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1.- MEJORAMIENTO DE SUELOS Y MODIFICACION DEL TERRENO
El suelo en un sitio de construcción no será siempre totalmente adecuado para
soportar estructuras como edificios, puentes, carreteras y presas. Por ejemplo, en
depósitos de suelo granular el suelo in situ tal vez esté muy suelto e indique un
gran asentamiento elástico. En tal caso, tiene que ser densificado para
incrementar su peso específico así como su resistencia cortante. En ocasiones los
estratos superiores del suelo no son adecuados y deben retirarse y reemplazarse
con mejor material sobre la cual puede construirse una cimentación. El suelo
usado como relleno debe estar bien compactado para soportar la carga estructural
deseada. Los rellenos compactados también se requieren en área de poca altura
para elevar el terreno donde se construirá una cimentación Estratos de arcilla
blanda saturada a menudo se encuentran a poca profundidad debajo de las
cimentaciones. Dependiendo de la carga estructural y de la profundidad de los
estratos de arcilla, ocurren grandes asentamientos por consolidación,
requiriéndose entonces procedimientos especiales de mejoramiento del suelo para
minimizar los asentamientos anteriormente mencionamos que las propiedades de
los suelos expansivos se alteran considerablemente agregando agentes
estabilizadores como la cal. El mejoramiento in situ de suelos por medio de
aditivos se conoce como estabilización.
En definitiva el mejoramiento de suelos pretende lo siguiente:
reducir el asentamiento de las estructuras.
mejorar la resistencia al cortante del suelo o incrementar así la capacidad
de carga de las cimentaciones superficiales.
incrementar el factor de seguridad contra posibles fallas de taludes y presas
de tierra.
reducir la contracción y expansión de suelos.
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Generalmente en el campo para la compactación de suelos se utilizan: rodillos de
ruedas lisas, rodillos patas de cabra, y rodillos neumáticos con hule.
En la actualidad existen varias técnicas de mejora de terreno que mencionaremos
detalladamente de acuerdo a los temas propuestos en este presente trabajo.
2.0 PRECARGA
El método de precarga consiste en someter al terreno a una presión aplicada en la
superficie antes de colocar la carga estructural, con la finalidad de aumentar la
densidad del mismo, disminuir los asientos que pueden originar posteriormente las
construcciones y, en consecuencia, aumentar la capacidad portante. La aplicación
de la precarga suele realizarse mediante rellenos de tierra o mediante la
colocación de tanques de agua sobre la superficie.
Estos sistemas se suelen utilizar para acelerar la consolidación de terrenos
cohesivos blandos, aunque también se aplican para la mejora de rellenos, limos
orgánicos e inorgánicos, turbas, etc. Se requiere un estudio minucioso del terreno
que se va a consolidar para poder predecir la magnitud de los asientos y el tiempo
de consolidación.
Para ejecutar este método de compactación, se extiende sobre el terreno que se
desea compactar una carga con un peso que tiene un valor de 1 ó 2 veces el de
las cargas que transmitirá al terreno el edificio que se va a construir. La
consolidación puede hacerse por zonas, utilizando las tierras existentes, que son
transportadas de uno a otro sitio, o en su caso, trasladando los tanques de agua.
A este sistema se le suele denominar “método de la duna móvil”.
El método de precarga puede ser la solución más viable cuando el terreno tiene
una capacidad portante insuficiente y las cargas de las futuras construcciones son
ligeras y uniformes. Sin embargo, presenta los siguientes inconvenientes:
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Excesivo plazo de ejecución, ya que el tiempo de consolidación puede ser
de varios meses (en ocasiones más de un año) y hay que prever la
disposición de la carga para conseguir el efecto previsto.
Este tiempo se reduce mediante la instalación de drenes, pero esta solución
aumenta el coste del tratamiento.
Coste elevado respecto a otras soluciones.
