para colaborar juntos para laejecución de esta obra. Además de al equipotécnico formado por O. Jacob, M. Petracco yG. Faccin por la total accesibilidad desintere-sada a toda la información necesaria.

m [CUADRO I].- Curva carga y descarga vs deformaciones.

m [Foto 3.-Colocacióndel bastidormetálico.

m [Foto 2].-Disposiciónde la plantade lodos para3 equipos deperforación.

GEO-GROUND ENG. OPERATIONSAvda. Vía Láctea, s/n - Local, 25

28830 S. Fdo. de Henares (Madrid)

%: 912 773 179 • Fax: 912 919 776E-mail: info@geosoil.comWeb: www.geosoil.com/espana

i