Necesidad de utilizar instrumentos y ensayos de control para proyectar
correctamente la precarga y prever el tiempo de aplicación.
Es necesario instalar una gran cantidad de piezómetros y se hace preciso
un reconocimiento muy completo del terreno.
El tratamiento afecta a instalaciones y estructuras próximas, pudiendo
originar asientos inadmisibles en sus cimientos. En el caso de pilotes
origina esfuerzos laterales y/o rozamiento negativo. La velocidad de los
asientos aumenta notablemente con drenes verticales que pueden ser de
arena o papel.
Corresponde a un método para disminuir los posibles asentamientos que se
producirán en un determinado suelo después de terminada la construcción.
Básicamente, consiste en colocar una carga durante un periodo de tiempo
determinado, a través de un relleno en la parte superior del suelo. Luego,
una vez que el suelo ha experimentado suficiente consolidación, el relleno
es removido y la construcción se lleva a cabo. En la estimación de los
asentamientos por precarga y el tiempo de consolidación, se utilizan las
expresiones de la teoría clásica de Terzaghi. La precarga tiene resultados
más efectivos en suelos arcillosos y la consolidación puede acelerarse
mediante técnicas complementarias para aumentar el drenaje.
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2.1 Ventajas del uso de la precarga
Sólo requiere el uso de maquinaria convencional de movimiento de tierras
(rodillos, bulldozers, etc.).
No requiere especialización o calificación en cuanto al operador de los
equipos de maquinaria pesada.
Este método tiene una historia en cuanto a buenos resultados de su
aplicación.
2.2 Desventajas del uso de la precarga
El área de relleno para la precarga se debe extender horizontalmente a lo
menos 10 m más allá del perímetro a utilizar (área a construir), lo que en
ocasiones no es posible cuando los sitios de trabajo son confinados o
reducidos.
La precarga requiere el transporte de grandes cantidades de material para
el relleno.
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El relleno para la precarga puede permanecer en su lugar durante tiempos
prolongados, lo que retrasa la construcción.
2.3 Tipos de precarga
Esta técnica consiste en colocar sobre el terreno una carga igual a la carga
definitiva, Pf, eventualmente aumentada de una sobrecarga, Ps (Fig. 2.1),
con lo que se logra lo siguiente:
Acelerar el desarrollo de los asentamientos de consolidación primaria.
Acelerar la aparición y el desarrollo de asentamientos de consolidación
secundaria.
Aumentar la resistencia no drenada del suelo.
En el caso de una precarga con sobrecarga, los dos primeros efectos son
dominantes: se remueve la sobrecarga cuando los asentamientos inducidos
garantizan el buen comportamiento de la obra futura.
El último efecto se logra generalmente mediante una construcción por
etapas y resulta útil cuando la resistencia inicial del suelo es insuficiente
para soportar la estructura definitiva sin que se presente la falla.
Cada etapa conduce a un mejoramiento del suelo que permite la realización
de la etapa siguiente.
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El incremento de resistencia esperado puede calcularse a partir de los
resultados de pruebas triaxiales consolidadas-no drenadas (CU).
El aumento del grado de consolidación del suelo se logra incrementando el
esfuerzo efectivo dentro del mismo, lo cual puede obtenerse aumentando el
esfuerzo total o disminuyendo la presión intersticial. El mejoramiento de los
suelos finos consiste por tanto en actuar sobre alguno de estos factores o
sobre los dos simultáneamente.
3.0 VIBROFLOTACIÓN
La necesidad de construir en zonas donde hace poco hubiera sido
indispensable, debido a la mala calidad de los suelos, ha dado lugar al
mejoramiento de terrenos; las técnicas de vibroflotación consiste en mejorar el
terreno mediante un instrumento llamado vibrador especial que se introduce en
el terreno.
Los procedimientos de vibroflotación resultan versátiles y permiten tratar el
terreno hasta una profundidad de 30 m bajo la superficie, es muy interesante
en comparación con otros métodos, como la compactación dinámica.
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Los objetivos principales que pueden alcanzarse en mayor o menor medida
con los tratamientos de mejora mediante vibroflotación son los siguientes:
4.0Aumento de la capacidad de carga del terreno.
5.0Reducción de asentamientos.
6.0Aceleración en el proceso de consolidación
7.0Aumento de estabilidad frente al deslizamiento (terraplenes).
8.0Disminución del riesgo de licuefacción.
3.1 VIBROFLOTADOR
En la figura 2.1 se muestra de forma esquemáticamente un vibroflotador. Se trata
de un cilindro metálico de unos 35 a 45 cm de diámetro, de 2 a 4.5 m de longitud y
de 2 a 4 tn de peso, en cuyo interior se aloja un motor eléctrico o hidráulico, el
motor hace girar una serie de masas excéntricas respecto a un eje vertical,
induciendo así a la vibración y fuerza lateral al terreno.
En los laterales del vibrador se disponen unas aletas, cuyo objetivo es evitar el
giro del aparato por encima del mismo se disponen unos pesados tubos de
prolongación separados del vibrador por medio de un aislador de vibraciones de
menor diámetro.
Desde el punto de vista de la ejecución, el vibrador se suspende libremente de la
pluma de la grúa y se introduce en el terreno, la penetración en el terreno se lleva
a cabo gracias al peso propio del aparato ayudado por la vibración, y dependiendo
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del método, por chorros de agua expulsados desde su punta y sus laterales,
algunos vibradores más modernos van montados sobre una maquina autónoma
que incorpora sistemas de empuje hidráulico y no requieren el empleo de una
grúa.
3.2 PROCEDIMIENTO DE EJECUCION
Las técnicas de empleo dependen directamente de la naturaleza del terreno se
puede efectuar una división en dos grandes grupos en función de si el suelo a
tratar se considera granular o cohesivo, a los efectos de la vibroflotación la
frontera entre ambos tipos de suelo no es habitual, estableciéndose en función de
un determinado contenido de finos. (Porcentaje en peso de partículas con
diámetro inferior a 0.08 mm).
3.2.1 Suelos granulares (vibro compactación)
El primer método basado en introducir un vibrador en el terreno se dirigió en base
a la densificación de suelos flojos no cohesivos.
El vibrador se introduce en el terreno bajo la acción de su propio peso, las lanzas
de agua empleadas con baja presión y alto volumen, facilitan la penetración y
arrastran y evacuan el suelo suelto por el hueco anular que queda alrededor del
vibrador , el flujo de agua permite además mantener estables las paredes del
agujero y refrigerar el motor.
Para penetraciones muy profundas puede ser necesaria la inyección de agua a
varias alturas en el tubo de prolongación, a fin de facilitar la expulsión de la
suspensión de arena en el agua, si no se empleara la lanza de agua, la
compactación provocada por el vibrador durante su descenso podría ser tan fuerte
que la penetración resulte imposible.
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En suelos secos, el agua reduce la fricción intergranular y favorece grandemente
la penetración, la reducción de la fricción intergranular es general y ayuda a la
compactación.
Conforme se consigue la consolidación del terreno, se va elevando el vibrador,
repitiendo el proceso de compactación por tongadas de 30 a 60 cm de espesor.
Así hasta alcanzar la superficie del terreno, con lo que se consigue un elemento
de forma sensiblemente cilíndrica con mayor o menor material de aportación y un
terreno lateral con una densidad mayor que la inicial.
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3.2.2 Proceso de vibroflotación en suelos granulares
La mejora de la zona deseada se consigue aplicando a toda la superficie a tratar
este proceso puntual mediante una malla, normalmente triangular, con distancias
de 1 a 3 m entre los puntos de tratamiento consiguiendo una efectividad, en
términos de densidad relativa, entre un 70 y un 80%.
El radio de influencia del vibrador decrece según el tipo de terrenos, desde 2 m en
arenas limpias, hasta 0,7 m en arenas con más del 20% de finos. Thorburn admite
que pueden ser compactados terrenos con un contenido de finos de hasta el 30%
de los que pasan por el tamiz de 0,063 mm de abertura UNE (véase la figura)
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En suelos granulares, no cohesivos, la vibración origina una licuefacción del
terreno a una distancia de entre 30 y 55 cm del vibrador; que disminuye conforme
nos alejamos del mismo hasta hacerse prácticamente nula a 2,50 m. La vibración
originada por el aparato es transmitida al terreno en la fase de extracción, en la
cual y de forma simultánea puede aportarse material, produciéndose la
compactación del terreno.
En los terrenos granulares, en los que la distancia entre perforaciones oscila entre
1,8 y 2,5 m, pueden conseguirse presiones admisibles de 0,1 a 0,4 N/mm2 para
zapatas de 1 a 3 m de ancho, con asientos de 2,5 cm.
La vibroflotación se aplica en puntos de una malla regular, triangular o cuadrada si
bien la más normal es la malla triangular equilátera, con la que se logra la mejor
uniformidad de resultados, en este sentido hay que tener en cuenta el efecto de
compactación decrece con la distancia al punto de aplicación, y que para una
misma densidad de puntos de tratamiento por unidad de área, la distancia al punto
pésimo (centro de los triángulos o cuadrados de la malla) es mínima en la malla
triangular equilátera.
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La separación entre puntos de tratamiento suele variar entre 1.80 y 3.00m, los
factores que influyen en ello son la curva granulométrica, la forma de los granos y
la posible cementación (improbable en rellenos). Esta cementación queda rota con
la vibraciones y la lanza de agua y este es un inconveniente de los métodos
dinámicos frente a los estáticos, del mismo modo la efectividad del procedimiento
depende directamente del tipo de vibrador empleado con una buena aplicación del
método se puede lograr densificaciones relativas del 70% a 80%.
En la vibroflotacion para suelos finos se puede lograr mediante dos métodos;
vibrosustitución y vibrodesplazamiento.
Una vez comprobada la naturaleza del terreno y decantado el tipo de tratamiento
por el método de ejecución de columnas de grava actualmente utilizadas en la
avenida de evitamiento; el procedimiento a seguir depende del tipo de suelo y las
condiciones de agua subterránea.
3.2.2.1 Vibrosustitución (vibroflotación por vía húmeda)
Este procedimiento es aplicable en el caso de suelos blandos cohesivos en el que
las paredes laterales del hueco practicado por el vibrador no resultarían
autoestables o en el caso que el nivel freático se encuentre alto y sea preciso
penetrar sobre él. El rango habitual de resistencias al corte sin drenaje del terreno
para que este tipo de tratamiento sea aplicable oscila entre 20 y 50 kpa , llegando
ocasionalmente a 15 kpa.
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Fases de la vibrosustitución
Un gran incoveniente de la vibrosustitucion deriva en el gran volumen de agua
necesario para llevar acabo las columnas, además una vez empleada esta agua
suele llevar en suspensión cantidades importantes de suelo, lo que puede dar
lugar a inconvenientes en cuanto a sus condiciones de vertido en función a las
regulaciones medioambientales de cada zona.
3.2.2.2 Vibrosustitucion (vibroflotación por vía seca)
Cuando los suelos cohesivos a tratar son estables, no sensitivos y cuando el nivel
freático se encuentra suficientemente bajo , se puede emplear el método llamado
de vibrodezplazamiento o vibroflotación por vía seca para la formación de
columnas de grava compactada, la ventaja de este método frente al anterior
deriva que el empleo de lanzas de agua para ayudar a la penetración y
estabilización del agujero practicado ya no es necesario, para ello es necesario
que el hueco abierto sea auto estable con el vibrador lo que obliga a contar con
una resistencia suficiente al corte sin drenaje del suelo natural , que ha de
situarse al menos entre 30 y 60 kpa , en este sentido el nivel freático ha de
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encontrarse suficientemente profundo, por debajo de la máxima profundidad de
tratamiento, este sistema es especialmente adecuado para mejorar rellenos en
zona urbana, donde el empleo de grandes cantidades de agua y su evacuación
posterior con suelo en suspensión puede resultar complicada, también puede ser
adecuada para la mejora de suelos semisaturados .
En la fig se puede apreciar el procedimiento a seguir.
una de las desventajas de este método es que durante las extracciones, la
succión generada por el vibrador en su movimiento ascendente tiende a provocar
inestabilidad delas paredes de la perforación en niveles inferiores, la inyección de
aire comprimido compensa la succión y ayuda al izado del vibrador.
3.3 EMPLEO DE VIBROFLOTADORES ESPECIALES
Con el fin de calmar los inconvenientes asociados al empleo de grandes
cantidades de agua, se han desarrollado vibroflotadores especiales con ,los que
se puede ejecutar columnas por “vía seca, en terrenos muy blandos, no auto
estables, o en zonas de nivel freático elevado.
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Estos aparatos fueron desarrollados con el hecho de poder efectuar el vertido de
la grava directamente por la punta del aparato, por un hueco central en el m ismo
o a través de un tubo adosado lateralmente al vibroflotador su proceso es similar
al vibrodezplazamiento.
En las figuras se muestran estos procesos.
3.3.1 UTILIZACION DE LOS METODOS DE VIBROFLOTACION
3.3.1.1 CONSIDERACIONES COMPLEMENTARIAS
De acuerdo a la experiencia acumulada, las principales aplicaciones y las
limitaciones fundamentales de los procedimientos descritos anteriormente pueden
resumirse de acuerdo a la (FHA 1983)
Las principales aplicaciones de los métodos de vibroflotacion y ejecución de
columnas de grava se centran en el tratamiento del suelo bajo áreas
extensas de carga, tales como terraplenes, tanques y depósitos, si bien de
forma más puntual pueden asimismo emplearse bajo cargas limitadas como
zapatas.
Las cargas de diseño sobre columnas de grava suelen situarse en torno a
200 a 500 kn por columna.
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Los mejores resultados para las columnas de grava pueden obtenerse en el
caso de tratamiento de suelos cohesivos blandos con resistencias al corte
sin drenaje situadas entre 15 y 50 kpa. del mismo modo, las mayores
ventajas económicas de estos métodos suele darse cuando la profundidad
a tratar se encuentra entre 6 y 10 m.
El límite inferior de la resistencia al corte del terreno para la ejecución de
columnas suele situarse en unos 15 kpa .
El límite superior de resistencia al corte sin drenaje para la ejecución de
columnas de grava podría situarse entre 50 a 100 kpa. En cualquier cso los
suelos con mayor resistencia no suelen presentar problemas especiales de
capacidad de carga que los hagan objeto de tratamientos de mejora del tipo
indicado.
En suelos que contengan cantidades importantes de materia orgánica o
fangos el acudir a la ejecución de columnas puede ser problemático, ello es
debido a la elevad compresibilidad de estos terrenos y al escaso grado de
confinamiento lateral que proporcionan a las columnas, lo que puede dar
lugar a asentamientos importantes del suelo tratado. De hecho, cuando el
espesor de estas capas resulta mayor que uno o dos diámetros de
columna , en este proceso no debería acudirse a la vibrosustitución.
Los suelos sensitivos( suelos que experimentan reducciones significativas
de su resistencia al corte por remoldeo) también pueden presentar con
relación a la efectividad de las columnas de grava, ello es debida a la
disminución de su resistencia originada por la vibración y a la consiguiente
reducción del confinamiento de columnas, en estos casos los especialistas
estiman que debe emplearse el método húmedo y l mayor rapidez posible
en el proceso de ejecución. el mantenimiento excesivo de la vibración para
compactar la grava puede dar lugar a una columna de diámetro grande,
pero defectuosamente compactada y rodead de un suelo de peores
características, con pérdida de resistencia y confinamiento lateral.
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3.4 DISEÑO DE TRATAMIENTOS DE VIBROFLOTACION
3.4.1 Definiciones geométricas básicas
Como lo mencionado anteriormente, los puntos de tratamiento suelen distribuirse
en malla triangular equilátera, esta disposición resulta optima, porque da lugar a
que la distancia entre un punto de tratamiento y el más alejado o desfavorable
(centro del triángulo) sea mínima. A partir de esta disposición geométrica se
pueden definir parámetros ampliamente utilizados en la bibliografía especializada
que permiten describir más ampliamente el tipo de tratamiento.
Definiciones geométricas básicas
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En la figura (a) se ha representado un malla equilátera de tratamiento, los círculos
sombreados corresponden a las columnas de grava o arena cuya distancia entre
ejes es (s) el área de cada columna se representa como (Ac), siendo su diámetro
(Dc) .
Aunque en realidad el área tributaria de cada columna es un hexágono( dibujado
a trazos en la figura superior ) se puede representar con suficiente aproximación
como un circulo de área (A) dibujado en al figura (c).
4.0 Drenes verticales de arena
Son pozos verticales muy permeables que permiten la expulsión del agua y
disminuyen la distancia de drenaje. Su misión es disminuir el tiempo que tarda en
consolidar un determinado suelo. Este sistema se puede emplear combinado con
una precarga o con técnicas de vacío para disminuir el tiempo de duración del
tratamiento.
Inicialmente estos pozos drenantes eran de arena y se construían con técnicas
similares a las del pilotaje. Con la aparición de los geo textiles, estos drenes de
arena se han sustituido por mechas de geo textil permeable, comúnmente
denominados drenes mecha o drenes verticales prefabricados.
Los Drenajes Verticales se instalan para reducir el tiempo necesario para
consolidar suelos blandos al acelerar, con la ayuda de un recargo estático en la
superficie, la expulsión de su agua de poro. El drenaje vertical está hecho de un
núcleo flexible de polipropileno envuelto con un filtro de geotextil sintéticas, elegido
por sus propiedades de filtración y su resistencia a las abrasiones en la
instalación.
Los drenes verticales de material plástico o textil y sección plana o cilíndrica
pueden alcanzar profundidades de más de 40 metros. El diámetro más común es
de 20 a 40 mm y suelen colocarse en grupos de tres con espaciamiento entre ellos
del orden de 10 diámetros.
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El uso de drenes amplia el ámbito de la aplicación de la técnica de la precarga.
Los drenes afectan solo a la consolidación primaria del estrato y no tienen
influencia sobre la compresión secundaria del mismo.
Durante el proceso de precarga se lleva un control del proceso de consolidación y
de la magnitud de los asientos que se vayan produciendo, determinándose en el
proyecto de precarga el margen de resultados que puede ser admisible.
Dependiendo de la naturaleza y composición de los terrenos, los drenes pueden
consistir en columnas de arena o de material granular.
En muchos casos, es necesario construir una estructura o un terraplén sobre
suelos finos con pequeña resistencia al esfuerzo cortante. La resistencia inicial de
los suelos puede ser demasiado baja para que soporte el peso de la estructura sin
fallar. Sin embargo, si los suelos débiles pueden drenarse con la suficiente rapidez
como para permitir la consolidación casi al mismo tiempo que se aplica la carga, la
resistencia del material puede aumentar lo suficiente para permitir una
construcción segura.
Pueden construirse drenes verticales con el objeto de acelerar el drenaje en los
suelos relativamente impermeables. En los Estados Unidos, estos drenes son
comúnmente columnas de arena de 0.6 m de diámetro, dispuestos en cuadros o
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formando triángulos con separaciones de 3 a 5 m. La superficie del terreno sobre
los drenes se cubre con una capa de material permeable, y la estructura o
terraplén se construye en la parte superior de esta capa (fig. 9.6). Al aumentar el
peso, se expulsa el agua del subsuelo hacia los drenes, de los cuales escapa por
la capa permeable a las cunetas. Puede controlarse la rapidez de la consolidación,
variando la separación y diámetro de los drenes.
La instalación de los drenes de arena puede alterar mucho la estructura del suelo,
ya que puede disminuir su permeabilidad y su resistencia, y aumentar la
compresibilidad. La alteración es especialmente grande si los drenes se forman
con un mandril que desaloje el suelo. El no considerar o no disminuir estos efectos
desfavorables ha dado por resultado malas instalaciones.
El proceso de construcción es el siguiente:
Los drenes de arena se construyen taladrando agujeros a través de estratos de
arcilla en el campo a intervalos regulares y los agujeros son rellenados con arena.
Esto se logra de varias maneras.
Por perforación rotatoria y luego rellenando arena.
Por perforación con barrenas de paso continuo con vástago hueco y luego
rellenado con arena (a travez del vástago hueco)
Hincando pilotes huecos de acero, el suelo dentro del pilote e s expulsado
con chorros de agua y después se procede a rellenarlos con arena.
Después de rellenar con agua los agujeros perforados se aplica una sobre carga
en la superficie del terreno esta presión incrementa la presión de poros del agua
en la arcilla
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El exceso de presión de poros del agua en la arcilla se disipa por drenaje vertical y
radial hacia los drenes de arena lo que acelera el asentamiento del estrato de
arcilla.
4.1 USO DEL DRENAJE VERTICAL
Se implementa en procesos en los cuales se aplican cargas en arcillas y turbas,
donde la permeabilidad deficiente de estas capas genera que las aguas capilares
colgadas fluyan gradualmente y alteren lentamente el asentamiento.
Originando problemas en la estabilidad de la construcción de estructuras La
instalación del drenaje vertical en el subsuelo reduce la ruta de flujo de las aguas
colgadas.
Como resultado al proceso de consolidación puede reducirse desde décadas,
hasta seis meses o menos y que el aumento de estabilidad se acelere.
4.2 APLICACIONES EN OBRA CIVIL
Muros prefabricados
Muros de tierra reforzada
Estribos de puentes
Muros de contención de hormigón
Muros de sótano (edificación)
Drenaje de taludes
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4.3 MAQUINARIA E INSTALACIÓN
Instala el drenaje vertical con plataformas patentadas desarrolladas en la
instalación y construidas exclusivamente.
Mediante esta plataforma se inserta un perfil de acero (lanza) que contiene el
drenaje, esta lanza hacia arriba y abajo mediante un sistema de cilindros y
manivelas impulsado sobre la hidráulica de la grúa de orugas.
El drenaje que sobre sale de la parte inferior de la lanza se conecta a una placa de
anclaje, esta garantiza el sellado de la lanza de modo que la tierra no pueda entrar
en ella y también lleva el drenaje hacia la profundidad deseada.
Cuando la lanza alcanza la profundidad deseada se retrae, después de que la
lanza vuelve a la superficie el drenaje se corta y una nueva placa de anclaje se
ajusta en la parte inferior del próximo drenaje.
4.4 VENTAJAS
Drenaje de agua garantizado aún en el caso de alta presión de suelo y
deformación.
Pequeña perturbación para las diferentes capas del suelo.
Breve periodo de consolidación gracias al uso de un pequeño espacio de
drenaje.
Rápida instalación, promedio de 8.000 metros por día por maquina.
Instalación a una profundidad de drenaje de 65 metros.
No se necesita agua durante la instalación.
Posible instalación del centro y la estera del filtro a las propiedades del
suelo.
Instalación verificada con la ayuda de un registrador de drenaje GPS.
Implementación limpia, no se generan suelos con residuos.
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4.5 APLICACIONES
Preparación de distritos residenciales para la construcción.
Instalación de infraestructuras (carreteras, ferrocarriles, puertos y
aeropuertos).
Instalación de diques.
Proyectos de recuperación del suelo.
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4.6 Drenes verticales prefabricados
Los Drenajes Verticales Prefabricados (PVD o Wick Drains) de Ceteau son bandas
de drenes prefabricadas, constituidas por un núcleo de polipropileno extruido en
una configuración que transmite al máximo el flujo de agua en ambas caras del
núcleo. El núcleo está envuelto en un filtro geo textil no tejido, soldado
ultrasónicamente entre sí en sus bordes. Los Wick Drains proporcionan una alta
conductividad del agua y se pueden instalar fácilmente con un espaciamiento
diseñado para reducir la trayectoria de la presión de poro en suelos impermeables
y acelerar así el proceso de consolidación.
El mejoramiento de suelo profundo mediante Wick Drains es aplicado en suelos
compresibles saturados de agua, tales como turba y arcilla, donde asentamientos
significativos pueden ocurrir. Los Drenes verticales prefabricados son empleados
para acelerar los asentamientos y de esta manera reducir el periodo de ejecución
de proyecto, y evitar asentamientos diferenciales posteriores a la construcción. El
periodo de consolidación se puede reducir de forma adicional, por medio de la
aplicación de sobrecarga en la parte superior del terraplén o relleno.
4.6.1 Ventajas de los Drenes Verticales Prefabricados:
Distorsión o perturbación mínima en los sustratos
Capacidades de instalación hasta 60 metros de profundidad
Monitoreo del proceso de instalación
Velocidad máxima de instalación hasta 1500m/hora
Se pueden instalar distribuciones de espaciamiento densas
Rendimiento probado.
Los Wick Drains son instalados en forma vertical a través del estrato blando a
deshidratar. El suelo está constituido por tres elementos:
sólido, agua y aire
el agua es incomprensible y se filtra a través del geo textil de la banda, es
canalizada al exterior por el núcleo
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el suelo y el aire son comprimidos por el efecto combinado de la deshidratación
y la aplicación de la sobrecarga.
La posición vertical del dren le permite que el drenaje del suelo sea en la distancia
más corta, acelerando la consolidación; permitiendo que el esqueleto del suelo
quede en estado compacto, capaz de soportar el peso de una nueva condición de
carga tal como una plataforma de reclamación en puertos, terraplén de la
carretera, un relleno hidráulico o un dique.
4.7 TIPOS DE DRENES VERTICALES PREFABRICADOS
Los tipos de drenes empleados con más frecuencia son los prefabricados entre
ellos están los:
DRENES GEODRAIN
DRENES MEBRADAIN
4.7.1 DRENES DE GEODRAIN
Esta es una patente sueca, consiste en una banda de material plástico acanalada
y encerrada en una funda papel resistente en estado húmedo y por la cual se filtra
el agua cuando ha sido instalado verticalmente en el terreno.
El instituto Geotécnico sueco a realizado comparaciones de los dos sistema,
donde se evidencia que tienen las mismas ventajas pero este genera una menor
perturbación en el suelo.
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PROPIEDADES
Elevada capacidad de drenaje
Excelente comportamiento a las compresiones y a largo plazo
Elevada resistencia al aplastamiento
Elevada resistencia a la tracción
Durabilidad
Ligereza y flexibilidad
Facilidad de transporte y almacenamiento
4.7.2 Mebra Drain
Es una lámina prefabricada, realizada en polipropileno de alta calidad, con filtros
que se adaptan a las condiciones del terreno.
Gran fuerza mecánica
Alta resistencia contra bacterias y microorganismos.
Resistente a los ácidos, disolventes, etc.
Resistencia permanente a través del tiempo.
Mínimo desplazamiento bajo fuerte presión.
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